RU2603208C2 - Pump with piezoelectric drive - Google Patents
Pump with piezoelectric drive Download PDFInfo
- Publication number
- RU2603208C2 RU2603208C2 RU2012131481/06A RU2012131481A RU2603208C2 RU 2603208 C2 RU2603208 C2 RU 2603208C2 RU 2012131481/06 A RU2012131481/06 A RU 2012131481/06A RU 2012131481 A RU2012131481 A RU 2012131481A RU 2603208 C2 RU2603208 C2 RU 2603208C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piezoelectric
- block
- housing
- pump according
- spacer
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для перекачивания текучих сред, и может быть использовано в промышленности, на транспорте и в быту при перекачивании жидкостей, иных несжимаемых и сжимаемых текучих сред, а также при добыче нефти из скважин.The invention relates to a device for pumping fluids, and can be used in industry, transport and at home when pumping liquids, other incompressible and compressible fluids, as well as in oil production from wells.
Ближайшим аналогом заявленного технического решения является пьезоэлектрический насос для перекачивания текучих сред, описанный в патенте RU 2452872, опубликованном 10.06.2012, МПК8 F04B 9/00. Насос содержит вытеснитель перекачиваемой среды, корпус, расположенные в корпусе и соединенные последовательно задний распорный пьезоэлектрический блок, пьезоэлектрический блок движения, выполненный с возможностью перемещения относительно корпуса, а также передний распорный пьезоэлектрический блок. Распорные пьезоэлектрические блоки и пьезоэлектрический блок движения выполнены с использованием материала, способного изменять свою длину при подведении к ним электрического потенциала, например, из пьезокерамического материала.The closest analogue of the claimed technical solution is a piezoelectric pump for pumping fluids, described in patent RU 2452872, published 10.06.2012, IPC 8
Поступающие на распорные пьезоэлектрические блоки электрические импульсы вызывают их поочередную фиксацию внутри корпуса. Пьезоэлектрический блок движения под воздействием поступающего к нему электрического импульса осуществляет периодическое перемещение другого, не зафиксированного внутри корпуса распорного пьезоэлектрического блока на один шаг. Вытеснитель соединен с передним распорным пьезоэлектрическим блоком через пластинчатую пружину. Это приводит к пошаговому перемещению вытеснителя относительно корпуса в одном направлении.The electrical impulses arriving at the spacer piezoelectric blocks cause their alternate fixation inside the housing. The piezoelectric motion block under the influence of an electric impulse arriving at it periodically moves another one not fixed inside the spacer piezoelectric block by one step. The displacer is connected to the front spacer piezoelectric block through a leaf spring. This leads to a stepwise movement of the displacer relative to the housing in one direction.
Пластинчатая пружина, обеспечивающая сглаживание вибрационных колебаний, передающихся на вытеснитель, вследствие небольшого размера имеет высокие механические напряжения в материале. Это, вместе с циклическим характером нагрузки, приводит к низкому ресурсу ее работы, и как следствие - к низкому ресурсу работы насоса в целом.The leaf spring, which provides smoothing of vibrational vibrations transmitted to the displacer, due to its small size, has high mechanical stresses in the material. This, together with the cyclical nature of the load, leads to a low resource of its operation, and as a result to a low resource of operation of the pump as a whole.
Таким образом, задача, на решение которой направлено настоящее техническое решение, состоит в создании надежного пьезоэлектрического насоса.Thus, the task to which this technical solution is directed is to create a reliable piezoelectric pump.
Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, заключается в в увеличении ресурса работы пьезоэлектрического насоса.The technical result achieved by the implementation of the invention is to increase the life of the piezoelectric pump.
