Dzięki specjalnej konstrukcji można je stosować również do transportu substancji lepkich, gdyż z łatwością pokonują przeciwciśnienie i są łatwe w czyszczeniu (dezynfekcji).
Głównymi częściami roboczymi pompy perystaltycznej jest elastyczny wąż ułożony na obwodzie obudowy, zwykle po łuku, który jest okresowo ściskany przez obracające się rolki zamontowane na specjalnym napędzie.
Wirnik obracając się swoimi rolkami tworzy obszary z uwięzioną cieczą i stopniowo je przesuwa, najpierw wzdłuż odcinka ssawnego, a następnie wzdłuż części tłocznej, co zapewnia pompowanie medium. Ponieważ wąż wykonany jest z elastycznego materiału, po przejściu przez rolki powraca do swojego pierwotnego kształtu i jest ponownie gotowy na przyjęcie nowej objętości wody.
Pompy tego typu znajdują zastosowanie w przemyśle chemicznym, spożywczym, farmakologii, medycynie itp.W życiu codziennym doskonale sprawdzają się w różnorodnych celach: przepompowywaniu brzeczki w domowym browarze, produktów spożywczych typu makaron, schładzaniu jednostki, czy organizowaniu napędu narzędzia np. wiertarki.
Jaka jest potrzeba, możliwość i wykonalność wykonania pompy perystaltycznej własnymi rękami? Zasadniczo można go kupić w sklepie, ale zwykle są to albo mini-jednostki o niskim przepływie do celów laboratoryjnych, albo odwrotnie, bardzo duże do zastosowań przemysłowych.
Produkcja takich jednostek o charakterystyce pośredniej jest dość ograniczona. Dlatego, aby zrealizować powyższe zadania domowe, pompa wężowa może po prostu nie być dostępna w sklepie. Ale możesz to zrobić sam, zwłaszcza że nie wymaga to specjalnych narzędzi i drogich materiałów.
Pompa perystaltyczna: poszerzanie naszego zrozumienia
Zasada jego działania jest zapożyczona z systemów biologicznych. Tak działa na przykład przewód pokarmowy ludzi i zwierząt. Zobaczmy, jak perystaltyka jest implementowana w systemach technicznych, korzystając z poniższych filmów.
Test 1: Praca pompy przy pobieraniu cieczy powyżej poziomu tłoczenia
Pokazano, jak pompa perystaltyczna pracuje w sprzyjających warunkach ze względu na obecność ciśnienia na wlocie i podciśnienia na wylocie. Można zauważyć, że proces pompowania wody przebiega bezproblemowo, zauważalna jest jedynie pulsacja, wynikająca z obecności tylko 4 rolek i małej prędkości napędu – świdra.
Test 2: Praca pompy, gdy poziom tłoczenia przekracza pobór cieczy
Takie warunki wymagają, aby pompa generowała większe ciśnienie, ponieważ oprócz zapewnienia przepływu wody konieczne jest wytworzenie podciśnienia w rurze ssącej i pokonanie przeciwciśnienia na wylocie, co powoduje, że słup wody z pompy poziom rozładowania. Jednak nawet w tym przypadku urządzenie działa i zapewnia zauważalną podaż. Można zauważyć, że wraz ze wzrostem prędkości napędu (wiertła) wzrasta również zużycie.
Test 3: Pokazanie urządzenia w postaci pompy przewodowej
Pokazano względne położenie głównych elementów i części pompy perystaltycznej – obudowy, węża i wirnika z rolkami. Pokazano ich stosunek wielkości oraz współpracę rolek z wężem elastycznym. Pokazano moment przechwycenia wody, przepchnięcia jej przez wąż i wtłoczenia do części tłocznej.
Zwrócono uwagę na montaż i mocowanie rolek na rotorze i rotorze do spodu od zewnątrz za pomocą układu podkładek i nakrętek oraz węży do korpusu. Pokazano, jak skorupa jest odłączona od dołu.
Proces wytwarzania pompy perystaltycznej własnymi rękami
Praca będzie wymagała, oprócz narzędzi i materiałów, pewnych umiejętności w posługiwaniu się obydwoma.
