Способ синхронизации движения поршней пьезонасоса в противофазе

Авторы патента:

F04B17/00 - Насосы, агрегатированные с двигателями особого типа, используемыми для приведения их в действие

Владельцы патента RU 2576389:

Рыбаков Анатолий Александрович (RU)

Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано для преобразования электроэнергии в энергию давления жидкости, обеспечения синхронизации движения поршней пьезонасоса в противофазе. Способ синхронизации движения поршней пьезонасоса состоит в том, что при возникновении разности величин скоростей поршней пьезонасоса по модулю для синхронизации их движения в противофазе система управления отслеживает текущее значение величин скоростей каждого поршня пьезонасоса по модулю. По сигналу рассогласования их скоростей увеличивает скважность импульса электроэнергии, подаваемого на пакет пьезокерамических элементов того пьезонасоса, скорость которого по модулю больше скорости по модулю оппозитно движущегося поршня пьезонасоса на отрезок времени, по истечении которого поршни пьезонасоса прибудут в крайнюю точку схождения или расхождения одновременно. Обеспечивается синхронизация движения поршней пьезонасоса в противофазе для уменьшения вибрации корпуса насоса. 2 ил.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к области энергомашиностроения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Ближайший прототип заявленного изобретения - патент на изобретение RU 2422654 C1 «Синхронизатор движения якорь-поршней в противофазе свободнопоршневого насос-генератора». Реферат патента RU 2422654: «Изобретение относится к свободнопоршневым двигателям внутреннего сгорания. Синхронизатор движения якорь-поршней в противофазе свободнопоршневого насос-генератора, преобразующего энергию потока жидкости в электроэнергию и электроэнергию в энергию потока жидкости, включающего систему управления, статорные магниты, якорь-поршни, катушки подмагничивания якорь-поршней, клапаны управления потоком жидкости, при этом синхронизация движения якорь-поршней в противофазе насос-генератора при возникновении разности величин скоростей якорь-поршней насос-генератора осуществляется уменьшением или прерыванием тока в одной из катушек подмагничивания якоря-поршня, для этого при работе насос-генератора в режиме генератора система управления отслеживает текущее значение величин скоростей каждого якорь-поршня и по сигналу рассогласования скоростей якорь-поршней уменьшает или прерывает ток в катушке подмагничивания того якорь-поршня, скорость которого меньше скорости другого якоря-поршня, а при работе насос-генератора в режиме насоса система управления отслеживает текущее значения величин скоростей каждого якорь-поршня и по сигналу рассогласования скоростей якорь-поршней уменьшает или прерывает ток в катушке подмагничивания того якорь-поршня, скорость которого больше скорости другого якорь-поршня, и после достижения якорь-поршнем скорости, обеспечивающей синхронное движение якорь-поршней в противофазе, система управления восстанавливает цепь катушки подмагничивания якорь-поршня. Изобретение обеспечивает синхронное движение якорь-поршней в противофазе.

Очевидно, что энергетических возможностей для обеспечения различных механизмов более чем достаточно, например системы привода газораспределительного клапана двигателя внутреннего сгорания. По различным причинам, например неточность изготовления деталей скорости по модулю оппозитно движущихся поршней пьезонасоса могут значительно отличаться, чем вызывается вибрация корпуса пьезонасоса. Задача заявленного изобретения - обеспечить синхронизацию движение поршней пьезонасоса в противофазе.

На фиг.1 изображена принципиальная схема двухпоршневого пьезонасоса с движением поршней в противофазе, на фиг.2 - разрез А-А фиг.1.

На чертеже позициями обозначено:

1 - пакет пьезокерамических элементов пьезонасоса; 2 - пьезонасос; 3 - поршень пьезонасоса; 4 - полость поршней пьезонасоса; 5, 8, 13 - обратный клапан; 6 - гидроаккумулятор; 7 - компенсационный гидроаккумулятор; 9, 10 - канал; 11 - канал выдачи жидкости потребителю; 12 - каналы возврата отработавшей жидкости.

Сущность заявленного изобретения поясняется описанием принципа действия пьезонасоса с движением поршней в противофазе. Система управления пьезонасоса преобразует напряжение источника электроэнергии, например постоянное напряжение электроаккумулятора бортовой сети автомобиля, в знакопеременные импульсы электроэнергии и подает их на пакет пьезокерамических элементов 1 пьезонасоса 2. В результате линейные размеры элементов пакета пьезоэлементов пьезонасоса 2, перпендикулярных активным плоскостям пьезоэлементов, последовательно сокращаются и увеличиваются в такт поступающих на них знакопеременных импульсов, и соединенные с пакетом пьезокерамических элементов 1 поршни пьезонасоса 3 совершают колебательные движения. При, например, при схождении поршней пьезонасоса 3 находящаяся в полости поршней пьезонасоса 4 жидкость через обратный клапан 5 поступает в гидроаккумулятор 6 и заряжает его. При движении поршней пьезонасоса 3 в противоположном направлении жидкость из компенсационного гидроаккумулятора 7, где она находится под небольшим избыточным давлением, через обратный клапан 8 по каналам 9, 10 поступает в полость поршней пьезонасоса 4. Подача жидкости для привода различных механизмов осуществляется по каналу 11, а возврат отработавшей жидкости в компенсационный гидроаккумулятор 7 - по каналу 12 через обратный клапан 13. При движении жидкости по каналам 9, 10 происходит отбор тепла от пакета пьезокерамических элементов и вынос его с жидкостью за пределы пьезонасоса, где и рассеивается в магистралях потребителя. При необходимости может использоваться специальный радиатор, включаемый в разрыв магистрали, например между обратным клапаном 5 и гидроаккумулятором 6. Для увеличения общей производительности агрегата пьезонасоса число пьезонасосов в агрегате может составлять, например, как показано на чертеже, два и более.

