2 / 12
В.А. Петров, Т.Н. Герасименко, О.В. Киндеева, А.И. Хаустов
2
Инженерный журнал: наука и инновации
# 7·2017
дом, которые часто не согласуются между собой (это касается и од-
нотипных насосов) [6–10]. Такое положение можно объяснить слож-
ностью явлений, происходящих при движении жидкости через кана-
лы микронасоса, и тем, что такие явления недостаточно изучены. В
большинстве работ введены существенные упрощения. Так, напри-
мер, в статье [9] предполагается линейная зависимость между объем-
ным расходом газа и перепадом управляющего давления в трубке, что
вносит значительную погрешность в расчет, а в работе [11] для связи
массового расхода воздуха с перепадом давлений использован закон
Пуазейля, который справедлив для несжимаемой жидкости, и для рас-
смотрения пневматических устройств неприменим.
Одно из важнейших требований, предъявляемых к таким насо-
сам — обеспечение малых точно дозированных подач нагнетаемой
жидкости с требуемыми расходом и давлением. При этом установле-
но, что точность варьирования этих параметров строго зависит от ча-
стоты срабатывания клапанов и изменения управляющего давления.
Целью данной статьи является получение закона изменения
управляющего давления над мембранами пневматического микрона-
соса при различных геометрических и режимных параметрах, харак-
теризующих его работу.
Объект исследования.
Исследуемый мембранный микронасос
состоит из трех активных элементов: входного и выходного клапанов
и мембраны рабочей камеры (рис. 1).
Рис. 1.
Мембранный микронасос
Конструкция микронасоса с пневматическим приводом показана
на рис. 2. В его основе поликарбонатная пластина
1
, на которую
нанесен слой из полидиметилсилоксана (ПДМС)
2
. В этом слое
сформированы клапаны насоса и стенки микроканала. К поликарбо-
натной пластине подключаются пневматические трубки
6
управляю-
щего давления, а снизу приклеено предметное стекло
3
. Микронасос
имеет отверстия
5
,
7
для подключения датчиков давления, а также
специальные отверстия для подвода
4
и отвода
8
жидкости. Нагнета-
ние жидкости может осуществляться из любого из этих отверстий,
поскольку насос — двунаправленный. Микронасос имеет три мем-
браны. Две из них выполняют функцию входного и выходного кла-
панов и имеют в своей конструкции перемычку, которая при закры-
тии полностью перекрывает канал. Третья, центральная, мембрана
(мембрана рабочей камеры) перемычки не имеет.