NO885443L - Vaeskepumpe drevet av et hoeymagnetostriktivt element. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en væskepumpe som drives av staver eller stenger av et høymagnetostriktivt materiale. Som eksempel på et slikt høymagnetostriktivt materiale egnet for å drive pumper kan nevnes legeringen Terfenol-D, en legering med jern og de sjeldne jordmetaller terbium og dysprosium. Legeringen har den støkiometriske sammensetning<Tb>x°<y>i-x<Fe>l,9-l,98-

Det er kjent fra tidligere at de sjeldne jordmetaller samarium (Sm), terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho), erbium (Er) m.fl. ved meget lave temperaturer er sterkt magnetostriktive. Ved å legere slike metaller med jern (Fe) kan det oppnås en meget stor magnetostriktiv virkning også ved rom-temperaturer og helt opp til området 200-300°C. Med en stav utført av en slik legering kan magnetisk energi omvandles til mekanisk energi, hovedsakelig i form av at staven endrer form. Det er mulig å oppnå en magnetostriksjon på 1500-2000um/m ved romtemperatur med en legering hvor jern inngår sammen med sjeldne jordmetaller, og disse verdier tilsvarer mer enn 30 ganger større lengdeutvidelse enn det som kjennes fra vanlige magnetostriktive legeringer. Siden en stav med den ovenfor nevnte legering såsom Terfenol-D (Tb Dy, _ Fe, q_, Qf|) har en betydelig lavere strekk- enn trykkfasthet må en slik stav arbeide med kompressiv mekanisk forspenning for å hindre at det oppstår strekkspenning, og denne forspenning må for en stav av terfenol ved transient magnetisering og stor mekanisk be-lastning være betydelig større enn den forspenning som kreves når det bare finnes et optimalt arbeidspunkt.

For å kunne forsyne en hydraulisk aktuator med

et trykkmedium i et undervanns produksjonssystem for olje og gass uten å måtte tilføre trykk fra en plattformbasert pumpe er det foreslått en væskepumpe som drives av staver av et høy-magnetostriktivt materiale, f.eks. Terfenol-D. Dette er som nevnt en legering med jern og de sjeide jordmetaller terbium og dysprosium. En slik væskepumpe har få bevegelige deler og høy virkningsgrad og kan plasseres direkte tilkoblet de aktuatorer som den er tiltenkt å betjene. Ved å utnytte den store magnetostriktive effekt i to parvis anordnede og vekselvis arbeidende staver 11 (fig. 2) kan et stempel 12 i en sylinder bringes til periodisk translatorisk bevegelse for transport av

en væske. Dette kan skje ved at en første stav 11 er anordnet slik at den bevirker stempelbevegelse i den ene retning ved omvandling av magnetisk energi til mekanisk energi slik at staven endrer lengde, mens en andre stav er anordnet for å gi dynamisk forspenning av den første mot stemplet. Videre er den andre stav anordnet slik at den skal bevirke bevegelse av stemplet til motsatt retning på samme måte, mens den første stav da gir dynamisk forspenning mot stemplet og den andre stav. Stavene av magnetostriktivt materiale er omsluttet av spoler og er anordnet i par slik at de vekselvis virker mot et stempel i et sylinderkammer 17 i et pumpehus 16. I pumpehusets endevegger finnes tilkobling for inngående og utgående væskerør. Pumpen får kontinuerlig pumpevirkning ved hjelp av ventiler, f.eks. tilbakeslagsventiler, og væsketilkoblingen fore-går ved hjelp av grenrør.

Fig. 1 viser et undervannssystem for aktuatorer med en terfenolstavdrevet pumpe, fig. 2 viser en prinsippløs-ning for en slik pumpe, fig. 3 viser en alternativ utførelses-form av pumpen vist på fig. 2, fig. 4 viser en terfenolstavdrevet pumpe uten stempelstenger, fig. 5 viser en alternativ utførelsesform av en terfenolstavdrevet pumpe ifølge fig. 4, nå med et bevegelig avstandselement, fig. 6 viser pumpens egentlige pumpedel, fig. 7 viser en prinsippløsning for en terfenolstavdrevet pumpe, fig. 8 viser en-alternativ form av en terfenolstavdrevet pumpe, fig. 9 viser et blokkdiagram over de elektriske kretser som benyttes for en slik pumpe, og fig. 10 viser en oversikt over et elektronisk system for driving av terfenolstaver og ventiler.