Для решения поставленной задачи с достижением технического результата в известном насосе с пьезоэлектрическим приводом (пьезоэлектрическом насосе), содержащем вытеснитель перекачиваемой среды, корпус, расположенные в корпусе и соединенные последовательно задний распорный пьезоэлектрический блок, пьезоэлектрический блок движения, выполненный с возможностью перемещения относительно корпуса в направлении изменения своей длины, а также передний распорный пьезоэлектрический блок, согласно заявленному изобретению вытеснитель перекачиваемой среды соединен с передним концом пьезоэлектрического блока движения, или с местом, расположенным между передним и задним концами пьезоэлектрического блока движения, или с задним концом пьезоэлектрического блока движения, или с задним распорным пьезоэлектрическим блоком.To solve the problem with achieving a technical result in a known pump with a piezoelectric drive (piezoelectric pump) containing a displacer of the pumped medium, a housing located in the housing and connected in series to a rear spacer piezoelectric block, a piezoelectric motion block configured to move relative to the housing in the direction of change its length, as well as the front pressure piezoelectric block, according to the claimed invention, the displacer pump the medium to be connected to the front end of the piezoelectric motion block, or to a location located between the front and rear ends of the piezoelectric motion block, or to the rear end of the piezoelectric motion block, or to the rear spacer piezoelectric block.
За счет новой формы выполнения связи между вытеснителем перекачиваемой среды, а также задним распорным пьезоэлектрическим блоком, пьезоэлектрическим блоком движения и передним распорным пьезоэлектрическим блоком, удается понизить механические напряжения в материале соединительных элементов и создать надежный насос с пьезоэлектрическим приводом (пьезоэлектрический насос).Due to the new form of communication between the displacer of the pumped medium, as well as the rear spacer piezoelectric block, the piezoelectric motion block and the front spacer piezoelectric block, it is possible to reduce the mechanical stresses in the material of the connecting elements and create a reliable pump with a piezoelectric drive (piezoelectric pump).
Указанные преимущества изобретения, а также его особенности поясняются лучшими вариантами выполнения со ссылками на чертежи.These advantages of the invention, as well as its features are illustrated by the best options for implementation with reference to the drawings.
Фиг.1 изображает насос с пьезоэлектрическим приводом (пьезоэлектрический насос), у которого вытеснитель перекачиваемой среды соединен с передним концом пьезоэлектрического блока движения;Figure 1 depicts a pump with a piezoelectric drive (piezoelectric pump), in which the displacer of the pumped medium is connected to the front end of the piezoelectric movement unit;
Фиг.2 - разрез пьезоэлектрического насоса в области заднего распорного пьезоэлектрического блока (провода не изображены). Вытеснитель перекачиваемой среды соединен с передним концом пьезоэлектрического блока движения;Figure 2 is a sectional view of a piezoelectric pump in the region of a rear spacer piezoelectric block (wires not shown). The displacer of the pumped medium is connected to the front end of the piezoelectric movement unit;
Фиг.3 - разрез пьезоэлектрического насоса в области пьезоэлектрического блока движения (провода не изображены). Вытеснитель перекачиваемой среды соединен с передним концом пьезоэлектрического блока движения;Figure 3 is a sectional view of a piezoelectric pump in the region of a piezoelectric motion block (wires not shown). The displacer of the pumped medium is connected to the front end of the piezoelectric movement unit;
Фиг.4 - вырыв на блоке движения для демонстрации сжимающего стержня;Figure 4 is a tear on the block of motion to demonstrate the compression rod;
Фиг.5 - разрез пьезоэлектрического насоса в области переднего распорного пьезоэлектрического блока (провода не изображены). Вытеснитель перекачиваемой среды соединен с передним концом пьезоэлектрического блока движения;Figure 5 is a sectional view of a piezoelectric pump in the region of the front spacer piezoelectric block (wires not shown). The displacer of the pumped medium is connected to the front end of the piezoelectric movement unit;
Фиг.6 - пьезоэлектрический насос, у которого вытеснитель перекачиваемой среды соединен с местом, расположенным между передним и задним концами пьезоэлектрического блока движения;6 is a piezoelectric pump, in which the displacer of the pumped medium is connected to a place located between the front and rear ends of the piezoelectric motion block;
Фиг.7 - разрез пьезоэлектрического насоса в месте соединения вытеснителя с пьезоэлектрическим блоком движения (провода не изображены). Вытеснитель перекачиваемой среды соединен с местом, расположенным между передним и задним концами пьезоэлектрического блока движения;7 is a section of a piezoelectric pump at the junction of the displacer with the piezoelectric motion block (wires not shown). The displacer of the pumped medium is connected to a place located between the front and rear ends of the piezoelectric motion block;
Фиг.8 - разрез пьезоэлектрического насоса между местом соединения вытеснителя с пьезоэлектрическим блоком движения и передним распорным пьезоэлектрическим блоком (провода не изображены). Вытеснитель перекачиваемой среды соединен с местом, расположенным между передним и задним концами пьезоэлектрического блока движения;Fig. 8 is a sectional view of a piezoelectric pump between a junction of a displacer with a piezoelectric motion block and a front spacer piezoelectric block (wires not shown). The displacer of the pumped medium is connected to a place located between the front and rear ends of the piezoelectric motion block;
Фиг.9 - пьезоэлектрический насос, у которого вытеснитель перекачиваемой среды соединен с задним концом пьезоэлектрического блока движения (провода не изображены);Fig.9 is a piezoelectric pump in which a displacer of the pumped medium is connected to the rear end of the piezoelectric movement unit (wires not shown);
Фиг.10 - пьезоэлектрический насос, у которого вытеснитель перекачиваемой среды соединен с задним распорным пьезоэлектрическим блоком (провода не изображены).Figure 10 - piezoelectric pump, in which the displacer of the pumped medium is connected to the rear spacer piezoelectric block (wires not shown).
