Tehniline kompromiss voolukiiruse, rõhu ja müra taga

Vooluhulk, rõhk ja müra on kolm vaadet ühele kompromissile, mitte kolmele sõltumatule funktsioonile. Positiivse töömahuga mikropumba puhul eeldab vooluhulk kiirust, rõhunäitaja eeldab koormust ja müraarv kaugust ja kaalu. Liigutage ühte neist ja ülejäänud kaks muutuvad.

Mida see analüüs hõlmab

Loeb SC2201RPW ja SC2301CPW avaldatud arvandmeid pigem tingimuste kui lubadustena, kusjuures iga üksus ja test on nende taga.

Annab numbri kahele asjale, millest lühike andmeleht välja jäetakse: pingevariantide sisendvõimsus ja avaldatud tööpunktis hüdrauliline väljund.

Normaliseerib kaks mürataset, millel on sama 60 dB märgis, kuid mida mõõdeti erinevatel vahemaadel.

Määrab, mida eluea test sisaldab, ja neljast instrumendist koosneva tööpingi rutiini, mis kordab iga kõverat.

Hüppa juurde- 1 Alusta tööpunktist|2 Vooluhulk ja rõhk avaldatakse eraldi|3 Kõvera kuju|4 Pinge on kolmas telg|5 Kuhu vatid lähevad|6 Müra: üks number, kolm puuduvat tingimust|7 Nimivool ei ole käivitusvool

Hüppa (jätkub)- 8 Temperatuur liigutab kogu kõverat|9 Mida eluea number sisaldab|10 Kompromissi kaart|11 Stendi kontroll|12 väliküsimust|Kiirviide

1. Alustage kohustuspunktist, mitte numbritest

Tööpunkt on voolu, rõhu, pinge ja töötsükli kombinatsioon, mille juures pumbal palutakse töötada. Iga avaldatud hinnang kirjeldab ühte sellist punkti või üht vahemikku, nii et ilma selle tingimusteta esitatud arvu ei saa võrrelda ühegi teise arvuga, sealhulgas sama pumba teise arvuga.

Tabel 1. Avaldatud arvud kahe pumbaperekonna kohta ja seisukord, millest igaüks eeldab

Selles loendis pole kuskil kõverat. Iga rida on punkt, riba või lagi ja viimane veerg on ainus asi, mis muudab rea kasutatavaks. Mikropumba jõudluse parameeter ilma selle veeruta on turundusnumber: see jääb pakkumisele üle ja seda ei saa võrrelda.

Väljamärkus – kui tarnija tsiteerib voolu- või müraarvu, küsige selle taga olevat kolme tingimust: koormus, vahemaa ja vedeliku temperatuur. Figuuri, mis saabub koos tingimustega, saab pingil kontrollida; sellist, mida ei saa üldse kontrollida.

2. Vooluhulk ja rõhk avaldatakse eraldi

Voolu ja rõhku mõõdetakse sama kõvera vastasotstes, nii et mõlemat kirjeldav andmeleht kirjeldab kahte katseseadet. Vooluhulk tuleneb avatud või kergelt koormatud väljalaskest; rõhu näitaja pärineb piiratud joonelt, kus vool on juba langenud.

Joonis 1. Kaks avaldatud riba ühel telgede paaril. Varjutus on see, mida andmelehtedel on märgitud; ribade vahelist ruumi ei avaldata mõõdetud kõverana.

Lugege joonist 1 kui nõuete kaarti, mitte toimivuse kaarti. Ribad on avaldatud avaldused: 100 mL/min või üle selle töörõhuga 40-150 kPa 24 V mudeli puhul ja 20-50 mL/min vähemalt 6 psi madalpinge variantide puhul. Silmus, mis nõuab 100 ml/min 120 kPa vastu, palub ühel pumbal istuda korraga mõlema riba ülaosas.

Miks on vooluhulk minimaalne

Mõlemad voolunäitajad on ribad, kuna vooluhulk määratakse nihke ja kiiruse järgi. Miinimum tähendab, et pump ei lange väikese koormuse korral määratud pinge juures sellest allapoole; see ei tähenda, et pump hoiab seda voolu, kui kontuuritakistus tõuseb.

Miks rõhu näitaja on riba

40–150 kPa arvud kirjeldavad töövahemikku, mitte tippu. Vooluhulk langeb, kui koorem ronib kahe otsa vahele. Madalpinge variantide puhul on "vähemalt 6 psi" pigem põrand kui riba ja seda tuleks lugeda nõrgema väitena.

