WO2018190734A2

WO2018190734A2 - Bomba lineal utilizando fluido inteligente

Info

Publication number: WO2018190734A2
Application number: PCT/PA2018/000002
Authority: WO
Inventors: Maytee ZAMBRANO; Gaudalupe GONZÁLEZ; Ronald BARAZARTE; Carlos Medina
Original assignee: Universidad Tecnológica De Panamá
Priority date: 2017-02-06
Filing date: 2018-01-30
Publication date: 2018-10-18
Also published as: WO2018190734A3; WO2018190734A8

Abstract

Un dispositivo que bombea fluido usando campos electromagnéticos junto con fluidos inteligentes para un amplio rango de aplicaciones. El dispositivo consiste de una cámara cilíndrica con válvulas de verificación de entrada y salida, un par de fuentes de campo de tipo eléctrico y magnético con una alimentación controlada, y una esfera llena con un fluido inteligente que actúa como un pistón. La posición de la esfera dentro de la cámara está controlada por las fuentes de campo para crear presión positiva y negativa alternante dentro de la cámara cilíndrica, logrando el flujo requerido del fluido.

Description

BOMBA LINEAL UTILIZANDO FLUIDO INTELIGENTE CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere al campo de bombas lineales que utilizan fluidos inteligentes. La invención se refiere al uso de un fluido inteligente dentro de una matriz esférica para crear una membrana "inteligente" o pistón de modo que su movimiento puede ser controlado ya sea por una excitación eléctrica o magnética, en función del fluido inteligente utilizado. Se ha prestado especial atención a la simplicidad del diseño geométrico de la bomba, ya que representa el costo- efectividad en el proceso de fabricación de dicha bomba lineal.

ANTECEDENTE DE LA INVENCIÓN

Un fluido inteligente es un fluido cuyas características (es decir, viscosidad, movimiento) responden a un campo magnético o campo eléctrico; se les llama líquidos magnetoreológicos (MR) o fluidos electroreológicos (ER), respectivamente. Estos fluidos han sido considerados en los sistemas de choque y la energía de vibración de la absorción, frenos o sistemas de embrague, y válvulas y sistemas de bombeo.

Existen varias patentes que incorporan los fluidos inteligentes para bombas o actuadores. Por ejemplo, la patente US2013/0296061 A1 de Ocalan y Wicks incorpora fluidos que responden al campo en su invención de modo que las partículas suspendidas en un fluido base están alineadas con el campo en movimiento, haciendo que las paredes de las partículas alineadas se muevan; la patente US6272852 de Stangroom se refiere a un actuador lineal operado a presión en la que el líquido de trabajo es un fluido ER y en la patente US2005/006924A1 de Lu y colaboradores, se refiere a un bombeo micro usando un ferrofluido/fluido MR para conducir un fluido con el que se trabaja.

Bombas pistón operadas linealmente son usadas en varias aplicaciones, especialmente donde se requiere racionar medidas de cantidades de líquidos durante período definidos de tiempo o en proporciones definidas. Una de estas aplicaciones es documentada en US. Pat. No. 4118152 de Bron, cuya invención se refiere a una bomba de dosificación lineal la cual opera con una cilindrada constante y cuya dosificación se puede variar siempre que se desee.

La presente invención es una bomba lineal utilizando fluidos inteligentes con un diseño relativamente simple que incluye una cámara cilindrica con válvulas de verificación de entrada y de salida, un par de fuentes de campo de tipo eléctrico o

i magnético con un controlador de potencia, y una esfera llena de una fluido inteligente que actúa como un pistón.

DESCRIPCION DE LA INVENCIÓN

El objetivo principal de la presente es el bombeo controlable de fluido utilizando campos electromagnéticos en conjunto con fluidos inteligentes. La invención logra este objetivo usando un par de fuentes de campo que controlan el movimiento de la esfera llena con fluido inteligente dentro de la carcasa cilindrica. Esto crea presión positiva y negativa dentro de la cámara, y trabaja con las válvulas de verificación de entrada y salida para asegurar el flujo del fluido a través del dispositivo.

Dispositivo de acuerdo con la presente invención se compone de una carcasa cilindrica dentro del cual una esfera llena de fluido inteligente se mueve. La carcasa cilindrica tiene fuentes de campo en cada extremo las cuales son energizadas de una manera controlada para asegurar el movimiento adecuado de la esfera llena de líquido inteligente. La cámara cilindrica está provista de dos válvulas de retención, una para entrada y una de salida, colocadas para permitir el flujo de fluido a través de la bomba por medio del movimiento de la esfera llena de líquido inteligente. La bomba tiene una fuente de alimentación controlable que alimenta las tensiones y corrientes necesarias de los generadores de campo para garantizar un funcionamiento adecuado de la bomba. El movimiento de la esfera dentro de la cámara cilindrica crea una presión negativa, alternativamente, que tira de líquido en la cámara a través de la válvula de retención de entrada, y la presión positiva, que empuja el líquido fuera de la cámara a través de la válvula de salida. De esta manera, el dispositivo logra su objetivo de fluido de la bomba controlable.