Wsparcie logistyczne
Poniższa lista materiałów nie jest obowiązkowa, możesz improwizować i zadowolić się tym, co masz. Oto jedna z opcji:
- metalowa tortownica o głębokości 75 mm i średnicy 240 mm;
- rolki poliuretanowe o średnicy 50 mm - 4 sztuki;
- wąż silikonowy (średnica: zewnętrzna – 20 mm, wewnętrzna – 13 mm) o długości 1500 mm;
- kawałek twardego drewna o wymiarach 100×100 mm i grubości 40-50 mm;
- 2 podkładki o średnicy 25 mm i 13 mm;
- 2 nakrętki teowe M6 (lepiej, jeśli jedna z nich jest złączkowa);
- śruba M6×75 mm;
- wkręty do drewna 6×20 mm – 8 sztuk.
Oto pełna lista narzędzi (możesz obejść się przy mniejszej liczbie, zastąpić niektóre pozycje innymi o tych samych funkcjach itp.):
- młotek stołowy;
- złożona metalowa linijka;
- wiertarka;
- zestaw wierteł;
- Dremel (mini-wiertarka) z tarczą szlifierską i tarczą tnącą;
- klucz grzechotkowy (nasadowy) 11 mm;
- Klucz 11mm;
- Wiertarka;
- kwadrat i kwadrat obramowania;
- piłą tarczową lub piłą ręczną.
Przygotowanie kwadratowej podstawy do mocowania rolek
Jest to jeden z najbardziej krytycznych etapów, dlatego należy zachować szczególną dokładność i ostrożność.
Kolejność etapów jest następująca:
1. W korpus przyszłej pompy włóż kwadratowy kawałek drewna - naczynie do pieczenia wraz z rolkami (łącznikiem).
2. Określ rozmiar drewnianego klocka, aby zainstalować wszystkie 4 rolki. Połowa boku kwadratu będzie odpowiadać 52,4 mm.
3. Odłóż 52,4 mm z każdej strony drewnianego elementu i za pomocą piły wytnij kwadrat z naddatkiem.
4. Po dokładnych pomiarach i dopasowaniach określamy ostateczną długość boku naszego kwadratu - 94,5 mm.
5. Za pomocą wiertarki wywierć otwór o małej średnicy na środku drewnianego kwadratu.
6. Wywierć powstały otwór do wymaganego rozmiaru.
7. Wykonujemy otwór u góry i u dołu na nakrętki teowe.
8. Włóż nakrętki T mocno na miejsce. Można tego dokonać poprzez przykręcenie i dokręcenie nad nimi zwykłych nakrętek typu T.
9. Tymczasowo odkręć śrubę, aby ułatwić sobie kolejny krok.
Przygotowanie i montaż rolek do bloku kwadratowego
Należy pamiętać, że wybrane przez nas kółka były przeznaczone do wózków towarowych, więc nie są zbyt precyzyjne w spełnianiu swojej nowej funkcji. Aby zminimalizować błędy w ich wykonaniu, numerujemy boki kwadratu i rolek, a także mocujemy je do drewnianej podstawy tak, aby osie nitów wszystkich rolek znajdowały się na zewnątrz.
1. Aby być konkretnym, zaznacz przednią stronę na drewnianym klocku.
2. Połóż blok twarzą do góry na poziomej powierzchni. Jeśli jest niestabilny ze względu na nakrętkę T, podłóż pod nią jedną z dużych podkładek.
3. Umieść każdy film po bokach kwadratowego bloku, przestrzegając numeracji.
4. Zaznacz ołówkiem lub markerem na bokach bloku środki otworów we wspornikach rolkowych przeznaczonych do mocowania za pomocą wkrętów do drewnianej podstawy.
5. Za pomocą oznaczeń wykonujemy otwory pod niewielkim kątem, tak aby sąsiednie śruby nie stykały się. Aby to zrobić, wystarczy wywiercić każdy otwór na śrubę parzystą w górę, a nieparzystą w dół. Średnica wiertła musi być wyraźnie mniejsza niż średnica łączników.
6. Przymocowujemy każdy wspornik rolkowy do boku za pomocą śrub, jeszcze raz sprawdzając, czy otwory we wsporniku i drewnianym klocku pasują do siebie.
7. Po zabezpieczeniu wszystkich wsporników należy upewnić się, że dolna powierzchnia boczna wspornika pokrywa się z płaszczyzną drewnianego klocka.
