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技术研讨

微型泵对于阀型的分类

发布时间:2017-01-20 10:43
   微型泵根据其有无可动阀片分为有阀型微型泵和无阀型微型泵两大类 。有阀型微型泵往往基于机械驱动,原理简单,制造工艺成熟, 易于控制;而无阀型微型泵则常常利用流体在微尺下的新特性,原理新颖, 更适于微型化, 具有更大的发展前景。
   有阀型微型泵:
   有阀型微型泵通常由进、出口阀和泵腔三部分组成,这类泵一般采用薄膜型结构,其工作原理是由薄膜驱动导致泵腔容积周期性的变化和单向阀门来实现输运工作液的目的 ,通常采用压电、静电、电磁以及形状记忆合金等形式来驱动微型泵的工作。压电驱动微型泵是通过晶体的压电特性来驱动薄膜振动, 达到输送工作流体的目的 。与普通的单向薄膜微型泵有所不同的是 ,阀的特殊设计能使泵实现双向输运的目的 。这种双向输运主要是由于在不同的驱动频率下, 由于两个阀片的周期振动响应存在相对移动, 工作液在泵两侧产生的压差就有所改变 ,从而导致工作液能实现双向输运。这种双向输运突破了传统的单向阀门所产生的弊端, 更容易在微流体系统中实现液体的混合 。用形状记忆薄膜驱动微型泵具有能量输出密度大 、应变大、驱动力大的优点 , 被公认为是比较理想的驱动方式之一 。而热驱动微型泵利用的是泵腔内气体的受热膨胀和冷却收缩的原理来驱动膜片 ,达到输运液体的目的。
   无阀型微型泵:
   由于有阀型微型泵工作频率受制于泵腔的动作频率,因此这类微型泵的流量变化是间歇式的,其性能难以得到保证。另外, 由于单向阀门的存在,阀片的频繁开关必然影响泵的可靠性和使用寿命 ,同时流体回流现象也是不可避免的 。相比之下 ,无阀型微型泵由于其结构相对简单、制造工艺要求不高,而成为 21 世纪微流体系统微型化、集成化、控制精准化程度进一步提高的突破口 。收缩-扩张型微型泵是比较典型的无阀型微型泵 ,也是近年研究的热点。它以收缩和扩张的不同形状通道代替了单向阀, 利用因流道不对称所引起的压力损失的不对称性来实现流体的输运,但这类泵的反向止流性能较差。收缩-扩张型微型泵薄膜的驱动一般由压电晶体驱动 ; 驱动频率可达几百赫兹 ,驱动功率在几十毫瓦 ,最大流量能达到几十 μ L/min。







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