LT5530B

LT5530B - The device of flow amount controlling

Info

Publication number: LT5530B
Application number: LT2007006A
Authority: LT
Inventors: Ramutis BANSEVIČIUS; Rūta MITRULEVIČIŪTĖ; Minvydas Ragulskis
Original assignee: Kauno technologijos universitetas
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2007-01-31
Publication date: 2008-12-29
Also published as: LT2007006A

Abstract

The devices of flow amount controlling in the field of automatic regulation of fluid or gas, specifically micro supply regulation and it can be widely used for hydrodrive controlling in mechatronic systems also in medicine, food industry and energetic.To achieve flowing flow high-speed enlargement and rate, the device of flow amount controlling consist of cylinder shaped corps (1) divided in inlet (3) and exit cavities by regulator (2), piezocylinder (5) connected to power source (6). Regulator(2) consists of holey metal disc (7) tight fitted on inside corps (1), in front of it toward inlet cavity (3) are integrated two alike membranes (8) and (9) with round or multangular shaped micro holes laid out periodic. Membrane (8) is tight fittedin corps (1), membrane (9) has possibility to rotate with regards to membrane (8) and it is tight fitted to piezocylinder. Metal disc (7) is covered with Teflon material (10).

Description

Srauto kiekio valdymo įrenginys priskirtas automatinių skysčio arba dujų reguliavimo sistemų sričiai, konkrečiai mikrosrautų kiekio reguliavimui ir gali būti plačiai panaudojamas mechatroninėse sistemose hidropavarų valdymui, taip pat medicinoje, maisto pramonėje bei energetikoje.Flow Controller belongs to the field of automatic liquid or gas control systems, specifically microfluidic flow control, and can be widely used in mechatronic systems for hydropower control, as well as in medicine, food industry and energy.

Yra žinomas temperatūrai jautrus paskirstomasis vožtuvas su vykdomuoju mechanizmu, kuris susideda iš cilindro formos korpuso, kuriame įtvirtintas vožtuvo lizdas ir jo atidarymui ir uždarymui skirta temperatūrai jautri membrana, kuri yra prijungta prie mechanizmo, pagaminto iš lydinio su atmintimi ( JAV patentas Nr. 5259554, GOID 23/02 biul. HCM 92-05-95).There is known a temperature sensitive distribution valve with an actuator which consists of a cylindrical housing with a valve seat and a temperature sensitive diaphragm for opening and closing it, which is connected to a memory alloy mechanism (U.S. Patent No. 5259554, GOID). 23/02 Bulletin HCM 92-05-95).

Šio įrenginio trūkumas yra tas, kad norint aktyvuoti membraną, reikia ją pakaitinti, o tam yra sunaudojama energija ir laikas, todėl tokio tipo įrenginiai nėra greitaeigiški.The disadvantage of this device is that the membrane needs to be reheated to activate it, which consumes energy and time, so this type of device is not high speed.

Yra žinomas skysčio kiekio reguliavimo įrenginys, susidedantis iš cilindro formos korpuso, kuriame simetriškai patalpintas metalinis vamzdelis su kiaurymėmis ir tampri įvorė. Išorinis įvorės diametras yra lygus vidiniam vamzdelio skerspjūvio diametrui. Išorinis vamzdelio paviršius su korpusu sudaro įėjimo ertmę, o vidinė vamzdelio ertmė yra išėjimo ertmė. Įvorės viduje yra patalpintas pjezocilindras. Įvorė ir pjezocilindras turi išilgines išpjovas, kurios tarpusavyje sutapdintos, be to pjezocilindras pajungtas prie maitinimo šaltinio (žiūr. SU aut. liud. Nr. 1520490,1989, biul. Nr. 41.).There is a known fluid volume control device consisting of a cylindrical body in which a metal tube with holes and a flexible sleeve are placed symmetrically. The outer diameter of the sleeve is equal to the inside diameter of the tube. The outer surface of the tube with the housing forms an inlet cavity, and the inner tube cavity is the outlet cavity. Inside the bushing is a piezo cylinder. The bushing and the piezo cylinder have longitudinal recesses which are mutually matched, in addition to which the piezo cylinder is connected to a power supply (see SU certificate No. 1520490,1989, Bulletin No. 41).

V _a V _a

Siame įrenginyje nėra galimybės reguliuoti didesniame diapazone, kadangi maži pjezocilindro poslinkiai neleidžia to atlikti. Išdilus įvorės ir vamzdelio diametrams pakinta tarpas tarp abiejų cilindrų kontaktinių paviršių, o tai neleidžia tiksliai ir greitai reguliuoti srauto kiekio.This unit does not have the ability to adjust over a larger range as small piezo cylinder displacements prevent this. The wear of the sleeve and tube changes the gap between the contact surfaces of both cylinders, which prevents precise and rapid flow regulation.

Išradimo tikslas- padidinti įrenginio greitaeigiškumą ir tikslumą.The object of the invention is to increase the speed and accuracy of the device.

