螺旋线形阀压电泵单臂阀和双臂阀的性能比较

为拓展有阀压电泵的应用,开发了输出性能优于传统有阀压电泵的螺旋线形阀压电泵,同时设计了单臂螺旋线形弹性固支阀和旋转对称(双臂)螺旋线形固支阀两种结构形式。首先介绍了两种结构阀压电泵及阀的结构,然后比较了两种泵的流量公式,结合实验结果分析了当流体密度、黏度及阀材料的切变模量、阀的曲臂宽和曲臂厚等参数变化时,两种阀的适用性。结果显示当流体密度ρ1和运动黏度υ、阀材料的切变模量G、阀曲臂厚b较大时,可优先选用双臂阀压电泵,当阀曲臂宽a较大时可优先选用单臂阀压电泵。     

螺旋线形阀压电泵的理论与试验研究*

有阀压电泵在精细化工、MEMS、生物医学工程等领域具有重大应用前景。为了克服有阀压电泵结构复杂、跟从与截止性差、成本高等缺点,设计一种异形拟悬臂梁结构的螺旋线形弹性固支阀,其螺旋臂长是简单悬臂梁阀的数倍,工作时开启度大,且因其螺旋线形弹性结构,阀体不仅可以上下回位,左右也具有对中功能,并把这种阀安装在有阀压电泵的泵腔内形成螺旋线形阀压电泵。在深入分析有阀压电泵优缺点的基础上分析螺旋线形阀压电泵的工作原理,依照泵内部能量传递的路径建立压电驱动(电压、频率)为输入与泵流动(流量、压差)为输出之间的关系式,加工试验样机,并进行性能测试试验,螺旋线形阀压电泵具有泵功能,证明了其有效性和理论分析的正确性。试验结果表明：随着驱动电压的增大,泵的输出流量和压差呈上升趋势,这个结果与Matlab数值仿真计算结果趋势一致。在电压为220 V、频率为30 Hz时,得到仿真流量41.26 mL/min,实际试验流量为10.2 mL/min,误差75.3%;在电压为220 V、频率为20 Hz时,得到仿真流量27.51 mL/min,实际试验流量为22.8 mL/min,误差17.2%。     

阀参数对螺旋线形阀压电泵输出性能的影响

为了提高拟悬臂梁结构的螺旋线形阀压电泵输出性能,探讨了阀的几何参数和阀的材料参数与泵输出量之间的优化关系。首先,推导了泵流量输出与阀几何参数关系式;然后,在该理论指导下,通过多组试验研究了阀的几何参数对泵输出的量的影响关系,得出选用适当的螺旋极角以及适当降低阀的臂宽和厚度可以提高压电泵的输出;最后,对关键元器件螺旋线形阀材料参数的选用进行了比较,得出选用较低切变模量的阀材料可以提高压电泵输出。试验结果表明:要获得较高的泵流量,阀的极角取值为1.5π、阀厚度取值为0.1mm时最佳,而流量受臂宽的影响呈单边的趋势性不明显;相同条件下,由于铍青铜的材料切变模量小于弹簧钢的材料切变模量,铍青铜阀压电泵的输出流量高于弹簧钢阀压电泵的输出流量。     

内外不等锥度的软质锥壳形单阀体压电泵的原理与试验研究

传统压电泵不能胜任医疗、卫生、保健等领域输送任务,主要是因为有阀泵阀体开闭的两次撞击效应致使活体细胞死亡率上升及无阀泵的非阀类单向流动部件产生的湍流与涡旋致使长链高分子发生缠绕失效.为了能够同时实现减小阀体开闭撞击效应及增大输出流量和压力,提出一种利用内外不等锥度的软质锥壳形单阀体结构的新型被动阀压电泵.提出内外不等锥度的软质锥壳形单阀体压电泵的结构实施方案;对内外不等锥度的软质锥壳形阀体进行对阀体表面挠度随着压力变化而发生变化的理论分析;对内外不等锥度的软质锥壳形单阀体压电泵进行试验验证.试验表明:在150 V峰值电压,475 Hz频率下驱动时,内外不等锥度的软质锥壳形单阀体压电泵的进出口压差可达到170 mm.并实际测得压差随电压的变化曲线,在一定范围内,压差随电压的升高而升高.     

