RU69185U1 - SMALL PIEZO ELECTRIC VALVE FOR AUTOMATION SYSTEMS - Google Patents

SMALL PIEZO ELECTRIC VALVE FOR AUTOMATION SYSTEMS Download PDF

Info

Publication number
RU69185U1
RU69185U1 RU2007127024/22U RU2007127024U RU69185U1 RU 69185 U1 RU69185 U1 RU 69185U1 RU 2007127024/22 U RU2007127024/22 U RU 2007127024/22U RU 2007127024 U RU2007127024 U RU 2007127024U RU 69185 U1 RU69185 U1 RU 69185U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
valve
small
sized
automation systems
piezoelectric actuator
Prior art date
Application number
RU2007127024/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Анатольевич Титов
Алексей Валентинович Целуйко
Евгений Иосифович Школьников
Анатолий Владимирович Григоренко
Original Assignee
Объединенный институт высоких температур Российской Академии Наук (ОИВТ РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Объединенный институт высоких температур Российской Академии Наук (ОИВТ РАН) filed Critical Объединенный институт высоких температур Российской Академии Наук (ОИВТ РАН)
Priority to RU2007127024/22U priority Critical patent/RU69185U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU69185U1 publication Critical patent/RU69185U1/en

Links

Abstract

Полезная модель относится к области точного машиностроения, именно к клапанным устройствам пьезоэлектрического типа для регулирования параметров газовых и жидкостных потоков в системах автоматики и может быть использовано в устройствах для управления газовыми потоками в малогабаритных источниках питания на топливных элементах. Решаемой задачей является создание сравнительно простого по конструкции, надежного и эффективного малогабаритного пьезоэлектрического клапана для систем автоматики, в том числе, для управления газовыми потоками в малогабаритных источниках питания на топливных элементах. Дополнительно решаются задачи повышения функциональных возможностей клапана и экономичности. Решение указанной задачи достигается тем, что в малогабаритном пьезоэлектрическом клапане для систем автоматики, содержащем корпус, входное и выходное отверстия для протока текучей среды, запорный элемент, механизм его перемещения и многослойный пьезоэлектрический привод, соединенный с генератором напряжения, согласно полезной модели, запорный элемент выполнен в виде подвижного стержня клиновидного сечения, контактирующего с эластичным трубопроводом с возможностью пережима его проходного сечения между входным и выходным отверстиями, причем механизм перемещения подвижного стержня запорного элемента включает первый поршень малого диаметра, гидроцилиндр, заполненный буферной жидкостью, и второй поршень большего диаметра, примыкающий к свободной торцевой поверхности многослойного пьезоэлектрического привода. Кроме того, первый поршень может быть сопряжен с подвижным стержнем запорного элемента непосредственно или через рычажный механизм, эластичный трубопровод может быть выполнен из резины или полиуретана, а пластины многослойного пьезоэлектрического привода - из керамического материала ЦТС-46. Описание на 6 л., илл. на 1 л.The utility model relates to the field of precision engineering, namely to piezoelectric valve type devices for regulating the parameters of gas and liquid flows in automation systems and can be used in devices for controlling gas flows in small-sized fuel cell power sources. The problem to be solved is the creation of a relatively simple in design, reliable and efficient small-sized piezoelectric valve for automation systems, including for controlling gas flows in small-sized power sources based on fuel cells. Additionally, the tasks of increasing the functionality of the valve and efficiency are solved. The solution to this problem is achieved by the fact that in a small-sized piezoelectric valve for automation systems containing a housing, an inlet and an outlet for a fluid flow, a shut-off element, its movement mechanism and a multilayer piezoelectric actuator connected to a voltage generator, according to a utility model, the shut-off element is made in the form of a movable rod of a wedge-shaped section in contact with an elastic pipe with the possibility of pinching its bore between the inlet and outlet and wherein the mechanism for moving the movable rod of the locking member includes a first small-diameter piston, cylinder filled with a buffer liquid and a second plunger of larger diameter adjacent to the free end surface of the laminated piezoelectric actuator. In addition, the first piston can be interfaced with the movable rod of the locking element directly or through a lever mechanism, the elastic pipe can be made of rubber or polyurethane, and the plates of the multilayer piezoelectric drive can be made of ceramic material ZTS-46. Description on 6 l., Ill. for 1 liter

Description

Полезная модель относится к области точного машиностроения, именно к клапанным устройствам пьезоэлектрического типа для регулирования параметров газовых и жидкостных потоков в системах автоматики и может быть использовано в устройствах для управления газовыми потоками в малогабаритных источниках питания на топливных элементах.The utility model relates to the field of precision engineering, namely to piezoelectric valve type devices for regulating the parameters of gas and liquid flows in automation systems and can be used in devices for controlling gas flows in small-sized fuel cell power sources.