Üks number, mis neid ühendab

Voolu ja rõhk muutuvad üheks kõveraks alles siis, kui nendega saabub kolmas kuju: libisemine. Vooluhulk antud kiirusel on nihe miinus kõik, mis lekib tagasi tihenduselemendist mööda. Libisemine on väike, samas kui tihenduselement hoiab ja kasvab kiiresti, kui see seda ei tee, ning see põlv on koht, kus kasutusvahemik lõpeb. See on ka arv, mis lühikesel andmelehel kõige sagedamini puudub.

3. Positiivse veeväljasurve pumba kõvera kuju

Positiivse töömahuga mikropump hoiab voolu peaaegu tasaseks, kui rõhk tõuseb, ja kaotab selle kiiresti, kui libisemine ületab nihke. Põlv, mitte kumbki lõpp-punkt, otsustab, kas printeri aas töötab, ja põlve asukoht sõltub täielikult tihenduselemendist.

Tabel 2. Kust on pärit põlv igas pumbaperekonnas

Praktiline tagajärg on see, et üks kõvera kirjeldus hõlmab kahte erinevat kasutusiga. Peristaltilise pumba jõudluskõver on stabiilne kuni toru vananemiseni, seejärel muudab kuju kiiresti ja seda saab kulumaterjaliga lähtestada. Hammasrattapumba kõver triivib koos temperatuuri ja kulumisega ning kuluv osa on pump ise.

Libisemiskäitumist komponentide tasemel käsitletakse meie artiklisSC2301CPW hammasrattapumba tarneprofiil, ja toru pool sama kompromissi meieSC2201RPW peristaltilise pumba juhtiminejuhend.

4. Pinge on sama kõvera kolmas telg

Pinge ei lisa püsipumbale võimekust; see liigutab kogu kõverat ja voolu koos sellega. Kõigis SC2201RPW variantides tõuseb nimivool alla 100 mA pingel 3 V alla 160 mA pingele 8 V, seega on kõrgeima pingega variant ka see, mis annab korpusesse kõige rohkem soojust.

Tabel 3. Avaldatud pingevariantide nimivool ja sellest tulenev sisendvõimsus

Kolmas veerg on pinge korrutatud nimivooluga, seega on see pigem ülempiir kui mõõdetud tõmme. See näitab endiselt kompromissi kuju: 3 V-lt 8 V-ni tõuseb pinge 2,7 korda, samal ajal kui sisendvõimsus tõuseb 4,3 ja vool ainult 1,6. Voolu, mis kasvab pingest aeglasemalt, näeb välja oma temperatuuriga piiratud mähis ja seetõttu töötab 8 V variant soojemalt kui 3 V variant, samal ajal kui mõlemad juhivad sama toru.

Joonis 2. Iga avaldatud pingevariandi nimivool koos sellest tuleneva sisendvõimsusega. Väärtused on arvutatud avaldatud pinge- ja voolunäitajate põhjal, mitte mõõdetud.

Printeritootja jaoks on see argument pigem voolu kui pinge juhtimise kasuks: 8 V variandi käitamine 60% töötsükliga annab ligikaudu keskmise seadistuse voolu, mille keskmine sisend on 5 V väärtusele lähemal ja nii mootor kui ka toru töötavad jahedamana. Tsükliaeg ja minimaalne tööaeg on püsivara väärtused ja need on dokumenteeritud Klipperi lülitatud väljundite jaoks. See, kas emaplaadi väljund suudab kanda pigem siirdeid kui keskmisi, on meie töös läbi mõeldudemaplaadi pumba pinge ja voolu vastavusjuhend.

5. Kuhu vatid lähevad

Hüdrauliline väljund on väike osa mikropumba sisendvõimsusest. 24 V avaldatud tööpunktis, 100 ml/min 150 kPa vastu, saab vedelik kuni 4,80 W sisendist umbes 0,25 W, seega on parimal juhul ligikaudu 5% elektrisisendist ja kõik muu muutub kuumuse, müra ja siselekkeks.

Tabel 4. Hüdrauliline väljund elektrilise sisendi suhtes, arvutatud avaldatud jooniste põhjal

Sellest järeldub kaks järeldust. Mikropump on nii soojusallikas kui ka vedeliku liikur, mistõttu on korpuse temperatuur pigem jõudlusparameeter kui keskkonna detail. Ja mürakontroll ja termokontroll on üks probleem, sest energia, mis kunagi vedelikuni ei jõua, peab kuhugi minema.

