Перистальтический насос

Подписаться на 3Dtoday
SkyOne
Идет загрузка
Загрузка
26.09.18
5076
44
печатает на SkyOne
Применение
39
Статья относится к принтерам:
SkyOne
Во многих инженерных задачах есть проблема перекачки и дозировки различных жидкостей, для ее решения используют различные насосы: импеллерные, пластинчатые, шестеренные, плунжерные, винтовые, центробежные, перистальтические. Последние получили широкое распространение благодаря следующим преимуществам:

- возможность достаточно точной дозировки;
- отсутствие негерметичных соединений в камере;
- возможность хорошей изоляции перекачиваемой жидкости от узлов насоса.

Периодически встречаются задачи в которых нужно небольшое дозирующее устройство, поэтому мы решили сделать себе его, использовав в основе перистальтический насос. Плюс этот тип насоса хорошо подходит для выполнения его на 3D принтере SkyOne, т.к. ответственные узлы являются стандартными инженерными единицами (валы, подшипники, двигатели, силиконовая трубка), а распечатать нужно только корпусные детали, с чем отлично справится 3D принтер SkyOne.

Итак, конструкция насоса предельно проста: ротор, трубчатая рабочая камера из упругого материала, статор. Создаем модель первого варианта корпуса, отправляем его на печать. Т.к. первый вариант почти всегда тестовый, то для его печати мы использовали пластик HTW PLA+, он дешевый и меньше вреда наносит окружающей среде. Для остальных узлов взяли калиброванный пруток из нержавейки (для валов и штуцеров), стандартные подшипники и вакуумный силиконовый шланг. В качестве привода поставили шаговый двигатель FL42STH47 от фирмы НПФ "Электропривод".
Для тестов в качестве контроллера использовали SMSD 1.6, очень удобный контроллер, у него есть ручной режим управления (частотный генератор по сути) и можно быстро собрать стенд для тестирования и запустить.
a7f78c4a3a4dde9f355d47b7b213fad1.jpg
aee3ed3f2c004d2bb03435cc3396b123.jpg
d3483d79c9317ae8eabacd749a58b406.jpg
f801d593565641585f47c0c4d3bacde1.jpg
9dcb2e9a93ce2b4da7f74b1ba6704fb6.jpg
363a9cffccae8bede44440f26db18b6a.jpg
PREVIEW
Насос из PLA работает не на полную мощность и двигатель взяли мощнее (FL42STH60) чтобы снизить рабочую температуру, т.к. иначе PLA "потечет".

Протестировав первую версию внесли изменения и напечатали уже итоговый насос из хорошо зарекомендовавшего себя пластика HTW P-Carbon.
1875d156ad4b96793c4867626c983fc8.jpg
c4056305085c3dd9aeb64bc79f95c4d2.jpg
b239e5f3717e4454b905a610ce5c75fa.jpg
08f25dc5a88c3d4b64eca179c7038936.jpg
6408be8c311da423ccd6f587cbf54e5c.jpg
Расход насоса на максимальной скорости получается 30 л/мин. Сейчас насос проверяем на износостойкость, на данный момент он прокачал через себя уже 203 л, и стали видны следы износа трубки (белый налет стертого силикона на стенках).
1986861112cbea11fc62376d103bc9a9.jpg
Подписаться на 3Dtoday
39
Комментарии к статье

Комментарии

26.09.18 в 14:10
0
Интересно. Как измеряли 203 литра, если гоняете воду по кругу? Пересчет через время работы?
26.09.18 в 14:23
3
Здравствуйте! Вначале мы набрали мерную 5-ти литровую емкость и измерили время ее заполнения, а уже позже замкнули контур набор-откачка.
26.09.18 в 14:16
3
Спасибо за проделанную работу, но поправьте меня, если я ошибаюсь.
Вы прокачали чуть более 200л , производительность насоса 30л/мин.
Т.е. насос проработал около 7 минут и следы износа уже видны невооруженным глазом?
Но зачем тогда нужен насос с такими показателями износостойкости?
26.09.18 в 14:21
3
Спасибо, что обратили внимание, в статье опечатка. Производительность 30 литров в час.
26.09.18 в 14:22
0
Где валы и соединительные трубки брали?
26.09.18 в 14:25
2
Валы - это нарезанный калиброванный нержавеющий пруток диаметром 5 мм, продается в фирмах, торгующих металлическим прокатом. Трубка делалась тоже из прутка, просто просверлили отверстие.
26.09.18 в 15:17
0
о, прикольно :)
надо себе робота алко-бармена замутить :)
05.10.18 в 09:06
1
26.09.18 в 15:42
0
Можно и к РАМПСу присобачить, вместо экструдера №2, чтобы СВО прокачивал по кругу, вот только столб жижи будет наверное не очень большой...

