螺旋线形阀压电泵的理论与试验研究

来源：机械工程学报杂志2016年第20期北京时间：

作者：王颖, 张建辉, 刘瑞峰

单位：1. 泰州职业技术学院机电技术学院 泰州 225300；2. 广州大学机械与电气工程学院 广州 510006；3. 南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室 南京 210016；4. 重庆师范大学物理与电子工程学院 重庆 401331

摘要：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%。

关键词：悬臂梁阀,有阀压电泵,压电泵；

基金资助：科学基金(51375227)、广州大学引进人才科研启动(ZJH3-2001)和泰州; 职业技术学院院级科研(TZYKY-15-5)资助项目; 20151215收到初;