半球缺阻流体无阀压电泵流场分析

为使半球缺阻流体无阀压电泵在医疗、保健、航空航天器等领域得到更好的应用,需对半球缺阻流体无阀压电泵的工作特性进行相关的研究分析。该文首先对半球缺阻流体无阀压电泵的结构和工作原理进行了分析,并对泵内流阻特性进行理论分析;同时,采用有限元软件对半球缺阻流体无阀压电泵内部流场进行了模拟分析,结果表明,泵内流体正反向流时的流速随半球缺半径的增大呈递减趋势,泵腔内部的压强变化平缓。实际加工了样泵及多组不同半径的半球缺组并进行了实验,结果表明,泵的最大输出流量随半球缺半径增大而减小,在工作电压为150V,半球缺半径为4.0mm时,泵的最大输出流量值为121.4mL/min,验证了半球缺能作为无阀压电泵的无移动部件阀及半球缺阻流体无阀压电泵的有效性。     

多腔体并联锥形管无阀压电泵输出流量研究

分析了压电振子各个振动状态下锥形管无阀压电泵的输出流量，推导出流量公式，分析了并联结构下多腔体的整体输出流量与单个腔体输出流量之间关系。设计制作了两腔体、四腔体并联扁锥管无阀压电泵样机并进行了流量测试，实验测得四腔体并联结构最大输出流量可达9．2mL／min。     

收缩管/扩张管型无阀压电泵的工作原理

介绍了收缩管／扩张管型无阀压电泵的一种典型结构,分别分析了收缩管和扩张管管内流动特性,认为收缩管／扩张管在无阀压电泵中起动态阀的作用,共主要结构参数有锥形角和扩散比等,这些参数对泵的性能起决定性的影响,推导了此类无阀压电泵的流量计算公式及效率公式。     

两腔压电泵结构与特性

介绍了两个压电振子所构成的两腔串联和两腔并联压电泵的结构及工作原理,分析了两个压电振子驱动方式(同步工作和交叉工作)对两种结构压电泵输出性能的影响规律。制作了两腔串联和两腔并联压电泵的试验样机,分别测试了两个腔体同步工作和交叉工作状态下压电泵的输出能力,并与理论分析的结果进行了对比。理论和试验两方面的研究结果表明,在相同驱动电压和频率条件下,两个腔体交叉工作时压电泵的输出能力较好,其中并联泵的流量最大,为单个腔体流量的2倍;而串联泵的流量串联泵压力最大,是单个腔体输出压力的2倍,同时其流量也有大幅度提高,约为单个腔体流量的1.4倍。     

一种改进的平板式无阀压电流体泵

通过对带有缓冲腔和不带有缓冲腔的平板式无阀压电泵的对比实验,发现前者的性能大大优于后者,其输出能力提高了近4倍.由于带有缓冲腔的无阀压电泵的最佳工作频率高于不带有缓冲腔的同类型无阀压电泵,使其可以获得比较平稳的流量输出.当锥形角为6.4°,驱动电压为120V,工作频率为73Hz时,所制作的带有缓冲腔的压电泵具有最佳的工作性能,其进、出水口处的压力差达到8.53×102Pa.     

无阀压电泵的泵腔容积变化量

通过对简支边界条件、电压驱动下复合压电振子的振动分析，推导了复合压电振子的运动方程，从而导出了复合压电振子变形后所包围的体积即无阀压电泵的泵腔容积变化量的计算公式，分析了泵腔容积变化量与复合压电振子最大变形量之间的变化关系，给出了通过复合压电振子最大变形量来计算无阀压电泵泵腔容积变化量的计算式。     

Y型双入水流道双出水流道无阀压电泵研究

针对Y型流道无阀压电泵输送流体流量较小,该文设计了一种Y型双入水、双出水流道无阀压电泵结构,泵送的介质流动平稳,无湍流形成,故可用于血细胞及大分子生物基团的输送。对压电振子进行了理论分析。通过与Y型单入水流道单出水流道压电泵的实验对比,证明了用增加流道数目的方法可提高无阀压电泵输送流量的结论。     

新型金属阀在小型压电泵中的应用

为了减小压电泵的体积以便可在新的领域中使用,该文设计了一种新型压电泵。对该型压电泵的驱动原理、机械结构、制造方法和机械性能等进行了研究。首先说明了单腔单压电振子泵的工作原理;接着提出了新型的金属单向阀,这种单向阀为整体开启式,可有效提高阀的使用寿命;然后讨论了该压电泵中组件的加工方法和装配后的整机尺寸的大小;最后介绍了该压电泵在医用胰岛素推注方面的应用。实验结果表明,新型的压电泵可承受背压为30 kPa,泵的整体尺寸为17 mm×20 mm×5 mm,推注液体精度可达到1.2μL。设计制作的整体开启式单向阀的性能稳定可靠、能承受较高背压,该型压电泵具有推注压力高、流量稳定等特点。     

