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压电阀的发展历程

更新时间:2013-07-24      点击次数:2047
作为液气压系统中的重要元件,实现对流体压力、流量和流向的控制,直接影响着液气压系统的工作过程和工作性能。随着液气压技术从传统应用领域向空间、信息和生物医学等新技术领域的不断拓展,对液气压系统的尺寸、控制精度、响应速度和可靠性等各个方面都提出了更高的要求。传统的控制阀较难满足这样的要求,因此对于阀的革新成为了国内外科研机构和企业的研究开发热点。

压电阀
zui早出现在20世纪90年代SIEMENS公司推出的SPIARTPS智能阀门定位器中。它利用压电晶体的逆压电效应,在实际应用当中具有高抗震性、高可靠性、低功耗、节能等特点,完满足智能阀门定位器对电气—机械转换单元的要求。

压电阀是利用压电材料的压电效应来实现阀的动作的一种新型控制阀。相对于传统的阀来说,它具有精度高、响应快、功耗小、寿命长、结构紧凑、环保节能等优点。已在一些需要控制的液压或气动系统中得到了应用,具有很大的应用价值和应用潜力。本文将对压电阀的工作原理及其在国内外的研究应用现状进行分析,并对压电阀的发展趋势做了展望。

荷兰特文特大学开发的一种用于调节气体流量的常闭式压电阀。它通过由金属销串接起来的压电致动器驱动凸台周围的硅膜的偏斜来控制阀的流量。阀座和中间孔的一层是由硅材料做成的可变电阻层,而在其下方还含有一块形为方格形渠道的静态电阻层。气体从输入口进入方格形渠道,再通过中间孔到达阀座,在阀座上层的环绕于凸台周围的硅膜偏斜大小的控制下来改变气体流量。

该阀使用可变电阻与静态电阻相结合的方法实现了对流量的控制。实验空气流量测试显示,该压电阀在压力差为4bar的情况下,流量可以达到250mL/min。在阀门操作的任何阶段都可获得连续可控的气体流量,整个过程中几乎没有滞后现象出现,并且功率消耗也很低。

压电阀在国内的研究和使用相对于国外来说要稍落后一些。随着液、气压系统对控制精度、响应速度、功耗等要求越来越高,压电阀在国内更多地方被应用和研究,也出现了一些国内自主研发的压电阀,下面介绍一些具有代表性的研究成果和应用。
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