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钹型开槽式阀压电泵的设计

发布时间:2018-04-15 15:58

  本文选题:钹型开槽 + 有阀压电泵 ; 参考:《光学精密工程》2017年11期


【摘要】: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。
[Abstract]:Because the stress inside the valve body of the valve pump is too large, it is easy to lead to the failure of the valve body. In this paper, a cymbal type slotted stop valve is proposed to reduce the stress of the valve body inside the valve pump.Based on cymbals slotted globe valve, the valve pressure pump is designed, and the working principle of cymbals slotted valve piezoelectric pump is analyzed.The mechanical analysis of cymbal slotted diaphragm is carried out. The output performance of the piezoelectric pump and the stress of the diaphragm under coupling action are studied.The prototype of cymbal slotted valve piezoelectric pump is manufactured. The finite element model of cymbal slotted valve piezoelectric pump is established and the stress value of valve body under fluid-solid coupling is numerically calculated.The calculated results show that in the range of driving frequency of the normal output of the piezoelectric pump, when the driving frequency is 418Hz, the calculated stress of the diaphragm reaches the maximum of 81.74 MPA.Finally, the performance test of piezoelectric pump is carried out.The experimental results show that the maximum output flow rate and the maximum oscillator amplitude of the piezoelectric pump appear in the low frequency range, when the driving voltage is 160 V and the driving frequency is 5Hz, the output flow reaches the maximum value of 6.6 g / min, and the driving frequency is 4Hz.The amplitude of piezoelectric oscillator is 165.8 渭 m.The validity of cymbal slotted valve body piezoelectric pump is verified in this paper. When the cymbal slotted valve piezoelectric pump operates at low frequency, the stress of valve is much less than that of high frequency.
【作者单位】: 江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心;山东星源矿山设备集团有限公司;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(No.51605200) 江苏省自然科学基金资助项目(No.BK20150518) 江苏省博士后科研资助计划项目(No.1501108B) 江苏大学高级人才启动基金资助项目(No.14JDG145)
【分类号】:TH32

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本文编号:1754791

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