Jak sestavit peristaltické čerpadlo vlastníma rukama

Peristaltická nebo hadicová čerpadla jsou určena především pro čerpání čistých, sterilních nebo korozivních kapalin, protože přicházejí do styku pouze s elastickou hadicí. Navíc nemají gumová těsnění, takže s nimi nedochází ke kontaktu pohybujícího se média.
Díky své speciální konstrukci je lze použít i pro přepravu viskózních látek, protože snadno překonávají zpětný tlak a snadno se čistí (dezinfikují).
Hlavními pracovními částmi peristaltického čerpadla jsou elastická hadice ležící po obvodu skříně, obvykle do oblouku, která je periodicky svírána rotujícími válečky namontovanými na speciálním pohonu.

Rotor, rotující, svými válečky vytváří plochy se zachycenou kapalinou a postupně je posouvá nejprve po sací části a poté po své výtlačné části, která zajišťuje čerpání média. Jelikož je hadice vyrobena z elastického materiálu, po průchodu válečky se vrací do původního tvaru a je opět připravena přijmout nový objem vody.
Čerpadla tohoto typu se používají v chemickém a potravinářském průmyslu, farmakologii, medicíně atd.V každodenním životě jsou perfektní pro různé účely: čerpání mladiny v domácím pivovaru, potravinářských výrobků, jako jsou těstoviny, chlazení jednotky nebo organizování pohonu nástroje, například vrtačky.
Jaká je potřeba, možnost a proveditelnost výroby peristaltického čerpadla vlastníma rukama? V zásadě se dá koupit v obchodě, ale většinou se jedná buď o minijednotky s nízkými průtoky pro laboratorní účely, nebo naopak velmi velké pro průmyslové použití.
Výroba takových jednotek se středními charakteristikami je značně omezená. Proto pro realizaci výše uvedených domácích úkolů nemusí být hadicové čerpadlo v obchodě k dispozici. Můžete si to však vyrobit sami, zejména proto, že to nevyžaduje speciální nástroje a drahé materiály.

Peristaltické čerpadlo: rozšiřuje naše chápání toho

Princip jeho fungování je vypůjčen z biologických systémů. Takto funguje například gastrointestinální trakt lidí a zvířat. Podívejme se, jak je peristaltika implementována v technických systémech pomocí následujících videí.

Test 1: Provoz čerpadla při nasávání kapaliny nad hladinu výtlaku

Je ukázáno, jak funguje peristaltické čerpadlo za příznivých podmínek díky přítomnosti tlaku na vstupu a vakua na výstupu. Je vidět, že proces čerpání vody probíhá bez problémů, je patrná pouze pulzace, a to díky přítomnosti pouze 4 válců a nízké rychlosti pohonu – vrtačky.

Test 2: Provoz čerpadla, když hladina výtlaku překročí příjem kapaliny

Takové podmínky vyžadují, aby čerpadlo vytvářelo větší tlak, protože kromě zajištění průtoku vody je nutné vytvořit podtlak v sacím potrubí a překonat protitlak na výstupu, který způsobuje, že sloupec vody z čerpadla úroveň vypouštění. Jednotka však i v tomto případě funguje a poskytuje znatelné zásobování. Je vidět, že s rostoucí rychlostí pohonu (vrtání) roste i spotřeba.

Test 3: Zobrazení zařízení hadicového čerpadla

Je demonstrována vzájemná poloha hlavních součástí a částí peristaltického čerpadla - pouzdra, hadice a rotoru s válečky. Je znázorněn jejich poměr velikosti a interakce válečků s elastickou hadicí. Demonstrován je okamžik zachycení vody, její protlačení hadicí a vytlačení do výtlačné části.
Pozornost byla věnována montáži a upevnění válečků na rotoru a rotoru ke dnu z vnější strany pomocí systému podložek a matic a také hadiček ke tělu. Je ukázáno, jak je skořepina odpojena ode dna.

