[go: up one dir, main page]

WO2012008881A1 - Пьезоэлектрический насос - Google Patents

Пьезоэлектрический насос Download PDF

Info

Publication number
WO2012008881A1
WO2012008881A1 PCT/RU2011/000504 RU2011000504W WO2012008881A1 WO 2012008881 A1 WO2012008881 A1 WO 2012008881A1 RU 2011000504 W RU2011000504 W RU 2011000504W WO 2012008881 A1 WO2012008881 A1 WO 2012008881A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
piezoelectric
housing
block
pump
displacer
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/RU2011/000504
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Андрей Леонидович КУЗНЕЦОВ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Priority to CA2840894A priority Critical patent/CA2840894C/en
Priority to US13/807,013 priority patent/US9273676B2/en
Publication of WO2012008881A1 publication Critical patent/WO2012008881A1/ru
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B17/00—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
    • F04B17/003—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by piezoelectric means

Definitions

  • the invention relates to a device for pumping fluids, and can be used in industry, transport and at home when pumping liquids, as well as other incompressible and compressible fluids.
  • the pump comprises a housing located in the housing and connected in series with a rear spacer piezoelectric block, a piezoelectric motion block, a front spacer piezoelectric block. Piezoelectric spacers made of material capable of pressing on the walls of the housing from the inside when summing up to them
  • the piezoelectric block of movement is made of a material capable of changing its length when summing an electric potential to it.
  • the main disadvantage of the analogue is that the displaced medium contacts the friction surfaces of the housing and spacer blocks, since the displacer
  • the pumped medium in this design is the front pressure
  • the technical problem is to create a reliable, universal and efficient
  • the positive effect achieved during the implementation of the invention is to increase the service life of the piezoelectric pump, to expand the scope of its application by increasing the list of pumped media, and also to provide increased pressure by eliminating contact of the pumped medium with
  • a displacer of the pumped medium connected to the front spacer is additionally introduced piezoelectric block.
  • a liquid or other displaced medium in the claimed design does not fill the housing space immediately in front of the front spacer piezoelectric block, but is isolated in the displacer. This prevents corrosion and possible wear of the contacting friction surfaces of the housing and spacer piezoelectric blocks. Therefore, it is possible to pump a wide range of media that are aggressive, lubricating, with mechanical impurities (fibers, sand) with a pump.
  • the increased pressure of the piezoelectric pump which is a necessary condition for efficiency, is ensured by reliable friction between the spacer piezoelectric blocks and the housing in the contact areas, which can be achieved in the absence of a pumped medium between these parts.
  • FIG. 1 shows a piezoelectric pump with a plunger pair as a displacer for the pumped medium
  • FIG. 3 is a sectional view of a piezoelectric pump in the region of a piezoelectric motion unit (wires not shown);
  • FIG. 4 piezoelectric pump with a bellows as a displacer
  • FIG. 5 - a breakout on the motion block to demonstrate the compression rod
  • FIG. 6 is a close-up embodiment of a compression rod
  • FIG. 7 is a sectional view of a piezoelectric pump in the region of a piezoelectric motion unit (wires not shown). The case is partially made of high modulus ceramic.
  • the piezoelectric pump 1 (FIGS. 1 and 4) comprises a housing 2, a rear pressure piezoelectric block 3, a piezoelectric motion block 4, a front pressure piezoelectric block 5.
  • the rear pressure piezoelectric block 3 consists of a bracket 6, piezoelectric modules 7 and 8.
  • Front pressure piezoelectric block 5 consists of a frame 9, piezoelectric modules 10 and 11. Depending on the required pressure, the required number of piezoelectric modules in the spacer blocks of the pump is used.
  • At the front of the pump there is a displacer of the pumped medium 12. To ensure cyclic operation, intake valves 13, 14 and exhaust valve 15 are used.
  • a plunger pair consisting of a plunger 16 and a plunger body 17 is selected as a displacer of the pumped medium 12.
  • a stuffing box 18 is used to prevent leakage.
  • the bellows 19, added to the design shown in FIG. 1, completely isolates the pumped the plunger pair of the medium from the region of the housing 1, in which the piezoelectric blocks 3, 4 and 5 are moving.
  • the plunger 16 is connected to the frame 9 by means of a leaf spring 20, made integral with the frame 9. The leaf spring 20 reduces transmitted to the plunger 16
  • the electric wire 21 is connected to the piezoelectric modules 7 and 8 of the rear spacer piezoelectric block 3.
  • the electric wire 22 is connected to
  • the piezoelectric movement unit 4 An electric wire 23 is connected to piezoelectric modules 10 and 1 1 of the rear spacer piezoelectric block 3.
  • the electrical wires 21, 22 and 23 are connected to the electrical connector 24.
  • the housing 2 contains two friction plates 24 and two cheeks 25 (Fig. 2), fastened with bolts 26.
  • the piezoelectric modules 7, 8, 10, 11 100 of the back 3 and front 5 spacer blocks through the brackets 6 rest against their friction plates 24 (for rear unit 3) or frame 9 (for front unit 5).
