Вибрационный насос Советский патент 1992 года по МПК F04F7/00 

сл

С

Изобретение относится к насосострое- нию, может быть использовано для перекачки различных жидкостей и позволяет повысить производительность путем изменения цикличности подачи перекачиваемой среды. Вибрационный насос содержит корпус 1, включающий две рабочие камеры 2,3, в стенках которых выполнены отверстия 4, 5, 6, 7 и установлены клапаны 8. 9, 10, 11, вибрационный привод 12 в виде пластины 13 с пьезокерамическими преобразователями 14. При подаче напряжения на пьезопре- образователи 14 пластина 13 начинает колебаться и объем рабочих камер изменяется, перекачивая при этом жидкость. 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к приборам на твердом геле, а именно пьезоэлектрическим.

Известны осцилляторные насосы, основу которых составляют бимсрфные и ферро- магнитные пластины, подключенные к источнику электропитания. При подаче возбуждающего переменного напряжения пластины начинают колебаться в противофазе. Наличие при этом прямого и обратного клапанов обеспечивает прокачку жидкости. Управление насосами такого типа осуществляется путем изменения напряжения возбуждения и частоты питания (1).

Недостаток таких насосов заключается в том, что жёсткое закрепление обоих пластин в корпусе приводит к передаче части энергии от колеблющихся пластин к корпусу, что в конечном итоге приводит к снижению КПД. Кроме того, производительность насоса определяется цикличностью деформаций пластин, укладываемой в два полупериода изменения напряжения источника литания.

Наиболее близким к предлагаемому является вибрационный насос, содержащий корпус, в котором установлен вибропривод с рабочим органом и клапаны прямой и обратный. Вибрационный привод насоса выполнен в виде круглых пластин с центральными отверстиями. Пластины установлены в корпусе посредством упругих элементов, прижимающих Пластины по нулевой окружности с модой радиальных колебаний m 1 и модой тангенциальных колебаний п 0, и отстоят друг от друга на расстоянии четверти резонансной волны. Клапаны установлены напротив отверстий. При этом пластины могут быть выполнены из металла с пьезопреобразователями на плоских поверхностях, либо биморфные пьезокерамические с металлическими электродами на внешних плоских поверхностях.

vj N5

СО О

КПД этого насоса выше предыдущего и обусловлен он в первую очередь исключением перекачки энергии корпусу. Однако про- изводительность насоса низка и определена она как и у предыдущего цикличностью процесса перекачки жидкости, растянутой на два полупериода изменения напряжения источника питания.

Целью изобретения является повышение производительности насоса.

Это достигается путем уменьшения цикличности процесса перекачки жидкости.

В известном насосе, содержащем корпус, установленный в нем вибропривод с рабочим органом, выполненным в виде, по меньшей мере, одной круглой пластины, закрепленной в корпусе по нулевой окружности,имеющейместопри поперечно-изгибных колебаниях пластины с модой радиальных колебаний m 1 и модой тангенциальных колебаний п О посредством упругих элементов, и всасывающий и нагнетательный клапаны, дополнительно установлены всасывающий и нагнетательный клапаны, а в корпусе выполнены соответственно всасывающее и нагнетательное отверстия. Пластина же размещена в корпусе с образованием двух рабочих камер, причем в каждой камере по ее среднему сечению расположены всасывающее и нагнетательное отверстие, в которых установлены одноименные клапаны.

На фиг.1 представлен насос, продольный разрез; на фиг.2 - форма колебаний пластины; на фиг.З - вид сверху и разрез пластины.

Насос содержит корпус 1, включающий две рабочие камеры 2 и 3. В стенках каждой камеры в среднем сечении по высоте выполнены отверстия 4, 5, б, 7 и установлены всасывающие 8, 9 и нагнетательные 10, 11 клапаны. Вибрационный привод 12с рабочим органом установлен на границе двух рабочих камер, закреплен в корпусе посредством упругих элементов и выполнен в виде круглой металлической пластины 13, на боковых поверхностях которой коакси- ально закреплены круглые пьезокерамиче- ские преобразователи 14, поляризованные по толщине с электродами. При этом вибрационный привод закреплен в корпусе по нулевой окружности поперечно-изгибных колебаний моды m 1 и п 0, а размеры пьезопреобразователей не превышают величины диаметра нулевой окружности, т.е. диаметр пьезопреобразователя

Дпр.{1-0,132)Дпл., где Дпл. - диаметр пластины. Следует отметить, что вибропривод может быть выполнен в виде биморфа из пьезокерамических пластин, на внешних

боковых поверхностях которого закреплены металлические электроды, выполненные аналогичных размеров, что и вариант на основе металлической пластины.

Насос работает следующим образом.

На пьезопреобразователи 14 подается возбуждающее напряжение. Пластина 13 начинает колебаться, принимая положения, показанные на фиг.2. При колебаниях пластины 13 происходит одновременное противоположное изменение объема рабочих камер 2, 3. Объем одной камеры увеличивается - происходит всасывание жидкости, объем другой камеры уменьшается - происходит выталкивание жидкости. Это изменение происходит в один полупериод. В

следующий полупериод процесс в. камерах противоположный. Т.е. цикл отдельно взятой камеры распространяется на два полупериода. Что же касается насоса, то его рабочий цикл укладывается в один полупериод изменения напряжения источника питания.

Предлагаемый осцилляторный насос при его достаточно простом конструктивном исполнении обладает высокой производительностью.

Формула изобретения Вибрационный насос, содержащий корпус, установленный в нем вибропривод с рабочим органом, выполненным в виде, по

меньшей мере, одной круглой пластины, закрепленной в корпусе по нулевой окружности, имеющей место при поперечно-изгибных колебаниях пластины с модой радиальных колебаний m 1 и модои тангенциальных колебаний п - 0, посредством упругих элементов, и всасывающий и нагнетательный клапаны, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности путем

уменьшения цикличности подачи перекачиваемой среды, насос снабжен дополнительными всасывающим и нагнетательным клапанами, в корпусе выполнены всасывающие и нагнетательные отверстия,а пластина размещена в корпусе с образованием двух рабочих камер, причем в каждой камере корпуса по ее среднему сечению расположены всасывающие и нагнетательное отверстия, в которых установлены одноименные клапаны.

4

б Ю К 3 7 Н йиг.1

L I С С j,(J, f. СЛЛ1, Л ,. 1„ .(L | УУУУ ЛЛАХХХХХХХХХУДГ

ттояяитаивйИК. ж

te J

Фиг. 2