呼吸机用电磁比例阀工作特性仿真研究

简介

随着全球新冠肺炎疫情的持续发酵,呼吸机因在新冠肺炎治疗当中发挥着重要作用而被大量使用。电磁比例阀作为呼吸机流量控制的关键部件,其工作特性将会影响到呼吸机系统的流量供给特性,因此,电磁比例阀性能的优劣对呼吸机具有重要影响。为探究呼吸机用电磁比例阀的结构和工作参数对其工作特性的影响,本文首先基于多学科系统仿真平台AMESim建立了电磁比例阀的一维仿真模型,并分析了比例阀入口压力、线圈匝数、气隙间距、磁导长度、弹簧刚度和弹簧预紧力对开机过程中的压电比例阀电磁力、气体体积流量特性的影响规律。结果显示,增加线圈匝数、减小气隙间距和磁导长度有利于增大电磁力,但是当电磁力增长到一定数值后,电磁阀电磁力达到饱和。入口压力的增加有利于电磁比例阀流量的增加,但会增加节流后的压力损失,增加弹簧刚度和弹簧预紧力不利于缩短电磁比例阀的响应时间,还会使出口流量减小。