泵送大粘度液体的双腔并联压电泵设计与试验研究

为使双腔并联压电泵能够输送较大粘度的液体,设计了一种以5⁷μm厚度铍青铜材料加工而成的薄片型轮式平板阀。在理论上分析了阀的过流特性,确定了影响通过阀体流量的因素,即阀自身的几何尺寸、作用在阀两侧的压力差及液体粘度对其影响,并以试验的方法确定了当阀片半径为3.25mm、阀孔半径为2.75mm时,双腔并联压电泵输出流量最好。分别以不同浓度的甘油水溶液作为试验液体,测试了在不同液体粘度、不同工作频率下双腔并联压电泵的输出流量。试验发现,随着液体粘度的增加,阀开启时的阻力增大,开启量变小,阀和压电振子之间振动相位差不断加大,截止性能变差,压电泵净输出量减少。在液体粘度μ=1.311mPa·s时,压电泵的最大输出流量可达1300mL/min,而当液体粘度μ=234.6mPa·s时,压电泵的最大输出流量仅为30 mL/min左右。试验结果为获得双腔并联压电泵输送不同粘度液体的能力提供了可靠的数据。     

钹型开槽式阀压电泵的设计

由于有阀压电泵内部阀体所受应力过大易导致阀体失效,本文提出了钹型开槽式截止阀来减小有阀压电泵内部阀体所受应力。基于钹型开槽式截止阀设计了有阀压电泵,分析了钹型开槽式阀压电泵的工作原理。对钹型开槽膜片进行了受力分析,研究了该压电泵的输出性能及耦合作用下的膜片应力。加工制作了钹型开槽式阀压电泵样机,建立了钹型开槽式阀压电泵的有限元模型,数值计算了流固耦合作用下的阀体应力值。计算结果表明:在压电泵正常输出的驱动频率范围内,当驱动频率为418Hz时,膜片所受应力的计算值也达到最大,为81.74 MPa。最后,进行了压电泵性能试验。试验结果显示:该压电泵的输出流量最大值和振子振幅最大值均出现在低频段;当驱动电压为160V,驱动频率为5Hz时,输出流量达到最大,为6.6g/min;驱动频率为4Hz时,压电振子振幅达到最大,为165.8μm。文中的研究验证了钹型开槽式阀体压电泵的有效性,并得出当钹型开槽式阀压电泵工作在低频段时,阀门所受应力远小于高频段时阀门的应力值。     

双腔串联两阀与三阀压电泵的性能研究

研究了双腔串联两阀压电泵与三阀压电泵的输出性能,分析了这两种泵的结构和工作原理,理论分析得出:三阀泵输出性能优于两阀泵。设计制作了两阀泵与三阀泵实验样机,并通过实验测试证明了理论分析的正确性。分别对两阀泵和三阀泵进口腔和出口腔独立工作时流量输出进行了实验测试,并把进口腔和出口腔独立工作时输出流量相加之和,与两腔一起交叉工作时进行了比较。实验测试表明:两阀泵和三阀泵样机在200 V交流驱动电压下,最大输出流量分别 为972 ml/min和1 035 ml/min,最大输出压力分别为28.7 kPa和40 kPa,最大自吸高度分别为0.41 m和0.43 m水柱高。     

半柔性阀压电泵理论与实验

根据静脉瓣结构形式,设计了一种半柔性阀压电泵。首先,介绍了半柔性阀压电泵的结构及工作原理;其次,对阀体进行了理论分析;最后,加工了实验样机,对样机进行性能测试实验。实验结果表明:在驱动电压为220V、频率为7Hz时,半柔性阀压电泵的进出口压差可达到199mm;在驱动电压为220V、频率为11Hz时,半柔性阀压电泵的实验流量为44.5ml/min。随着驱动电压的升高,工作频率与流量出现单峰与双峰的现象。该研究证明了半柔性阀压电泵具有泵的功能并可以实现有阀和无阀状态,验证了其有效性和理论分析的正确性。     

压电泵用截止阀设计与性能测试

为设计出适用于压电泵的被动截止阀,对压电泵用阀的设计要求和阀的工作条件进行了理论分析与阐述,并应用上述理论分别设计了悬臂梁阀、轮式平板阀和伞形橡胶阀等三种不同的结构压电泵用阀。理论分析了三种阀的静态过流特性,确定了各种结构尺寸因素对阀工作性能的影响。建立了测试被动截止阀性能的试验方法,并对所设计的三种阀的最小开启压力和静态过流能力进行了试验测试。试验结果表明,所设计的三种阀在0.2 kPa工作压力时都已开启工作,在静态过流能力上橡胶伞形橡胶阀与轮式平板阀比较接近,悬臂梁阀最差。将三种阀安装在结构相同的压电泵中,测试了安装三种阀泵的输出能力,结果显示,安装伞形橡胶阀压电泵的输出流量最大,轮式平板阀次之,悬臂梁阀最差。     