Насос с пьезоэлектрическим приводом (пьезоэлектрический насос) 1 (фиг.1, 6, 9 и 10) содержит корпус 2 трубчатой формы, расположенные в нем и соединенные последовательно задний распорный пьезоэлектрический блок 3, пьезоэлектрический блок движения 4, передний распорный пьезоэлектрический блок 5. Задний распорный пьезоэлектрический блок 3 состоит из скобы 6 и пьезопакетов 7 и 8. Скоба 6 представляет собой U-образную деталь, состоящую из двух продольных пластин и соединяющей их поперечной пластины. Пьезопакеты 7 и 8 расположены между продольными пластинами скобы 6. Направления изменения длин пьезопакетов 7 и 8 перпендикулярны продольным пластинам скобы 6.The pump with a piezoelectric drive (piezoelectric pump) 1 (Figs. 1, 6, 9 and 10) comprises a
Передний распорный пьезоэлектрический блок 5 состоит из скобы 9 и пьезопакетов 10 и 11. Скоба 9 представляет собой U-образную деталь, состоящую из двух продольных пластин и соединяющей их поперечной пластины. Пьезопакеты 10 и 11 расположены между продольными пластинами скобы 9. Направления изменения длин пьезопакетов 7 и 8 перпендикулярны продольным пластинам скобы 9. В зависимости от требуемого напора применяют необходимое количество пьезопакетов в распорных пьезоэлектрических блоках 3 и 5 насоса 1.The front spacer
Распорные пьезоэлектрические блоки 3 и 5 и пьезоэлектрический блок движения 4 выполнены с использованием материала, способного изменять свою длину при подведении к ним электрического потенциала, например, из пьезокерамического материала. В качестве пьезокерамического материала может быть применен, например, цирконат свинца, титанат свинца, титанат бария, титанат кальция, или их сочетания, например, в виде твердых растворов.The spacer
Распорные пьезоэлектрические блоки и пьезоэлектрический блок движения могут быть изготовлены из слоев и/или пластин пьезокерамического материала, между которыми расположены слои токопроводящего материала, например, металла. Слои токопроводящего материала предназначены для присоединения электрических проводов. Пластины пьезоэлектрического материала заднего и переднего распорных пьезоэлектрических блоков 3 и 5 расположены параллельно направлению изменения длины пьезоэлектрического блока движения 4. При этом пластины пьезоэлектрического материала заднего распорного пьезоэлектрического блока 3 расположены параллельно продольным пластинам скобы 6. А пластины пьезоэлектрического материала переднего распорного пьезоэлектрического блока 5 расположены параллельно продольным пластинам скобы 9. Пластины пьезоэлектрического материала пьезоэлектрического блока движения 4 расположены перпендикулярно направлению изменения длины пьезоэлектрического блока движения 4.Spacer piezoelectric blocks and a piezoelectric block of motion can be made of layers and / or plates of piezoelectric material, between which are layers of conductive material, for example, metal. Layers of conductive material are designed to connect electrical wires. The plates of the piezoelectric material of the rear and front spacer
