RU2612671C1 - Piezoelectric supercharger of fluid media - Google Patents
Piezoelectric supercharger of fluid media Download PDFInfo
- Publication number
- RU2612671C1 RU2612671C1 RU2015152253A RU2015152253A RU2612671C1 RU 2612671 C1 RU2612671 C1 RU 2612671C1 RU 2015152253 A RU2015152253 A RU 2015152253A RU 2015152253 A RU2015152253 A RU 2015152253A RU 2612671 C1 RU2612671 C1 RU 2612671C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- walls
- supercharger
- piezoelectric
- filled
- space
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229920001821 foam rubber Polymers 0.000 claims description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 abstract 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 4
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 229920002457 flexible plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B17/00—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для нагнетания текучих сред и может быть использовано в промышленности, на транспорте и в быту при перекачивании жидкостей, а также иных несжимаемых и сжимаемых текучих сред.The invention relates to a device for pumping fluids and can be used in industry, transport and at home when pumping liquids, as well as other incompressible and compressible fluids.
Известен пьезоэлектрический нагнетатель текучих сред, описанный в патенте RU 2452872 С1, 10.06.2012.Known piezoelectric fluid blower described in patent RU 2452872 C1, 10.06.2012.
Пьезоэлектрический нагнетатель текучих сред состоит из пьезоэлементов, расположенных в корпусе и соединенных последовательно, электроды соединены к блокам управления для возбуждения колебаний, а нагнетание текучей среды происходит за счет изменения их длины.The piezoelectric fluid blower consists of piezoelectric elements located in the housing and connected in series, the electrodes are connected to the control units to excite vibrations, and the injection of fluid occurs by changing their length.
Недостаток известного технического решения заключается в низкой эффективности нагнетателя.A disadvantage of the known technical solution is the low efficiency of the supercharger.
Ближайшим аналогом заявленного технического решения является устройство для нагнетания текучих сред, описанное в патенте (RU 2295802 С2, 02.03.2007).The closest analogue of the claimed technical solution is the device for pumping fluids described in the patent (RU 2295802 C2, 02.03.2007).
Известный нагнетатель состоит из корпуса, внутри которого установлены многослойные пьезокерамические цилиндры, защищенные гибкими износостойкими оболочками, электроды, соединенные с блоками управления для возбуждения колебаний, крышек, расположенных на торцах оболочек с присоединенными к ним трубопроводами с впускными и выпускными клапанами, прокладок и привода нагнетателя.The known supercharger consists of a housing, inside of which multilayer piezoceramic cylinders are installed, protected by flexible wear-resistant shells, electrodes connected to control units for exciting vibrations, covers located on the ends of the shells with pipelines with inlet and outlet valves connected to them, gaskets and a blower drive.
Достоинством известного устройства является высокая, по мнению авторов, производительность, надежность и универсальность.The advantage of the known device is high, according to the authors, performance, reliability and versatility.
Недостатком известного нагнетателя является сложность конструкции и относительно высокие габаритные размеры.A disadvantage of the known supercharger is the design complexity and relatively high overall dimensions.
Задача, на решение которой направлено настоящее техническое решение, состоит в создании простого, малогабаритного, эффективного и надежного нагнетателя, способного проталкивать текучую среду через внутренний канал цилиндров.The problem to which this technical solution is directed is to create a simple, small-sized, efficient and reliable supercharger capable of pushing a fluid through the internal channel of the cylinders.
Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, заключается в повышении напора насоса, а также в увеличении его кпд.The technical result achieved by the implementation of the invention is to increase the pressure of the pump, as well as to increase its efficiency.
Для решения поставленной задачи с достижением технического результата в известном пьезоэлектрическом нагнетателе текучих сред, состоящем из корпуса, внутри которого установлены многослойные пьезокерамические элементы, выполненные в виде цилиндров, защищенных гибкими износостойкими оболочками, электроды, соединенные с блоками управления для возбуждения колебаний, крышек, расположенных на торцах оболочек, с присоединенными к ним трубопроводами с впускными и выпускными клапанами, прокладок и приводов, согласно изобретению, пьезокерамические элементы выполнены в виде одного цилиндра, помещенного внутри промежуточной трубки с двойными стенками, межстенное пространство которой заполнено эластичным гигроскопическим материалом, а между корпусом и промежуточной трубкой установлен трубчатый корпус с двойными стенками, межстенное пространство которой заполнено воздухом.To solve the problem with achieving a technical result in the well-known piezoelectric fluid blower, consisting of a housing, inside of which multilayer piezoceramic elements are installed made in the form of cylinders protected by flexible wear-resistant shells, electrodes connected to control units for exciting vibrations, covers located on the ends of the shells, with pipelines attached to them with inlet and outlet valves, gaskets and actuators, according to the invention, piezoelectric of sul elements are in the form of a single cylinder, placed inside the intermediate tube with double walls, the space between the walls is filled flexible hygroscopic material, and between the shell and the intermediate tube is mounted a tubular housing with double walls, the space between the walls is filled with air.