单腔双振子压电泵的结构设计与实验研究

对单腔体双振子压电泵进行结构设计,并分析了泵的工作原理。对泵在电源信号同步激励和异步激励下进行实验结果测试,得到同步激励下的输出效果好于异步激励,并分析了泵在异步激励下能够工作的原因。将泵在不同进出口管长的情况下进行实验测试发现,进出口管长对泵的最佳工作频率及流量输出有很大影响。把单腔双振子压电泵的输出性能同单腔单振子压电泵的进行实验比较,证明采用双振子结构使泵的输出性能比单振子结构有很大提高。     

平板式无阀压电流体泵的初步研究

介绍了一种新型平板式无阀压电泵,给出了此种无阀压电泵的基本结构.通过对所制样机的测试分析,认为决定这种无阀压电泵性能的因素主要有锥形角度、工作频率和驱动电压等.锥形角在5°～12°之间,工作在19Hz下,所制作的压电泵具有较佳的工作性能,当锥形角为11.3°,工作频率为19Hz,驱动电压为120V时,泵的进、出水口处的压力差为235.2Pa.     

压电锥形流管无阀泵的研究—单向流动原理及泵流量

利用流体在收缩与扩张流管中流动能耗不同的原理。借助流阻系数，具体分析了压电锥形流管无阀泵在无阀状态下，产生单向流动的原因，并解析了泵流量。同时，把上述结果与实验进行了比较，证明了理论分析的正确性。     

压电锥形流管无阀泵的研究——气穴现象

分析了压电锥形流管无阀泵的气穴现象,首先发生在高速吸入过程的振动子中心区域;同时利用气穴现象阐述了流体温度变化对泵流量影响的原因;最后通过实例说明了增加流量减少气穴现象发生的具体方法,为 泵的应用设计提供了依据。     

压电驱动膜片式微型气泵

提出一种结构新颖的压电驱动膜片式微型气泵，对其输出流量、膜片的振幅等参数进行了理论分析，在此基础上设计、制作了微型气泵样机，并进行了测试实验。这种气泵在结构上充分利用了双压电梁端部位移大的优点，并利用两根双压电梁将膜片悬起，增加了容积变化率和输出流量，并具有结构简单，功耗低，厚度小，无电磁噪音，可靠性高等优点，在微型电子器件的冷却、微型燃料电池换气等方面显示出良好的应用前景。根据实验，微型气泵的一阶固有频率约为120Hz，在谐振状态下，当驱动电压为50V时，其输出流量为192mL／min，功耗小于23mW。     

压电薄膜泵结构设计与性能分析

提高工作性能是压电泵研制工作的重点，该文针对目前压电泵使用中性能不稳定的问题，详细分析了腔体容积和阀的结构关系，提出了小腔体、复合阀式压电薄膜泵的设计观点，实验结果表明，采用较小的腔体体积（腔体压缩比足够大）时，压电泵具有较强的自吸能力，当工作频率为20Hz，施加电压100V时，以水作流体，实际测得最大输出压力为7．9kPa，最大输出量为16mL/min。     

压电锥形流管无阀泵的研究——受流体温度及特质含量影响的流量特性

对一种新形式的容积型往复式压电锥形流管无阀泵,进行了流体中物质含量与泵流量特性关系的实验研究。在此基础上,把这种泵与其他泵的流体温度影响特性进行了比较,发现这种泵的温度影响特性与分类相同的活塞泵相异,与分类不同的叶轮泵相似。     

泵腔结构参数对压电气泵性能影响

为了探究泵腔结构参数对压电气体隔膜泵性能的影响,该文设计了一种压电气体隔膜泵的泵腔结构。首先简述了泵腔的结构设计与工作原理,推导出泵腔出口气流速度的表达式,通过仿真得出泵腔高度、气孔直径对腔体内的瞬时气压、气流速度及气体流量的影响。最后制作了泵腔样机并应用在压电气体隔膜泵中,进行了实验测试及理论分析对比。结果表明,实验结果与理论分析相吻合,输出流量随着腔高的增大而减小,随着气孔直径的增大而增大,这为压电气体微泵的腔体设计提供了理论参考。     

压电锥形流管无阀泵的研究--振动解析及泵体容积变化量

压电锥形流管无间泵是容积型往复式泵的一种新形式,其动力源振动子的振动与活塞式的振动截然不同。文章着重分析了这种泵的振动及泵体容积变化量,同时用实验证明了理论分析的正确性。为进一步分析压电锥形流管无间泵流动原理打下了基础。