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Figura 1. Muestra un dibujo sección de la forma de realización preferida de la invención durante la fase de entrada.

Figura 2. Muestra un dibujo sección de la forma de realización preferida de la invención durante la fase de salida.

DESCRIPCIÓN DETALLA DE LA INVENCIÓN

Como se describe a continuación, las siguientes figuras la forma de realización preferida de una bomba lineal utilizando fluido inteligente. Los dibujos están destinados a demostrar la funcionalidad de un dispositivo de este tipo y sus componentes principales. Sin embargo, estas imágenes no son a escala. Tamaños y formas variadas del dispositivo se pueden determinar, en base a los requisitos específicos de la aplicación y los materiales disponibles y tecnologías. Aun así, los dibujos son lo suficientemente claros para establecer el concepto de funcionamiento y metodología.

Figura 1. muestra un dibujo de la forma de realización preferida de la invención durante la fase de entrada. La invención consiste en una cámara cilindrica 1 provista de dos fuentes de campo 2 una en cada extremo, que puede ser eléctrica o magnética, dependiendo de los materiales utilizados. Dentro de la cámara cilindrica 1 hay una esfera 3 llena de un fluido inteligente 4. Durante esta fase las fuentes de campo 2 accionan de modo que la esfera 3 se mueve a la izquierda y se crea un vacío en la cámara cilindrica 1 que forzará la válvula de retención superior 5 abrir mientras que la válvula de retención inferior 6 permanece cerrada, lo que permite un flujo de entrada de fluido 7. La bomba se alimenta a través de los cables de 8 desde la fuente de alimentación 9.

Figura 2. muestra un dibujo sección de la forma de realización preferida de la invención durante la fase de salida. Durante esta fase las fuentes de campo 10 accionan de modo que la esfera 11 llena de fluido inteligente 12 se mueve a la derecha forzando la válvula de retención inferior 13 que abra mientras que la válvula de retención superior 14 permanece cerrada, lo que permite un flujo de salida de líquido 15 de la cámara cilindrica 16.

Claims

REIVINDICACIONES

1. La bomba lineal utilizando fluido inteligente , que comprende: una cámara alargada a lo largo de una dirección longitudinal, una conducción de entrada para permitir entrada de fluido hacia la cámara, una conducción de salida para permitir salida de fluido desde la cámara, estando las conducciones localizadas en un mismo primer lado de la cámara respecto de la dirección longitudinal, una válvula de entrada, en la conducción de entrada, para permitir entrada del fluido en la cámara cuando se produce depresión en la cámara respecto de la conducción de entrada, una válvula de salida en la conducción de salida para permitir salida del fluido desde la cámara cuando se produce sobrepresión en la cámara respecto de la conducción de salida, dos fuentes de campo, eléctricas o magnéticas, una en el primer lado y otro en un segundo lado, opuesto según la dirección longitudinal, un cuerpo reológico, en el interior de la cámara, y que contiene un fluido reológico sensible a las fuentes de campo; y una fuente de alimentación para activar y desactivar las fuentes de campo de manera alternativa; donde el cuerpo reológico es desplazable a lo largo de la cámara por efecto de las fuentes de campo actuando sobre el fluido reológico contenido, donde un desplazamiento del cuerpo reológico hacia el segundo lado provoca una depresión que permite la entrada de fluido en la cámara, a través de la válvula de entrada, mientras que un desplazamiento del cuerpo reológico hacia el primer lado provoca una sobrepresión que permite la salida de fluido desde la cámara, a través de la válvula de salida.

2. La bomba lineal utilizando fluido inteligente de la reivindicación 1 , donde la cámara presenta forma cilindrica.

3. La bomba lineal utilizando fluido inteligente de la reivindicación 1 , donde las comunicaciones están enfrentadas.

4. La bomba lineal utilizando fluido inteligente de la reivindicación 1 , donde las fuentes de campo están localizadas en respectivos extremos de la cámara respecto de la dirección longitudinal.

5. La bomba lineal utilizando fluido inteligente de la reivindicación 1 , donde el cuerpo reológico es esférico.

6. La bomba lineal utilizando fluido inteligente de la reivindicación 1 , donde la fuente de alimentación es controlable para proporcionar potencia variable a la bomba.