Известно клапанное устройство для впрыскивания топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержащее клапан подачи топлива через распылительные отверстия и распределительный клапан сливного канала, управляемый пьезоэлектрическим приводом (см. заявку на патент RU №98104468, опубл. 10.01.2000 г.).A valve device for injecting fuel into an internal combustion engine is known, comprising a fuel supply valve through spray holes and a drain channel control valve controlled by a piezoelectric actuator (see patent application RU No. 98104468, publ. 10.01.2000).

Недостатками известного устройства являются сложность конструкции и значительные габариты, не позволяющие использовать данный тип клапана в качестве малогабаритного клапанного устройства для систем автоматики.The disadvantages of the known device are the design complexity and significant dimensions that do not allow the use of this type of valve as a small-sized valve device for automation systems.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является пьезоэлектрический клапан для систем автоматики, содержащий корпус, входное и выходное отверстия для протока текучей среды, запорный элемент, механизм его перемещения и многослойный пьезоэлектрический привод, соединенный с генератором напряжения (см. патент RU №2293873, опубл. 20.02.2007 г. - прототип).The closest technical solution to the proposed one is a piezoelectric valve for automation systems, comprising a housing, an inlet and an outlet for a flow of fluid, a shut-off element, a mechanism for its movement and a multilayer piezoelectric actuator connected to a voltage generator (see patent RU No. 2293873, publ. 02/20/2007 - a prototype).

Особенностью известного клапана для дозирования топлива в двигатель внутреннего сгорания является наличие силового пьезоэлектрического привода запорного элемента и прецизионного компенсатора давления. Корпус известного клапана содержит направляющую с коническим седлом, дроссель, подпружиненный затвор, полость для подвода топлива от источника давления и сливную полость. Пьезоэлектрический привод нижним торцом закреплен в корпусе клапана и имеет центральное отверстие для штока прецизионного компенсатора давления, снабженного упором, поджатым к верхнему торцу указанного пьезоэлектрического привода.A feature of the known valve for dispensing fuel into an internal combustion engine is the presence of a power piezoelectric actuator of the shut-off element and a precision pressure compensator. The valve body of the known valve comprises a guide with a conical seat, a throttle, a spring-loaded shutter, a cavity for supplying fuel from a pressure source, and a drain cavity. The bottom end piezoelectric actuator is fixed in the valve body and has a central hole for the rod of a precision pressure compensator provided with a stop pressed against the top end of the said piezoelectric actuator.

Недостатком известного устройства является сложность конструкции, связанная с наличием полостей подвода и слива топлива и подпружиненного компенсатора давления, контактирующего с механизмом перемещения запорного элемента клапана. Это ограничивает его использование при управлении малорасходными газовыми потоками в системах автоматики источников питания на топливных элементах при необходимости размещения клапана в пространстве объемом порядка 1 см3.A disadvantage of the known device is the design complexity associated with the presence of cavities for supplying and discharging fuel and a spring-loaded pressure compensator in contact with the mechanism for moving the shut-off element of the valve. This limits its use in the control of low gas flows in automation systems of power supplies on fuel cells if it is necessary to place the valve in a space of about 1 cm 3 volume.

Решаемой задачей является создание сравнительно простого по конструкции, надежного и эффективного малогабаритного пьезоэлектрического клапана для систем автоматики, в том числе, для управления газовыми потоками в малогабаритных источниках питания на топливных элементах. Дополнительно решаются задачи повышения функциональных возможностей клапана и экономичности.The problem to be solved is the creation of a relatively simple in design, reliable and efficient small-sized piezoelectric valve for automation systems, including for controlling gas flows in small-sized power sources based on fuel cells. Additionally, the tasks of increasing the functionality of the valve and efficiency are solved.