В передней части насоса расположен вытеснитель перекачиваемой среды 12. В задней части насоса расположена крышка 13. Задняя крышка 13 может быть выполнена деформируемой, например, в виде герметичного сильфона. При перекачке жидкостей насосом 1 в условиях высокого или переменного давления окружающей среды корпус 2 может быть полностью или частично заполнен жидкостью, например, полиэтилсилоксановой жидкостью. При изменении давления окружающей среды и/или температуры, жидкость, заполняющая внутреннюю герметичную полость корпуса 2, в которой движутся пьезоэлектрические блоки 3, 4 и 5, может вытесняться в деформируемую заднюю крышку 13 и поступать из нее обратно. Из-за несжимаемости жидкости задняя крышка 13 вследствие перемещения вытеснителя 12 синхронно с ним расширяется и сжимается.A displacer of the pumped medium is located at the front of the
Для обеспечения циклической работы насоса 1 применен впускной клапан 14 и выпускной клапан 15. Клапаны расположены в передней части корпуса 2 перед вытеснителем 12. В качестве вытеснителя перекачиваемой среды 12 может быть применен плунжер 16, который находится в корпусе плунжера 17. Корпус плунжера 17 соединен с корпусом 2. В месте, расположенным между передним и задним концами пьезоэлектрического блока движения 4, может быть расположена пластина 18 (фиг.6 и 7). Гидрозащита 19 (фиг.1, 6, 9 и 10) изолирует перекачиваемую плунжерной парой среду от области корпуса 2, в которой движутся пьезоэлектрические блоки 3, 4 и 5. Гидрозащита 19 может быть выполнена в виде детали из тонкого эластичного материала, имеющей периферийный край и отверстие. Например, гидрозащита может быть выполнена в виде эластичной мембраны или диафрагмы. Периферийный край детали из тонкого эластичного материала герметично закреплен вокруг внутренней полости корпуса 2 в области между передним распорным пьезоэлектрическим блоком 5 и вытеснителем перекачиваемой среды 12. В отверстии детали из тонкого эластичного материала находится вытеснитель перекачиваемой среды 12, край этого отверстия герметично закреплен на вытеснителе перекачиваемой среды 12, герметизируя таким образом спереди ту внутреннюю часть полости корпуса 2, в которой находятся пьезоэлектрические блоки 3, 4 и 5.To ensure cyclic operation of the
Гидрозащита 19 может быть выполнена в виде сильфонной трубки. При этом одно отверстие сильфонной трубки, которое можно считать периферийным краем, герметично закреплено вокруг внутренней полости корпуса 2 в области между передним распорным пьезоэлектрическим блоком 5 и вытеснителем 12 (плунжером 16). Другое отверстие сильфонной трубки герметично закреплено на вытеснителе перекачиваемой среды 12 (плунжере 16), герметизируя таким образом спереди ту внутреннюю часть полости корпуса 2, в которой находятся пьезоэлектрические блоки 3, 4 и 5. Отверстия 29, выполненные в корпусе 2, соединяют поверхность гидрозащиты 19, обращенную к вытеснителю перекачиваемой среды 12, с окружающей средой.
