Пьезогидравлический насос Советский патент 1986 года по МПК F04F7/00 

Изобретение относится к электрогидравлическим приводам и может быть использовано при создании гидросистем автоматических линий, станков и манипуляторов.

Цель изобретения - повышение производительности путем ликвидации холостого хода.

На чертеже представлена схема предлагаемого пьезогидравлического насоса.

Пьезогидравлический насос содержит корпус 1 с всасывающим 2 и нагнетательным 3 патрубками, на которых установлены пьезокерамические клапаны 4 и 5, установленный в корпусе 1 рабочий орган, выполненный в виде поршня 6 со штоком 7, причем насос дополнительно снабжен поршнем 8 со штоком 9 поршни 6 и 8 установлены в корпусе 1 с осевым зазором, с образованием трех полостей 10-12, средней 11 и двух крайних 10 и 12, последние из которых соединены между собой, штоки 7 и 9 выполнены из набора пьезокерамических шайб, размеш.ены в крайних полостях 10 и 12 корпуса 1 и закреплены на его торцах и поршнях 6 и 8, а пьезокерамические клапаны 4 и 5 выполнены двусторонними с нормально открытым и нормально закрытым выходами, причем вход одного клапана 4 соединен с крайней полостью 10 корпуса 1, а вход другого 5 - со средней полостью 11 корпуса 1, нормально открытый выход каждого из клапанов соединен с нормально закрытым выходом соседнего клапана. Клапаны 4 и 5 соединены между собой трубопроводами 13 и 14, а полости 10 и 11 корпуса - трубопроводами 15 и 16 с клапанами 4 и 5. Полости 10 и 12 соединены между собой трубопроводом 17.

Устройство работает следующим образом.

При подаче электрического напряжения на электроды пьезокерамических шайб штоки 7 и 9 в результате обратного пьезоэффек- та деформируются, увеличиваясь по толщине и пропорционально уменьшаясь по диаметру. В результате поршни 6 и 8 приближаются один к другому. Объем средней полости 11 корпуса 1 уменьшается, а объем крайних полостей 10 и 12 увеличивается, причем поскольку деформация пьезокерами- ки происходит при сохранении первоначального объема, т. е. при ее деформации происходит только пропорциональное изменение геометрических размеров, то сколько жидкости вытесняется из полости 11, столько же ее поступает в полости 10 и 12. Эффективной площадью поршня является площадь его торцевой поверхности. Следовательно, штоки 7 и 9, хоть и закрывают часть торцовой

Составитель Н. Иванков

Редактор С. СаенкоТехред И. ВересКорректор А. Шароши

Заказ 1689/35Тираж 586Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретенн и открытий

113035, Москва, , Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5

поверхности поршней 6 и 8, но обеспечивают равное изменение объема полостей с обеих сторон каждого из поршней.

Вытесненная из полости 11 жидкость по трубопроводу 16 поступает на вход клапана 5 и через его нормально открытый выход в нагнетательный патрубок 3. Одновременно увеличившиеся на такую же величину полости 10 и 12 через трубопровод 15 и нормально открытый выход клапана 4

0 всасывают жидкость из всасывающего патрубка 2.

После полного удлинения пьезокерамических шайб штоков 7 и 9 подается электрическое напряжение на электроды пьезокерамических колец клапанов 4 и 5. В результате обратного пьезоэффекта нормально открытые выходы клапанов закрываются, а нормально закрытые открываются.

После этого к штокам 7 и 9 генератора деформаций подводится напряжение об0 ратной полярности. В результате штоки 7 и 9 сокращаются по длине и увеличиваются на пропорциональную величину в диаметре. При этом поршни 6 и 8 раздвигаются, увеличивая в объеме полость Пи уменьшая в объеме полости 10 и 12. Из по5 лостей 10 и 12 жидкость вытесняется через трубопровод 15 через открывшийся выход клапана 4 и трубопровод 14 в нагнетательный патрубок 3. Полость 11 заполняется жидкостью по трубопроводу 16 через открывшийся выход клапана 5, трубопровод 13 и всасывающий патрубок 2. Теперь пьезо- клапаны 4 и 5 обесточиваются. В результате клапаны 4 и 5 принимают первоначальные размеры, а выходы клапанов переходят в первоначальное состояние. После этого к пьезогенератору снова подводится напряжение, обеспечивающее удлинение штоков 7 и 9, и цикл повторяется.

При необходимости реверсирования создаваемого насосом расхода удлинение штоков 7 и 9 осуществляют при одновремен0 ном удлинении пьезоэлементов клапанов 4 и 5. В этом случае вытесняемая из уменьшающейся полости 11 жидкость поступает в патрубок 2, который теперь является нагнетательным. Всасывание в полости 10 и 12 при этом происходит из патрубка 2. При подаче на пьезогенератор напряжения обратной полярности, т. е. при сокращении щтоков 7 и 9, пьезоклапаны обесточиваются. Такая последовательность запитки пьезоэлементов обеспечивает перекачку жидQ кости из патрубка 3 в патрубок 2, т. е. для реверсирования насоса достаточно изменить последовательность включения пьезоэлементов штоков и клапанов.

0

5