Решение указанной задачи достигается тем, что в малогабаритном пьезоэлектрическом клапане для систем автоматики, содержащем корпус, входное и выходное отверстия для протока текучей среды, запорный элемент, механизм его перемещения и многослойный пьезоэлектрический привод, соединенный с генератором напряжения, согласно полезной модели, запорный элемент выполнен в виде подвижного стержня клиновидного сечения, контактирующего с эластичным трубопроводом с возможностью пережима его проходного сечения между входным и выходным отверстиями, механизм перемещения подвижного стержня запорного элемента включает контактирующий с ним первый поршень малого диаметра и размещенный в гидроцилиндре второй поршень большего диаметра, примыкающий к свободной торцевой поверхности многослойного пьезоэлектрического привода, причем гидроцилиндр заполнен буферной жидкостью для передачи усилия от второго к первому поршню.The solution to this problem is achieved by the fact that in a small-sized piezoelectric valve for automation systems containing a housing, an inlet and an outlet for a fluid flow, a shut-off element, its movement mechanism and a multilayer piezoelectric actuator connected to a voltage generator, according to a utility model, the shut-off element is made in the form of a movable rod of a wedge-shaped section in contact with an elastic pipe with the possibility of pinching its bore between the inlet and outlet and a mechanism for moving the slide rod comprises a locking element contacts the first small diameter piston disposed in the hydraulic cylinder and the second piston of greater diameter adjacent to the free end surface of the laminated piezoelectric actuator, wherein the hydraulic cylinder is filled with a buffer liquid for transmitting force from the second to the first piston.

Кроме того, механизм перемещения запорного элемента может быть выполнен в виде подвижного стержня, сопряженного с первым поршнем непосредственно или через рычаг, эластичный трубопровод может быть выполнен из резины или полиуретана, а пластины многослойного пьезоэлектрического привода - из керамического материала ЦТС-46.In addition, the mechanism for moving the locking element can be made in the form of a movable rod, coupled to the first piston directly or through a lever, the elastic pipe can be made of rubber or polyurethane, and the plates of the multilayer piezoelectric actuator can be made of ceramic material ЦТС-46.

Такое выполнение пьезоэлектрического клапана позволяет в максимальной степени уменьшить габариты и упростить его конструкцию. При этом устройство клапана содержит минимальное число основных функциональных элементов: корпус, эластичный трубопровод, запорный элемент, гидроцилиндр и многослойный пьезоэлектрический привод.This embodiment of the piezoelectric valve allows to minimize the size and simplify its design. Moreover, the valve device contains a minimum number of basic functional elements: a housing, an elastic pipe, a locking element, a hydraulic cylinder and a multilayer piezoelectric actuator.

Указанное выполнение малогабаритного пьезоэлектрического клапана определяет его высокую надежность, в том числе, при использовании в системах автоматики для управления газовыми потоками в малогабаритных источниках питания на топливных элементах.The indicated embodiment of a small-sized piezoelectric valve determines its high reliability, including when used in automation systems for controlling gas flows in small-sized power sources based on fuel cells.

Повышение функциональных возможностей клапана обеспечивается способностью пьезоэлектрического привода гибко реагировать на амплитудные и частотные характеристики подаваемого на его обкладки управляющего напряжения. Использование гидроцилиндра позволяет увеличить усилие на запорном элементе клапана от многослойного пьезоэлектрического привода пропорционально отношению площадей второго и первого поршней.Improving the functionality of the valve is provided by the ability of the piezoelectric actuator to flexibly respond to the amplitude and frequency characteristics of the control voltage supplied to its plates. The use of a hydraulic cylinder allows you to increase the force on the locking element of the valve from a multilayer piezoelectric actuator in proportion to the ratio of the areas of the second and first pistons.

На фиг.1 изображен продольный разрез малогабаритного пьезоэлектрического клапана для систем автоматики с рычажным механизмом, на фиг.2 дано сечение клапана с подвижным стержнем, сопряженным с первым поршнем непосредственно.Figure 1 shows a longitudinal section of a small-sized piezoelectric valve for automation systems with a lever mechanism, figure 2 shows a cross section of the valve with a movable rod, paired with the first piston directly.

Клапан (фиг.1, 2) предназначен для управления газовыми потоками в малогабаритных источниках питания на топливных элементах.The valve (figure 1, 2) is designed to control gas flows in small-sized power sources on fuel cells.

