Вибронасос Советский патент 1991 года по МПК F04F7/00 

Изобретение относится к насосострое- нию и может быть использовано для перекачки агрессивных жидкостей и жидкостей, требующих стерильности оборудования.

Цель изобретения - увеличение производительности.

На фиг.1 изображена схема вибронасоса; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.2 на фиг.4 - сечение А-А на фиг.1 при выполнении боковых поверхностей радиальных перегородок винтовыми; на фиг.5 - сечение Б-Б на фиг.4 при выполнении боковых поверхностей радиальных перегородок винтовыми; на фиг.6 - схема вибропривода.

Вибронасос содержит корпус 1 с всасывающим и нагнетательным патрубками 2 и 3. рабочий орган и поворотный вибропривод 4 с пьезокерамическими пластинами 5, зафиксированными одним концом в корпусе 1, а другим связаны с рабочим органом. Рабочий орган выполнен в виде верхнего и нижнего дисков 6 и 7 с радиальными перегородками 8 между ними. Корпус 1 в зоне рабочего органа имеет форму цилиндра с плоскими радиальными выступами 9 по его внутренней поверхности, установленными между перегородками 8 с образованием рабочих камер 10 и 11. В нижнем диске 7 напротив выступов 9 выполнены всасывающие окна 12. В корпусе 1 со стороны верхнего диска 6 в области крепления выступов 9 выполнены нагнетательные окна 13. Всасывающие окна 12 выполнены в виде радиальных пазов с шириной, равной толщине выступов 9. Расстояние между дисками б и 7 соответствует ширине выступов 9. Торцы выступов 9 образуют с соответствующими поверхностями рабочего органа щелевые уплотнения. Поворотный вибропривод 4 выполнен в виде герметичного трубчатого элемента 14 из упругого материала с торцовыми крышками 15 и 16, установленного с возможностью возвратно-поступательного перемещения, внутри которого вдоль его продольной оси с упором в торцовые крышки 15 и 16 последовательно размещены пьезокерамические пластины 5, гидравлический мембранный мультипликатор 17 и упорный подшипник 18, Боковые поверхности 19 радиальных перегородок 8 могут быть выполнены винтовыми, при этом поперечное сечение каждой перегородки 8 имеет форму равнобедренной трапеции, большее основание которой расположено у нижнего диска 7 (см. фиг.4 и 5). Трубчатый элемент 14 может быть выполнен с винтовой канавкой 20 на наружной поверхности или из предварительно скрученного материала с гладкой наружной поверхностью.

Пьезокерамические пластины соединены механически последовательно и установлены перпендикулярно продольной оси вибропривода и электрически параллельно и подключены к источнику переменного элекрического напряжения (не показан).

Гидравлический мембранный мультипликатор 17 выполнен в виде гидравлической камеры 21, образованной двумя

0 мембранами 22 и и 23 разного диаметра с жесткими центрами, большая из которыхус- таноплена с возможностью контакта с пьезокерамическими пластинами 5, в меньшая - с упорным подшипником 18.

5 Вибронасос работает следующим образом.

. К пьезокерамическим пластинам 5 вибропривода подводится переменное электрическое напряжение. В результате

0 обратного пьезоэффекта пьезопластины 5 начинают периодически изменять свой размер в направлении продольной оси. Через гидравлический мембранный мультипликатор 17 вследствие разности площадей мем5 бран 22 и 23 деформация пьезопластин 5 увеличивается пропорционально соотношению площадей мембран 22 и 23. Через подшипник 18 это удлинение приводит к продольной деформации трубчатого эле0 мента 14. Вследствие наличия на трубчатом элементе 14 винтового бурта, выполняющего роль пружины, свободный конец трубчатого элемента 14 благодаря наличию подшипника 18 будет закручиваться. При

5 обратной деформации пьезопластин 5 вследствие упругих свойств трубчатый элемент 14 будет закручиваться в обратную сторону. Таким образом, свободный конец вибропривода 4 будет совершать возврат0 но-поступательные крутильные колебания. Рабочий орган, будучи связанный со свободным концом вибропривода 4, также начинает совершать крутильные возвратно- поступательные колебания. Радиальные вы5 ступы 9, оставаясь при этом неподвижными, обеспечивают изменение объемов рабочих камер 10 и 11. Так, например, если увеличивается объем камеры 11, то одновременно с этим в ней открывается окно 12, обеспечи0 вающее заполнение камеры 11 жидкостью из всасывающего патрубка 2. Из камеры 10 при этом происходит вытеснение жидкости. Всасывающее окно 12 при этом для камеры 10 прикрывается. Вследствие радиального