  • the size of the cheeks 25 between the faces contacting with the friction plates 24 is made with very high accuracy.
  • the piezoelectric module 10 of the front spacer piezoelectric block 9 fell into the cut.
  • the feedback sensor 27 by the position of the front spacer piezoelectric 105 of the block 9 fell into the cut.
  • a bellows is selected as a displacer of the pumped medium.
  • the tensile and compressive forces are transmitted to the active 1 10 bellows 30 from the frame 9 through a leaf spring 20 and a rod 31.
  • the piezoelectric block 3, the piezoelectric motion block 4, the front pressure piezoelectric block 5, are filled with liquid.
  • the pump 1 in this case contains a passive bellows 34 mounted on the partition 35. To prevent its 120 from getting caught in the housing 2, a rear rod 36 connected to the bottom of the bellows is provided, which is capable of longitudinal sliding in one of the openings of the partition 35.
  • the stiffness of the cheeks 25 is of great importance for the effective operation of the piezoelectric pump 1, in the case of restrictions on mass or dimensions, it is possible to use ceramics or stone with a high elastic modulus of the 1st 125th kind as the material of the cheeks. To do this, you need to mount the parts of the housing 2 with the help of long bolts 37 (Fig. 7). Also of great importance for the efficiency of the pump is the high coefficient of friction between the bracket 6, frame 9, with one sides, and friction plates 24 of the housing 2, on the other hand. To increase this coefficient, friction plates 24 are coated 38 (Fig. 7). Also, the coating can be applied to the sliding surface of the bracket 6 and the frame 9.
  • the device operates as follows.
  • the backward piezoelectric block 3 (FIGS. 1 and 4) of the piezoelectric pump 1 is in the open state, that is, the bracket 6 presses the housing 2 from the inside in the transverse direction. This is due to the supply to its piezoelectric modules 7 and 8 of the electric potential from the electrical connector 24 (Fig. 1) through the wire 21.
  • the front spacer piezoelectric block 5 (Figs. 1 and 4) in this phase is in a free state, between the frame 9 and the walls body 2 spacer force is minimal or absent. At the same time, there is no clearance.
  • the presence of a gap indicates improper adjustment, malfunction, work with a temperature beyond the limit or wear of the pump 1. The gap leads to additional vibration, deterioration of pressure and rapid failure of the device.
  • the electric potential flows through the wire 22 (Fig. 1) to the piezoelectric motion block 4 (Figs. 1 and 4), and this block increases its length.
  • the front spacer unit 5 connected to it moves a small distance, overcoming the force of the compression rod 28 (Figs. 3 and 5).
  • the front spacer block 5 moves up the plunger 16 (FIG. 1) or the stem 31 (FIG. 4) with an active bellows 30. Also moves
  • the pumped medium filling the space in front of the displacer of the pumped medium 12 (FIGS. 1 and 4), namely, between the plunger 16 and the body of the plunger 17 (FIG. 1) or between the body 2 and the active bellows 30 (FIG. 4).
  • the inlet valves 13 (Fig. 1) and 14 (Figs. 1 and 4) are closed, and the additional inlet valves 32 and 33 (Fig. 4) are also closed.
  • the exhaust valve 15 (figures 1 and 4) in the second injection phase is open. Through it, the pumped medium leaves the piezoelectric pump 1 under pressure.
  • the electric potential through the wire 23 (Fig. 1) is supplied to the front pressure piezoelectric block 5 (Figs. 1 and 4), namely, to its piezoelectric modules 10 and 11, and the frame 9 begins to put pressure on the housing 2 from the inside.
  • block 5 goes into open state.
  • the electric potential through the wire 21 (Fig. 1) ceases to flow to the rear pressure piezoelectric block 3 (Figs. 1 and 4), and it goes into a free state, that is, it ceases to press on the housing 2 160 inside, or exerts the lowest possible pressure.
  • the gap in this case between the housing and the frame 9 is also absent.
  • phase sequence during injection is repeated many times until the working body of the displacer of the pumped medium 12 (plunger 16 in figure 1 or the active bellows 30 in figure 4) reaches the top dead center.
  • the moment of reaching the top dead center is determined by the curve of the electric current in the wire 22 (figure 1). Also, this moment can be monitored by a feedback sensor 27
  • the front spacer piezoelectric block 5 in this phase is in the open state, between the frame 9 and the walls of the housing 2 the maximum force .
  • the exhaust valve 15 (figures 1 and 4) in the fourth phase of the suction is closed.
  • the electric potential through the wire 21 (Fig. 1) ceases to flow to the rear pressure piezoelectric block 3 (Figs. 1 and 4), and it goes into a free state 210.
  • phase sequence during suction is repeated many times until the working body of the displacer of the pumped medium 12 (plunger 16 in figure 1 or the active bellows 30 in figure 4) reaches bottom dead center.
  • the moment of reaching the bottom dead center is determined by the increase in current in the wire 22 (figure 1). Also, this 215 moment can be controlled by the feedback sensor of the lower position of the frame (not shown in the figures).
  • the most successfully declared piezoelectric pump is industrially applicable in transport and in industry for pumping liquids with a high pressure and relatively low flow rate, where the use of other types of pumps is difficult in terms of weight and size and efficiency indicators.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