Эластичный гигроскопический материал может быть выполнен в виде пенорезины.Flexible hygroscopic material can be made in the form of foam rubber.
Эластичный гигроскопический материал может быть выполнен в виде гофрированной трубки с тупым углом ребер, при этом ребра снабжены отверстиями, позволяющим свободно проходить текучей среде сквозь упомянутые отверстия.The elastic hygroscopic material can be made in the form of a corrugated tube with an obtuse angle of the ribs, while the ribs are provided with openings allowing the fluid to pass freely through the openings.
Выполнение пьезокерамических элементов в виде одного цилиндра, помещенного внутри промежуточной трубки с двойными стенками, межстенное пространство которой заполнено эластичным гигроскопическим материалом, а между корпусом и промежуточной трубкой установлен трубчатый корпус с двойными стенками, межстенное пространство которого заполнено воздухом, упрощает изготовление нагнетателя и повышает его кпд и габаритные размеры.The implementation of piezoceramic elements in the form of a single cylinder placed inside an intermediate tube with double walls, the interstitial space of which is filled with flexible hygroscopic material, and a tubular body with double walls, the interstitial space of which is filled with air, is installed between the body and the intermediate tube, simplifies the manufacture of the supercharger and increases its efficiency and overall dimensions.
Выполнение эластичного гигроскопического материала в виде пенорезины также способствует упрощению технологических процессов по изготовлению нагнетателя.The implementation of the flexible hygroscopic material in the form of foam rubber also contributes to the simplification of technological processes for the manufacture of a supercharger.
Выполнение эластичного гигроскопического материала в виде гофрированной трубки с тупым углом ребер, снабженных отверстиями, позволяющими свободно проходить текучей среде сквозь них, дает большую возможность технологам для формирования конструкции нагнетателя.The implementation of the flexible hygroscopic material in the form of a corrugated tube with an obtuse angle of the ribs, provided with openings that allow free passage of fluid through them, gives a great opportunity for technologists to form the design of the supercharger.
Фиг. 1 - силовой блок нагнетателя, выполненный из пьезоэлементов в виде шайб.FIG. 1 - power block supercharger made of piezoelectric elements in the form of washers.
Фиг. 2 - силовой блок нагнетателя в сборе (провода не изображены).FIG. 2 - power block of the supercharger assembly (wires not shown).
Фиг. 3 - промежуточная трубка, заполненная пенорезиной.FIG. 3 - an intermediate tube filled with foam rubber.
Фиг. 4 - общий вид нагнетателя с промежуточной пенорезиновой трубкой.FIG. 4 is a general view of a supercharger with an intermediate foam rubber tube.
Фиг. 5 - блок электропитания пьезоэлектрического нагнетателя.FIG. 5 - power supply unit of a piezoelectric supercharger.
Фиг. 6 - промежуточная гофрированная трубка.FIG. 6 - intermediate corrugated tube.
Фиг. 7 - общий вид нагнетателя с гофрированной трубкой.FIG. 7 is a general view of a corrugated tube supercharger.
Пьезоэлектрический нагнетатель 1 (фиг. 1) содержит блок шайб 2, изготовленных из пьезоэлементов, плотно прилегающих друг к другу и расположенных в виде столба с внутренней полостью 3.The piezoelectric supercharger 1 (Fig. 1) contains a block of
Поверхность каждой шайбы снабжена электродами (на фиг. 1 не показаны), получающими питание от цепи переменного тока через трансформатор. Внутренняя и внешняя поверхности столба из шайб залиты внешним слоем из термостойкой резины (не показан).The surface of each washer is equipped with electrodes (not shown in FIG. 1), powered by an alternating current circuit through a transformer. The inner and outer surfaces of the column of washers are filled with an outer layer of heat-resistant rubber (not shown).