Znalezienie środka dna obudowy i wywiercenie otworu
1. Zdjąć spód tortownicy. Naturalnie powinien być okrągły i płaski.
2. Za pomocą metalowego kompasu i innych przyrządów pomiarowych odnajdujemy geometryczny środek okrągłego dna i zaznaczamy go markerem lub rdzeniem.
3.W zaznaczonym miejscu wiercimy otwór za pomocą wiertarki lub wiertarki, mając na uwadze, że materiał dna jest dość cienki.
4. Wygładź powstały otwór za pomocą Dremel i odpowiednich końcówek.
Montaż wirnika z rolkami na obudowie
1. Włóż śrubę z nakrętką T od góry do środkowego otworu drewnianego klocka. Pomiędzy blokiem a dnem obudowy instalujemy jedną lub dwie szerokie i małe podkładki.
2. Przełóż śrubę przez metalowe dno obudowy.
3. Załóż dużą i małą podkładkę na koniec śruby.
4. Dokręć pierwszą nakrętkę tak, aby naciskała jedynie na dużą podkładkę. Dzięki temu śruba będzie się swobodnie obracać. Drugi nawijamy na pierwszy, aż się zetkną. Następnie odkręć górną nakrętkę trzymając dolną. Rezultatem jest rodzaj zamka, który nie zakłóca obrotu rygla, ale jednocześnie nie pozwala na jego ruch w kierunku wzdłużnym. Lepiej jest, jeśli druga nakrętka jest nakrętką złączkową.
5. Teraz rotor z czterema rolkami jest zamontowany na swoim miejscu.
Przygotowanie otworów w obudowie pod wąż elastyczny
Jeden z głównych elementów pompy perystaltycznej, czyli elastyczny wąż, musi posiadać wejście i wyjście z obudowy.
1. Wybierz lokalizację otworów z boku obudowy. Powinny być one umieszczone w dół w płaszczyźnie, w której wąż leży w obudowie oraz w kierunku promieniowym - w pozycjach 10 i 2 (jak na tarczy zegarka) w stosunku do zamka (12 na tarczy zegarka).
2. W wyznaczonych miejscach za pomocą markera lub rysika narysuj prostokątny zarys otworów.
3. Używając Dremel i odpowiedniego dysku, wytnij otwory zgodnie z oznaczeniami, pozostawiając nieobcięty tylko pion położony najdalej od zamka.
4. Lekko odegnij „języki” na zewnątrz.
5. Szlifuj kontur otworów i „języków”.
6.Końce węża przepuszczamy przez wykonane otwory.
7. Przymocuj wąż do „języków” za pomocą plastikowych opasek.
Regulacja i testowanie pompy
W zasadzie nasza domowa pompa perystaltyczna jest gotowa do użycia.
1. Upewnij się, że wąż leży wzdłuż bocznej ścianki obudowy i owija się wokół rolek.
2. Zatrzaśnij zamek, upewniając się, że jego spód pasuje do rowka w bocznej ściance.
3. Obracamy ręcznie wirnik kilka razy i stwierdzamy, że wszystkie współpracujące części pompy działają zgodnie z oczekiwaniami.
Sprawdzanie pompy w działaniu
W tym celu opuść końcówkę ssącą węża elastycznego, napełnioną wodą, do pojemnika z wodą. Za pomocą odpowiedniego adaptera oddziałujemy na wirnik poprzez nakrętkę T, po wcześniejszym ustaleniu wymaganego kierunku obrotów, najpierw powoli, następnie stopniowo zwiększając prędkość.
Prawidłowo i sprawnie zmontowana pompa zacznie zasysać wodę z jednego pojemnika i pompować ją do drugiego.
Ulepszenie pompy
Możesz poeksperymentować z pierwszą wersją pompy perystaltycznej. Na przykład zamiast wiertarki użyj elektrycznego motoreduktora jako napędu.
Sprawdź jak pompowanie gorącej brzeczki wpłynie na wydajność i niezawodność pompy. Dobrym pomysłem jest także wykonanie poszczególnych części z różnych materiałów.
Krótko mówiąc, pompa perystaltyczna daje możliwość wykazania się kreatywnością i otwiera nowe możliwości jej ulepszenia.
Oryginalny artykuł w języku angielskim