Устройство предназначено для перекачивания текучих сред, и может быть использовано в промышленности, на транспорте и в быту при перекачивании жидкостей, а также иных несжимаемых и сжимаемых текучих сред. Пьезоэлектрический насос (1) содержит корпус (2), а также расположенные в нём и соединенные последовательно задний распорный пьезоэлектрический блок (3), пьезоэлектрический блок движения (4) и передний распорный пьезоэлектрический блок (5). С передним распорным пьезоэлектрическим блоком (3) соединён вытеснитель перекачиваемой среды (16). Поступающие на блоки (3) и (5) электрические импульсы со станции управления приводят к их поочерёдной фиксации внутри корпуса. Блок (4) под воздействием электрических импульсов осуществляет пошаговое перемещение вытеснителя (16) в одном направлении. Положительный эффект, достигаемый при реализации изобретения, заключается в повышении ресурса работы пьезоэлектрического насоса, в расширении сферы его применения путем увеличения перечня перекачиваемых сред, а также в обеспечении повышенного напора за счет исключения контакта перекачиваемой среды с поверхностями трения корпуса и распорных пьезоэлектрических блоков.

Description

Пьезоэлектрический насос
Область техники
Изобретение относится к устройствам для перекачивания текучих сред, и может быть использовано в промышленности, на транспорте и в быту при перекачивании жидкостей, а также иных несжимаемых и сжимаемых текучих сред.
Предшествующий уровень техники
Ближайшим аналогом заявленного технического решения является
пьезоэлектрический насос для вытеснения текучей среды, являющийся частью
диспенсера, описанного в патенте US 7682354, 23.03.2010, НКИ США 604/890.1. Насос содержит корпус, расположенные в корпусе и соединенные последовательно задний распорный пьезоэлектрический блок, пьезоэлектрический блок движения, передний распорный пьезоэлектрический блок. Распорные пьезоэлектрические блоки выполнены из материала, способного давить на стенки корпуса изнутри при подведении к ним
электрического потенциала. Пьезоэлектрический блок движения выполнен из материала, способного изменять свою длину при подведении к нему электрического потенциала.
Основным недостатком аналога является то, что вытесняемая среда контактирует с поверхностями трения корпуса и распорных блоков, поскольку вытеснителем
перекачиваемой среды в данной конструкции является передний распорный
пьезоэлектрический блок. Это может привести к низкому распорному усилию, и, как следствие - к низкому напору насоса. Также, при химически активной среде или при наличии в ней механических примесей контакт перекачиваемой среды с поверхностями трения корпуса и распорных пьезоэлектрических блоков может вызывать коррозию, износ и быстрый выход насоса из строя. В качестве еще одного недостатка можно отметить то, что распорные блоки в состоянии, когда к ним не подведен электрический потенциал, имеют зазоры между своими торцами и корпусом. Это приводит к вибрациям при работе, низкой надежности и низкой эффективности.
Раскрытие изобретения
Техническая задача, на решение которой направлено настоящее техническое решение, состоит в создании надежного, универсального и эффективного
пьезоэлектрического насоса. Положительный эффект, достигаемый при реализации изобретения, заключается в повышении ресурса работы пьезоэлектрического насоса, в расширении сферы его применения путем увеличения перечня перекачиваемых сред, а также в обеспечении повышенного напора за счет исключения контакта перекачиваемой среды с
поверхностями трения корпуса и распорных пьезоэлектрических блоков.
Для решения поставленной технической задачи с достижением положительного эффекта в известном пьезоэлектрическом насосе, содержащем корпус, расположенные в корпусе и соединенные последовательно задний распорный пьезоэлектрический блок, пьезоэлектрический блок движения, передний распорный пьезоэлектрический блок, согласно заявленному изобретению дополнительно введен вытеснитель перекачиваемой среды, соединенный с передним распорным пьезоэлектрическим блоком.
За счет ввеедения в конструкцию вытеснителя перекачиваемой среды,
соединенного с передним распорным пьезоэлектрическим блоком, удается создать надежный, универсальный и эффективный пьезоэлектрический насос. Жидкость или иная вытесняемая среда в заявленной конструкции не заполняет пространство корпуса непосредственно перед передним распорным пьезоэлектрическим блоком, а изолирована в вытеснителе. Это предотвращает коррозию и возможный износ контактирующих поверхностей трения корпуса и распорных пьезоэлектрических блоков. Следовательно, насосом возможно перекачивать среды широкого перечня, агрессивные, смазывающие, с механическими включениями (волокна, песок). Повышенный напор пьезоэлектрического насоса, являющийся необходимым условием эффективности, обеспечивается надежным трением между распорными пьезоэлектрическими блоками и корпусом в областях контакта, что может быть достигнуто при отсутствии перекачиваемой среды между этими деталями.
Описание фигур чертежей
Указанные преимущества изобретения, а также его особенности поясняются лучшими вариантами выполнения со ссылками на чертежи.
Фиг. 1 изображает пьезоэлектрический насос с плунжерной парой в качестве вытеснителя перекачиваемой среды;
Фиг. 2 - разрез пьезоэлектрического насоса в области распорного
пьезоэлектрического блока (провода не изображены); Фиг. 3 - разрез пьезоэлектрического насоса в области пьезоэлектрического блока движения (провода не изображены);
Фиг. 4 - пьезоэлектрический насос с сильфоном в качестве вытеснителя
перекачиваемой среды (провода не изображены);
Фиг. 5 - вырыв на блоке движения для демонстрации сжимающего стержня;
Фиг. 6 - вариант исполнения сжимающего стержня крупным планом;
Фиг. 7 - разрез пьезоэлектрического насоса в области пьезоэлектрического блока движения (провода не изображены). Корпус выполнен частично из высокомодульной керамики.
Лучший вариант осуществления изобретения