Малогабаритный пьезоэлектрическом клапане (фиг.1) содержит корпус 1, эластичный трубопровод 2 с входным и выходным отверстиями для протока газа, запорный элемент 3 с механизмом его перемещения и многослойный пьезоэлектрический привод 4. Запорный элемент 3 выполнен в виде подвижного стержня клиновидного сечения, контактирующего с эластичным трубопроводом 2 с возможностью пережима его проходного сечения между входным и выходным отверстиями.The small-sized piezoelectric valve (figure 1) contains a housing 1, an elastic pipe 2 with inlet and outlet openings for the gas flow, a locking element 3 with a mechanism for its movement and a multilayer piezoelectric actuator 4. The locking element 3 is made in the form of a movable wedge-shaped rod in contact with elastic pipe 2 with the possibility of pinching its bore between the inlet and outlet openings.

Механизм перемещения подвижного стержня запорного элемента 3 включает контактирующий с ним первый поршень 5 малого диаметра. Второй поршень 6 большего диаметра размещен в гидроцилиндре, выполненном в виде втулки 7 и примыкает к свободной торцевой поверхности многослойного пьезоэлектрического привода 4. Гидроцилиндр заполнен буферной жидкостью для передачи усилия от второго 6 к первому 5 поршню. Корпус 1 соединен через герметичную эластичную прокладку 8 с втулкой 7. Второй поршень 6 снабжен прокладкой 9, размещенной в кольцевой проточке на его внешней цилиндрической поверхности. С противоположной стороны втулки 7 имеется винтовой прижим 10.The moving mechanism of the movable rod of the locking element 3 includes a first piston 5 of small diameter in contact with it. The second piston 6 of a larger diameter is placed in the hydraulic cylinder, made in the form of a sleeve 7 and adjoins the free end surface of the multilayer piezoelectric actuator 4. The hydraulic cylinder is filled with buffer fluid to transfer force from the second 6 to the first 5 piston. The housing 1 is connected through a sealed elastic gasket 8 with a sleeve 7. The second piston 6 is equipped with a gasket 9 located in an annular groove on its outer cylindrical surface. On the opposite side of the sleeve 7 there is a screw clamp 10.

Пьезоэлектрический привод 4 выполнен в виде многослойного пьезоактюатора, размещенного внутри втулки 3 между прижимом 10 и вторым поршнем 6 с возможностью деформации в осевом направлении. Эластичный трубопровод 2 установлен в выемке корпуса 1 перпендикулярно подвижному стержню запорного элемента 3. Последний выполнен в виде рычага, один конец которого закреплен в корпусе 1 посредством оси 11. Его противоположный конец имеет клиновидное сечение для пережима проходного сечения трубопровода 2 между его входным и выходным отверстиями. Средняя часть указанного рычага запорного элемента 3 контактирует с верхним торцом первого поршня 5.The piezoelectric actuator 4 is made in the form of a multilayer piezoelectric actuator located inside the sleeve 3 between the clamp 10 and the second piston 6 with the possibility of deformation in the axial direction. An elastic pipe 2 is installed in the recess of the housing 1 perpendicular to the movable shaft of the locking element 3. The latter is made in the form of a lever, one end of which is fixed in the housing 1 by means of the axis 11. Its opposite end has a wedge-shaped cross section for pinching the passage section of the pipeline 2 between its inlet and outlet openings . The middle part of the specified lever of the locking element 3 is in contact with the upper end face of the first piston 5.

Пьезоэлектрический привод 4 имеет электрические выводы 12, 13, которые проходят через отверстие во втулке 7 для подключения через блок управления к источнику питания (не показаны).The piezoelectric actuator 4 has electrical leads 12, 13 that extend through an opening in the sleeve 7 for connecting through a control unit to a power source (not shown).

Опытные экземпляры предложенного пьезоэлектрического клапана были изготовлены в ОИВТ РАН с использованием следующих материалов. Корпус 1, втулка 7, поршни 5, 6, прижим 10 и рычаг 3 выполнены из латуни, прокладки 8, 9 - из полиуретана. Для нормального функционирования пьезоэлектрического клапана возможно выполнение корпуса 1 из диэлектрического материала (пластмассы) или из любого металла (латунь, нержавеющая сталь). Слои пьезоэлектрического привода 4 выполнены из пьезокерамического материала ЦТС-46, а источник питания выполнен на рабочее напряжение 0-100 В.Prototypes of the proposed piezoelectric valve were manufactured at the Institute for Optical Optics, RAS using the following materials. Case 1, sleeve 7, pistons 5, 6, clamp 10 and lever 3 are made of brass, gaskets 8, 9 are made of polyurethane. For the normal functioning of the piezoelectric valve, it is possible to make the housing 1 from a dielectric material (plastic) or from any metal (brass, stainless steel). The layers of the piezoelectric actuator 4 are made of piezoelectric material TsTS-46, and the power source is made for an operating voltage of 0-100 V.

