压电泵的研究——泵阀滞后性

就有阀压电泵增频流量骤减现象进行了分析与研究。发现了现有提高频率使压电振子振幅减小为增频流量骤减现象主要成因的说法是一种错误解释,并通过试验证明了现有理论的非正确性。提出了解释增频流量骤减现象成因的泵阀滞后性模型,同时开发了观察这种现象的具体新方法及观测新装置,并利用这一新装置观察到了泵阀滞后现象。提出了可以评价、考察有阀压电泵的泵阀的量化值——滞后系数,并把其作为泵阀优化设计的具体目标。

圆形双振子式主动阀压电泵设计与性能实验

设计了一种圆形压电振子式主动阀压电泵。通过推导主动阀理论流量公式,分析了影响主动阀流量的主要因素,即阀口内半径和阀座宽度。通过对圆形压电振子式主动阀压电泵性能的实验得出了工作频率、泵腔压电振子驱动电压、输出端背压、主动阀驱动信号与泵腔压电振子驱动信号的相位差是主动阀压电泵的性能影响因素。设计的主动阀压电泵同时具备双向泵送流体的能力。实验结果表明:该泵在30 Hz、120 V的正弦信号驱动下,流量达到了123 mL/m in。

矩形压电振子式主动阀压电泵的设计及其性能

根据压电泵的工作原理,基于两端夹持式主动阀开发了矩形压电振子式主动阀压电泵,对其结构及工作原理进行了说明。计算了其理论流量,剖析了流量的影响因素。通过试验研究得出:泵在工作时阀腔压电振子与泵腔压电振子之间的最佳相位差是70°和250°。测试了阀腔压电振子在不同电压、频率驱动信号作用下压电泵的输出特性。同时,对主动阀压电泵的双向泵送能力进行了比较分析。实验结果表明:与正弦波相比,方波作为矩形压电振子主动阀的控制信号时,流量相对比较大。频率为70Hz时,最大流量为140mL/min;在高频情况下,矩形压电双晶片式主动阀压电泵的流量保持较好,圆形压电振子式主动阀压电泵的流量下降明显。

三腔蠕动式主动阀压电泵设计与实验研究

针对无阀压电泵截止性能和工作输出压力的不足,设计了一种新型三腔蠕动式主动阀压电泵,分析了蠕动式压电泵的工作原理,对蠕动式压电泵的结构进行了研究,建立了压电泵的核心部件——阀的结构模型.采用ANSYS软件对阀的结构参数进行了优化,得到了阀结构优化参数,并制作了压电泵实验样机,对压电泵的流量、背压进行了实验测试.实验结果表明:该主动阀压电泵输出水的最大流量为220mL/min,最大正向背压为15.8kPa,且泵气能力远大于泵水能力,最大泵气量为5142mL/min.该压电泵在医疗器械、液体冷却、生物工程等领域有广阔的应用前景.

高压往复泵锥形阀结构优化设计

以提高高压往复泵锥形阀的使用寿命为目的，研究了有限元法与最优化方法相结合的泵阀结构设计方法。文中给出 了阀体和阀座的单元划分、载荷处理以及边界条件的确定方法。以阀体锥面上的最大综合应力为目标函数，以强度约束和 尺寸约束为约束条件，建立了泵阀结构优化设计的数学模型，给出了求解方法。计算实例表明，通过优化设计可以有效降 低阀体和阀座锥面上的最大应力。

双晶片两主动阀式压电泵的设计及试验

以双晶片压电振子为驱动元件,研制了两主动阀式压电泵。结合该泵的机械结构,详细分析了主动阀压电泵的作用机理。根据双晶片压电振子式主动阀压电泵对驱动信号的要求,搭建了两主动阀式压电泵的试验测试控制系统。最后对主动阀泵进行了性能测试和试验研究。结果表明,在电信号频率为40 Hz时,泵的正向最大输出流量为180 ml/min,反向最大输出流量为170 ml/min,正向最大输出压力为6 kPa。

基于数值模拟的V形管压电泵优化设计

分析了V形管内的流动损失,并初步优化V形管无阀压电泵结构,利用CFD软件对改进前后的V形管内流场进行了数值模拟,结果表明:直角汇流管口改为圆角后的V形管流阻系数有了明显提高.通过对比改进前后两种V形管流场速度矢量图,发现圆角V形管可抑制正向流动时管内回流和漩涡的发生,减小流动损失.对不同圆角半径的V形管内流场进行数值模拟,得到不同圆角半径V形流管的流阻系数,表明较大的圆角半径可有效地提高V形管流阻系数,即提高了V形管无阀压电泵的效率.此优化设计可为V形管压电泵的进一步改进提供思路.