Aritmeetika on seotud, mitte mõõtmine. Mõlemad voolunäitajad on minimaalsed, nii et tegelik hüdrauliline osakaal on väiksem ja tunduvalt madalam kontuuris, mis töötab tunduvalt alla nimirõhu.

6. Müra: üks number, kolm puuduvat tingimust

Müraarv ei tähenda midagi ilma selle kauguse, sageduskaalu ja koormuseta. Mõlemad selle seeria pumbad avaldavad 60 dB ülemmäära, kuid üks on mõõdetud 30 cm ja teine ​​50 cm, mis muudab 50 cm näitaja vaiksemaks mõõtmiseks.

Joonis 3. Kaks avaldatud müra ülemmäära, mis on võetud kahel mõõtmiskaugusel, kusjuures 30 cm näitaja on võrdluseks 50 cm.

Helirõhk langeb umbes 6 dB iga kord, kui kaugus kahekordistub, seega tähendab kahe vahemaa teisendamine 20 logaritmi suhet, mitte kahe töötlemata arvu lahutamist. 50 cm puhul on 30 cm näitaja umbes 55,6 dB; 30 cm puhul on 50 cm näitaja umbes 64,4 dB. Avaldatud sildid on identsed ja mõõdud mitte.

Kaks täiendavat tingimust puuduvad üheltki paljalt dB arvult. Kaal on oluline, sest dB(A) filtreerib spektri, et see vastaks kuulmisele, samas kui töötlemata dB arv arvestab ka madalsageduslikku energiat, mida printeri korpus erinevalt neelab; selle filtri taga olev arvesti spetsifikatsioon on IEC 61672-1. Koormus loeb ka, sest müra tõuseb koos kiirusega ja tootja enda juhised seavad kergelt koormatud mikroperistaltilise pumba 30-50 dB piirkonda.

Hammasrattapumba mürakontroll: neli teed sama kaebuseni

Tabel 5. Müramehhanismid printeri vedelikuahelas ja nende vastused

Lugege tabelit sümptomist tagurpidi: kiirust jälgiv helin on mehaaniline või elektriline, voolule järgnev susiin on hüdrauliline ja tipp, mis ilmub alles pärast pumba paigaldamist, on struktuurne.

Müra-, voolu- ja rõhunäidud tähendavad midagi ainult siis, kui need pärinevad samast seadmest, sama vedeliku ja sama vahemaa tagant. Kui pump valitakse vastu riba, mitte punkti, saatke silmusjoonis, vedelik ja töömuster meie kaudu.kohene hinnapäringja me kinnitame tööpunkti, mida tal tegelikult palutakse hoida.

7. Nimivool ei ole käivitusvool

3D-printeri veepumba jaoks avaldatud nimivool kirjeldab püsivat töötamist määratud koormuse all. Harjatud alalisvoolumootor tõmbab esimestel hetkedel pärast sisselülitamist seda näitajat mitu korda ja rohkem, kui rootorit hoitakse, nii et ainuüksi nimivõimsusele vastav toide langeb käivitamisel ja ilmneb vedeliku veana.

Tabel 6. Mille kohta iga elektriline näitaja kehtib

Selle seeria puhul on avaldatud arv püsivoolu ülemmäära: alla 100 mA, 120 mA ja 160 mA kolme madalpinge variandi puhul ning 200 mA või vähem 24 V juures, mille tootja sõnul on alla 5 W. Ükski neist numbritest ei kirjelda käivitussiirdeid ja ükski pole draiveri reiting.

Praktiline test on külmkäivitus. Täitke silmus vedelikuga temperatuuril, mida masin talvehommikul näeb, ja jälgige pumba kiirendamise ajal toitetoru. Kontrolleri lähtestamiseks piisavalt kaugele langev rööp tähendab, et ajami suurus on pigem nimiväärtus kui mööduv, ja sellele järgnev sümptom – pump, mis ei täitu – kuulub pigem elektrisüsteemi kui vedelikusüsteemi.

8. Temperatuur liigutab kogu kõverat

Viskoossus on muutuja, mis nihutab pumba kõverat kahe printimispäeva vahel. Vesi langeb umbes 1,00 mPa*s 20 C juures umbes 0,55 mPa*s 50 C juures, nii et sama pump libiseb rohkem soojas ringis ja nälgib rohkem külmas – kaks vastandlikku riket kahe erineva lahendusega.