Proces výroby peristaltického čerpadla vlastníma rukama

Práce bude vyžadovat, kromě nástrojů a materiálů, určité dovednosti při manipulaci s oběma.

Podpora logistiky

Níže uvedený seznam materiálů není povinný, můžete improvizovat a vystačit si s tím, co máte. Zde je jedna z možností:

• kovová dortová forma o hloubce 75 mm a průměru 240 mm;
  
• polyuretanové válečky o průměru 50 mm - 4 kusy;
  
• silikonová hadice (průměr: vnější – 20 mm, vnitřní – 13 mm) délka 1500 mm;
  
• řez tvrdého dřeva o rozměrech 100×100 mm a tloušťce 40-50 mm;
  
• 2 podložky o průměru 25 mm a 13 mm;
  
• 2 T-matice M6 (je lepší, když jedna z nich je spojovací);
  
• šroub M6×75 mm;
  
• vruty do dřeva 6×20 mm – 8 kusů.

Zde je kompletní seznam nástrojů (vystačíte si s menším počtem, některé pozice nahraďte jinými se stejnými funkcemi atd.):

• stolní kladivo;
  
• složité kovové pravítko;
  
• vrtat;
  
• sada vrtáků;
  
• Dremel (minivrtačka) s brusným kotoučem a řezným kotoučem;
  
• ráčnový klíč (zásuvka) 11 mm;
  
• 11mm klíč;
  
• vrtačka;
  
• čtverec a rámování čtverec;
  
• kotoučová pila nebo ruční pila.

Příprava čtvercové základny pro připevnění válečků

Toto je jedna z nejkritičtějších fází, takže musíte být extrémně přesní a opatrní.

Pořadí etapy je následující:
1. Do korpusu budoucí pumpy - zapékací mísy vložíme čtvercový kus dřeva spolu s válečky (pasování).
2. Určete velikost dřevěného bloku pro instalaci všech 4 válečků. Polovina strany čtverce bude odpovídat 52,4 mm.
3. Na každou stranu dřevěného kusu odložte 52,4 mm a pomocí pilky vyřízněte čtverec s přídavkem.
4. Po pečlivém změření a osazení určíme konečnou délku strany našeho čtverce - 94,5 mm.
5. Pomocí vrtačky vyvrtejte do středu dřevěného čtverce malý otvor o průměru.
6. Vzniklý otvor vyvrtejte na požadovaný rozměr.
7. Nahoře a dole uděláme otvor pro T-matice.
8. Nasaďte T-matice pevně na místo. To lze provést našroubováním a utažením běžných T-matic přes ně.
9. Dočasně odšroubujte šroub, abyste si usnadnili další krok.

Příprava a montáž válečků pro čtvercový blok

Jedna věc, kterou je třeba mít na paměti, je, že kolečka, která jsme vybrali, byla určena pro použití na nákladních vozících, takže nejsou příliš přesná, aby plnila svou novou funkci. Abychom minimalizovali chyby při jejich výrobě, očíslujeme strany čtverce a válečků a také je připevníme k dřevěné základně tak, aby osy nýtů všech válečků byly venku.
1. Pro upřesnění označte přední stranu na dřevěném špalku.
2. Umístěte blok lícem nahoru na vodorovný povrch. Pokud je nestabilní kvůli T-matici, vložte pod něj jednu z velkých podložek.
3. Umístěte každé video po stranách čtvercového bloku a dodržujte číslování.
4. Označte tužkou nebo fixem po stranách tvárnice středy otvorů v držákech válečků určených k upevnění šrouby na dřevěný podklad.


5. Pomocí značek uděláme otvory pod mírným úhlem, aby se sousední šrouby nedotýkaly. K tomu stačí vyvrtat každý otvor pro sudý šroub nahoru a lichý - dolů. Průměr vrtáku musí být zřetelně menší než průměr upevňovacích prvků.
6. Každý válečkový držák připevníme k jeho boku šrouby a ještě jednou zkontrolujeme, že otvory na držáku a v dřevěném bloku přesně lícují.
7. Po zajištění všech držáků se musíte ujistit, že spodní boční plocha držáku se shoduje s rovinou dřevěného bloku.