Способ синхронизации движения поршней пьезонасоса состоит в том, что при возникновении разности величин скоростей поршней пьезонасоса по модулю для синхронизации их движения в противофазе система управления отслеживает текущее значение величин скоростей каждого поршня пьезонасоса по модулю. По сигналу рассогласования их скоростей увеличивает скважность импульса электроэнергии подаваемого на пакет пьезокерамических элементов того пьезонасоса, скорость которого по модулю больше скорости по модулю оппозитно движущегося поршня пьезонасоса на отрезок времени, по истечении которого поршни пьезонасоса прибудут в крайнюю точку схождения или расхождения одновременно.

Материалы и технология для реализации заявленного изобретения не выходят за рамки современных возможностей.

Способ синхронизации движения поршней пьезонасоса в противофазе, включающего оппозитно движущиеся поршни пьезонасоса соединенных с пакетом пьезокерамических элементов и систему управления пьезонасоса, в котором при возникновении разности величин скоростей поршней пьезонасоса по модулю для синхронизации движения поршней пьезонасоса в противофазе системой управления отслеживают текущее значение величин скоростей каждого поршня пьезонасоса по модулю и по сигналу рассогласования их скоростей увеличивают скважность импульса электроэнергии, подаваемого на пакет пьезокерамических элементов того пьезонасоса, скорость которого по модулю больше скорости по модулю оппозитно движущегося поршня пьезонасоса на отрезок времени, по истечении которого поршни пьезонасоса прибудут в крайнюю точку схождения или расхождения одновременно.

Похожие патенты:

Пьезоэлектрический насос // 2452872

Акустоэлектронный микронасос // 2408795

Изобретение относится к средствам для перекачивания малых количеств жидкости и может быть использовано в приборостроении для перемещения малых объемов жидкости в микроаналитических системах.

Осмотическая энергоустановка непрерывного действия // 2271463

Изобретение относится к гидравлическим насосам, агрегатированным с двигателями особого типа, в частности с энергопреобразователем, использующим энергию осмоса (энергию смешения разноминерализованных растворов через полупроницаемую мембрану), и может быть использовано для закачки и перекачки высокоминерализованных растворов, например попутных вод нефтегазодобычи или отходов гидроминерального производства.

Магнитная муфта // 2127837

Изобретение относится к области компрессоро- и насосостроения, в частности к герметичным центробежным насосам с магнитной муфтой. .

Насос // 2103549

Изобретение относится к насосам вытеснения поршневого типа и может быть использовано для получения сверхвысокого давления рабочей среды. .

Устройство для запуска свободнопоршневого двигателя с помощью гидравлической системы // 2050449

Объемный насос // 2031244

Изобретение относится к гидравлике и пневматике, а более конкретно к устройствам для создания потока рабочего тела (жидкости или газа) и сообщения ему кинетической или потенциальной энергии.

Поршневой гидронасос для скважинной аппаратуры // 2004846

Холодильный компрессор с вертикальным валом // 1809264

Тепловой объемный насос // 1763709

Насос, в частности, для подачи жидкого горючего материала для обогревателя транспортного средства // 2593870

Изобретение относится к устройствам, в частности, для подачи жидкого горючего материала для обогревателя транспортного средства. Включает в себя образующий камеру (14) насоса трубчатый корпус (12). Корпус (12) выполнен из магнитного материала с эффектом памяти формы. Включает устройство (44) для генерирования магнитного поля (М). Магнитный материал с эффектом памяти формы трубчатого корпуса (12) насоса в результате генерирования магнитного поля (М) посредством устройства (44) переводит корпус из основного состояния в состояние деформации. Объем камеры насоса в состоянии деформации отличается от объема камеры насоса в исходном состоянии. Возможна подача небольших объемов жидкости с высокой точностью дозирования. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Маятниковый привод насоса // 2594068