Также гидрозащита может быть выполнена в виде сальникового уплотнения, закрепленного на корпусе 2 и охватывающего плунжер 16, не позволяя перекачиваемой жидкости, а также жидкости, окружающей насос 1 (если она есть), проникать внутрь корпуса 2 насоса.Hydroprotection can also be made in the form of an oil seal mounted on the
Вытеснитель перекачиваемой среды 12 (плунжер 16) при помощи по меньшей мере одного толкателя 20 соединен с передним концом пьезоэлектрического блока движения 4, или с местом, расположенным между передним и задним концами пьезоэлектрического блока движения 4, или с задним концом пьезоэлектрического блока движения 4, или с задним распорным пьезоэлектрическим блоком 5. Толкатели 20 расположены между пьезоэлектрическими блоками и внутренней поверхностью щеки 25. Толкатели 20 уменьшают передающиеся на плунжер 16 вибрационные колебания, образующиеся при поступательном движении переднего пьезоэлектрического распорного блока 5. Толкатели 20 изготовлены из материала, обеспечивающего за счет своей упругости и демпфирующих свойств, приемлемое гашение вибрационных колебаний вытеснителя 12 поступающих к нему от пьезоэлектрических блоков. Вместе с тем, поперечное сечение толкателей 20 обеспечивают их устойчивость к сжимающим нагрузкам, приемлемый уровень механических напряжений в их материале, а также их прочность при циклических нагрузках.The displacer of the pumped medium 12 (plunger 16) is connected with at least one
Электрический провод 21 присоединен к пьезопакетам 7 и 8 заднего распорного пьезоэлектрического блока 3. Электрический провод 22 присоединен к пьезоэлектрическому блоку движения 4. Электрический провод 23 присоединен к пьезопакетам 10 и 11 переднего распорного пьезоэлектрического блока 5. Электрические провода 21, 22 и 23 подключены к электрическому разъему 27. Электрический разъем 27 может находиться в крышке 13, обеспечивая подключение электрического кабеля питания с наружной стороны насоса.The
Кабель питания, подключаемый к насосу с наружной стороны, может быть выполнен четырехжильным с тремя силовыми жилами и одной общей жилой. Также кабель питания может быть выполнен трехжильным с тремя экранированными жилами, каждая жила в этом случае будет иметь свой экран. Также в кабеле могут быть дополнительные жилы для датчиков обратной связи и приборов телеметрии.The power cable, connected to the pump from the outside, can be made four-core with three power cores and one common core. Also, the power cable can be made three-core with three shielded cores, each core in this case will have its own screen. Also, the cable may have additional conductors for feedback sensors and telemetry devices.
Корпус 2 трубчатой формы может состоять из нескольких деталей, соединенных между собой с образованием внутренней полости трубчатой формы. Например, корпус 2 может состоять из двух пластин трения 24 и двух щек 25 (фиг.2, 3), скрепленных болтами 26. В пластины трения 24 упираются своими торцами пьезопакеты 7, 8, 10, 11 заднего 3 и переднего 5 распорных пьезоэлектрических блоков соответственно через продольные пластины скоб 6 (для заднего блока 3) или 9 (для переднего блока 5). Размер щек 25 между контактирующими с пластинами трения 24 гранями выполнен с очень высокой точностью. На фиг.2 в разрез попал пьезопакет 10 заднего распорного пьезоэлектрического блока 9.The
Поперечная пластина U-образной скобы 6 заднего распорного пьезоэлектрического блока 3 обращена вперед. Поперечная пластина U-образной скобы 9 переднего распорного пьезоэлектрического блока 5 обращена назад. Пьезоэлектрический блок движения 4 своим задним концом соединен с поперечной пластиной U-образной скобы 6 заднего распорного пьезоэлектрического блока 3. Пьезоэлектрический блок движения 4 своим передним концом соединен с поперечной пластиной U-образной скобы 9 переднего распорного пьезоэлектрического блока 5. Соединение выполнено упругим элементом или элементами.The transverse plate of the
Пьезоэлектрический блок движения 4 может содержать внутри себя в отверстии сжимающий стержень 28 (фиг.3, 4), проходящий от заднего конца блока 4 к переднему его концу. Соединение пьезоэлектрического блока движения 4 с U-образными скобами 6 и 9 может быть выполнено сжимающим стержнем 28. Сжимающий стержень 28 соединяет в этом случае поперечные пластины U-образных скоб 6 и 9, например, при помощи резьбовых соединений.The