Oppfinnelsens væskepumpe 1 er tenkt til anvend-else i undervannssystemer for produksjon av olje og gass. Et slikt system har en rekke ventiler 2 for styring av væske-

og gass-strøm, og ventilene er normalt fjernstyrte og manøvre-res av hydrauliske aktuatorer som omdanner et hydraulisk trykk til et passende dreiemoment.

Normalt får aktuatorene sitt nødvendige arbeids-trykk fra pumper oppe på en plattform,som tilfører trykk til et hydraulisk drivmedium som så overfører trykket til aktuatorene via en hydraulisk rørledning. En terfenol-stavdrevet væskepumpe 1 kan derimot utformes for å plasseres i et undervannssystem på havbunnen slik at det ikke lenger er nødvendig med noen tilførselslinje for hydraulisk drivmedium mellom platt-formen og undervannssystemet, dvs. pumpen tilfører trykk til det hydrauliske drivmedium direkte i et hydraulisk system nede på havbunnen.

Et enkeltvirkende elektro/hydraulisk undervannssystem (simplekssystem) gir en god løsning på et undervanns-konsept for produksjon av olje og gass. Siden systemet er et kombinert elektrisk og hydraulisk system er det utrustet med tilførselslinjer for elektrisk kraftforsyning, telekommunikasjon (signalstyring) og hydraulisk drivmedium mellom plattform og undervannssystem. Dersom terfenolstavdrevne undervanns-pumper benyttes innenfor et slikt undervanns-simplekssystem kan de forsyningslinjer som allerede forefinnes for kraftforsyning og telekommunikasjon benyttes også for å drive undervannspumpene.

Et undervanns-simplekssystem er vanligvis utført med et såkalt betjeningssikkert (failsafe) sikringssystem som trer i funksjon ved svikt i den elektriske kraftforsyning eller trykktap i hydraulikksystemet, eventuelt ved ubalanse i dette trykk. Tilpasning av undervannspumpene til dette hydraulikk-system vil ikke påvirke funksjonen av sikringsystemet.

Drivvæsken i hydrauliske systemer består vanligvis av hydraulikkoljer eller en blanding av vann og glykol.

Det er kjent at systemet med drivvæske basert på mineraloljer har levetider i størrelsesorden 10 ganger det som kan forventes med bruk av vannbaserte drivvæsker innenfor samme ut-rustning. En stor fordel for et pumpekonsept med vannbasert drivvæske er imidlertid væskens ubetydelige kompresjon, hvilket innebærer lave kompresjonstap i et tilsvarende pumpekammer.

For maksimal pålitelighet og minimale forstyrrelser vil imidlertid drivvæsker basert på mineraloljer foretrekkes. En mineralolje med lav viskositet anses derfor mest hensiktsmessig for både pumpeanlegget og det hydrauliske undervannssystem.

Totalsammenbrudd i hydrauliske systemer forårsakes vanligvis av partikkelforurensninger hvor partiklene er større enn 4 5^um. For å beskytte et system mot slike sammenbrudd må derfor hydraulikksystemet utrustes med filtere for hydraulikkvæsken.

Forenklet består et undervannshydraulikksystem med terfenolstavdrevne væskepumper av følgende komponenter, j f r . f ig . 1:

- 1: Undervannspumpe med terfenolstaver

- 2: Produksjonsventil med aktuator

- 3: Strømstyrt manøvreringsventil (av typen toveis, trekanals solenoidventil) - 4: Elektronikkenhet: for styring av og kraft-tilførsel til komponenter - 5: Forsyningslinjer for kraft og telekommunikasjon til elektronikkenheten - 6: Tilbakeslagsventiler for å hindre tilbake-strømming

- 7: Trykkvokter for start og stopp av pumpe

- 8: Akkumulator for å sette systemet under trykk

- 9: Beholder for retur av hydraulikkvæske

- 10: Oljefilter for filtrering av returnert hydraulikkvæske - 11: Undervannspumpe med terfenolstaver.