Пьезоэлектрический насос 1 (фиг.1 и 4) содержит корпус 2, задний распорный пьезоэлектрический блок 3, пьезоэлектрический блок движения 4, передний распорный пьезоэлектрический блок 5. Задний распорный пьезоэлектрический блок 3 состоит из скобы 6, пьезомодулей 7 и 8. Передний распорный пьезоэлектрический блок 5 состоит из рамки 9, пьезомодулей 10 и 11. В зависимости от требуемого напора применяют необходимое количество пьезомодулей в распорных блоках насоса. В передней части насоса расположен вытеснитель перекачиваемой среды 12. Для обеспечения циклической работы применены впускные клапаны 13, 14 и выпускной клапан 15.
Для насоса, изображенного на фиг.1 , в качестве вытеснителя перекачиваемой среды 12 выбрана плунжерная пара, состоящая из плунжера 16 и корпуса плунжера 17. Для предотвращения утечек применен сальник 18. Сильфон 19, добавленный в изображенную на фиг.1 конструкцию, полностью изолирует перекачиваемую плунжерной парой среду от области корпуса 1, в которой движутся пьезоэлектрические блоки 3, 4 и 5. Плунжер 16 соединен с рамкой 9 при помощи пластинчатой пружины 20, выполненной заодно с рамкой 9. Пластинчатая пружина 20 уменьшает передающиеся на плунжер 16
вибрационные колебания, образующиеся при поступательном движении переднего пьезоэлектрического распорного блока 5.
Электрический провод 21 присоединен к пьезомодулям 7 и 8 заднего распорного пьезоэлектрического блока 3. Электрический провод 22 присоединен к
пьезоэлектрическому блоку движения 4. Электрический провод 23 присоединен к пьезомодулям 10 и 1 1 заднего распорного пьезоэлектрического блока 3. Электрические провода 21, 22 и 23 подключены к электрическому разъему 24.
Корпус 2 содержит две пластины трения 24 и две щеки 25 (фиг. 2), скрепленных болтами 26. В пластины трения 24 упираются своими торцами пьезомодули 7, 8, 10, 11 100 заднего 3 и переднего 5 распорных блоков через планки скобы 6 (для заднего блока 3) или рамки 9 (для переднего блока 5). Размер щёк 25 между контактирующими с пластинами трения 24 гранями выполнен с очень высокой точностью. На фиг.2 в разрез попал пьезомодуль 10 переднего распорного пьезоэлектрического блока 9. Также в разрез попал датчик обратной связи 27 по положению переднего распорного пьезоэлектрического 105 блока 9. Внутри пьезоэлектрического блока движения 4 находится сжимающий стержень
28 (фиг.4 и 5). На сжимающем стержне 28 выполнены надрезы 29 (фиг.6), что уменьшает его жесткость в продольном направлении.
Для насоса, изображенного на фиг. 4, в качестве вытеснителя перекачиваемой среды выбран сильфон. Растягивающая и сжимающая сила передается на активный 1 10 сильфон 30 от рамки 9 через пластинчатую пружину 20 и шток 31. Для исключения
застойных зон при перекачивании сред, содержащих механические примеси, вблизи основания активного сильфона 30 в корпусе выполнены дополнительные впускные клапаны 32 и 33.
Одно из возможных применений заявленной конструкции насоса - перекачка 1 15 жидкостей при изменяющемся в широких пределах давлении окружающей среды. Для этого внутреннюю полость корпуса 2, в которой находятся задний распорный
пьезоэлектрический блок 3, пьезоэлектрический блок движения 4, передний распорный пьезоэлектрический блок 5, заполняют жидкостью. Также насос 1 в этом случае содержит пассивный сильфон 34, закрепленный на перегородке 35. Для исключения задевания его 120 за корпус 2 предусмотрен соединенный с дном сильфона задний шток 36, выполненный с возможностью продольного скольжения в одном из отверстий перегородки 35.
Поскольку для эффективной работы пьезоэлектрического насоса 1 огромное значение имеет жесткость щёк 25, в случае ограничений по массе или габаритам возможно применение керамики или камня с высоким значением модуля упругости 1 -го 125 рода в качестве материала щёк. Для этого потребуется крепление деталей корпуса 2 при помощи длинных болтов 37 (фиг. 7). Также большое значение для эффективности насоса имеет высокое значение коэффициента трения между скобой 6, рамкой 9, с одной стороны, и пластинами трения 24 корпуса 2, с другой стороны. Для увеличения этого коэффициента на пластины трения 24 нанесено покрытие 38 (фиг.7). Также покрытие может быть нанесено на скользящие поверхности скобы 6 и рамки 9.
Устройство работает следующим образом.
В первой фазе нагнетания задний распорный пьезоэлектрический блок 3 (фиг.1 и 4) пьезоэлектрического насоса 1 находится в распёртом состоянии, то есть скоба 6 давит на корпус 2 изнутри в поперечном направлении. Это происходит вследствие подведения к её пьезомодулям 7 и 8 электрического потенциала от электрического разъема 24 (фиг.1) по проводу 21. Передний распорный пьезоэлектрический блок 5 (фиг.1 и 4) в этой фазе находится в свободном состоянии, между рамкой 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.
Во второй фазе нагнетания электрический потенциал поступает по проводу 22 (фиг.1) на пьезоэлектрический блок движения 4 (фиг.1 и 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 (фиг.З и 5).
Соответственно, передний распорный блок 5 (фиг.1 и 4) перемещает вверх плунжер 16 (фиг.1) или шток 31 (фиг.4) с активным сильфоном 30. Также перемещается
перекачиваемая среда, заполняющая пространство перед вытеснителем перекачиваемой среды 12 (фиг.1 и 4), а именно, между плунжером 16 и корпусом плунжера 17 (фиг.1) или между корпусом 2 и активным сильфоном 30 (фиг.4). Впускные клапаны 13 (фиг.1) и 14 (фиг.1 и 4) при этом закрыты, закрыты также дополнительные впускные клапаны 32 и 33 (фиг.4). Выпускной клапан 15 (фиг.1 и 4) во второй фазе нагнетания - открыт. Через него перекачиваемая среда выходит из пьезоэлектрического насоса 1 под давлением.
В третьей фазе нагнетания электрический потенциал по проводу 23 (фиг.1 ) поступает на передний распорный пьезоэлектрический блок 5 (фиг.1 и 4), а именно - на его пьезомодули 10 и 11, и рамка 9 начинает давить на корпус 2 изнутри. Иначе говоря, блок 5 переходит в распёртое состояние. Одновременно с этим электрический потенциал по проводу 21 (фиг.1) перестает поступать на задний распорный пьезоэлектрический блок 3 (фиг.1 и 4), и он переходит в свободное состояние, то есть перестает давить на корпус 2 160 изнутри, или же оказывает минимально возможное давление. Однако зазор в этом случае между корпусом и рамкой 9 также отсутствует.
