微型隔膜泵作为隔膜泵的一个新型种类,是利用电机凸轮机构驱动的隔膜泵,拥有结构简单、噪音低、体积小等优点,主要满足小型化、低输出性能方面的需求,近年来在医药生物、微机械、精细化工与航空航天等领域的应用越来越广泛,显示着良好的发展前景。隔膜与缓冲腔作为隔膜泵中与输送介质直接接触的部件,是直接影响隔膜泵性能和使用寿命的关键。由于微型隔膜泵尺寸、结构上的特殊性,对其隔膜的研究成果较少,而针对缓冲腔对于微型隔膜泵整体水力特性影响的研究更是鲜有人道。因此对其关键部件和水力特性进行分析研究具有重要意义,能够为微型隔膜泵及同类泵的研发和优化设计提供理论依据。本文研究分析微型隔膜泵的工作原理和构成方法,并基于数值模拟与试验研究的方法对微型隔膜泵的水力特性和隔膜的性能进行重点讨论和对比分析。首先对微型隔膜泵的工作原理进行描述,选用电机形成动力驱动后凸轮机构推动活塞往复运动,带动橡胶隔膜来回鼓动做功吸入和排出液体。同时对流量、压力、功率等微型隔膜泵理论性能数据的计算公式进行推导,并对微型隔膜泵的缓冲腔、泵阀等关键部件进行选型与尺寸设计。其次利用ANSYS软件,采用结构非线性分析方法和流固耦合分析方法,对微型隔膜泵的橡胶隔膜进行模拟分析,通过对比两组模拟结果,得出针对隔膜真实工况下最合理的数值模拟方法为流固耦合分析方法,据此探究其运动规律,并对隔膜进行相关的优化设计。然后利用FLUENT软件对微型隔膜泵的缓冲腔流场进行数值模拟,研究其对泵体水力特性的影响,从直观上认识到缓冲腔对于微型隔膜泵压力特性和管路流量特性的改善效果,从而验证缓冲腔设计的合理性和设置的必要性。最后对微型隔膜泵进行样机制备,对其输送液体和气体的性能分别进行试验研究,通过实验的方法对微型隔膜泵往复运动单元和泵送单元各个部件的结构参数进行优化选择,并与仿真结果进行对比,验证数值模拟的准确性,通过分析得到关键部件影响微型隔膜泵输出流量和输出压力的原因,从而对微型隔膜泵的优化设计起到科学指导作用。