Grunnprinsippene for en pumpe 1 ifølge fig. 2-5 er at en tokammers dobbeltvirkende pumpe 1 drives ved hjelp av ekstrem magnetostriksjon med to parvis.anordnede og vekselvis arbeidende staver 11 f.eks. av Terfenol-D. Foruten stavene av terfenol og et bevegelig stempel 12 eller en membran har ikke pumpen ytterligere bevegelige deler, hvilket innebærer at det gir anledning til å fremstille en enkel, pålitelig og slite-sterk konstruksjon. Pumpen kommer heller ikke til å innbefatte deler med kompliserte transmisjonsbevegelser. Ventiler 13, 14 tilkoblet pumpen for regulering av væsketilførselen må imidlertid ha enkelte bevegelige deler.

Terfenolelementenes store kraftressurser og deres store trykkfasthet gjør at de kan arbeide med store belastninger og at således store trykk kan tilveiebringes i hydraulikkvæsken. Staver av terfenol utvides eller trekker seg sammen i avhengighet av størrelsen av.de magnetiserende strømmer, og for å oppnå god virkningsgrad bør minst halvparten av magneto-striksjonens metningsverdier oppnås under magnetiseringsfor- løpet. Stavene magnetiseres av de omsluttende spoler 15, og stavene 11 arbeider mot hverandre slik at det dannes en kompressiv mekanisk spenning til enhver tid uten at de behøver for-spennes med noe fjærelement.

Et pumpekonsept ifølge oppfinnelsen består av et pumpehus 16 med et sylinderkammer 17, og pumpehusets endevegger har tilførsels- og utløpsåpninger 18 hhv. 19 for væsken som beveges ved pumpingen. Et tosidig og dobbeltvirkende stempel 12 ligger inne i sylinderkammeret 17, men stemplet kan også erstattes av en membran.

Den dobbelvirkende pumpefunksjon fremkommer ved

at stemplet får en frem- og tilbakegående bevegelse av de koherent arbeidende staver. Når den ene stav under magnetise-ringen utvides forårsakes samtidig sammentrekking av den andre stav, hvorved stemplet kommer til å forskyves i den ene retning og den ene del av sylinderkammeret får mindre volum samtidig som den andre del får større volum. Dette innebærer at det dobbeltvirkende stempel samtidig komprimerer og presser ut hydraulikkvæske i den ene kammerdel og dekomprimerer og suger inn væske i den andre del. Stavene forårsaker således en periodisk translatorisk stempelbevegelse (oscillerende) ved at kammerdelene vekselvis settes under trykk eller undertrykk.

Den beskrevne stempelbevegelse bestemmes av strøm-tilførselen til de to spoler 15. Grunnprinsippet for stavenes arbeidsmåte er at først magnetiseres den ene stav slik at den får forlengelse mens den andre stav magnetiseres motsatt slik at den trekker seg sammen. Deretter skjer det motsatte, ved at den første stav trekkes sammen samtidig som den andre stav utvides. Dette gjentas periodisk slik at stemplet får en frem-

og tilbakegående bevegelse. Ved strømtilførselen til spolene settes opp et magnetisk felt i dennes indre, proporsjonalt med strømstyrken i spolen. Når strømmen avtar reduseres styrken av magnetfeltet, og ved motsatt polaritet av den påtrykte spenning går strømmen motsatt vei i spolen og setter opp et motsatt rettet magnetisk felt. Tilsvarende skjer i den andre spole rundt den andre stav, og man kan se det som at den ene spole avmagnetiseres samtidig som den andre spole magnetiseres. Strøm-tilførselen til spolene kan være anordnet fleksibelt.

Siden pumpen arbeider med kort slaglengde må pumpearealet tilpasses dette, hvilket ligger til rette for å benytte stor pumpediameter samtidig som åpningene i pumpehuset må være relativt små for å tillate en hensiktsmessig trykk-oppbygging uten pulseringer i systemet.