В четвертой фазе нагнетания электрический потенциал перестает поступать по проводу 22 (фиг.1) на пьезоэлектрический блок движения 4 (фиг.1 и 4). Блок 4 переходит в свободное состояние, то есть уменьшает свою длину. При этом вперед на небольшое
165 расстояние под действием силы от сжимающего стержня 28 (фиг.З и 5) перемещается задний распорный пьезоэлектрический блок 3 (фиг.1 и 4). В конце четвертой фазы электрический потенциал по проводу 23 (фиг.1) перестает поступать на передний распорный пьезоэлектрический блок 5 (фиг.1 и 4), и он переходит в свободное состояние - перестает давить изнутри на корпус 2.
170 Подобное чередование фаз при нагнетании повторяется многократно до тех пор, пока рабочий орган вытеснителя перекачиваемой среды 12 (плунжер 16 на фиг.1 или активный сильфон 30 на фиг.4) не достигнет верхней мертвой точки. Момент достижения верхней мертвой точки определяют по кривой изменения электрического тока в проводе 22 (фиг.1). Также этот момент может контролироваться по датчику обратной связи 27
175 (фиг.2).
После достижения рабочим органом вытеснителя перекачиваемой среды 12 (фиг.1 и 4) верхней мертвой точки начинается всасывание. В первой фазе всасывания задний распорный пьезоэлектрический блок 3 пьезоэлектрического насоса 1 находится в свободном состоянии, то есть скоба 6 не давит на корпус 2 изнутри, или давит с
180 минимально возможным усилием. Это происходит вследствие отсутствия электрического потенциала на проводе 21 (фиг.1) и пьезомодулях 7 (фиг.1 и 4) и 8. Передний распорный пьезоэлектрический блок 5 в этой фазе находится в распертом состоянии, между рамкой 9 и стенками корпуса 2 распорное усилие максимально.
Во второй фазе всасывания электрический потенциал поступает по проводу 22
185 (фиг.1) на пьезоэлектрический блок движения 4 (фиг.1 и 4), и блок увеличивает свою
длину. При этом задний распорный блок 3 перемещается назад на небольшое расстояние, противодействуя силе сжимающего стержня 28 (фиг.З и 5).
В третьей фазе всасывания электрический потенциал исчезает на проводе 23 (фиг.1), на переднем распорном пьезоэлектрическом блоке 5 (фиг.1 и 4), а именно - на его
190 пьезомодулях 10 и 1 1, и рамка 9 перестает давить на корпус 2 изнутри. Иначе говоря, блок 5 переходит в свободное состояние. Одновременно с этим электрический потенциал по проводу 21 (фиг.1) поступает на задний распорный пьезоэлектрический блок 3 (фиг.1 и 4), и он переходит в распёртое состояние, то есть начинает давить на корпус 2 изнутри.
В четвертой фазе всасывания электрический потенциал перестает поступать по
195 проводу 22 (фиг.1) на пьезоэлектрический блок движения 4 (фиг.1 и 4). Блок под
действием сжимающего стержня 28 (фиг.З и 5) переходит в свободное состояние, то есть уменьшает свою длину. При этом назад на небольшое расстояние перемещается передний распорный пьезоэлектрический блок 5 (фиг.1 и 4). Соответственно, он перемещает вниз плунжер 16 (фиг.1) или шток 31 (фиг.4) с активным сильфоном 30. Впускные клапаны 13
200 (фиг.1) и 14 (фиг.1 и 4) при этом открыты, открыты и дополнительные впускные клапаны 32 и 33 (фиг.4). Через открытые клапаны перекачиваемая среда заполняет пространство между плунжером 16 (фиг.1) и корпусом плунжера 17, или между активным сильфоном 30 (фиг.4) и корпусом 2. Перекачиваемая среда, попадающая в область под активным плунжером 30 (фиг.4) через дополнительные впускные клапаны 32 и 33, размывает и
205 переносит наверх к выпускному клапану 15 механические примеси, осевшие в этой
области.
Выпускной клапан 15 (фиг.1 и 4) в четвертой фазе всасывания - закрыт. В конце четвертой фазы всасывания электрический потенциал по проводу 21 (фиг.1) перестает поступать на задний распорный пьезоэлектрический блок 3 (фиг.1 и 4), и он переходит в 210 свободное состояние.
Подобное чередование фаз при всасывании повторяется многократно до тех пор, пока рабочий орган вытеснителя перекачиваемой среды 12 (плунжер 16 на фиг.1 или активный сильфон 30 на фиг.4) не достигнет нижней мертвой точки. Момент достижения нижней мертвой точки определяют по нарастанию тока в проводе 22 (фиг.1). Также этот 215 момент может контролироваться по датчику обратной связи нижнего положения рамки (на фигурах не показан).
Колебания плунжера 16 (фиг.1 ) или штока 31 (фиг.4) с ак тивным сильфоном 30 вследствие колебаний распорного пьезоэлектрического блока 5 (фиг.1 и 4)
сглаживаются вследствие соответствующего изгиба и распрямления пластинчатой 220 пружины 20, выполненной на рамке 9. Это уменьшает возможность возникновения
кавитации перекачиваемой среды, а также продольную вибрацию насоса 1.
При перекачке жидкостей в условиях высокого или переменного давления окружающей среды жидкость, заполняющая внутреннюю полость корпуса 2 (фиг.4), в которой движутся задний распорный пьезоэлектрический блок 3, пьезоэлектрический блок движения 4, передний распорный пьезоэлектрический блок 5, вытесняется в пассивный сильфон 34. Вследствие несжимаемости жидкости этот сильфон вместе с задним штоком 36 вследствие колебаний активного сильфона 30 синхронно с ним колеблется вперед-назад. Задний шток 36 при этом скользит в одном из отверстий перегородки 35, не позволяя гофрам пассивного сильфона 34 задевать за корпус 2.
Использование в промышленности
Наиболее успешно заявленный 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.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Пьезоэлектрический насос, содержащий корпус, расположенные в корпусе и соединенные последовательно задний распорный пьезоэлектрический блок, пьезоэлектрический блок движения, передний распорный пьезоэлектрический блок, отличающийся тем, что дополнительно введен вытеснитель перекачиваемой среды, соединенный с передним распорным пьезоэлектрическим блоком.
PCT/RU2011/000504 2010-07-15 2011-07-11 Пьезоэлектрический насос Ceased WO2012008881A1 (ru)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CA2840894A CA2840894C (en) 2010-07-15 2011-07-11 Piezoelectric pump
US13/807,013 US9273676B2 (en) 2010-07-15 2011-07-11 Piezoelectric pump

