Пьезогидравлический насос

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (д) 4 F 04 F 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3804913/25-06 (22) 23.10.84 (46) 07.04.86. Бюл. № 13 (71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) А. Ф. Луговской, А. В. Узунов, А. Ф. Домрачев и А. А. Плисс (53) 621.651 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 623010, кл. F 04 F 7/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 1116232, кл. F 04 F 7/00, 1983. (54) (57) ПЬЕЗОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ НАСОС, содержащий корпус с всасывающим и нагнетательным патрубками, на которых установлены пьезокерамические клапаны установленный в корпусе рабочий орган, выполненный в виде поршня со штоком, отли„„SU„„1222904 А чающийся тем, что, с целью повышения производительности путем ликвидации холостого хода, он снабжен дополнительным поршнем со штоком, причем поршни установлены в корпусе с осевым зазором, с образованием трех полостей, средней и двух крайних, последние из которых соединены между собой, штоки выполнены из набора пьезокерамических шайб, размещены в крайних полостях корпуса и закреплены на его торцах и поршнях, а пьезокерамические клапаны выполнены двусторонними с нормально открытым и нормально закрытым выходами, причем вход одного клапана соединен с крайней полостью корпуса, а вход другого — средней полостью корпуса, нормально открытый выход каждого из клапанов соединен с нормально закрытым выходом соседнего клапана.

1222904 тов штоков и клапанов.

Составитель Н. Иванков

Техред И. Верес Корректор А. Шароши

Тираж 686 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам нзобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/6

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор С. Саенко

Заказ 1689I35

Изобретение относится к электрогидравлическим приводам и может быть использовано при создании гидросистем автоматических линий, станков и манипуляторов.

Цель изобретения — повышение производительности путем ликвидации холостого хода.

На чертеже представлена схема предлагаемого пьезогидравлического насоса.

Пьезогидравлический насос содержит корпус 1 с всасывающим 2 и нагнетательным 3 патрубками, на которых установлены пьезокерамические клапаны 4 и 5, установленный в корпусе 1 рабочий орган, выполненный в виде поршня 6 со штоком

7, причем насос дополнительно снабжен поршнем 8 со штоком 9 поршни 6 и 8 установлены в корпусе 1 с осевым зазором, с образованием трех полостей 10 — 12, средней 11 и двух крайних 10 и 12, последние из которых соединены между собой, штоки 7 и 9 выполнены из набора пьезокерамических шайб, размещены в крайних полостях 10 и 12 корпуса 1 и закреплены на его торцах и поршнях 6 и 8, а пьезокерамические клапаны 4 и 5 выполнены двусторонними с нормально открытым и нормально закрытым выходами, причем вход одного клапана 4 соединен с крайней полостью 10 корпуса 1, а вход другого 5 — со средней полостью !1 корпуса 1, нормально открытый выход каждого из клапанов соединен с нормально закрытым выходом соседнего клапана. Клапаны 4 и 5 соединены между собой трубопроводами 13 и 14, а полости

10 и 11 корпуса — трубопроводами 15 и 16 с клапанами 4 и 5. Полости 10 и 12 соединены между собой трубопроводом 17.

Устройство работает следующим образом.

При подаче электрического напряжения на электроды пьезокерамических шайб штоки 7 и 9 в результате обратного пьезоэффекта деформируются, увеличиваясь по толщине и пропорционально уменьшаясь по диаметру. В результате поршни 6 и 8 приближаются один к другому. Объем средней полости 11 корпуса 1 уменьшается, а объем крайних полостей 10 и 12 увеличивается. причем поскольку деформация пьезокерамики происходит при сохранении первоначального объема, т. е. при ее деформации происходит только пропорциональное изменение геометрических размеров, то сколько жидкости вытесняется из полости 11, столько же ее поступает в полости 10 и 12. Эффективной площадью поршня является площадь его торцевой поверхности. Следовательно, штоки

7 и 9, хоть и закрывают часть торцовой

5 !

О

50 поверхности поршней 6 и 8, но обеспечивают равное изменение объема полостей с обеих сторон каждого из поршней.

Вытесненная из полости 11 жидкость по трубопроводу 16 поступает на вход клапана 5 и через его нормально открытый выход в нагнетательный патрубок 3. Одновременно увеличившиеся на такую же величину полости 10 и 12 через трубопровод

15 и нормально открытый выход клапана 4 всасывают жидкость из всасывающего патрубка 2.

После полного удлинения пьезокерамических шайб штоков 7 и 9 подается электрическое напряжение на электроды пьезокерамических колец клапанов 4 и 5. В результате обратного пьезоэффекта нормально открытые выходы клапанов закрываются, а нормально закрытые открываются.

После этого к штокам 7 и 9 генератора деформаций подводится напряжение обратной полярности. В результате штоки

7 и 9 сокращаются по длине и увеличиваются на пропорциональную величину в диаметре. При этом поршни 6 и 8 раздвигаются, увеличивая в объеме полость 11и уменьшая в объеме полости 10 и 12. Из полостей 10 и 12 жидкость вытесняется через трубопровод 15 через открывшийся выход клапана 4 и трубопровод 14 в нагнетательный патрубок 3. Полость 11 заполняется жидкостью по трубопроводу 16 через открывшийся выход клапана 5, трубопровод

13 и всасывающий патрубок 2. Теперь пьезоклапаны 4 и 5 обесточиваются. В результате клапаны 4 и 5 принимают первоначальные размеры, а выходы клапанов переходят в первоначальное состояние. После этого к пьезогенератору снова подводится напряжение, обеспечивающее удлинение штоков 7 и 9, и цикл повторяется.

При необходимости реверсирования создаваемого насосом расхода удлинение штоков 7 и 9 осуществляют при одновременном удлинении пьезоэлементов клапанов

4 и 5. В этом случае вытесняемая из уменьшающейся полости 11 жидкость поступает в патрубок 2, который теперь является нагнетательным. Всасывание в полости 10 и

12 при этом происходит из патрубка 2. При подаче на пьезогенератор напряжения обратной полярности, т. е. при сокращении штоков 7 и 9, пьезоклапаны обесточиваются. Такая последовательность запитки пьезоэлементов обеспечивает перекачку жидкости из патрубка 3 в патрубок 2, т. е. для реверсирования насоса достаточно изменить последовательность включения пьезоэлемен