Piezoelemente und -aktoren für dynamische Mikropumpen und Dosiertechnik
Mikromembranpumpen erfordern kompakte Antriebe, die einen kontinuierlichen Fluss und variable Durchflussraten ermöglichen. Aufgrund der kleinen Volumina je Pumpzyklus sind hohe Zyklenzahlen bis zum kHz-Bereich erforderlich, um hohe Durchflussraten zu erzielen.
Eine Mikromembranpumpe besteht aus einer Ventileinheit und aus der Pumpmembran, die zusammen mit dem piezoelektrischen Aktor den Pumpenantrieb bildet.
Die Dosiermengen reichen vom Milli-, Mikro-, Nano- bis in den Picoliterbereich.
Die Anwendungsbereiche für piezoelektrische Mikropumpen liegen in der Labor- und Medizintechnik, der Biotechnologie, der chemischen Analytik und der Verfahrenstechnik, wo kleinste Mengen Flüssigkeit und Gas zuverlässig dosiert werden müssen.
Scheibenförmige Piezoaktoren können direkt auf der Membran montiert werden und wölben diese aus. Größere Hübe oder Kräfte lassen sich erzielen, wenn man eine Membran oder einen Kolben direkt mit einem piezoelektrischen Aktor koppelt. Aufgrund ihrer kompakten Abmessungen und dem geringen Energiebedarf der Piezoelemente sind diese Dosiervorrichtungen auch für Lab-on-a-chip-Anwendungen geeignet.
Piezoantriebe werden auch zum Öffnen und Schließen von Ventilen eingesetzt. Hier reicht das Spektrum vom einfachen Piezoelement oder Biegeaktor für ein Membranventil über vorgespannte Piezostapelaktoren für viel Dynamik und Kraft bis zum Piezohebel, der Feinstdosierungen auch bei hohem Gegendruck vornimmt.
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