Išradimo tikslas pasiekiamas tuo, kad srauto kiekio valdymo įrenginyje, susidedančiame iš cilindro formos korpuso, su jo viduje esančiu reguliatoriumi, dalijančiu jį į įėjimo ir išėjimo ertmes, pjezocilindro, prijungto prie maitinimo šaltinio, kur reguliatorių sudaro standžiai korpuso viduje įtvirtintas metalinis diskas su skylėmis, prieš kurį, įėjimo ertmės pusėje, įmontuotos dvi identiškos su mikrokiaurymėmis membranos, viena iš jų įtvirtinta standžiai, kita- gali suktis pirmosios atžvilgiu ir yra standžiai sujungta su pjezocilindru, be to membranų mikrokiaurymės yra išdėstytos reguliariai periodiškai. Taip pat membranų mikrokiaurymės yra apskritimo arba daugiakampio formos, o metalinis diskas pagamintas iš magnetinės medžiagos ir iš vidinės pusės padengtas teflonine medžiaga.The object of the present invention is achieved by the fact that in a flow control device consisting of a cylindrical body with an internal regulator dividing it into the inlet and outlet cavities, a piezo cylinder connected to a power supply, wherein the regulator consists of a metal disk preceded by two identical microcavity membranes on the inlet side, one rigidly fixed, the other being rotatable with respect to the former and rigidly connected to the piezo-cylinder, and the microcavities of the membranes are arranged at regular intervals. Also, the microwells of the membranes are circular or polygonal, and the metal disk is made of magnetic material and is internally coated with Teflon.

Išradimo esmė paaiškinta brėžiniuose.The essence of the invention is explained in the drawings.

brėžinyje pavaizduota įrenginio principinė schema.the drawing shows a schematic diagram of the device.

brėžinyje pavaizduota muaro vaizdas, kintant mikrokiaurymių tarpusavio padėčiai: 2.1 - pilno srauto pratekėjimo atvejis , 2.2 dalinio srauto pratekėjimo atvejis, 2.3- visiško srauto uždarymo atvejis.Figure 2 shows a picture of a moiré with changing the position of the microwells: 2.1 - full flow leakage, 2.2 - partial flow leakage, 2.3 - full flow shutoff case.

Įrenginys susideda iš cilidro formos korpuso 1, su jo viduje esančiu reguliatoriumi 2, dalijančiu jį į įėjimo 3 ir išėjimo 4 ertmes, pjezocilindro 5, prijungto prie maitinimo šaltinio 6. Reguliatorius 2 susideda iš standžiai korpuso 1 viduje įtvirtinto metalinio disko 7 su skylėmis, priešais kurį, įėjimo 3 ertmės pusėje, įmontuotos dvi vienodos (identiškos) membranos 8 ir 9 su mikrokiaurymėmis, membrana 8 įtvirtinta standžiai korpuse 1, membrana 9- gali suktis membranos 8 atžvilgiu ir yra standžiai sujungta su pjezocilindru 5. Metalinis diskas 7 yra padengtas teflonine medžiaga 10, kuri sumažina trintį, tuo pačiu ir membranos 8 susidėvėjimą kontaktuojant su metaliniu disku 7.The device consists of a cylindrical body 1 with an internal regulator 2 dividing it into the inlet 3 and outlet 4 cavities, a piezo cylinder 5 connected to a power supply 6. The regulator 2 consists of a metal disc 7 rigidly mounted inside the housing 1 with holes in front thereof. which, on the side of the inlet cavity 3, is provided with two identical (identical) membranes 8 and 9 with microcavities, the membrane 8 being rigidly mounted in the housing 1, the membrane 9- rotatable relative to the membrane 8 and rigidly connected 10, which reduces friction and thus wear of the membrane 8 upon contact with the metal disk 7.

Įrenginys veikia taip.The device works as follows.

Pajungus maitinimo šaltinį 6 prie pjezocilindro 5, pastarajame susidaro bėgančios bangos deformacija, kuri keičia membranos 9 padėtį atžvilgiu membranos 8. Kintant mikrokiarymių tarpusavio padėčiai gaunamas muaro efektas, kuris apsprendžia srauto pralaidumą. Priklausomai nuo paduodamos įtampos dydžio galima srauto padavimą reguliuoti nuo minimalaus atidarymo, palaipsniui didinant iki maksimalaus atidarymo ir atvirkščiai nuo maksimalaus atidarymo palaipsniui mažinant iki visiško uždarymo. Mikrokioaurymės gali būti išdėstytos reguliariai periodiškai. Be to mikrokiaurymės yra apskritimo arba daugiakampio formos, kurios apsprendžia srauto atidarymo bei uždarymo greitaeigiškumą ir pralaidumą.When the power supply 6 is connected to the piezo cylinder 5, a deformation of the traveling wave is created in the latter, which changes the position of the membrane 9 with respect to the membrane 8. The variation in the position of the microcircuits results in a moiré effect. Depending on the voltage supplied, the flow can be adjusted from minimum opening, gradually increasing to maximum opening, and vice versa, from maximum opening gradually decreasing to full closure. Micro-holes can be arranged at regular intervals. In addition, microwells are circular or polygonal in shape, which determines the speed and throughput of opening and closing the flow.

Palyginus su prototipu, nauja konstruktyvinių elementų visuma, dėka muaro efekto panaudojimo, leidžia greitai ir tiksliai valdyti pratekančio srauto kiekį.Compared to the prototype, the new set of construction elements, thanks to the use of the moiré effect, allows quick and precise control of the amount of flow.

Claims

DEFINITION OF INVENTION

1. A flow control device consisting of a cylindrical body with an internal regulator dividing it into the inlet and outlet cavities and a piezo cylinder connected to a power supply, except that the regulator consists of a rigid metal disc with holes in the housing , in front of which, on the side of the inlet cavity, are two membranes identical to those of a microcavity, one fixed rigidly, the other being rotatable with respect to the former, and rigidly connected (in contact) with the piezo cylinder.

A flow rate control device according to claim 1, characterized in that the microcavities of the membranes are arranged at regular intervals.

Flow control device according to Claim 1, characterized in that the microcavities of the membranes are circular phos.

Flow control device according to Claim 1, characterized in that the microcavities of the membranes are polygonal.

Flow control device according to Claim 1, characterized in that the metal disk is made of a magnetic material.

Flow control device according to Claim 1, characterized in that the metal disk is internally coated with Teflon material.