Nalezení středu spodní části pouzdra a vyvrtání otvoru

1. Odstraňte dno dortové formy. Přirozeně by měl být kulatý a plochý.
2. Pomocí kovového kružítka a dalších měřících přístrojů najdeme geometrický střed kulatého dna a označíme jej fixem nebo jádrem.


3.Ve vyznačeném místě vyvrtáme otvor pomocí vrtačky nebo vrtačky, přičemž vezmeme v úvahu, že spodní materiál je poměrně tenký.
4. Vzniklý otvor vyhlaďte pomocí Dremelu a vhodných nástavců.

Instalace rotoru s válečky na pouzdro

1. Vložte šroub s T-maticí shora do středového otvoru dřevěného bloku. Mezi blok a spodní část pouzdra instalujeme jednu nebo dvě široké a malé podložky.

2. Protáhněte šroub kovovým dnem krytu.
3. Na konec šroubu nainstalujte velkou a malou podložku.
4. Utáhněte první matici tak, aby tlačila pouze na velkou podložku. To umožní šroubu volně se otáčet. Druhý namotáme na první, dokud se nedotknou. Poté odšroubujte horní matici a zároveň držte spodní. Výsledkem je jakýsi zámek, který nepřekáží otáčení závory, ale zároveň neumožňuje její pohyb v podélném směru. Je lepší, když je druhá matice převlečná.


5. Nyní je rotor se čtyřmi válečky nainstalován na své správné místo.

Příprava otvorů v pouzdře pro flexibilní hadici

Jeden z hlavních prvků peristaltického čerpadla, ohebná hadice, musí mít vstup do a ven z pouzdra.
1. Vyberte umístění otvorů na boku pouzdra. Měly by být umístěny směrem dolů v rovině, ve které leží hadice v pouzdře, a v radiálním směru - na pozicích 10 a 2 (jako na číselníku hodinek) vzhledem k zámku (12 na číselníku hodinek).

2. Na určených místech nakreslete fixem nebo jehlou obdélníkový obrys otvorů.
3. Pomocí Dremelu a vhodného kotouče vyřízněte otvory podle značek a nechte nevyříznutou pouze svislou část, která je nejvzdálenější od zámku.
4. Mírně ohněte „jazyky“ směrem ven.

5. Obruste obrys děr a „jazyků“.
6.Konce hadice protáhneme vytvořenými otvory.
7. Hadici připevněte k „jazýčkům“ pomocí plastových svorek.

Seřízení a testování čerpadla

Naše domácí peristaltické čerpadlo je v zásadě připraveno k použití.
1. Ujistěte se, že hadice leží podél boční stěny krytu a ovine se kolem válečků.
2. Zaklapněte zámek a ujistěte se, že spodní část zapadá do drážky na boční stěně.
3. Rukou několikrát otočíme rotorem a zjistíme, že všechny spolupůsobící části čerpadla fungují podle očekávání.

Kontrola čerpadla v provozu

K tomu spusťte sací konec ohebné hadice, předem naplněný vodou, do nádoby s vodou. Pomocí vhodného adaptéru ovlivníme rotor přes T-matici, když jsme předem stanovili požadovaný směr otáčení, nejprve pomalu, poté postupně zvyšujeme otáčky.
Správně a efektivně sestavené čerpadlo začne nasávat vodu z jedné nádoby a pumpovat ji do druhé.

Zlepšení čerpadla

S první verzí peristaltického čerpadla můžete experimentovat. Jako pohon místo vrtačky použijte například elektromotor s převodovkou.
Zkontrolujte, jak čerpání horké mladiny ovlivní výkon a spolehlivost čerpadla. Dobré je také vyzkoušet výrobu jednotlivých dílů z různých materiálů.
Peristaltická pumpa vám zkrátka dává možnost být kreativní a otevírá nové cesty k jejímu vylepšení.
Původní článek v angličtině