Tilbakeslagsventiler 13, 14 og grenrør 20, 21 gir kontinuerlig transport av hydraulikkvæsken. På sugesiden har begge kammerdeler hver sin sugeventil 13 som åpner når trykket på sugesiden blir høyere enn trykket i kammeret under dekompresjonsfasen. På trykksiden har kammerdelene hver sin trykkventil 14 som åpner når trykket i kammeret overstiger mottrykket foran ventilen under kompresjonsfasen.

For å oppnå en pumpevirkning må både suge- og trykkventil være stengt under kompresjonsfasen, og trykkven-tilen skal først åpnes når et akkumulatortrykk har blitt etab-lert i sylinderkammeret. Under dekompresjonsfasen skal trykk-ventilen være stengt mens sugeventilen skal åpnes når trykket har nådd ned til et reservoartrykk som f.eks. kan være det om-liggende vanntrykk. Pumpekonseptet kan lett tilpasses anven-delse med strømstyrte magnetventiler (solenoidventiler) eller lignende tilbakeslagsventiler.

Pumpekonseptet bygger på at terfenolstavene kan arbeide mot store belastninger og derved tilveiebringe høye hydrauliske trykk, i tillegg til at de relativt beskjedne og i hydraulisk sammenheng høyfrekvente stempelbevegelsene gir de ønskede gjennomstrømminger. Dette krever ventiler som har kort responstid (rask åpne- og lukkefunksjon) og kan arbeide godt ved store trykk.

Det store trykket stiller strenge krav til tetning mellom ventillegemet og setet i ventilene, og av denne grunn er bare ventiler som er egnet for høye trykk, såkalte høytrykksventiler, anvendbare i forbindelse med terfenolstavdrevne væskepumper. Store strupeåpninger krever større kraft for åpning av en ventil, og av denne grunn gir ventiler med mindre strupeåpninger bedre responstid. Små åpnings/lukke-klaringer for ventillegemet innebærer også kortere responstid. Tilbakeslagsventilenes lukketid kan forkortes ved å anvende et fjærbelastet ventillegeme som også gir marginalt større åpnings-trykk. Blant de reskeste strømstyrte ventiler finnes en type toveis direktevirkende magnetventil (solenoidventil). Pumpe-konseptets midlere krav til væskegjennomstrømmingen tillater små strupeåpninger.

For å oppnå en rask åpning og lukking av strøm-styrte ventiler kreves veldefinerte strømpulser med kort varig-het, hvilket medfører raske magnetiserings- og avmagnetiserings-forløp av solenoidspolene. Tilbakeslagsventilenes åpning og lukking styres av trykket i kammerdelene.

Siden den høye pumpefrekvensen innebærer et meget stort antall åpninger og lukkinger av ventilene krever dette ekstra god motstandsdyktighet overfor slitasje. Hvert ventillegeme og det tilhørende ventilsete bør derfor være fremstilt av et relativt seigt og samtidig slitesterkt materiale. Terfenol kan også anvendes i ventiler, og dette muliggjør meget rask åpning og lukking, og i tillegg kan terfenolmaterialets anlegg mot ventilsetet innstilles slik at dette anlegg får et skånsomt forløp, hvilket igjen medfører at ventilen får stor slitasjestyrke. Da det kreves ganske lite terfenolmateriale i en ventil utstyrt med slikt, vil tilleggskostnaden ikke være særlig stor.

Et pumpekonsept med en dobbeltvirkende pumpe i et todelt kammer og med parvis anordnede terfenolstaver som driv-organer og med et bevegelig stempel vil være mindre kompli-sert oppbygget enn en tilsvarende pumpe med en bevegelig stiv membran av stål. Membranens beskjedne størrelse og innspen-ningen av denne vil være to problematiske faktorer ved kon-struksjonen av en membranpumpe. Lavfriksjonspakninger gir god tetning mellom stempel og pumpehus,. og av denne grunn har en pumpe med bevegelig stempel blitt anerkjent som den mest guns-tige .