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010129235 2010-07-15
RU2010129235/06A RU2452872C2 (ru) 2010-07-15 2010-07-15 Пьезоэлектрический насос

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012008881A1 true WO2012008881A1 (ru) 2012-01-19

Family

ID=45469677

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2011/000504 Ceased WO2012008881A1 (ru) 2010-07-15 2011-07-11 Пьезоэлектрический насос

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9273676B2 (ru)
CA (1) CA2840894C (ru)
RU (1) RU2452872C2 (ru)
WO (1) WO2012008881A1 (ru)

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015063046A1 (en) 2013-10-31 2015-05-07 Basf Se Azadibenzothiophenes for electronic applications
WO2016016791A1 (en) 2014-07-28 2016-02-04 Idemitsu Kosan Co., Ltd (Ikc) 2,9-functionalized benzimidazolo[1,2-a]benzimidazoles as hosts for organic light emitting diodes (oleds)
EP2982676A1 (en) 2014-08-07 2016-02-10 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Benzimidazo[2,1-B]benzoxazoles for electronic applications
EP2993215A1 (en) 2014-09-04 2016-03-09 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Azabenzimidazo[2,1-a]benzimidazoles for electronic applications
EP3015469A1 (en) 2014-10-30 2016-05-04 Idemitsu Kosan Co., Ltd. 5-((benz)imidazol-2-yl)benzimidazo[1,2-a]benzimidazoles for electronic applications
WO2016079667A1 (en) 2014-11-17 2016-05-26 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Indole derivatives for electronic applications
EP3034506A1 (en) 2014-12-15 2016-06-22 Idemitsu Kosan Co., Ltd 4-functionalized carbazole derivatives for electronic applications
EP3034507A1 (en) 2014-12-15 2016-06-22 Idemitsu Kosan Co., Ltd 1-functionalized dibenzofurans and dibenzothiophenes for organic light emitting diodes (OLEDs)
EP3054498A1 (en) 2015-02-06 2016-08-10 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Bisimidazodiazocines
EP3053918A1 (en) 2015-02-06 2016-08-10 Idemitsu Kosan Co., Ltd 2-carbazole substituted benzimidazoles for electronic applications
EP3061759A1 (en) 2015-02-24 2016-08-31 Idemitsu Kosan Co., Ltd Nitrile substituted dibenzofurans
EP3070144A1 (en) 2015-03-17 2016-09-21 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Seven-membered ring compounds
EP3072943A1 (en) 2015-03-26 2016-09-28 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Dibenzofuran/carbazole-substituted benzonitriles
EP3075737A1 (en) 2015-03-31 2016-10-05 Idemitsu Kosan Co., Ltd Benzimidazolo[1,2-a]benzimidazole carrying aryl- or heteroarylnitril groups for organic light emitting diodes
EP3150606A1 (en) 2015-10-01 2017-04-05 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Benzimidazolo[1,2-a]benzimidazoles carrying benzofurane or benzothiophene groups for organic light emitting diodes
EP3150604A1 (en) 2015-10-01 2017-04-05 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Benzimidazolo[1,2-a]benzimidazole carrying benzimidazolo[1,2-a]benzimidazolyl groups, carbazolyl groups, benzofurane groups or benzothiophene groups for organic light emitting diodes
WO2017056053A1 (en) 2015-10-01 2017-04-06 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Benzimidazolo[1,2-a]benzimidazole carrying benzimidazolo[1,2-a]benzimidazolyl groups, carbazolyl groups, benzofurane groups or benzothiophene groups for organic light emitting diodes
WO2017056055A1 (en) 2015-10-01 2017-04-06 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Benzimidazolo[1,2-a]benzimidazole carrying triazine groups for organic light emitting diodes
WO2017078182A1 (en) 2015-11-04 2017-05-11 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Benzimidazole fused heteroaryls
WO2017093958A1 (en) 2015-12-04 2017-06-08 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Benzimidazolo[1,2-a]benzimidazole derivatives for organic light emitting diodes
WO2017178864A1 (en) 2016-04-12 2017-10-19 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Seven-membered ring compounds
EP3318566A1 (en) 2012-09-20 2018-05-09 UDC Ireland Limited Azadibenzofurans for electronic applications