Изобретение относится к устройствам подъема жидкости из резервуара и может быть использовано для перекачивания жидкости для промышленных и хозяйственных нужд в энерго- и ресурсосберегающем режимах. Привод содержит погруженный в питающий резервуар цилиндрический корпус с выходной трубой, в котором установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения поршень с обратным клапаном. Поршень жестко закреплен на нижнем конце штока, верхний конец которого шарнирно через рычаг соединен с первым концом установленной на оси стойки кулисы, которая соединена через расположенную на ее втором конце ось крепления с приводным маятником. Приводной маятник выполнен в виде ковшовой турбины с дебалансом. Дополнительно снабжен приводом в виде электромотора, который расположен на одном валу с турбиной. Фланец электромотора жестко закреплен на втором конце кулисы. Под турбиной расположен сборный резервуар, соединенный через сливной шланг с питающим резервуаром. Привод снабжен системой гидравлического регулирования, включающей гидравлический аккумулятор, тройник, нагнетательную трубу, нагнетательный и возвратный краны, переливной клапан и гибкий шланг с насадком, жестко закрепленным на кулисе и расположенным по касательной к лопаткам ковшовой турбины. Выходная труба насоса соединена через тройник с гидравлическим аккумулятором и нагнетательной трубой с нагнетательным краном. На нагнетательной трубе установлены поперечные отводы с возвратным краном и переливным клапаном, соединяющие нагнетательную трубу с гибким шлангом. Позволяет обеспечивать водоснабжение практически без потерь, регулировать расход воды в зависимости от количества потребителей при соблюдении режима энергосбережения. 1 ил.

Пьезоэлектрический нагнетатель текучих сред // 2612671

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. Нагнетатель состоит из корпуса, внутри которого установлены многослойные пьезокерамические элементы, выполненные в виде цилиндров, защищенных гибкими износостойкими оболочками. Электроды соединены с блоками управления для возбуждения колебаний. На торцах оболочек расположены крышки с присоединенными к ним трубопроводами с впускными и выпускными клапанами. Пьезокерамические элементы выполнены в виде одного цилиндра, помещенного внутри промежуточной трубки с двойными стенками, межстенное пространство которой заполнено эластичным гигроскопическим материалом. Между корпусом и промежуточной трубкой установлен трубчатый корпус с двойными стенками, межстенное пространство которого заполнено воздухом. Повышается напор насоса и кпд. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

Устройство и способ выработки электроэнергии посредством ограниченного давлением осмоса (варианты) // 2613768

Группа изобретений относится к области выработки экологически чистой электроэнергии по технологии ограниченного давлением осмоса в замкнутом контуре посредством последовательности с периодической загрузкой или посредством непрерывной последовательности с использованием двух секций. Одна из секций представляет собой вышедший из взаимодействия боковой трубопровод, в котором происходит замена разбавленного концентрата с высокой минерализацией на свежий раствор. Другая секция представляет собой устройство с замкнутым контуром с тремя соединенными параллельно модулями, куда непрерывно поступает раствор с низкой минерализацией и где часть разбавленного концентрата с высокой минерализацией претерпевает рециркуляцию через модули. Другая часть использована для выработки электроэнергии посредством турбины и трех электрогенераторов. Периодическое подключение бокового трубопровода с раствором с высокой минерализацией и замкнутый контур дают возможность замены сжатого разбавленного концентрата с высокой минерализацией на свежий раствор без остановки процесса выработки электроэнергии. Группа изобретений направлена на обеспечение выработки электроэнергии посредством ограниченного давлением осмоса. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 15 ил.

Способ перистальтического нагнетания текучих сред на основе пьезоэлектрических элементов // 2633975

Изобретение относится к способам 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. В способе нагнетания текучих сред используют бегущую волну деформаций замкнутого объема за счет волнообразного движения, образуемого от сжатия и растяжения пьезоэлементов. При этом подают переменное трехфазное возбуждающее напряжение. Вытеснение текучей среды производят за счет изменения общего объема пакета пьезоэлементов, состоящего из трех модулей, выполненных из шайб. Повышается напор насоса, а также увеличивается КПД. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

Перистальтический насос на пьезоэлектрических элементах // 2644643

Изобретение относится к устройствам для перекачивания текучих сред и может быть использовано в промышленности, на транспорте и в быту при перекачивании жидкостей, а также иных несжимаемых и сжимаемых текучих сред. Устройство для перекачивания текучих сред содержит пьезомодули, установленные в замкнутом объеме, и электрическую систему, подающую возбуждающее трехфазное напряжение на пьезомодули по принципу, согласно которому, сдвигая обмотки в пространстве при определенном питании этих обмоток со сдвигом по фазе, образуют бегущее магнитное поле. Пьезомодули выполнены в виде трех модулей, изготовленных из пакета шайб пьезоэлементов, расположенных в замкнутом пространстве, содержащем центральные и внешние полости, разделенные между собой. Центральные и внешние полости модулей сочленены между собой с помощью шлангов. Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, заключается в повышении напора насоса, а также в увеличении КПД. 4 з.п. ф-лы, 8 ил.