孙冰 刘远鹏 田丰 刘丽 齐景爱

1.天津市计量技术研究院，天津300192；2.河北工业大学,天津300401

一、引言

微型静电泵实际上是一膜片泵，它由激励电极、泵膜片和位于出、入口的两个无源阀组成[1-2]。我们已分析微型泵腔形状与结构、所加激励电压、可动薄膜不同面积与厚度对微泵的压力、流量及受力和变形的影响，绘制完整的数据图标和表格，以便选用[3-5]。但是，目前，关于静电泵的设计的文章大多以示意图示阀门的结构，而且种类繁多，缺乏对它们详细理论分析和计算。为完整起见，本文对微型静电泵的阀门设计进行理论分析和计算，以弥补不足。

因球塞型阀门响应快，流水畅通，制造方便，所以本文主要讨论这种阀门的设计。研究内容包括入水阀和出水阀的区别、阀门套在开启状态下流量与球塞的上下面间的压力差ΔP、阀门套面积之间关系；由阀门套半径、流速计算雷诺系数并核对所选流量系数；给出不同内径泵的入水阀门和出水阀门套的最小半径r0与QV和ΔP关系、球塞给蛛网作用力F；蛛网的强度核验与网丝直径的选用等。

二、微型静电泵出入口阀门的结构及其优缺点

在设计计算和分析阀门的结构及其优缺点前，首先要了解对出入口的两个阀门的基本要求：

（1）尺寸要求：两个阀门所占横向尺寸应小于微型泵腔内径；

（2）通过阀门的流量应与微泵的压力、流量相匹配，膜片受激励时每次变形造成的体积变化ΔV，应全部从阀门流入或流出，反应要快。

根据这些要求，提出以下几种阀门的参考结构设计，可供选择：