Устройство для получения постоянного тока на базе пьезоэффекта Советский патент 1977 года по МПК H01L41/08 H04R17/00 

1

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для получения постоянных токов при воздействии на пьезокварцевый элемент.

Известны устройства для генерирования малых постоянных токов путем воздействия механических усилий на пьезокварцевые пластины 1. Однако точность выходных параметров этих устройств низкая, диапазон получаемых токов относительно узок, а сами устройства в эксплуатации недостаточно удобны.

Наиболее близким по технической супд,ности является устройство для получения постоянного тока на базе пьезоэффекта, содержащее основание с расположенными на нем электродвигателем с червячной передачей, ходовым винтом с направляющим элементом, двумя рычагами с противовесами, одии из которых снабжен сменными грузами, а другой - скобой с пьезокварцевой пластиной, и поворотным рычагом 2.

Недостатком известного устройства является невысокая точность и узкий диапазон выходных токов.

Целью изобретения является повышение точности и расширение диапазона выходных токов.

Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве сменный груз выполнен в виде стакана, снабженного питающей трубкой, закреиленной на кронштейне и соединенной трубопроводом с гидроцилиндром.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 -схема шарнирного соединения ползуна и гайки.

Предлагаемое устройство содержит электродвигатель 1, установленный на массивной платформе 2 и соединенный с червячным редуктором 3, связанным с ходовым винтом 4, на котором помещена гайка 5, имеющая хвостовик со сферической головкой 6, входящей в паз ползуна 7. Червяк 8 на противоположном от двигателя конце имеет квадрат 9 для накр1дной рукоятки. Параллельно винту 4 установлена направляющая 10. Ползун 7 выполнен с проушинами 11, связанными с рычагом 12, на котором установлена шкала 13. Нулевая отметка шкалы 13 расположена в одной плоскости с осью 14. На рычаге 12 установлен противовес 15, сухарь 16 с риской 17, груз 18, подвешенный к сухарю 16, и шайба 19.

На конце рычага расположен упор 20, перемещающийся вверх и вниз, и нониус 21. Но рычагу 12, имеющему паз 22, двигается сухарь 16 с риской 17, располагаясь против любого деления шкалы 13. Для установки сменных грузов и установки стакана 23 служит шайба 19. Противовес 15 имеет 2 фиксированных положения I и Н. Положение I соответствует уравновешенному рычагу 12 со стаканом

23.На ползуне 7 установлен съе.мный кронштейн 24, на конце которого прикрепляется питающая трубка 25 с концевой насадкой 26, углубленной в дно стакана 23 и имеющей по периферии отверстия, суммарная площадь которых несколько больще внутреннего диаметра трубки 25. Внутренний диаметр трубки 25

и отверстия в пасадке 26 выбраны такими, при которых не происходит самопроизвольное истечение жидкости.

Углубление па дне стакана 23 также заполнено жидкостью. Перпендикулярно рычагу 12 установлен двуплечий рычаг 27, на коротком плече которого имеется прорезь 28 для закрепления пьезокварцевой пластины 29. Пьезокварцевая иластина 29 фиксируется устройством, состоящим из кропщтейна 30, поворотного рычага 31 и стопорной гайки 32. Рычаг 27 уравновещен противовесом 33 при номощи мпкровинта 34. Контроль уравновешивания осуществляется по уровню 35, расположенному на конце длинного плеча рычага 27.

На поверхность длинного плеча рычага напесена щкала 36. Нулевая отметка шкалы 36 расположена в одной плоскости с осью 37 двуплечего рычага 27. В уравновешенном положении рычага 27 зазор между упором 20 с нониусом 21 и поверхностью рычага 27 не превыщает 0,01-0,02 мм. Вся система рычагов расположена на массивной платформе 2, горизонтирование которой осуп1.ествляется по уровню 38.

Рядом с платформой 2 или на мягких амортизаторах под ней расположен гидроцилиндр 39 с червячным редуктором 40. Нолость цилиндра 41 между порщнем и передней стенкой гидроцилиндра 39 заполнена жидкостью и связана шлангом со стаканом 23. Норшень 42 укреплен на винте 43, который через червячный редуктор связан с приводом. Нолость гидроцилиндра 41 сообщена при помощи гибкого шланга 44 с трубкой 25, установленной на кронштейне 24.

Гидравлическое нагружение осуществляется следующим образом. Неред нагружением на ползун устанавливается съемный кронщтейн

24,а на рычаге 12 устанавливается стакан 23. Противовес 15 устанавливается в положение II, тем самым уравновешивается рычаг 12

со стаканом 23. Поворачивая червяк 8 за квадратный хвостовик, передвигают рычаг 12 со стаканом 23 и кронштейном 24 па заданное

расстояние по шкале рычага 27. Нониус 21 позволяет с большой точностью (например 0,1 мм) выставить стакан 23 относительно оси 37.

При включении электродвигателя 45 движение через червячный редуктор 40 передается па винт 43, который перемещает поршень 42. Порщепь 42, перемещаясь вдоль оси цилиндра 39, выталкивает жидкость, которая через насадку 26 начинает заполнять стакан 23. По мере заполнения жидкостью происходит плавное увеличение нагрузки на пластину 29.

При достижении порщнем 42 левого крайнего положения происходит реверсирование двигателя 45 и отсос жидкости из стакана 23 через гибкий щлапг 44.

Применение предлагаемого устройства позволяет полностью исключить влияние движущихся и вращающихся масс на характер нагружепия и расширить нижний предел (до 10 А) геиерируемого тока. Подбор режимов скорости истечения жидкости из насадки, применение жидкости с различной плотностью позволит существенно расширить диапазон получаемых токов, вплоть до 10 А, что превышает диапазоп токов, получепных на известном устройстве.

Формула изобретения

Устройство для получения постоянного тока на базе пьезоэффекта, содержащее основание с расположенными па нем электродвигателем с червячной иередачей, ходовым винтом с направляющим элементом, двумя рычагами с противовесами, одип из которых снабжен сменным грузом, а другой - скобой с пьезокварцевой пластиной, и поворотным рычагом, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности и расщирения диапазона выходных токов, в нем сменный груз выполнен в виде стакана, снабженного питающей трубкой, закреплеппой на кронштейне и соединенной трубопроводом с гидроцилиндром. Источники информации,

принятые во впимание при экспертизе

1.Кузнецов В. Д. «Пьезоэлектрический кварц и применение его для измерения весьма слабых электрических токов. Известия Томского политехнического института, 1924, т. 45, вып. 2, с. 47.

2.Авторское свидетельство № 424266, кл. Н OIL 41/08, 1972.

Фиг.2