5 расположения перегородок 8 и выступов 9 жидкость вытесняется к периферии рабочего органа, т.е. к месту крепления выступов 9 в корпусе 1. Направленное вытеснение жидкости придает ее дь.,/ ию инерционную составляющую. Вытеснение происходит через нагнетательные окна 13 к нагнетающему патрубку 3. В случае выполнения боковых поверхностей 19 радиальных перегородок 8 рабочего органа винтовыми (позиция 19 на фиг.4) жидкость при вытес- нении будет приобретать дополнительную инерционную составляющую за счет наклонности перегородки 8 относительно плоской поверхности выступа 9 (см. фиг.5). Таким образом, жидкость более интенсивно будет двигаться к нагнетающему патрубку 3 и меньшая ее часть сможет через зазоры вернуться к всасывающему патрубку 2.

При выполнении трубчатого элемента Низ предварительно скрученного упругого материала без нарезки на его наружной поверхности винтовой канавки он также будет совершать крутильные колебания и насос будет работать аналогично описанному.

Формула изобретения

1. Вибронасос, содержащий корпус с всасывающим и нагнетательным патрубками, рабочий орган и поворотный вибропривод с пьезокерамическими пластинами, зафиксированный одним концом в корпусе, а другим связанный с рабочим органом, о т- личающийся тем, что, с целью увеличения производительности, рабочий орган выполнен в виде верхнего и нижнего дисков с радиальными перегородками между ними. корпус в зоне рабочего органа имеет форму цилиндра с плоскими радиальными выступами по его внутренней поверхности, установленными между перегородками с образованием рабочих камер, в нижнем диске напротив выступов выполнены всасывающие окна, а в корпусе со стороны верхнего диска в области крепления выступов - нагнетательные окна, причем всасы510

15 20

25 3035-А

вающие окна выполнены в виде радиальных пазов с шириной, равной толщине выступов, а поворотный вибропривод - в виде герметичного трубчатого элемента из упругого материала с торцовыми крышками, установленного с возможностью возвратно-поступательного перемещения, внутри которого вдоль его продольной оси с упором в торцовые крышки последовательно размещены пьезокерамические пластины, гидравлический мембранный мультипликатор и упорный подшипник, при этом пьезокерамические пластины установлены перпендикулярно продольной оси вибропривода.

2.Вибронасос по п.1, отличающийся тем, что боковые поверхности радиальных перегородок выполнены винтовыми, поперечное сечение каждой перегородки имеет форму равнобедренной трапеции, большее основание которой расположено у нижнего диска.

3.Вибронасос поп,1,отличающий- с я тем, что трубчатый элемент выполнен с винтовой канавкой на наружной поверхности.

4.Вибронасос поп.1,отличающий- с я тем, что трубчатый элемент выполнен из предварительно скрученного материала с гладкой наружной поверхностью.

5.Вибронасос поп.1,отличающий- с я тем, что гидравлический мембранный мультипликатор выполнен в виде гидравлической камеры, образованной двумя мембранами разного диаметра с жесткими центрами, большая из которых установлена с возможностью контакта с пьезокерамическими пластинами, а меньшая - с упорным подшипником.

Изобретение относится к насосострое- нию и может быть использовано для перекачки агрессивных жидкостей и жидкостей, требующих стерильности оборудования. Цель иэобретегия - увеличение производительности. Для этого рабочий орган выполнен в виде верхнею 6 и нижнего 7 дисков с 13 радиальными перегородками между ними. Корпус 1 в зоне рабочего органа имеет форму цилиндра с плоскими радиальными выступами 9 по его внутренней поверхности, установленными между перегородками с образованием рабочих камер. Всасывающие окна 12 выполнены в диске 7 напротив выступов 9, а нагнетательные окна 13 - в корпусе 1 со стороны диска 6 в области крепления выступов 9. Поворотный виброприрод 4 выполнен в виде трубчатого элемента с торцовыми крышками установленного с возможностью возвратно-поступательного перемещения, внутри которого вдоль его продольной оси с упором в торцовые крышки поспедовательно размещены пьезокерамические пластины, гидравлический мембранный мультипликатор и упорный подшипник. 4 з.п. ф-лы, 6 ил. 3 (Л С Фиг 1

10

Фиг. 2

6-6

в

А-А

Фиг. I

LL

г

Фиг. 5

15

18

Фиг. 6