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2603208C2 (ru) * 2012-07-24 2016-11-27 Андрей Леонидович Кузнецов Насос с пьезоэлектрическим приводом
US9599102B2 (en) 2012-08-02 2017-03-21 Andrey Leonidovich Kuznetsov Piezoelectric pump unit
RU2603233C2 (ru) * 2012-08-17 2016-11-27 Андрей Леонидович Кузнецов Насосная установка с электроприводом
TWI557321B (zh) 2015-06-25 2016-11-11 科際精密股份有限公司 壓電泵及其操作方法
US10286415B2 (en) 2015-07-10 2019-05-14 Ginolis Oy Dispensing device and method
WO2017009375A1 (en) * 2015-07-10 2017-01-19 Ginolis Oy Positive displacement pump system and methods for the dispensing of droplets
RU2612671C1 (ru) * 2015-12-07 2017-03-13 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Пьезоэлектрический нагнетатель текучих сред
RU2667476C2 (ru) * 2016-12-05 2018-09-20 Общество с Ограниченной Ответственностью "РЭНК" ООО "РЭНК" Шаговый пьезоэлектрический двигатель
RU2633975C1 (ru) * 2016-12-28 2017-10-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Способ перистальтического нагнетания текучих сред на основе пьезоэлектрических элементов
RU2644643C1 (ru) * 2016-12-28 2018-02-13 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Перистальтический насос на пьезоэлектрических элементах
JP7301004B2 (ja) 2017-06-19 2023-06-30 マジック リープ， インコーポレイテッド 動的に作動可能な回折光学要素
RU2715881C2 (ru) * 2017-07-26 2020-03-05 Общество с Ограниченной Ответственностью "ДИНАМИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ" (ООО "ДИНАМИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ") Шаговый пьезодвигатель
RU2715880C2 (ru) * 2017-07-26 2020-03-05 Общество с Ограниченной Ответственностью "ДИНАМИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ" (ООО "ДИНАМИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ") Пьезоэлектрический двигатель шагового типа
RU2729040C1 (ru) * 2020-03-02 2020-08-04 Дмитрий Николаевич Харитонов Криогенный пьезоэлектрический генератор

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4735185A (en) * 1985-06-14 1988-04-05 Nippondenso Co., Ltd. Apparatus for feeding high-pressure fuel into engine cylinder for injection control
EP2065062A1 (en) * 2007-10-15 2009-06-03 Korea Institute Of Machinery & Materials Syringe pump
EA011817B1 (ru) * 2005-03-07 2009-06-30 Бейкер Хьюз Инкорпорейтед Скважинное применение пьезоэлектрических двигателей
US20090311116A1 (en) * 2008-06-16 2009-12-17 Gm Global Technology Operations, Inc. High flow piezoelectric pump

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT215704B (de) 1959-10-02 1961-06-26 Hans Dipl Ing Dr Techn List Piezoelektrischer Druckgeber
US3598506A (en) * 1969-04-23 1971-08-10 Physics Int Co Electrostrictive actuator
SU1689657A1 (ru) 1989-06-06 1991-11-07 Предприятие П/Я А-3808 Поршневой электронасос
US6886331B2 (en) 2001-12-12 2005-05-03 Energen, Inc. Magnetohydraulic motor
DE10254894B3 (de) 2002-11-20 2004-05-27 Dr. Hielscher Gmbh Vorrichtung zur Kühlung von Ultraschallwandlern
CN101216027B (zh) 2008-01-11 2010-08-18 吉林大学 压电叠堆泵
US9599102B2 (en) 2012-08-02 2017-03-21 Andrey Leonidovich Kuznetsov Piezoelectric pump unit
RU2603233C2 (ru) 2012-08-17 2016-11-27 Андрей Леонидович Кузнецов Насосная установка с электроприводом

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4735185A (en) * 1985-06-14 1988-04-05 Nippondenso Co., Ltd. Apparatus for feeding high-pressure fuel into engine cylinder for injection control
EA011817B1 (ru) * 2005-03-07 2009-06-30 Бейкер Хьюз Инкорпорейтед Скважинное применение пьезоэлектрических двигателей
EP2065062A1 (en) * 2007-10-15 2009-06-03 Korea Institute Of Machinery & Materials Syringe pump
US20090311116A1 (en) * 2008-06-16 2009-12-17 Gm Global Technology Operations, Inc. High flow piezoelectric pump

Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3318566A1 (en) 2012-09-20 2018-05-09 UDC Ireland Limited Azadibenzofurans for electronic applications
US10249827B2 (en) 2012-09-20 2019-04-02 Udc Ireland Limited Azadibenzofurans for electronic applications
WO2015063046A1 (en) 2013-10-31 2015-05-07 Basf Se Azadibenzothiophenes for electronic applications
WO2016016791A1 (en) 2014-07-28 2016-02-04 Idemitsu Kosan Co., Ltd (Ikc) 2,9-functionalized benzimidazolo[1,2-a]benzimidazoles as hosts for organic light emitting diodes (oleds)
EP2982676A1 (en) 2014-08-07 2016-02-10 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Benzimidazo[2,1-B]benzoxazoles for electronic applications
EP2993215A1 (en) 2014-09-04 2016-03-09 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Azabenzimidazo[2,1-a]benzimidazoles for electronic applications
EP3015469A1 (en) 2014-10-30 2016-05-04 Idemitsu Kosan Co., Ltd. 5-((benz)imidazol-2-yl)benzimidazo[1,2-a]benzimidazoles for electronic applications
WO2016067261A1 (en) 2014-10-30 2016-05-06 Idemitsu Kosan Co., Ltd. 5-((benz)imidazol-2-yl)benzimidazo[1,2-a]benzimidazoles for electronic applications
WO2016079667A1 (en) 2014-11-17 2016-05-26 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Indole derivatives for electronic applications
EP3034507A1 (en) 2014-12-15 2016-06-22 Idemitsu Kosan Co., Ltd 1-functionalized dibenzofurans and dibenzothiophenes for organic light emitting diodes (OLEDs)
EP3034506A1 (en) 2014-12-15 2016-06-22 Idemitsu Kosan Co., Ltd 4-functionalized carbazole derivatives for electronic applications
EP3054498A1 (en) 2015-02-06 2016-08-10 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Bisimidazodiazocines
EP3053918A1 (en) 2015-02-06 2016-08-10 Idemitsu Kosan Co., Ltd 2-carbazole substituted benzimidazoles for electronic applications
WO2016125110A1 (en) 2015-02-06 2016-08-11 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Bisimidazolodiazocines
EP3061759A1 (en) 2015-02-24 2016-08-31 Idemitsu Kosan Co., Ltd Nitrile substituted dibenzofurans
EP3070144A1 (en) 2015-03-17 2016-09-21 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Seven-membered ring compounds
EP3072943A1 (en) 2015-03-26 2016-09-28 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Dibenzofuran/carbazole-substituted benzonitriles
EP3075737A1 (en) 2015-03-31 2016-10-05 Idemitsu Kosan Co., Ltd Benzimidazolo[1,2-a]benzimidazole carrying aryl- or heteroarylnitril groups for organic light emitting diodes
WO2016157113A1 (en) 2015-03-31 2016-10-06 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Benzimidazolo[1,2-a]benzimidazole carrying aryl- or heteroarylnitril groups for organic light emitting diodes
EP3150606A1 (en) 2015-10-01 2017-04-05 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Benzimidazolo[1,2-a]benzimidazoles carrying benzofurane or benzothiophene groups for organic light emitting diodes
EP3150604A1 (en) 2015-10-01 2017-04-05 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Benzimidazolo[1,2-a]benzimidazole carrying benzimidazolo[1,2-a]benzimidazolyl groups, carbazolyl groups, benzofurane groups or benzothiophene groups for organic light emitting diodes
WO2017056053A1 (en) 2015-10-01 2017-04-06 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Benzimidazolo[1,2-a]benzimidazole carrying benzimidazolo[1,2-a]benzimidazolyl groups, carbazolyl groups, benzofurane groups or benzothiophene groups for organic light emitting diodes
WO2017056052A1 (en) 2015-10-01 2017-04-06 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Benzimidazolo[1,2-a]benzimidazole carrying benzimidazolo[1,2-a]benzimidazolyl groups, carbazolyl groups, benzofurane groups or benzothiophene groups for organic light emitting diodes
WO2017056055A1 (en) 2015-10-01 2017-04-06 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Benzimidazolo[1,2-a]benzimidazole carrying triazine groups for organic light emitting diodes
WO2017078182A1 (en) 2015-11-04 2017-05-11 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Benzimidazole fused heteroaryls
WO2017093958A1 (en) 2015-12-04 2017-06-08 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Benzimidazolo[1,2-a]benzimidazole derivatives for organic light emitting diodes
WO2017178864A1 (en) 2016-04-12 2017-10-19 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Seven-membered ring compounds

Also Published As

Publication number Publication date
RU2452872C2 (ru) 2012-06-10
RU2010129235A (ru) 2012-01-20
CA2840894C (en) 2018-08-21
US20130287607A1 (en) 2013-10-31
CA2840894A1 (en) 2012-01-19
US9273676B2 (en) 2016-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2012008881A1 (ru) Пьезоэлектрический насос
US1101266A (en) Pump.
KR20130138194A (ko) 관성적으로 제어되는 누출 보상 밸브를 가지는 멤브레인 펌프
CN105485229A (zh) 可动体支承结构、线性压缩机及超低温制冷机
JP6580450B2 (ja) 弁構造、無潤滑リニア圧縮機、および極低温冷凍機
RU2603233C2 (ru) Насосная установка с электроприводом
US5074755A (en) Hydraulically driven reciprocating compressor having a free-floating diaphragm
US9599102B2 (en) Piezoelectric pump unit
RU2603208C2 (ru) Насос с пьезоэлектрическим приводом
RU126380U1 (ru) Пьезоэлектрическая насосная установка
KR200373914Y1 (ko) 저맥동 왕복동 펌프
JP7209135B2 (ja) 往復動ポンプ
JP4087843B2 (ja) 往復動式圧縮機の潤滑油供給装置
SU1566074A1 (ru) Мембранный пневмоприводной насос
JP4332666B2 (ja) 往復運動用密封装置
CN105392992A (zh) 自校准复位弹簧泵，具体而言自校准复位弹簧计量泵
JP2004108188A (ja) 無脈動ポンプ
KR100539024B1 (ko) 저맥동 왕복동 펌프
KR100854710B1 (ko) 왕복동식 압축기의 피스톤 윤활 장치
RU2612671C1 (ru) Пьезоэлектрический нагнетатель текучих сред
US11655816B2 (en) Fluid working systems
SU981682A1 (ru) Погружной инерционный насос
JP2015113785A (ja) ベローズポンプ
RU2002120039A (ru) Устройство для осуществления возвратно-поступательного движения рабочего органа
RU74972U1 (ru) Насосная установка булатова и.л.

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11807135

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13807013

Country of ref document: US

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11807135

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2840894

Country of ref document: CA