基于AMESim的尾气处理泵的仿真与优化设计

AMESim软件为机械、流体、电磁等工程系统提供了一个高性能的仿真平台。在对汽车尾气处理泵的工作原理与数学模型进行分析的基础上,通过AMESim建立该泵的仿真模型,并在不同参数下进行动态仿真分析。仿真结果表明:采用膜片单向阀替换普通球阀以及适当增大弹簧的刚度可以提高泵的输出特性。

新型十字摆盘驱动式水液压轴向柱塞泵阀配流系统设计

针对一种新型十字摆盘驱动式水液压轴向柱塞泵的配流阀系统结构参数与泵转速、柱塞直径不匹配导致的容积效率不足的问题,搭建了该新型泵的ADAMS-AMESim固液耦合仿真模型。在额定转速下,分析了配流阀阀芯质量、弹簧刚度、弹簧预紧力、阀芯球面直径对其容积效率的影响,并对其配流系统进行优化设计。结果表明:新型泵的容积效率随着配流阀弹簧刚度、预紧力的增加而增加,随着配流阀阀芯质量、阀芯球面直径的增加而减少,且吸液阀结构参数的变化对容积效率影响大于排液阀。因此,在设计新型泵的配流阀时可适当提高阀芯复位弹簧刚度和预紧力,适当减小阀芯质量和阀芯球面直径,以提高新型泵的容积效率。

一种新型电磁真空泵的优化设计

针对传统膜片式真空泵质量大、成本高的缺点,提出了一种由电磁执行器直驱的两级串联膜片式真空泵,并验证了其具有良好的抽气性能。利用Matlab/Simulink建立了电磁真空泵的仿真模型,结合仿真模型分析及样机性能测试,确定模型参数,验证了模型准确性;结合插值法与有限元法建立了簧片阀刚度和结构参数之间的关系式,并根据簧片阀结构建立了等效质量和结构参数之间的关系式;在此基础上,以真空度最大为目标,利用遗传算法进行簧片阀组的协同优化。结果表明:电磁真空泵样机优化后抽气性能提升了37%,优化后的抽气性能良好,30s内真空度可达66.9kPa,为后续电磁真空泵的研究提供了参考。

恒压变量泵控制阀参数优化设计

恒压变量泵在各行各业有着广泛的应用,该文主要对恒压变量泵控制阀进行分析,对恒压变量泵控制阀建立数学模型,根据阀芯动态特性,分析各个参数对其动态特性的影响。并根据结果对其结构参数进行优化,为恒压控制阀设计合理的设计参数。

高压清洗机柱塞泵的关键结构的有限元分析及结构优化

针对现有的高压清洗机柱塞泵可靠性低的特点,对某型号的柱塞泵排液阀芯进行了结构分析和优化。利用三维软件Pro/E的建模功能,建立高压清洗机柱塞泵的关键零部件排液阀芯模型,运用Pro/M的有限元功能分析阀芯各部分的受力和位移情况,并在此基础上完成阀芯的结构优化设计。

混凝土泵高低压切换阀典型管网液流特性

针对混凝土泵泵送过程中高低压切换阀压力损失的严重问题,采用计算流体动力学(CFD)方法,结合油液流动特性对阀块管网结构进行优化设计。以混凝土泵高低压切换阀内典型的"∏"型孔道为研究对象,在Fluent中对流道结构进行建模和仿真,通过数值模拟得到了流道内压力、速度等参数的分布和变化规律,分析了刀尖角方向和工艺孔属性对管道压力损失的影响。同时在HBT80S1813型拖泵上用改进前后的2种阀块做了对比试验。仿真结果表明:液流方向正对刀尖角时管道压力损失较小;管网阻力随工艺孔通径的增大而减小,超过最大工艺孔通径后压力损失不再明显变化;工艺孔有效长度大于1.5倍工艺孔通径时,管网压力损失随工艺孔有效长度的增大而增加;工艺孔冗余腔的长短对管网压力损失没有明显影响;按仿真结果优化后的阀块压力损失明显减少,系统发热得到改善,证实了理论分析和仿真结果的正确性,研究结果可为阀块流道的结构设计及优化提供理论依据。

阀式泵吸油阀优化设计

本文在建立吸油阀动态特性数学模型的基础上．以吸油阀的动态特性表达式为目标函数，合理确定约束条件．用“外点法”及ＢＡＩＳＣ 语言进行优化设计．以此优化设计某压力机阀式泵的吸油阀，经计算可使液压泵排油量提高６％以上．经稳定性分析．优化设计的吸油阀工作稳定．