С одной стороны от блока шайб расположена наружная шайба 4 (фиг. 2) с отверстием посередине с выходным штуцером 5. С другой стороны имеется такая же шайба 6 с отверстием посередине и штуцером 7. Шайба 4 и шайба 6 вместе с блоком из пьезоэлементов залиты внешним слоем терморезины. Блок шайб помещают внутри промежуточной трубки 8 (фиг. 3) с двойными стенками. Межстенное пространство промежуточной трубки 8 заполнено пенорезиной. Трубку 8, выполненную из плотной резины или гибкой пластмассы, устанавливают внутри трубчатого корпуса 9 (фиг. 4) с двойными стенками. Межстенное пространство трубчатого корпуса 9 заполнено воздухом. Вся конструкция вместе с трубчатым корпусом 9 помещена во внутренний канал, выполненный в виде общего корпуса 10, имеющего вид трубы, выполненной из жесткого материала, например металла или пластмассы. Для предотвращения смещения трубчатого корпуса 9 его закрепляют с двух сторон внутри общего корпуса 10 с помощью неподвижных заглушек 11 и 12. Трубчатый корпус 9 снабжен выводными шлангами 13 и 14. Шланг 14 содержит обратный клапан 15. Аналогичный обратный клапан устанавливают и в шланге 13. Обратные клапаны обеспечивают движению текучей среды только в одну сторону. В свою очередь, штуцер 5 блока шайб снабжен шлангом 16, а штуцер 7 соединен со шлангом 17. В шланге 16 имеется обратный клапан 18. Аналогичный обратный клапан устанавливают и в шланге 17. Обратные клапаны обеспечивают движение текучей среды только в одну сторону.An
Электрическая схема питания пьезоэлектрического блока содержит понижающий трансформатор 19 (фиг. 5), в котором имеется обмотка высокого напряжения с проводами 20 и 21 и набор обмоток низкого напряжения с проводами, 22, 23, подающих питание к первой пьезоэлектрической шайбе, провода 24, 25 для питания второй пьезоэлектрической шайбы, провода 26 27 для питания третьей пьезоэлектрической шайбы и т.д. Частота питания трансформатора определяет производительность нагнетателя.The power circuit of the piezoelectric block contains a step-down transformer 19 (Fig. 5), in which there is a high voltage winding with
В варианте исполнения эластичный гигроскопический материал выполнен в виде гофрированной трубки 28 (фиг. 6) с тупым углом ребер, при этом ребра снабжены отверстиями (не показаны), позволяющими свободно проходить текучей среде сквозь них.In an embodiment, the flexible hygroscopic material is made in the form of a corrugated tube 28 (Fig. 6) with an obtuse angle of the ribs, while the ribs are provided with openings (not shown) that allow free passage of fluid through them.
Общий вид нагнетателя с гофрированной трубкой 28 имеется на фиг. 7.A general view of the corrugated tube blower 28 is shown in FIG. 7.
Пьезоэлектрический нагнетатель текучих сред действует следующим образом. При подаче питания на провода 22-27 и т.д. (фиг. 5) на шайбы 2 из пьезоэлементов (фиг. 1, 2, 4, 7) последние начнут изменять свои габаритные размеры. При определенной полярности сигнала внутренний и внешний размеры пьезоэлементов увеличиваются, при противоположной полярности эти размеры уменьшаются. В процессе увеличения внутреннего размера текучая среда будет стремиться заполнить образующийся вакуум, а при сжатии текучая среда будет вытолкнута во внешнее пространство. При этом обратные клапаны (фиг. 4, 7) обеспечивают протекание текучей среды только в одну сторону от шланга 17 к шлангу 18.A piezoelectric fluid blower operates as follows. When applying power to the wires 22-27, etc. (Fig. 5) on the
При наличии промежуточной трубки 8 (фиг. 3, 4) в процессе расширения модуля 1 его внешние стенки будут воздействовать на трубку 8, сжимая ее стенки. Находящаяся в трубке текучая среда будет вытесняться наружу по шлангу 13. Обратные клапаны в шлангах 13 и 14 обеспечат движение среды только в одну сторону от шланга 13 к шлангу 14. Сжатие модуля 1 приведет к тому, что находящаяся в межстенном пространстве промежуточной трубки 8 пенорезина будет восстанавливать свой объем, затягивая в пустоты текучую среду. Далее процесс повторяется.If there is an intermediate tube 8 (Fig. 3, 4) during the expansion of
Аналогичный описанному выше процесс будет происходить и при наличии гофрированной трубки 28 (фиг. 6, 7).A similar process described above will occur in the presence of corrugated tube 28 (Fig. 6, 7).
Таким образом, в данном предложении для нагнетания текучей среды используется весь объем пьезоэлементов. Это обстоятельство и способствует повышению кпд и производительности данного нагнетателя и снижению его габаритных размеров.Thus, in this proposal, the entire volume of the piezoelectric elements is used to pump the fluid. This circumstance contributes to an increase in the efficiency and productivity of this supercharger and a decrease in its overall dimensions.