Tabel 7. Vee viskoossus avaldatud töövahemikus ja selle muutused

Kaks käitumist tulenevad samast tabelist. Hammasratta poolel vähendab lahjem vedelik tihendusefekti lõtkudel, nii et mahuline efektiivsus langeb hetkel, kui silmust on kõige raskem lükata, mistõttu tarnitud maht kuulub logisse pigem temperatuuri kui kulunud aja kõrvale. Peristaltilisel poolel määrab oklusioon nihke, nii et viskoossus vaevu liigutab vooluhulka, kuid tõstab pöördemomenti, mida mootor peab andma, ning toru kannab seda koormust soojuse ja roomamisena.

Teine efekt asub imemise otsas. Aururõhk tõuseb järsult koos temperatuuriga – ligikaudu 2,3 ​​kPa 20 C juures ja umbes 12 kPa temperatuuril 50 C –, nii et fikseeritud imemistorustikul on vahemiku ülaosas väiksem varu kui alumises osas ning aas, mis külmas puhtalt täitub, võib kuumas kaviteerida ja midagi ei muutu.

9. Mida eluea number sisaldab

Tsüklite arv on pigem katsearuanne kui ennustus. Madalpinge variantide avaldatud 600 000 tsüklit pärinevad 5 s sees ja 3 s väljalülitatud mustrist, mis pumpab vett 0–50 C akna sees, mis on umbes 1300 tundi tööaega – ja muster on arvust lahutamatu.

600 000 tsüklit 8 sekundiga on umbes 1333 tundi. Neli tundi pumpamist päevas, mis on 1800 tsüklit päevas ja ligikaudu 330 päeva printimist; kaheksa tundi päevas, umbes 165 päeva. Arv ei muutunud, töö muutus, mistõttu tuleb mikropumba eluea testimine selle mustriga tsiteerida.

Tabel 8. Sama pumbaplatvormi vastupidavusnäitajad ja nendega seotud tingimused

Kolmas rida on kasulik, sest see on ainus rida, mis on tahtlikult ebamäärane. Pumba vahemikus võib sama mootor kesta paarsada tundi kuumal abrasiivsel tööl ja mitu tuhat tundi puhtal ja jahedal, seega ei sisalda üks tsiteeritud tunniarv peaaegu mingit teavet. Tsükliloend koos töömustri ja vedeliku nimega on mõõtmine; eluiga aastates on komaga oletus.

10. Kompromissi kaart

Iga korrigeerimine, mis parandab üht avaldatud näitajat, kulutab teise. Kiirus ostab voolu ja kulutab voolu, soojust, müra ja toru eluiga; kitsam liin ostab mõõtmisresolutsiooni ja kulutab rõhuvaru; leebem kohustuste muster ostab elu ja kulutab läbilaskevõimet.

Tabel 9. Milline hoob millist kujundit liigutab ja mis see maksab

Ükski seade ei paranda voolu, rõhku, müra ja eluiga koos ning spetsifikatsioon, mis näib pakkuvat kõiki nelja, on nelja erineva katsetingimuse võrdlemine ühe pumba asemel. Kasulik küsimus ei seisne selles, milline pump on abstraktselt parim, vaid selles, kus antud pump sellel laual konkreetse ahela jaoks istub, ja see on stendimõõtmine.

11. Pingi kontrollimine: neli instrumenti, neli numbrit

Saate kõverat reprodutseerida nelja instrumendiga: mõõtesilindriga või 0,1 g skaalaga, kasutuskohas oleva inline manomeetriga, alalisvooluvahemikuga klambrimõõturiga ja mürataseme mõõtjaga. Lugege kõiki nelja sama käsuga, vedelikku ja temperatuuri ning logige need kokku.

Tabel 10. Iga instrumendi settimine ja selle kõrval olev lõks

Rutiin on lühike. Salvestage neli näitu soojal ja uuesti külmal ahelal ning kahest komplektist saab kaks punkti ühel kõveral – see on ainus viis kõvera koostamiseks andmelehest, mis avaldab lõpp-punkte. Seejärel korrake pikema või kitsama väljalasketoruga: kui vooluhulk langeb kaugemale, kui rõhuvaru lubab, küsib silmus rohkem, kui avaldatud riba toetab, ja lahendus on pigem paigutus kui suurem pump.

Samade mõõtmiste käigus ilmnevad vead on meie teema3D-printeri vedelikusüsteemi hooldusjuhend, ja mõõtmise distsipliin vastab meie omaleülevaatuse ja voolu kontrollimise rutiin.