"Y"形流管无阀压电泵模拟与试验

对"Y"形流管无阀压电泵内部流场及泵流量特性进行了模拟及试验研究.采用CFX软件对"Y"形流管无阀压电泵泵腔内的流场特性进行了模拟分析.结果表明:"Y"形流管无阀压电泵工作时泵腔内的压强变化很小,涡旋对流体传输活体细胞及长链大分子基本无影响.实际制作了"Y"形流管无阀压电泵,并通过改变"Y"形流管的几何尺寸,研究了压电泵进出口端压差的变化规律.试验结果表明,压差随支管夹角增大而减小,并且当两支管宽的和接近主管宽时,压差值达到最小,当支管夹角为5°,宽为1.2 mm时,压差达到最大725 Pa.     

闸阀与止回阀组合的多用阀结构设计

分析了一种钢制闸阀与止回阀组合的多用阀结构和特点,介绍了其在相互无干扰的状态下运行的工作原理。     

高压主汽阀设计

高压主汽阀是汽轮机的重要部件,对汽轮机的安全影响重大,需要紧急停机时,能够快速切断新汽汽源,保护设备安全,文中主要针对高压主汽阀进行了设计.     

螺纹插装阀介绍(之一)——溢流阀

该文介绍了国外的不同类型螺纹插装溢流阀的性能和工作原理。     

螺纹插装阀介绍(之一)——溢流阀(续)

4压力保险阀 压力保险阀是一种自锁型溢流阀。之所以称为压力保险阀,因为它如同电路中的保险丝,一旦打开,就维持在开启状态,将系统几乎完全卸压（参见卸荷时的流量压力曲线,图14右下）,而不是保持在开启压力上。即滞回极大,差不多100％。     

阀门在线修复的探讨与实践

阀门在修复过程中会遇到很多麻烦,尤其在生产过程中,加大了工作量,耽误了生产,影响了企业的经济效益,因此在线修复显得非常重要。     

基于SolidWorks的机械人工心脏瓣膜结构设计与有限元分析

人工机械心脏瓣膜是自然心脏瓣膜的替代物,随着对人工心脏瓣膜血流动力学认识的深入,新材料的应用,人工机械心脏瓣膜计算机模拟、测试手段的提高,使得人工机械心脏瓣膜研究成为国内外新兴研究的热点之一。通过SolidWorks及其分析软件COSMOSWorks进行新型三叶瓣的研究开发,分析机械心脏瓣膜的结构组成及设计要求进行瓣叶与瓣环的结构设计。对瓣叶选择合适的网格化分,用COSMOSWorks软件自带求解器进行应力与应变分析。为进一步研制新型人工机械心脏瓣膜提供了一种参考方法。     

高速开关数字阀的电磁铁设计

从高速开关数字阀中的电磁技术理论出发,研究了高速开关数字阀中的软磁合金材料的选用原则,计算了电磁铁设计的尺寸,给出了整个电磁铁的设计结构和电磁铁部分装配元件清单.     

输送天然气用球阀及油品管路用平板闸阀

叙述了输送天然气管路用球阀和输送油品管路用平板闸阀的设计和制造标准、材料及结构特点。     

Valvistor电液比例流量阀稳定性及特性分析

插装式比例阀具有低泄漏、通流能力强、结构简单等优点,广泛应用于液压系统中,但插装阀所带来的振动及噪声等问题是制约其使用范围的重要因素。对采用流量放大原理的Valvistor型插装阀稳定性及性能进行研究,建立相应的数学模型得出该阀的稳定性条件,发现主阀稳定性与先导阀开口及面积增益有关;在SmiluationX软件环境中建立该阀的仿真模型,并利用实验对其进行验证。理论分析与仿真结果表明:随着主阀进出口压差、反馈窄槽面积梯度的增大,主阀芯响应速度加快,但会导致主阀芯不稳定区域增加;控制腔体积越小,主阀芯稳定性越好。研究结果为该类型阀性能的提高提供了理论依据。     

阀门在气力输送系统中的应用与选择

介绍了气力输送系统中的常用阀门,及各类阀门的性能比较。