Клапан рассчитывался на расход воздуха или водорода в диапазоне 1-50 мл/с при рабочем давлении до 0,8 МПа и режимах отсечки газа в области давления от 0,05 МПа. Герметичность клапана обеспечивается за счет выполнения трубопровода 2 из эластичных материалов, например резины или полиуретана.The valve was designed for air or hydrogen flow rates in the range of 1-50 ml / s at an operating pressure of up to 0.8 MPa and gas cut-off modes in the pressure range from 0.05 MPa. The tightness of the valve is ensured by the execution of the pipeline 2 from elastic materials, such as rubber or polyurethane.

Клапан (фиг.2) выполнен аналогично за исключением того, что шток первого поршня 5 в нем совмещен непосредственно с подвижным стержнем 14 клиновидного сечения.The valve (figure 2) is made similarly except that the rod of the first piston 5 in it is combined directly with the movable rod 14 of the wedge-shaped section.

Габаритные размеры одного из вариантов изготовленного пьезоэлектрического клапана для управления газовыми потоками в малогабаритных источниках питания на топливных элементах: диаметр корпуса 10 мм, длина 12 мм и внутренний диаметр втулки 8 мм.Overall dimensions of one of the manufactured piezoelectric valve options for controlling gas flows in small-sized power sources using fuel cells: body diameter 10 mm, length 12 mm and inner diameter of the sleeve 8 mm.

Пьезоэлектрический клапан по схеме фиг.1 работает следующим образом.The piezoelectric valve according to the scheme of figure 1 works as follows.

Предварительно осуществляют настройку пьезоэлектрического клапана путем регулирования усилия прижатия рычага 3 к трубопроводу 2, таким образом, что при закрытом состоянии клапана, эластичный трубопровод 2 открывается под действием заданного давления газа на его входе. В этом случае клапан может работать в качестве предохранительного клапана.The piezoelectric valve is preliminarily tuned by adjusting the pressure of the lever 3 against the pipe 2, so that when the valve is closed, the elastic pipe 2 opens under the action of a predetermined gas pressure at its inlet. In this case, the valve can act as a safety valve.

После предварительной настройки пьезоэлектрический клапан может находиться в закрытом положении, когда многослойный пьезоэлектрический привод 4 находится под напряжением, полярность которого соответствует закрытому положению клапана. Закрытое положение клапана фиксируется за счет накопленного на пьезоэлектрическом приводе 4 электрического заряда заданного потенциала или за счет поддержания на нем напряжения от внешнего источника.After presetting, the piezoelectric valve may be in the closed position when the multilayer piezoelectric actuator 4 is energized, the polarity of which corresponds to the closed position of the valve. The closed position of the valve is fixed due to the electric charge of a given potential accumulated on the piezoelectric actuator 4 or by maintaining voltage from an external source on it.

Открытие клапана происходит в случае подачи на многослойный пьезоэлектрический привод 4 напряжения обратной полярности, при этом клапан открывается и фиксируется в этом положении определенное время за счет поддержания указанного уровня напряжения в соответствии с сигналами блока управления рабочим напряжением. В этом случае регулируемый поток воздуха или водорода свободно проходит через эластичный трубопровод 2 от входного к выходному отверстию. Если в состоянии закрыто давление на входе в клапан превышает установленное регулировкой, то клапан открывается, отжимая рычаг 3 и излишек давления стравливается до тех пор, пока оно не будет соответствовать установленному регулировкой, после чего клапан закрывается.The valve opens when the reverse polarity voltage is applied to the multilayer piezoelectric actuator 4, while the valve opens and is fixed in this position for a certain time by maintaining the specified voltage level in accordance with the signals of the operating voltage control unit. In this case, the regulated flow of air or hydrogen freely passes through the elastic pipe 2 from the inlet to the outlet. If in the closed state, the pressure at the valve inlet exceeds the set pressure, then the valve opens by pressing lever 3 and the excess pressure is vented until it matches the set control, after which the valve closes.