Märkus väljale – tootja enda alalisvooluveepumba katsejuhis on pöörata välja tühjendustoru pikkust ja läbimõõtu ning kinnitada, et näidud jäävad avaldatud vahemikku. Näit, mis kehtib ainult ühe pikkusega vooliku korral, on pigem seadme kui pumba tulemus.

12. Väljaküsimused

Millist voolukiirust peaksin töörõhul 3D-printeri veepumbalt ootama?

Avaldatud joonised kirjeldavad eraldi tingimusi: 20-50 ml/min madalpinge variantide puhul ja 100 ml/min või rohkem 24 V mudeli puhul, kusjuures rõhk on koormuse suhtes. Eeldage, et tööväärtus jääb nende väidete vahele, mitte mõlemasse otsa, ja kinnitage see oma ahelas masina töötemperatuuril.

Kui palju voolu võtab 24 V printeri veepump?

24 V mudel on avaldatud 200 mA või väiksema võimsusega, mis on tootja andmetel alla 5 W. See on vee pumpamise ajal püsiv näitaja nimipinge juures. Käivitus- ja seiskumissiirded võtavad rohkem aega, nii et draiveri, pistiku ja kaitsme suurus peaks vastama siirdetule, mitte nimiväärtusele.

Miks kaks pumpa, mille nimivõimsus on 60 dB, kõlavad samas masinas erinevalt?

Kuna mõõtmiskaugus on erinev. 30 cm ja 50 cm kaugusel võetud arv muutub ligikaudu 55,6 dB, samas kui 50 cm kaugusel 30 cm mõõdetud arv on ligikaudu 64,4 dB, nii et need kaks silti kirjeldavad mõõtmisi, mille vahe on ligikaudu 9 dB.

Kas kõrgem pinge tähendab alati suuremat voolu?

Ühes perekonnas tõstab rohkem pinget kiirust ja voolu ning tõstab sellega voolu ja soojust: avaldatud variandid liiguvad alla 100 mA pingel 3 V alla 160 mA pingele 8 V ning sisendvõimsus tõuseb pingest kiiremini. Perekondade lõikes pole see võrdlus, sest 24 V mudelil on erinev hüdrokonstruktsioon.

Mitu tundi on 600 000 tsüklit?

Umbes 1333 tundi, sest üks tsükkel 5-sekundilise sisse- ja 3-sekundilise väljalülitusega kestab 8 sekundit. Kalendri mõistes on see ligikaudu 330 päeva neljatunnise pumpamise ajal päevas ja ligikaudu 165 päeva kaheksatunnise pumbaga.

Kas ainult mürafiguuri järgi saab valida hammasrataspumba ja peristaltilise pumba vahel?

Mitte ainult figuuri pärast. Esmalt normaliseerige kaugus ja kaalumine, seejärel võrrelge sama kiiruse ja koormuse juures ning seejärel küsige, kas mehhanismil on tähtsust: rulliku oklusiooniimpulss ja hammasratta võrgutoon hõivavad spektri eri osad ja reageerivad erinevatele parandustele.

Kiirviide: mikropumba andmelehe lugemine

Käsitlege iga avaldatud arvu tööpunktina ja esitage sellega koormus, vahemaa ja temperatuur või mitte.

Voolu ja rõhku mõõdetakse ühe kõvera vastasotstes, seega oodake nende vahelist tööväärtust.

Nimivool tähendab 0,30 W kuni 1,28 W sisendvõimsust 3 V, 5 V ja 8 V variantide vahel; 24 V mudel on avaldatud 5 W all.

Hüdraulika väljund moodustab avaldatud tööpunktis vaid umbes 5% sisendvõimsusest, seega planeerige nii soojust kui ka voolu.

Normaliseerige müranäitajad kõigepealt ühele kaugusele: 20 log vahemaa suhe, mitte lahutamine.

Nimivool on püsiseisund; määrake draiveri, kaitsme ja siini suurus käivitussiirdevoolu jaoks.

Viskoossus nihutab kõverat: umbes 1,00 mPa*s temperatuuril 20 C ja 0,55 mPa*s temperatuuril 50 C vee puhul, millel on vastupidine mõju libisemisele ja pöördemomendile.

Enne võrdlemist teisendage tsüklite arv tundideks: 8 sekundit tsükli kohta 5 s sees ja 3 s väljas.

Kui ahela paigutus, vedelik ja töörežiim on juba paika pandud, saatke need meie kaudukohene hinnapäringja me kinnitame voolu-, rõhu- ja voolunäitajad, mida pumbal tegelikult palutakse hoida, temperatuuril, millel see töötab.