Также пьезоэлектрический блок движения может содержать снаружи себя упругие сжимающие пластины, являющиеся продолжением продольных пластин U-образных скоб и проходящие от заднего конца пьезоэлектрического блока движения 4 к переднему. Соединение пьезоэлектрического блока движения 4 с U-образными скобами в этом случае выполнено упругими сжимающими пластинами, являющимися продолжением продольных пластин U-образных скоб 6 и 9.Also, the piezoelectric motion block may comprise elastic compression plates outside itself, which are a continuation of the longitudinal plates of the U-shaped brackets and extending from the rear end of the
У насоса, изображенного на фиг.1, 2, 3 и 5, плунжер 16 при помощи толкателей 20 соединен с передним концом пьезоэлектрического блока движения 4. В этом месте скоба 9 соединена со сжимающим стержнем 28 и с толкателями 20.At the pump shown in figures 1, 2, 3 and 5, the
У насоса, изображенного на фиг.6, 7 и 8, плунжер 16 при помощи толкателей 20 соединен с местом, расположенным между передним и задним концами пьезоэлектрического блока движения 4. В этом месте расположена пластина 18, она может быть закреплена на сжимающем стержне 28. Также пластина 18 может иметь со сжимающим стержнем 28 скользящее соединение. С пластиной 18 соединены толкатели 20.At the pump shown in Fig.6, 7 and 8, the
У насоса, изображенного на фиг.9, плунжер 16 при помощи толкателей 20 соединен с задним концом пьезоэлектрического блока движения 4. В этом месте скоба 6 соединена со сжимающим стержнем 28 и с толкателями 20. Материал сжимающего стержня 28 в этой конструкции насоса 1 имеет сильную предварительную деформацию растяжения. Эта деформация обеспечена при сборке.In the pump of FIG. 9, the
У насоса, изображенного на фиг.10, плунжер 16 при помощи толкателей 20 соединен с задним распорным пьезоэлектрическим блоком 3. Скоба 6 в этой конструкции может иметь форму замкнутой рамки, ее наиболее удаленная от плунжера 16 часть соединена с толкателями 20. Материал сжимающего стержня 28 имеет сильную предварительную деформацию растяжения. Эта деформация обеспечена при сборке.At the pump shown in Fig. 10, the
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
В первой фазе нагнетания задний распорный пьезоэлектрический блок 3 (фиг.1, 2, 3 и 5) пьезоэлектрического насоса 1 находится в распертом состоянии, то есть U-образная скоба 6 давит на корпус 2 изнутри в поперечном направлении. Это происходит вследствие подведения к ее пьезопакетам 7 и 8 электрического потенциала от электрического разъема 24 по проводу 21. Передний распорный пьезоэлектрический блок 5 в этой фазе находится в свободном состоянии, между U-образной скобой 9 и стенками корпуса 2 распорное усилие минимально или вовсе отсутствует. В то же время отсутствует зазор. Наличие зазора свидетельствует о неправильной настройке, неисправности, работе с запредельной температурой либо об износе насоса 1. Зазор приводит к дополнительной вибрации, ухудшению напора и быстрому выходу устройства из строя.In the first injection phase, the backward piezoelectric block 3 (FIGS. 1, 2, 3 and 5) of the
Во второй фазе нагнетания электрический потенциал поступает по проводу 22 на пьезоэлектрический блок движения 4, и этот блок увеличивает свою длину. При этом соединенный с ним передний распорный блок 5 перемещается на небольшое расстояние, преодолевая усилие сжимающего стержня 28.In the second injection phase, the electric potential flows through
В третьей фазе нагнетания электрический потенциал по проводу 23 поступает на передний распорный пьезоэлектрический блок 5, а именно - на его пьезопакеты 10 и 11, и скоба 9 начинает давить на корпус 2 изнутри. Иначе говоря, блок 5 переходит в распертое состояние. Одновременно с этим электрический потенциал по проводу 21 перестает поступать на задний распорный пьезоэлектрический блок 3, и он переходит в свободное состояние, то есть перестает давить на корпус 2 изнутри, или же оказывает минимально возможное давление. Однако зазор в этом случае между корпусом и скобой 9 также отсутствует.In the third injection phase, the electric potential through the
В четвертой фазе нагнетания электрический потенциал перестает поступать по проводу 22 на пьезоэлектрический блок движения 4. Блок 4 переходит в свободное состояние, то есть уменьшает свою длину. При этом вперед на небольшое расстояние под действием силы от сжимающего стержня 28 перемещается задний распорный пьезоэлектрический блок 3. В конце четвертой фазы электрический потенциал по проводу 23 перестает поступать на передний распорный пьезоэлектрический блок 5, и он переходит в свободное состояние - перестает давить изнутри на корпус 2.In the fourth injection phase, the electric potential ceases to flow through the