Работа клапана по схеме фиг.2 осуществляется аналогично предыдущему за исключением того, что давление штока первого поршня 5 в нем передается непосредственно через подвижный стержень 14 клиновидного сечения на эластичный трубопровод 2.The operation of the valve according to the scheme of figure 2 is carried out similarly to the previous one, except that the pressure of the rod of the first piston 5 in it is transmitted directly through the movable rod 14 of the wedge-shaped cross-section to the elastic pipe 2.

Механизм привода предложенного клапана связан только с поступательным перемещением пластин пьезоэлектрического привода 4, что существенно упрощает конструкцию устройства и снижает требования по точности его изготовления. Для переключения клапана и поддержания его запорного элемента в нужном положении требуется подача напряжения необходимых полярности и потенциала. Энергопотребление предложенного клапана мало из-за высокого электрического сопротивления набора пьезоэлектрических пластин, что позволяет экономить электроэнергию из-за отсутствия потерь, свойственных, например, электромагнитному приводу.The drive mechanism of the proposed valve is associated only with the translational movement of the plates of the piezoelectric actuator 4, which greatly simplifies the design of the device and reduces the requirements for the accuracy of its manufacture. To switch the valve and maintain its shut-off element in the required position, a voltage supply of the required polarity and potential is required. The energy consumption of the proposed valve is small due to the high electrical resistance of the set of piezoelectric plates, which saves energy due to the absence of losses inherent, for example, to an electromagnetic drive.

Технический результат в части экономичности клапана определяется также малыми инерционными характеристиками его подвижных частей. Предложенный пьезоэлектрический клапан был испытан на проходных сечениях 0,6; 0,8; 1,6 мм, в качестве рабочей среды использовался воздух и водород с избыточным давлением до 0,8 МПа. Материал многослойного пьезоэлектрического привода 4 - пьезокерамический материал ЦТС-46, габариты привода 4: длина 6,5×6×5,5 мм. Напряжение электропитания многослойного пьезоэлектрического привода 4 при электрической емкости 925 нФ находится в диапазоне от 0 до 100 В, в зависимости от давления, на которое регулируется клапан. Блокирующее усилие пьезоэлектрического привода 4 составляло 1350 Н при максимальной амплитуде деформации и рабочем напряжении 100 В. Для увеличения блокирующего усилия пьезоэлектрический привод может быть выполнен на большее поперечное сечение и большую высоту за счет увеличения количества активных пластин в его наборе.The technical result in terms of valve efficiency is also determined by the small inertial characteristics of its moving parts. The proposed piezoelectric valve was tested at flow sections of 0.6; 0.8; 1.6 mm, air and hydrogen with an overpressure of up to 0.8 MPa were used as the working medium. The material of the multilayer piezoelectric actuator 4 is the piezoelectric material TsTS-46, the dimensions of the actuator 4 are: length 6.5 × 6 × 5.5 mm. The power supply voltage of the multilayer piezoelectric actuator 4 with an electric capacity of 925 nF is in the range from 0 to 100 V, depending on the pressure at which the valve is regulated. The blocking force of the piezoelectric actuator 4 was 1350 N with a maximum deformation amplitude and an operating voltage of 100 V. To increase the blocking force, the piezoelectric actuator can be made to a larger cross section and greater height by increasing the number of active plates in its set.

Предложенный пьезоэлектрический клапан разработан в ОИВТ РАН. Проведенные испытания опытных образцов подтвердили высокую технологичность и простоту изготовления клапана, надежность и эффективность его эксплуатации при малогабаритном исполнении для систем автоматического регулирования параметров газовых потоков в малогабаритных источниках питания на топливных элементах.The proposed piezoelectric valve was developed at the JIHT RAS. The tests of the prototypes confirmed the high manufacturability and ease of manufacturing of the valve, the reliability and efficiency of its operation in small-sized versions for automatic control systems for gas flow parameters in small-sized fuel cell power sources.

Claims (2)

