多入口压电泵的设计与试验研究.docVIP

 多入口压电泵的设计与试验研究# 曾平，吴迪，李立安，程光明* （吉林大学机械科学与工程学院，长春 130022） 5 10 15 20 25 30 35 摘要：本文通过增加单腔体有阀压电泵的入口个数来提高压电泵的输出性能，设计了多入口 压电泵。搭建多入口压电泵试验测试系统，测试多入口压电泵的输出性能。研究入口个数对 压电泵输出性能的影响，试验结果表明：对于出口在压电振子中心的压电泵，增加入口个数 可以提高压电泵的输出性能。 关键词：压电泵；多入口；试验研究 中图分类号：TH38 Design and Experimental Study on Multi-entrance Series Piezoelectric Pump ZENG Ping, WU Di, LI Lian, CHENG Guangming (Institute of Mechanical Science and Engineering,Jilin University, ChangChun 130022) Abstract: This article put forward increasing the number of entrance for single-chamber piezoelectric pump to increase the output performance of the piezoelectric pump and multi-entrance series piezoelectric pump are designed.The piezoelectric pump testing system is put up and test the output performance of multi-entrance piezoelectric pump.The law of the number of entrance impact on piezoelectric pump’s output performance is analyzed and test results show that: the piezoelectric pumps whose export are in the center of piezoelectric bimorph can increase their output performance by increasing the number of entrance. Keywords: Piezoelectric Pump; Multi -entrance; Experimental Study 0 引言 压电泵是把驱动元件、传动元件和执行元件三者融为一体的流体泵[1-3]，所以它比传统 的流体泵体积小，并且消除了运动部件可能产生的压力损失、磨损以及疲劳破坏，大大简化 了泵的结构。由于压电泵具有体积小、结构简单、无电磁干扰、工作噪音小、单位输出功率 大、便于微型化等诸多优点[4-6]，所以压电泵具有重要研究价值。 在目前的研究中，易于加工制作且有较高控制精度的微流量压电泵研究较多[7-9]，但在 许多应用场合要求压电泵具有大流量和高压力的特点，所以在保持压电泵体积不变的情况 下，提高压电泵的输出流量和输出压力是一个重要的研究方向。 1 多入口压电泵结构设计 1.1 单入口压电泵结构特点及工作原理 单入口压电泵的结构如图 1 所示。单入口压电泵是由压电振子、泵体、伞形截止阀以及 入/出口管道组成。其中，压电振子、伞形截止阀和泵体共同围成一个封闭的泵腔。它的结 构特点是出口布置在压电振子的中心，也就是压电振子振动幅度最大的位置，入口布置在出 口的一侧，如图 2 所示。泵腔内只有一个入口单向阀和一个出口单向阀，液体由入口进入， 流经泵腔后由出口排出。 基金项目：教育部高等学校科技创新工程重大项目培育资金（708028） 作者简介：曾平，（1957-），女，教授，主要研究方向：微小型机械设计理论及应用。E-mail: zengping321@163.com -1-  图 1 单入口压电泵结构示意图  图 2  单入口压电泵三维图 Fig. 1 Schematic diagram of single-entrance piezoelectric pump Fig. 2 Single-entrance piezoelectric pump 40 单入口压电泵的工作过程：当压电振子受电压驱动产生向下的弯曲变形时，泵腔容积增 加，泵腔内压力小于外界压力迫使入口单向阀开启，出口单向阀由于受到压力与阀座紧密贴 合而处于关闭状态，液体在压力的作用下经入口管道流入泵腔中，如图 3 所示，此