Создаем модель первого варианта корпуса, отправляем его на печать.
Про файл модельки спрашивать наверное вредно, или он уже выложен Вами на нашем ресурсе?
26.09.18 в 16:13
3
Здравствуйте!
В качестве насоса для постоянной перекачки у подобного типа маловат ресурс, а вот давление он выдает неплохое. Для вашей задачи лучше центробежный собрать.
Модели выложим позже, когда будем уверены, что это рабочий вариант и в доработке не нуждается.
26.09.18 в 16:17
2
А в чём глубинный смысл использования шагового двигателя там, где поворот на заданный угол не нужен в принципе?
26.09.18 в 16:21
3
Насос планируется использовать как дозатор, где подаваемый объем зависит от количества оборотов, поэтому нужен либо коллекторный двигатель с энкодером, либо шаговый. Второй вариант для нашей задачи проще.
26.09.18 в 16:36
6
По занудствую
Такие насосы используются для перекачки нежных жидкостей, агресивных или боящихся загрязнений жидкостей.
Для дозировки насос не подходит, он имеет значительные пульсации.
Такие насосы многие видели в фильмах, ими перекачивают кровь, эти насосы достаточно бережно перемещают продукт, не передавливая его.
Так же используются при изготовлении косметики, лекарст.
В отличии от других конструкций насосов, тут с перекачиваемой средой контактирует только трубка и штуцеры. Т.е. меньше протечек из насоса и меньше возможностей попасть загрязнениям внутрь. Можно даже после каждого цикла перекачки выкидывать трубку и ставить новую стерильную.
Сама конструкция насоса очень простая в изготовлении, вся заморока сводится к поиску поставщика трубок (если говорить не о DIY, а о промышленном изготовлении, остальное, можно выточить, фрезернуть).
Из минусов, кроме пульсаций, это износ трубки, и ограненная вязкость перекачиваемой среды.

В текущем прототипе трубка полностью не пережимается, и на густых продуктах работать не будет.
26.09.18 в 22:45
0
Из минусов, кроме пульсаций, это износ трубки
трубка даже в более "гуманных" к ней схемах служит несколько часов.
27.09.18 в 10:44
1
Для дозатора пульсации не критичны. Даже текущая трубка проработала уже 30 часов и продолжает работать. Но, справедливости ради, стоит отметить, что после 25-ти часов работы немного упал расход.
d66dc2cfd056884da1d9762432b0eb3e.jpg
27.09.18 в 20:58
0
Шланг наверное не принимает исходную форму, и сечение уменьшилось.

Если, как у вас на видео, качает много и льете добавку к жидкости, то конечно все супер!
Или как ниже писали, добавка реагентов в воду.

А вот если оборотов будет меньше и то, что качается, потом уже ни с чем не смешивается.

У нас были задачи, когда производимые нами роторные, винтовые давали недостаточно равномерный поток, давали пульсации, мы искали чем их заменить, и чтобы не просто перекупить, а например купить трубку, а остальное делать самим, на станках. В моем понимании проблемы этот насос не достаточно точно подает.
29.09.18 в 19:29
0
трубка даже в более "гуманных" к ней схемах служит несколько часов
абсолютно не так!
для технических целей на работе приходится\ использовать китайский аналог сходных габаритов
до замены трубки обычно шпарит часов по 200 и более

просто смазывать надо и чтобы ролики гладкие без заусенцев
27.09.18 в 10:40
1
Здравствуйте! Подобные насосы часто используются и для небольших дозаторов. Трубка полностью пережимается, просто она толстостенная, поэтому вам могло показаться, что это не так.
05b1a1fa011dd44f2105e52064f89ca5.jpg
27.09.18 в 10:54
2
Для дозировки насос не подходит, он имеет значительные пульсации.
????
Все насосы серии НД, НДГ - имеют пульсации, тем не менее мембранные и плунжерные насосы - основной тип дозировочных насосов в промышленности.
Перистальтические насосы тоже используются в качестве дозирующих - напрмер Etatron.
27.09.18 в 19:50
1
Просто сочетание "дозирующий насос" имеет широкий смысл.
В водоподготовке и очистке сточных вод наверное достаточно.
А у нас были реальные запросы и там клиентам было недостаточно. Если после насоса поставить дюзу, то из нее будет идти неравномерно, ну вот такое вот было задание, клиенты бывают разные, им нужен был насос, качающий сразу на дюзу и в дело, еще эта дрянь не отмывалась.
27.09.18 в 14:28
1
В струйном принтере EPSON еще видел такой. Откачивает чернила из седла для головки в дренаж.
27.09.18 в 21:04
0
У меня где-то лежит такой, когда выкидывал принтер, вынул из него валы, двигатели и насос.
Самое лютое, для меня, это перистальтический насос на шламы с диаметром шланга больше 50мм, привычный вид - небольшой насос с прозрачной трубкой там мм 10, а тут толстенный резиновый шланг, все в грязи, здоровый мотор.... ссылку не могу дать, у кого-то из партнеров был, а теперь убрали с сайта.
26.09.18 в 19:43
0
Центробежный на магнитной муфте не менее интересным будет наверное. Я вот наверное скоро буду центробежный печатать, для своих целей, я думаю он давит нормально...только соберусь не скоро - точно, мне и так есть что допечатывать.
26.09.18 в 21:34
2
Рекомендую трубку зафиксировать, иначе со временем ролики ее вытолкнут из корпуса. Проще всего наверное будет уменьшить в крышке отверстия под штуцеры, чтобы торец трубки упирался в крышку
27.09.18 в 10:27
1
Здравствуйте! Штуцеры фиксируются при сборке корпуса, поэтому трубку не протягивает через корпус.
26.09.18 в 23:14
7
Хорошая затея)

