RU2028519C1

RU2028519C1 - Method of controlling discharge head and flow rate of ultrasonic pump

Info

Publication number: RU2028519C1
Authority: RU
Inventors: А.Ф. Романенко; П.П. Дергачев; С.К. Халменов; К.Т. Куралов
Original assignee: Казахский Химико-Технологический Институт
Priority date: 1990-05-07
Filing date: 1990-05-07
Publication date: 1995-02-09

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: ultrasonic pump has emitting and reflecting surfaces 1,2 made as flat plates. The angle between the axis of emission and reflecting surface 2 is changed when acoustic oscillations affect. Reflecting surface 2 also rotates about the axis of emitting. EFFECT: enhanced accuracy of controlling. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности насосостроению, и может быть использовано для управлений работой гидроприводов, а также при конструировании устройств для перекачивания различных жидкостей. The invention relates to mechanical engineering, in particular pump engineering, and can be used to control the operation of hydraulic drives, as well as in the design of devices for pumping various liquids.

Известен способ управления напором и расходом ультразвукового насоса путем изменения диаметра капилляра, температуры жидкости и угла наклона капилляра к излучающей поверхности. A known method of controlling the pressure and flow rate of an ultrasonic pump by changing the diameter of the capillary, the temperature of the liquid and the angle of inclination of the capillary to the radiating surface.

Недостатком способа является низкая эффективность, связанная с тем, что нелинейная зависимость напора и расхода ультразвукового насоса от каждого из вышеперечисленных параметров значительно усложняет управление работой насоса; кроме того, данный способ не дает возможности осуществлять изменение направления движения жидкости в насосе. The disadvantage of this method is the low efficiency associated with the fact that the non-linear dependence of the pressure and flow rate of the ultrasonic pump on each of the above parameters significantly complicates the control of the pump; in addition, this method does not make it possible to change the direction of fluid flow in the pump.

Наиболее близок к изобретению способ управления напором и расходом ультразвукового насоса при воздействии акустических колебаний, согласно которому в насосе, содержащем излучатель, отражающую поверхность в виде торцовой части входного конца капилляра, изменяет форму отражающей поверхности. Closest to the invention is a method for controlling the pressure and flow rate of an ultrasonic pump when exposed to acoustic vibrations, according to which in a pump containing an emitter, a reflective surface in the form of the end part of the inlet end of the capillary, changes the shape of the reflective surface.

Недостатком способа является низкая эффективность управления, обусловленная невозможностью реверсирования потока жидкости в насосе, а также сложностью управления напором и расходом насоса из-за трудностей изменения формы входного конца капилляра. The disadvantage of this method is the low control efficiency due to the inability to reverse the fluid flow in the pump, as well as the difficulty of controlling the pressure and flow rate of the pump due to the difficulties of changing the shape of the inlet end of the capillary.

Техническим результатом, получаемым при осуществлении изобретения, является повышение эффективности управления напором и расходом ультразвукового насоса. The technical result obtained by carrying out the invention is to increase the efficiency of controlling the pressure and flow rate of the ultrasonic pump.

Указанный результат достигается тем, что при воздействии акустических колебаний в ультразвуковом насосе, содержащем излучающую и отражающую поверхности, изменяют угол между осью излучения и отражающей поверхностью, а также поворачивают отражающую поверхность вокруг оси излучателя. The specified result is achieved by the fact that when exposed to acoustic vibrations in an ultrasonic pump containing a radiating and reflective surface, the angle between the axis of radiation and the reflective surface is changed, and the reflective surface is rotated around the axis of the emitter.

На чертеже схематично изображен ультразвуковой насос. The drawing schematically shows an ultrasonic pump.

Насос содержит излучающую и отражающую поверхности 1, 2, жидкость 3. The pump contains a radiating and reflecting surface 1, 2, liquid 3.

Реализация способа осуществляется следующим образом. The implementation of the method is as follows.

При изменении угла α между осью излучения и отражающей поверхностью 2 происходит изменение составляющих микроструек, образующихся у отражающей поверхности 2 при схлопывании кавитирующих пузырьков. Поскольку при схлопывании кавитирующего пузырька у твердой поверхности (отражающей поверхности) возникает микроструйка, направленная по нормали к этой поверхности. Отраженную от твердой поверхности микроструйку можно представить в виде двух составляющих, одна из которых направлена перпендикулярно, вторая параллельно оси излучения. Складываясь, составляющие образуют поток жидкости насоса. Таким образом, изменяя угол α между отражающей поверхностью 2 и осью излучения, можно регулировать расход и напор насоса. When the angle α between the axis of radiation and the reflecting surface 2 changes, the components of the microjets formed at the reflecting surface 2 during the collapse of cavitating bubbles change. Since when a cavitating bubble collapses, a microjet appears along a solid surface (reflective surface) directed normal to this surface. A microjet reflected from a solid surface can be represented in the form of two components, one of which is directed perpendicularly, the second parallel to the radiation axis. When combined, the components form a pump fluid stream. Thus, by changing the angle α between the reflecting surface 2 and the axis of radiation, it is possible to adjust the flow rate and pressure of the pump.

Изменение угла α при этом производится в плоскости, параллельной оси излучения. In this case, the angle α is changed in a plane parallel to the radiation axis.

Управление насосом можно также осуществить поворотом отражающей поверхности 2 только в плоскости, перпендикулярной оси излучения. В этом случае изменяется направление потока жидкости, а изменения напора и расхода не происходит. Таким образом, изменяя угол α между отражающей и излучающей поверхностями в плоскости, параллельной оси излучения, можно регулировать напор и расход насоса, а изменения угла α в плоскости, перпендикулярной оси излучения, приведут к изменениям направления потока жидкости. Управление можно осуществлять как поочередно, изменением углов в плоскостях, параллельных или перпендикулярных оси излучения, так и одновременно в двух плоскостях. Действия по управлению насосом определяются конкретными задачами управления. Управление с помощью поворота отражающей поверхности вокруг оси излучения осуществляется согласно вышеописанному механизму схлопывания кавитирующих пузырьков у отражающей поверхности. The pump can also be controlled by rotating the reflecting surface 2 only in a plane perpendicular to the axis of radiation. In this case, the direction of fluid flow changes, but the pressure and flow rate do not change. Thus, by changing the angle α between the reflecting and radiating surfaces in a plane parallel to the radiation axis, the pressure and flow rate of the pump can be adjusted, and changes in the angle α in the plane perpendicular to the radiation axis will lead to changes in the direction of fluid flow. The control can be carried out both alternately by changing the angles in the planes parallel or perpendicular to the radiation axis, and simultaneously in two planes. Pump control actions are determined by specific control tasks. The control by rotation of the reflective surface around the axis of radiation is carried out according to the above-described mechanism for the collapse of cavitating bubbles at the reflective surface.

Таким образом, применяя описанный способ управления напором и расходом ультразвукового насоса, можно не только регулировать напор и расход, но и осуществлять реверсирование потока жидкости насоса. Thus, using the described method for controlling the pressure and flow rate of an ultrasonic pump, it is possible not only to control the pressure and flow rate, but also to reverse the pump fluid flow.

Claims

1. METHOD OF MANAGING THE HEAD AND FLOW OF THE ULTRASONIC PUMP by the action of acoustic vibrations on the cavitation zone in the space between the radiating and reflecting surfaces, characterized in that the impact on the cavitation zone is carried out by rotating the reflecting surface relative to the radiating surface in the plane of the radiation axis, changing the angle between the reflecting surface and axis of radiation.

2. The method according to claim 1, characterized in that it further rotates the reflective surface around the axis of radiation in a plane perpendicular to the latter.