1. Малогабаритный пьезоэлектрический клапан для систем автоматики, содержащий корпус, входное и выходное отверстия для протока текучей среды, запорный элемент, механизм его перемещения и многослойный пьезоэлектрический привод, соединенный с генератором напряжения, отличающийся тем, что запорный элемент выполнен в виде подвижного стержня клиновидного сечения, контактирующего с эластичным трубопроводом с возможностью пережима его проходного сечения между входным и выходным отверстиями, причем механизм перемещения подвижного стержня запорного элемента включает контактирующий с ним первый поршень малого диаметра и размещенный в гидроцилиндре второй поршень большего диаметра, примыкающий к свободной торцевой поверхности многослойного пьезоэлектрического привода, причем гидроцилиндр заполнен буферной жидкостью для передачи усилия от второго к первому поршню.1. A small-sized piezoelectric valve for automation systems, comprising a housing, an inlet and an outlet for a fluid flow, a locking element, a mechanism for its movement and a multilayer piezoelectric actuator connected to a voltage generator, characterized in that the locking element is made in the form of a movable wedge-shaped cross-section rod in contact with an elastic pipe with the possibility of pinching its bore between the inlet and outlet openings, moreover, the mechanism for moving the movable rod apornogo member comprises contacting them with a small-diameter first piston disposed in the hydraulic cylinder and the second piston of greater diameter adjacent to the free end surface of the laminated piezoelectric actuator, wherein the hydraulic cylinder is filled with a buffer liquid for transmitting force from the second to the first piston. 2. Малогабаритный пьезоэлектрический клапан для систем автоматики по п.1, отличающийся тем, что механизм перемещения запорного элемента выполнен в виде подвижного стержня, сопряженного с первым поршнем непосредственно или через рычаг, эластичный трубопровод выполнен из резины или полиуретана, а пластины многослойного пьезоэлектрического привода - из керамического материала ЦТС-46.
Figure 00000001
2. Small-sized piezoelectric valve for automation systems according to claim 1, characterized in that the mechanism for moving the locking element is made in the form of a movable rod, coupled to the first piston directly or through a lever, the elastic pipe is made of rubber or polyurethane, and the plate of a multilayer piezoelectric actuator is from ceramic material TsTS-46.
Figure 00000001
RU2007127024/22U 2007-07-17 2007-07-17 SMALL PIEZO ELECTRIC VALVE FOR AUTOMATION SYSTEMS RU69185U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007127024/22U RU69185U1 (en) 2007-07-17 2007-07-17 SMALL PIEZO ELECTRIC VALVE FOR AUTOMATION SYSTEMS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007127024/22U RU69185U1 (en) 2007-07-17 2007-07-17 SMALL PIEZO ELECTRIC VALVE FOR AUTOMATION SYSTEMS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU69185U1 true RU69185U1 (en) 2007-12-10

Family

ID=38904379

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007127024/22U RU69185U1 (en) 2007-07-17 2007-07-17 SMALL PIEZO ELECTRIC VALVE FOR AUTOMATION SYSTEMS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU69185U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3916670B2 (en) Fuel injection device used for internal combustion engine
JP4052383B2 (en) Pressure response valve for compensator of solid state actuator
US6119952A (en) Device and method for dosing fluid
EP1657432B1 (en) High pressure fuel supply pump for internal combustion engine
KR20000015898A (en) Fuel injection valve with a piezo-electric or magnetostrictive actuator
JPH03163280A (en) Lamination type piezoelectric body device
JP4154425B2 (en) Fuel injection device
JPH11166653A (en) Valve for controlling liquid
US8413953B2 (en) Polymer actuator, and valve and shaft-sealing structure each using the same
JP2010507746A (en) Injector with axially pressure compensated control valve
JP6296948B2 (en) Fuel injection valve
CN100572792C (en) A kind of internal-combustion engine oil pump
KR20030017633A (en) Fuel injection device with pressure translation device and pressure translation device
RU66791U1 (en) SMALL PIEZO ELECTRIC VALVE FOR AUTOMATION SYSTEMS
RU69185U1 (en) SMALL PIEZO ELECTRIC VALVE FOR AUTOMATION SYSTEMS
GB2424451A (en) Fuel injection valve with concentric inner and outer valve needles
RU2004138549A (en) DEVICE AND METHOD FOR PRESSURE PULSE GENERATION
KR20010093273A (en) Fuel injection valve for internal combustion engines
US7147205B1 (en) Low energy high pressure miniature screw valve
US6988514B2 (en) Hydroaccumulator, in a particular a bladder accumulator
KR20060041263A (en) Fuel injection device
CN100557226C (en) High-pressure service pump with solenoid actuator
CN111417775B (en) Gas pressure regulator for regulating the pressure of a gaseous fuel, system for supplying an internal combustion engine with a gaseous fuel using such a gas pressure regulator, and method for operating such a system
RU66461U1 (en) SMALL VALVE WITH ELECTRIC ACTUATOR FOR AUTOMATION SYSTEMS
CN114076198A (en) Pneumatic stop valve

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20100718