Terfenolstavene 11 kan være anordnet i glide-bøssinger 22 av messing som tjener som styring av stavene og som stamme for spolens viklinger. For å hindre induktiv kob-ling mellom spolen og pumpehuset, hvilket medfører energitap, dvs. for å hindre dannelse av hvirvelstrømmer i pumpehuset bør dette ved 23 (fig. 3A) med spolen 15 avskjermes ved f.eks.

å benytte transformatorblikk. for å hindre tap ved at spolen magnetiserer nærliggende elementer bør helst alt konstruksjons-

materiale være av umagnetisk materiale. I tillegg er det for-delaktig å benytte materiale som har dårlig elektrisk lednings-evne for å redusere mulighetene for at energitap som følge av induserte hvirvelstrømmer oppstår.

Terfenolstavene 11 i pumpens egentlige drivenhet innstilles til riktig posisjon ved hjelp av to innstillingsskruer 24 som kan være utformet slik at de ligger direkte an mot staven 11 eller mot et bevegelig sylindrisk avstandselement 25 som overfører spenningen til terfenolstaven, dvs. et mellom-liggende bevegelig element som ligger an mot både skrue og stav.

Pumpedelen kan dannes av et tokammers pumpehus 16 med et dobbeltvirkende stempel 12 med to stempelstenger 26. Pumpehuset 16 kan passende fremstilles av korrosjonsbestandig rustfritt og umagnetisk stål. Eustenittisk rustfritt stål som er bestandig mot korrosjon i sjøvannsmiljø inneholder vanligvis molybden. Selv om terfenol er et materiale med særdeles store striksjonsbevegelser blir likevel stempelbevegelsen relativt beskjeden, i størrelsesorden 0,1 mm, og det er derfor av stor viktighet å benytte stive materialer som reduserer elastiske tap som ellers ville forårsake at stempelets effektive slaglengde ble redusert.

Ved å benytte tilstrekkelig grovt gods i pumpehuset 16 og kraftig dimensjonerte anleggs flenser 27 med store bolter oppnås tilstrekkelig liten grad av- elastisitet ved å benytte rustfritt stål. Ved boltenes forspenning reduseres deformasjonene til meget små verdier. Under kompresjonsfasen sammentrykkes stemplet 12 og stempelstengene 26, og denne sam-mentrykking fører til større tap enn de tilsvarende elastiske bevegelser i pumpehuset 16 og flensene 27. Derfor bør både stempel 12 og stempelstenger 26 fremstilles av et enda stivere materiale enn rustfritt stål. Keramisk materiale som både er umagnetisk og elektrisk isolerende, samtidig som det er betydelig stivere enn rustfritt stål, anses som et meget egnet materiale for både stempel og stempelstenger. Borkarbid er et temmelig stivt slikt keramisk materiale og forventes å være meget hensiktsmessig i denne forbindelse (E-modul ca. 450 GPa). Det bevegelige avstandselement som overfører mekanisk spenning mellom innstillingsskruer 24 og terfenolstav 11 kan også passende utføres av keramisk materiale.

Komponentenes elastiske deformasjon reduserer stemplets slaglengde betydelig mindre enn kompresjonen av hydraulikkvæsken, og hydraulikkoljer forventes å ha en kompresjon på opp til ca. 2%. Dersom vannbaserte hydraulikkvæsker benyttes vil kompresjonen av disse være betydelig mindre, og for ytterligere å redusere virkningen av hydraulikkvæske-kompresjonen bør pumpekamrene være små og formet som smale spalter med spaltebredder i størrelsesorden 1 mm eller mindre.

Stempel og stempelstenger tettes med lavfriksjonspakninger 28 av høytrykkskvalitet, og friksjonen mot disse elementer reduseres ved å anvende glideringer 29. Ytterligere tetning sikres ved hjelp av O-ringer 30.

