способ управления напором и расходом ультразвукового насоса

Формула изобретения

1. СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ НАПОРОМ И РАСХОДОМ УЛЬТРАЗВУКОВОГО НАСОСА путем воздействия акустических колебаний на зону кавитации в пространстве между излучающей и отражающей поверхностями, отличающийся тем, что воздействие на зону кавитации осуществляют поворотом отражающей поверхности относительно излучающей поверхности в плоскости оси излучения, изменяя угол между отражающей поверхностью и осью излучения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно поворачивают отражающую поверхность вокруг оси излучения в плоскости, перпендикулярной последней.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, в частности насосостроению, и может быть использовано для управлений работой гидроприводов, а также при конструировании устройств для перекачивания различных жидкостей.

Известен способ управления напором и расходом ультразвукового насоса путем изменения диаметра капилляра, температуры жидкости и угла наклона капилляра к излучающей поверхности.

Недостатком способа является низкая эффективность, связанная с тем, что нелинейная зависимость напора и расхода ультразвукового насоса от каждого из вышеперечисленных параметров значительно усложняет управление работой насоса; кроме того, данный способ не дает возможности осуществлять изменение направления движения жидкости в насосе.

Наиболее близок к изобретению способ управления напором и расходом ультразвукового насоса при воздействии акустических колебаний, согласно которому в насосе, содержащем излучатель, отражающую поверхность в виде торцовой части входного конца капилляра, изменяет форму отражающей поверхности.

Недостатком способа является низкая эффективность управления, обусловленная невозможностью реверсирования потока жидкости в насосе, а также сложностью управления напором и расходом насоса из-за трудностей изменения формы входного конца капилляра.

Техническим результатом, получаемым при осуществлении изобретения, является повышение эффективности управления напором и расходом ультразвукового насоса.

Указанный результат достигается тем, что при воздействии акустических колебаний в ультразвуковом насосе, содержащем излучающую и отражающую поверхности, изменяют угол между осью излучения и отражающей поверхностью, а также поворачивают отражающую поверхность вокруг оси излучателя.

На чертеже схематично изображен ультразвуковой насос.

Насос содержит излучающую и отражающую поверхности 1, 2, жидкость 3.

Реализация способа осуществляется следующим образом.

При изменении угла между осью излучения и отражающей поверхностью 2 происходит изменение составляющих микроструек, образующихся у отражающей поверхности 2 при схлопывании кавитирующих пузырьков. Поскольку при схлопывании кавитирующего пузырька у твердой поверхности (отражающей поверхности) возникает микроструйка, направленная по нормали к этой поверхности. Отраженную от твердой поверхности микроструйку можно представить в виде двух составляющих, одна из которых направлена перпендикулярно, вторая параллельно оси излучения. Складываясь, составляющие образуют поток жидкости насоса. Таким образом, изменяя угол между отражающей поверхностью 2 и осью излучения, можно регулировать расход и напор насоса.

Изменение угла при этом производится в плоскости, параллельной оси излучения.

Управление насосом можно также осуществить поворотом отражающей поверхности 2 только в плоскости, перпендикулярной оси излучения. В этом случае изменяется направление потока жидкости, а изменения напора и расхода не происходит. Таким образом, изменяя угол между отражающей и излучающей поверхностями в плоскости, параллельной оси излучения, можно регулировать напор и расход насоса, а изменения угла в плоскости, перпендикулярной оси излучения, приведут к изменениям направления потока жидкости. Управление можно осуществлять как поочередно, изменением углов в плоскостях, параллельных или перпендикулярных оси излучения, так и одновременно в двух плоскостях. Действия по управлению насосом определяются конкретными задачами управления. Управление с помощью поворота отражающей поверхности вокруг оси излучения осуществляется согласно вышеописанному механизму схлопывания кавитирующих пузырьков у отражающей поверхности.

Таким образом, применяя описанный способ управления напором и расходом ультразвукового насоса, можно не только регулировать напор и расход, но и осуществлять реверсирование потока жидкости насоса.