Пьезоэлектрический нагнетатель текучих сред может быть использован и на транспорте, и в промышленности, и в сельском хозяйстве, и в быту при перекачивании жидкостей с высоким напором и относительно небольшой подачей, где по массогабаритным показателям и показателям эффективности использование насосов других типов затруднено.A piezoelectric fluid blower can be used in transport, and in industry, and in agriculture, and in everyday life when pumping liquids with a high pressure and a relatively small flow rate, where it is difficult to use other types of pumps in terms of weight and size and efficiency.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015152253A RU2612671C1 (en) | 2015-12-07 | 2015-12-07 | Piezoelectric supercharger of fluid media |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015152253A RU2612671C1 (en) | 2015-12-07 | 2015-12-07 | Piezoelectric supercharger of fluid media |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2612671C1 true RU2612671C1 (en) | 2017-03-13 |
Family
ID=58458004
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015152253A RU2612671C1 (en) | 2015-12-07 | 2015-12-07 | Piezoelectric supercharger of fluid media |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2612671C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4115036A (en) * | 1976-03-01 | 1978-09-19 | U.S. Philips Corporation | Pump for pumping liquid in a pulse-free flow |
US7118356B2 (en) * | 2002-10-02 | 2006-10-10 | Nanyang Technological University | Fluid pump with a tubular driver body capable of selective axial expansion and contraction |
RU2295802C2 (en) * | 2005-05-23 | 2007-03-20 | Иван Иванович Зюзин | Piezoelectric drive of high economic efficiency |
RU2452872C2 (en) * | 2010-07-15 | 2012-06-10 | Андрей Леонидович Кузнецов | Piezoelectric pump |
RU127519U1 (en) * | 2012-07-02 | 2013-04-27 | Павел Анатольевич Прилепко | Piezoelectric Drive |
-
2015
- 2015-12-07 RU RU2015152253A patent/RU2612671C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4115036A (en) * | 1976-03-01 | 1978-09-19 | U.S. Philips Corporation | Pump for pumping liquid in a pulse-free flow |
US7118356B2 (en) * | 2002-10-02 | 2006-10-10 | Nanyang Technological University | Fluid pump with a tubular driver body capable of selective axial expansion and contraction |
RU2295802C2 (en) * | 2005-05-23 | 2007-03-20 | Иван Иванович Зюзин | Piezoelectric drive of high economic efficiency |
RU2452872C2 (en) * | 2010-07-15 | 2012-06-10 | Андрей Леонидович Кузнецов | Piezoelectric pump |
RU127519U1 (en) * | 2012-07-02 | 2013-04-27 | Павел Анатольевич Прилепко | Piezoelectric Drive |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9726160B2 (en) | Double acting fluid pump with spring biased piston | |
US7399168B1 (en) | Air driven diaphragm pump | |
DE50209162D1 (en) | OSCILLATING DISPLACEMENT PUMP | |
JP2006207410A (en) | Bellows pump | |
WO2007130850A2 (en) | Single stage to two stage compressor | |
RU2612671C1 (en) | Piezoelectric supercharger of fluid media | |
EA202190932A1 (en) | PUMP UNIT | |
JP5458081B2 (en) | Diaphragm and diaphragm pump | |
RU2221934C2 (en) | Peristaltic pump | |
RU2616432C1 (en) | Flexible hose pump-mixer for highly condensed substances | |
CN104295473A (en) | Hydraulic positive displacement pump | |
JP5301435B2 (en) | Hydraulic pump | |
RU2776224C1 (en) | Diaphragm pump | |
RU2768628C1 (en) | Diaphragm pump | |
RU2295802C2 (en) | Piezoelectric drive of high economic efficiency | |
KR101449300B1 (en) | Diaphragm pump | |
CN106032795B (en) | Linear compressor and lubricating oil supply method | |
JP6910959B2 (en) | Fluid actuation system with compliance volume | |
TW201533321A (en) | Fluid machine | |
RU2684694C1 (en) | Pump | |
RU186943U1 (en) | ELECTRIC DRIVE DIAGRAM PUMP | |
CN105986990B (en) | Linear compressor and lubricating oil supply method | |
RU146149U1 (en) | PUMP PUMP | |
RU2610165C1 (en) | Piston vacuum pump-compressor | |
RU2644643C1 (en) | Peristaltic pump on piezoelectric elements |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171208 |