Такое чередование фаз обеспечивает пошаговое перемещение пьезоэлектрических блоков 3, 4 и 5 вперед. Поскольку плунжер 16 связан с движущимися пьезоблоками при помощи толкателей 20, вместе с ним вперед перемещается перекачиваемая среда, заполняющая пространство между плунжером 16 и корпусом плунжера 17. Впускной клапан 14 при этом закрыт, а выпускной клапан 15 - открыт. Через него перекачиваемая среда выходит из пьезоэлектрического насоса 1 под давлением.This phase rotation provides a stepwise movement of the
Чередование фаз при нагнетании повторяется многократно до тех пор, пока вытеснитель перекачиваемой среды 12 (плунжер 16) не достигнет крайнего переднего положения. Этот момент определяют по кривой изменения электрического тока в проводе 22. Также этот момент может контролироваться по датчику обратной связи положения пьезоэлектрических блоков или вытеснителя.The phase sequence during injection is repeated many times until the displacer of the pumped medium 12 (plunger 16) reaches its extreme forward position. This moment is determined by the curve of the electric current in the
После достижения вытеснителем перекачиваемой среды 12 (плунжером 16) крайнего переднего положения начинается всасывание. В первой фазе всасывания задний распорный пьезоэлектрический блок 3 пьезоэлектрического насоса 1 находится в свободном состоянии, то есть U-образная скоба 6 не давит на корпус 2 изнутри, или давит с минимально возможным усилием. Это происходит вследствие отсутствия электрического потенциала на проводе 21 и пьезопакетах 7. Передний распорный пьезоэлектрический блок 5 в этой фазе находится в распертом состоянии, между скобой 9 и стенками корпуса 2 распорное усилие максимально.After the displacer reaches the pumped medium 12 (plunger 16) of its extreme forward position, suction begins. In the first suction phase, the back-
Во второй фазе всасывания электрический потенциал поступает по проводу 22 на пьезоэлектрический блок движения 4, и блок увеличивает свою длину. При этом задний распорный блок 3 перемещается назад на небольшое расстояние, противодействуя силе сжимающего стержня 28.In the second phase of the suction, the electric potential flows through the
В третьей фазе всасывания электрический потенциал исчезает на проводе 23, на переднем распорном пьезоэлектрическом блоке 5, а именно - на его пьезопакетах 10 и 11, и скоба 9 перестает давить на корпус 2 изнутри. Иначе говоря, блок 5 переходит в свободное состояние. Одновременно с этим электрический потенциал по проводу 21 поступает на задний распорный пьезоэлектрический блок 3, и он переходит в распертое состояние, то есть начинает давить на корпус 2 изнутри.In the third phase of the suction, the electric potential disappears on the
В четвертой фазе всасывания электрический потенциал перестает поступать по проводу 22 на пьезоэлектрический блок движения 4. Блок под действием сжимающего стержня 28 переходит в свободное состояние, то есть уменьшает свою длину. При этом назад на небольшое расстояние перемещается передний распорный пьезоэлектрический блок 5.In the fourth phase of the suction, the electric potential ceases to flow through the
Подобное чередование фаз при всасывании повторяется многократно до тех пор, пока вытеснитель перекачиваемой среды 12 (плунжер 16) не достигнет крайнего заднего положения. Момент достижения крайнего заднего положения определяют по нарастанию тока в проводе 22. Также этот момент может контролироваться по датчику обратной связи крайнего заднего положения пьезоэлектрических блоков (на рисунках не показан).Such a phase sequence during suction is repeated many times until the displacer of the pumped medium 12 (plunger 16) reaches the extreme rear position. The moment of reaching the extreme rear position is determined by the increase in current in the
Поскольку плунжер 16 связан с движущимися назад пьезоблоками при помощи толкателей 20, вместе с ним всасывается перекачиваемая среда, заполняя пространство между плунжером 16 и корпусом плунжера 17. Впускной клапан 14 при этом открыт, а выпускной клапан 15 - закрыт.Since the
Толкатели 20 за счет своей упругости и демпфирующих свойств уменьшают передающиеся на плунжер 16 вибрационные колебания, образующиеся при движении пьезоэлектрических блоков 3, 4 и 5. Это уменьшает возможность возникновения кавитации перекачиваемой среды, а также продольную вибрацию насоса 1.