Som vist på fig. 4 og 5 kan stemplet 12 i pumpedelen alternativt anordnes direkte innspent mellom terfenolstavene, med eller uten avstandselement 25, og stemplet har da ikke lenger noen stempelstang, hvorved spolene ikke helt kan omslutte stavene. Spoler som ikke er tilstrekkelig lange til å omslutte stavene helt fører til en noe mindre effektiv magnetisering av stavenes ytterender, og dette bevirker på sin side at disse deler av stavene ikke utvider seg like mye som de øvrige deler. Imidlertid vil også endene få en viss ut-videlse, selv om de ligger noe foran spolens ende.

På fig. 6 vises i nærmere detalj hvordan stempe-let 12 med stempelstenger 26 kan være utformet med lavfriksjonspakninger 28 og glideringer 29. På denne figur vises tydeligere hvordan sylinderkammeret 17 er utformet i endene og hvordan tilførsels- og utløpsåpningen 18, 19 er anordnet i for-hold til kammeret.

På fig. 7 og 8 vises hvordan en terfenolstavdrevet pumpe kan være oppbygget på en alternativ måte. To parvis anordnede og vekselvis arbeidende terfenolstaver 11 er plassert i en felles stempellignende del 31 inne i et sylinderkammer 32 i et sylindrisk hus 37. I husets endevegger 38, 39 finnes åpninger 33, 34 for tilførsel og utløp av væske. Ved vekselvis strømmatning av spolene utvides den ene terfenolstav mens den andre trykkes sammen tilsvarende det som er om-talt ovenfor, hvorved stemplet kommer til å forskyves og bevirke en pumpefunksjon. For å oppnå en slik pumpevirkning finnes tilbakeslagsventiler 35, 36 i forbindelse med åpningene 33, 34 på begge sider av pumpen. Eventuelt kan bare pumpens ene side anvendes, hvorved det oppnås et pulserende væske-forløp.

På fig. 9 vises skjematisk pumpens elektriske drivsystem. En kraftforsyning 40 tilfører elektrisk kraft til pumpen, idet det skjer en omvandling til hensiktsmessig spenning og strøm. En prosessor 41 benyttes for styring av strøm-matingen til spolene 15 som magnetiserer terfenolstavene 11. Hvis pumpen utrustes med strømstyrte ventiler kan prosessoren også benyttes til styring av disse ventiler 42 i takt med terfenolstavenes bevegelser. Transistorbroer benyttes for strømdrift av terfenolstavenes spoler, og transistorsvitsjer benyttes for ventilstyringen.

I de tilfeller hvor strømmatning ikke skjer kontinuerlig kan tilførselsspenningen enten fås ved transformer-ing og likeretting av vekselspenningen eller ved likespen-ningstransformasjon i en omvandler. En amperevindingstetthet på 80 kA/m anses som tilstrekkelig, og for å oppnå denne verdi i en 15 cm spole med 1500 vindinger trengs 8 A. Matningsspen-ningen må være så høy at spolestrømmen kan øke fra 0 til 8 A

i løpet av 2 - 3 ms.

Terfenolstavenes magnetostriksjon er proporsjonal med strømmen som omslutter dem, og for å oppnå en bestemt bevegelse må derfor spolestrømmen styres..' Dette gjøres ved hjelp av en prosessor med tilhørende komponenter. Strømkurven for en 50 Hz periode samples med f.eks. 10 kHz og lagres i et permanentlager, PROM. Prosessoren tilfører altså en ny nominell-verdi til lageret hvert 100. ,us. Denne nominelle sampleverdi sammenlignes med den momentane strømverdi gjennom spolen via en strømtransformator hvis utspenning måles ved hjelp av en A/D-omvandler. Prosessoren driver deretter<e>'<p>nulsbreddemodul<a->tor som på sin side styrer transistorene i spolenes brokoblede drivenheter.

Kraftforsyningen til pumpen kan plasseres i samme enhet som elektronikken for styresystemet. Denne enhet kan være fylt med luft eller nitrogengass under normaltrykk. I pumpekonseptet gjelder imidlertid at tetning overfor sjøvann er mindre kritisk enn tetningen overfor pumpekamrenes høye hydrauliske trykk.

