Вибрационный насос Советский патент 1992 года по МПК F04F7/00 

w

Ё

Изобретение относится к насосострое- нию, может быть применено для перекачивания различных жидкостей и позволяет повысить КПД путем увеличения амплитуды колебаний пластин. Вибрационный насос содержит корпус 1, вибррпривод с рабочим органом 2, закрепленным посредством упругих элементов 3, и всасывающий и нагнетательный клапаны 4 и 5. Вибропривод выполнен в виде двух круглых сплошных пластин, расположенных параллельно одна другой, в корпусе между пластинами имеются отверстия, в которых установлены клапаны 4 и 5. При подаче напряжения на преобразователи пластины приходят в колебательное движение, объем рабочей камеры 1 изменяется и жидкость перемещается от клапана 4 к клапану 5.3 ил.

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

Известны осцилляторные насосы, основу конструкции которых составляют две би- морфные пьезокерамические или ферромагнитные пластины, подключенные к источнику электропитания. При подаче возбуждающего переменного напряжения пластины начинают колебаться в противо- фазе. Наличие при этом прямого и обратного клапанов обеспечивает прокачку жидкости. Управление насосом такого типа осуществляется путем изменения напряжения возбуждения и частоты питания.

Недостаток этого насоса заключается в том, что жесткое закрепление обоих концов пластин в корпусе приводит к передаче части энергии от колеблющихся пластин к корпусу, что в конечном итоге приводит к снижению КПД насоса.

Наиболее близким к предлагаемому является вибрационный насос с рабочим органом в виде круглых пластин и клапанами: прямым и обратным. При этом круглые пластины выполнены с центральными отверстиями и отстоят одна от другой на расстоянии четверти резонансной волны. Пластины закреплены в корпусе посредством упругих элементов, а клапаны установлены напротив отверстий. Выполнение пластин предполагает две взаимные разновидности материала: металл с дисковыми поляризованными по толщине пьезопреоб- разователями с электродами, закрепленными на поверхностях пластин коаксиально; и пьезоэлектрик в виде биморфа с коаксиальными электродами.

N

ю оэ

КПД этого насоса гораздо выше известного. Однако выполнение вибропривода в виде круглых пластин с отверстием в центре, через которое перекачивается жидкость, увеличивает их жесткость, а вместе с тем уменьшает амплитуду колебаний колец. Кроме того, привлеченный слой жидкости, постоянно присутствующий с внешней стороны пластин, оказывает на пластины дополнительное давление, вызывающее увеличение гистерезисных потерь в пластинах. В конечном итоге эти недостатки уменьшают КПД насоса в целом.

Цель- повышение КПД насоса путем повышения эффективности в работе привот да насоса, а именно за счет увеличения амплитуды колебаний пластин. + :

Для этого вибрационный насос содер- жит корпус, в среднем сечении которого по высоте выполнены два отверстия для про- .качки жидкости. Всасывающий и нагнетательный клапаны установлены напротив отверстий. Привод с рабочим органом выполнен в виде двух круглых сплошных пластин, самостоятельно установленных в корпусе симметрично вертикальной оси параллельно одна другой на расстояний, равном четверти резонансной . волны. Крепление пластин в корпусе осуществлено по нулевой окружности, имеющей место при поперечно-изгибных колебаниях пластины с модой поперечно-изгибных колебаний m 1, п О, посредством упругих элементов, Пластины могут быть выполнены металлическими с круглыми поляризованными. потолщине пьезопреобразователями с электродами, закрепленными на поверхностях пластин симметрично оси пластин, и биморфными из пьезоэлектрического материала с металлическими электродами по диаметру нулевой окружности.

На фиг.1 показан насос, продольный разрез; на фиг.2 - пластины, продольный разрез; на фиг.З - схема взаимодействия колебаний пластин.

Насос содержит корпус 1. в котором установлены вибропривод с рабочим органом 2, закрепленным в корпусе посредством упругих элементов 3, и одноименные нагнетательный и всасывающий клапаны 4 и 5. Вибропривод с рабочим органом выполнен в виде круглых пластин, размещенных в корпусе параллельно одна другой на расстоянии четверти резонансной волны и за- крепленных по нулевой окружности, имеющей место при поперечно-изгибных колебаниях пластины с моды m 1, п - 0. При

этом пластины выполнены из металла, а на поверхностях закреплены пьезопреобразо- ватели 6, поляризованные по толщине с электродами 7. Пластины также могут быть

биморфными из пьезоэлектрика, на боковых поверхностях которых закреплены дисковые металлические электроды. Клапаны 4 и 5 установлены в соответствующих отверстиях, которые выполнены в корпусе 1, в

среднем его сечении между пластинами. Насос работает следующим образом. На дисковые преобразователи 6 подается возбуждающее напряжение от внешнего источника переменного тока. Пластины приходят в колебательное состояние, мгновенная картина которого показана на фиг.З. Направление поляризации преобразователей подобрано так, что пластины одна по отношению к другой колеблются в противо- фазе. В результате объем рабочей камеры

изменяется и прокачиваемая жидкость перемещается от всасывающего отверстия до нагнетательного. Одноименные клапаны 4 и 5, установленные в отверстиях, способствуют активному перемещению жидкости к выходу.

Предлагаемая конструкция насоса проста, технологична и позволит обеспечить высокую эффективность вибропривода благодаря тому, что удается максимально увеличить рабочую поверхность пластин и освободить пластины от привлеченного слоя жидкости и тем самым обеспечить максимально возможную амплитуду колебаний . пластин и повысить значительно в конечном

итоге КПД насоса.

Формула изобретени я Вибрационный насос, содержащий корпус, установленный .в нем вибропривод с рабочим органом, выполненным в виде двух

круглых пластин, расположенных параллельно одна другой на расстоянии, равном четверти резонансной волны, и закрепленных в корпусе по нулевой окружности, имеющей место при поперечно-изгибных

колебаниях пластины с модой радиальных колебаний m e 1 и модой тангенциальных колебаний п 0, посредством упругих элементов, и всасывающий и нагнетательный клапаньцо тличающийся тем, что, с

целью повышения КПД путем увеличения амплитуды колебаний пластин, пластины выполнены сплошными, а в корпусе между пластинами имеются всасывающие и нагнетательное отверстия/расположенные в

среднем сечении корпуса, параллельном пластинам, и в этих отверстиях установлены одноименные клапаны,- .

М/

i

- 7

Фиг.1

Фиг.2

F