Наиболее успешно заявленный насос с пьезоэлектрическим приводом (пьезоэлектрический насос) промышленно применим на транспорте и в промышленности при перекачивании жидкостей с высоким напором и относительно небольшой подачей, где по массогабаритным показателям и показателям эффективности использование насосов других типов затруднено.The most successfully declared pump with a piezoelectric drive (piezoelectric pump) is industrially applicable in transport and in industry when pumping liquids with a high pressure and a relatively low flow rate, where the use of other types of pumps is difficult in terms of weight and size and efficiency indicators.
Claims (19)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012131481/06A RU2603208C2 (en) | 2012-07-24 | 2012-07-24 | Pump with piezoelectric drive |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012131481/06A RU2603208C2 (en) | 2012-07-24 | 2012-07-24 | Pump with piezoelectric drive |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012131481A RU2012131481A (en) | 2014-01-27 |
RU2603208C2 true RU2603208C2 (en) | 2016-11-27 |
Family
ID=49957019
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012131481/06A RU2603208C2 (en) | 2012-07-24 | 2012-07-24 | Pump with piezoelectric drive |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2603208C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2743725C1 (en) * | 2020-05-20 | 2021-02-25 | Андрей Леонидович Кузнецов | Undismountable piezo packet |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4726741A (en) * | 1985-07-26 | 1988-02-23 | Gte Valeron Corporation | Magnetostrictive pump with hydraulic cylinder |
SU1689657A1 (en) * | 1989-06-06 | 1991-11-07 | Предприятие П/Я А-3808 | Piston electrical pump |
RU2452872C2 (en) * | 2010-07-15 | 2012-06-10 | Андрей Леонидович Кузнецов | Piezoelectric pump |
-
2012
- 2012-07-24 RU RU2012131481/06A patent/RU2603208C2/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4726741A (en) * | 1985-07-26 | 1988-02-23 | Gte Valeron Corporation | Magnetostrictive pump with hydraulic cylinder |
SU1689657A1 (en) * | 1989-06-06 | 1991-11-07 | Предприятие П/Я А-3808 | Piston electrical pump |
RU2452872C2 (en) * | 2010-07-15 | 2012-06-10 | Андрей Леонидович Кузнецов | Piezoelectric pump |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2743725C1 (en) * | 2020-05-20 | 2021-02-25 | Андрей Леонидович Кузнецов | Undismountable piezo packet |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012131481A (en) | 2014-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2452872C2 (en) | Piezoelectric pump | |
US4245963A (en) | Pump | |
EA201491467A1 (en) | PUMP KNOT | |
US20180156015A1 (en) | Hydraulically actuated double-acting positive displacement pump system for producing fluids from a deviated wellbore | |
RU2603233C2 (en) | Pump unit with electric drive | |
RU2603208C2 (en) | Pump with piezoelectric drive | |
US20140037471A1 (en) | Piezoelectric pump unit | |
RU2690109C2 (en) | Diaphragm pump with double-spring overflow limiter | |
JP6901478B2 (en) | Actuator to operate the adjusting element | |
RU126380U1 (en) | PIEZOELECTRIC PUMP INSTALLATION | |
RU182645U1 (en) | Modular submersible pump installation | |
EP2870358B1 (en) | Linear piezoelectric compressor | |
US20220373003A1 (en) | Differential hydraulic buffer | |
WO2004044423A1 (en) | Compressor head | |
RU2451832C1 (en) | Hydraulic diaphragm pump | |
RU2145679C1 (en) | Pumping unit | |
KR100582892B1 (en) | Micro pump | |
WO2021035521A1 (en) | Linear electric motor-driven plunger pump | |
Li et al. | Theoretical research and design of a new piezoelectric/electrorheological hybrid hydraulic step actuator | |
KR100854710B1 (en) | Piston lubrication apparatus for reciprocating compressor | |
KR20160090036A (en) | Diaphragm pumps and method for controlling operation. | |
RU2479758C1 (en) | Electrohydraulic vibrator | |
JP2013087746A (en) | Pump device | |
RU2002120039A (en) | Device for reciprocating movement of the working body | |
WO2012087148A1 (en) | A device for a running tool for a wellbore plug |