Из мыслей:
- Сделать приводной механизм в виде спиннера, т.е исключить максимум тела барабана между подшипниками, чтобы он не терся о трубку.
- Освободить место между трубками со стороны штуцеров, пусть им будет свободнее
- Убрать сборочный шов корпуса выше поверхности прилегания трубки
- Поищите спец. трубки для насосов данного типа, они всё же поинтереснее обычных силиконовых. Силикон на платиновом катализаторе серьезно превосходит силикон на олове, а вполне вероятно, что у вас "олово"

Пусть здесь полежит:
3d9cd85e13ebb3721886af3084aca619.gif
27.09.18 в 10:24
1
Здравствуйте! Спасибо за рекомендации.
В рамках текущей задачи получившийся насос нас устраивает, но в дальнейших проектах учтем.
27.09.18 в 22:49
0
Всегда рад)
29.09.18 в 19:32
0
вот как раз со спецтрубками напряженка
сам искал, пока приходится пользовать силиконовые, но они менее эластичны и пружинны, быстрее изнашиваются
если знаете где есть - прошу ссылочку кинуть
27.09.18 в 12:05
0
Зыкая штука, надо покумекать, мож и пригодится где...
27.09.18 в 12:28
4
Вижу небольшой недостаток перистальтического насоса такой конструкции в невозможности регулировки степени сжатия трубки. Т.е. насос, как у Вас спроектирован под определенную трубку, даже вполне возможно, что трубка у Вас избыточно пережимается, из-за чего быстро изнашивается. Сравните с конструкцией перистальтического насоса Shimadzu:
3ade9e0d990162e420cd3a9e47b91561.JPG

add71793076d8961cbb5c98df252ebd4.JPG

77520bd4a73f4e5fcbf82e2b038fb83d.JPG
28.09.18 в 09:30
1
А можно статистику "на отказ" узнать - сколько пререкачал/проработал до окончатпельного износа трубки? а так жа какая трубка - внутренний диаметри/толщина стенок?
28.09.18 в 16:10
1
Здравствуйте! Результаты испытаний будут в следующей статье.
29.09.18 в 19:34
0
у меня китайцы работаю по 2-3 сотни часов
01.10.18 в 13:52
0
Без замены трубки?
04.10.18 в 07:22
0
конечно
28.09.18 в 10:08
0
На рынке есть специальные трубки для такого рода насосов, многослойные с повышенной износостойкостью
29.09.18 в 08:31
2
Можно свои 5 копеек? Работал с несколькими насосами подобного типа. Добавьте на шланг смазку, которая не повредит конструкции в общем. Это значительно уменьшит износ
29.09.18 в 19:34
0
совершенно верно!
01.10.18 в 15:49
0
Спасибо за рекомендацию!
30.09.18 в 12:44
0
Для тестов в качестве контроллера использовали SMSD 1.6, очень удобный контроллер
Вероятно, этот контроллер шаговых двигателей SMSD-1.5
А зачем программируемый? Программно дозировать жидкость?
01.10.18 в 13:51
0
Здравствуйте!
В данном случае он используется из-за встроенного частотного генератора, но можно его легко запрограммировать под дозирование определенного количества жидкости.
05.10.18 в 17:56
1
не могу найти свой коммент..ну да ладно...пользуюсь двумя разными насосами фирмы Dinitec, модели - Start и Roto///шланги работают по 3-4 года(Start) и 1- 1,5 года(Roto) в круглосуточном режиме
06d803a4167c2e7f97565a91dd1b3010.jpg
d2936269a4d53fbe572dc6c1d840df26.jpg

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Autodesk Future Night – вечеринка в честь Дня инженера на Artplay

Уровень шума 3D принтера SkyOne

Rocket Lab наращивает темпы запусков ракет-носителей с 3D-печатными двигателями

iGo3D Stories. Петр Чегодаев: 3D-печать скульптур

Несколько слов об эластичности и твердости полимеров

Друзья, а как вы калибруете цветовосприятие?