På fig. 10 vises et elektrisk system som benyttes når strømmatningen ikke skjer kontinuerlig, for drift av terfenolstavene og ventilene. En ønsket strømkurve lagres i PROM, og transistorene Q1-Q14 styres av en prosessor 44 via puls-breddemodulatorer slik at strømkurven følges. Det kan legges inn en vilkårlig strømkurve, og den eneste begrensning er at strømderivatene begrenses oppad på grunn av at matningsspen-ningen ikke er uendelig. Strømtransformatorer sørger for til-bakekobling. Under den første halvperiode skal strømmen økes i den ene spole Li for den ene stav, og transistor Q2 er da åpen. Ql pulsbreddemoduleres med f.eks. 50 kHz til ønsket strøm-derivatverdi. Når transistor Ql er åpen flyter strømmen gjennom denne og transistoren Q2. Når Ql sperres skifter Li polaritet og strømmen flyter i stedet gjennom Q2 og Q4 og holdes tilnær-met konstant.

Ved at transistor Ql slås av og på med bestemte tidsavstander innenfor pulsbreddemodulasjon kan vilkårlig strøm-økning tilveiebringes. Under den andre halvperiode i en syklus skal strømmen avta i den ene spole Li og øke i den andre L2. Ql sperres og Q2 pulsbreddemoduleres slik at strømmen avtar i ønsket takt: Når Q2 er åpen flyter strømmen gjennom Q2 og Q4

og holdes nesten konstant, men når Q2 sperres øker spenningen over den ene spole Li og strømmen går i stedet gjennom Q3 og Q4. Spolen er da i generatormodus. For den andre spole L2 virker broen på samme måte som den første, men 180° ute av fase. Med denne arbeidsmåte kommer den ene bro til å trekke strøm mens den andre leverer strøm, og ved dette avtar strømbehovet fra kraftforsyningen.

Hvis prosessoren også styrer ventilene benyttes data fra en tidsstyreenhet 45 og et PROM 43. Styresignaler føres til felteffekttransistorer via en kombinert holde- og drivkrets 46, og transistorene slår strømmen av og på i ventil-enes styrespoler slik at ventilene stenges eller åpnes. Siden de skal kunne stenges og åpnes ganske raskt - svitsjetider på 1 ms vil være nødvendige - kan ikke ventiler med normale vekselstrømsspoler benyttes, og derfor styres disse av like-strøm.

Claims (6)

1. Pumpe for væsker, drevet av staver (11) av høy-magnetostriktivt materiale, KARAKTERISERT VED at stavene (11) er omsluttet av spoler (15) for generering av et magnetfelt og er parvis anordnet og arbeider vekselvis mot et stempel (12) i et sylinderkammer (17, 32), ved at den ene av stavene (11) er innrettet for å bevege stemplet (12) i den ene retning ved at magnetisk energi omvandles til mekanisk energi i form av en formendring av denne stav, samtidig som en annen av stavene (11) dynamisk forspenner den første av stavene mot stemplet (12) , og at den annen stav er innrettet for å bevege stemplet til motsatt side ved omvandling av magnetisk energi til mekanisk energi i form av formendring av denne, samtidig som den første av stavene (11) dynamisk forspenner den annen stav mot stemplet, slik at stemplet (12) får en oscillatorisk bevegelse.

2. Pumpe ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at sylin-derkammerets (17, 32) endevegger har åpninger (18, 19, 33, 34) tilkoblet henholdsvis ventilstyrte innløp (13, 20, 35) og ut-løp (14, 21, 36) for frempumpet væske.

3. Pumpe ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at stavene (11) er innrettet for å påvirke stemplet (12) eller dettes stempelstang (26) i sylinderkammeret over et avstandselement (25).

4. Pumpe ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at stavene (11) ved de ender som ligger motsatt stempelsiden er innrettet for å påvirkes av organer for innstilling av posisjon og/eller mekanisk spenningsnivå for stavene.

5. Pumpe ifølge krav 4, KARAKTERISERT VED at det er anordnet flere avstandselementer (25) mellom elementer (24) for posisjonsinnstilling og de enkelte staver (11).

6. Pumpe ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at stavene (11) er omsluttet av en hylseanordning (22) f.eks. av messing og som beskytter spolene.