Tehnični kompromis za pretokom, tlakom in hrupom

Pretok, tlak in hrup so trije pogledi enega kompromisa in ne tri neodvisne lastnosti. V mikročrpalki s pozitivnim izpodrivom vrednost pretoka predpostavlja hitrost, vrednost tlaka predpostavlja obremenitev, vrednost hrupa pa predpostavlja razdaljo in utež. Premaknite enega od njih in druga dva se spremenita.

Kaj zajema ta analiza

Objavljene številke za SC2201RPW in SC2301CPW bere kot pogoje in ne obljube, z enoto in testom za vsakim.

Oštevilči dve stvari, ki jih kratek podatkovni list izpusti: vhodno moč med variantami napetosti in hidravlično moč na objavljeni delovni točki.

Normalizira dve vrednosti hrupa, ki imata isto oznako 60 dB, vendar sta bili izmerjeni na različnih razdaljah.

Določa, kaj vsebuje preizkus življenjske dobe, in rutino s štirimi instrumenti, ki reproducira vsako krivuljo.

Skoči na- 1 Začnite z delovno točko|2 Pretok in tlak sta objavljena ločeno|3 Oblika krivulje|4 Napetost je tretja os|5 Kam gredo vati|6 Hrup: eno število, trije manjkajoči pogoji|7 Nazivni tok ni začetni tok

Skoči na (nadaljevanje)- 8 Temperatura premakne celotno krivuljo|9 Kaj vsebuje številka življenjske dobe|10 Zemljevid kompromisov|11 Namizno preverjanje|12 Terenska vprašanja|Hitra referenca

1. Začnite s točko dolžnosti, ne s številkami

Delovna točka je kombinacija pretoka, tlaka, napetosti in delovnega cikla, pri kateri mora črpalka delovati. Vsaka objavljena ocena opisuje eno tako točko ali en pas, zato navedene številke brez pogojev ni mogoče primerjati z nobeno drugo številko - vključno z drugo številko za isto črpalko.

Tabela 1. Objavljene številke za dve družini črpalk in stanje, ki ga vsaka predvideva

Nikjer na tem seznamu ni krivulje. Vsaka vrstica je točka, pas ali zgornja meja, zadnji stolpec pa je edina stvar, zaradi katere je vrstica uporabna. Parameter delovanja mikro črpalke brez tega stolpca je tržna številka: preživi ponudbo in ne uspe primerjati.

Opomba na terenu – ko dobavitelj navede pretok ali vrednost hrupa, vprašajte za tri pogoje za tem: obremenitev, razdalja in temperatura tekočine. Številko, ki prispe s priloženimi pogoji, lahko preverite na klopi; tistega, ki ga sploh ni, ni mogoče preveriti.

2. Pretok in tlak sta objavljena ločeno

Pretok in tlak se merita na nasprotnih koncih iste krivulje, zato podatkovni list, ki navaja oba, opisuje dve preskusni napravi. Vrednost pretoka izvira iz odprtega ali rahlo obremenjenega izpusta; vrednost tlaka prihaja iz omejene črte, kjer je pretok že padel.

Slika 1. Objavljena pasova na enem paru osi. Senčenje je tisto, kar navajajo podatkovni listi; prostor med pasovi ni objavljen kot izmerjena krivulja.

Preberite sliko 1 kot zemljevid trditev, ne kot zemljevid uspešnosti. Pasovi so objavljene izjave: pri ali nad 100 ml/min z delovnim tlakom v notranjosti 40–150 kPa za model 24 V in 20–50 ml/min z najmanj 6 psi za nizkonapetostne različice. Zanka, ki zahteva 100 ml/min proti 120 kPa, zahteva, da ena črpalka sedi na vrhu obeh pasov hkrati.

Zakaj je pretok minimalen

Obe vrednosti pretoka sta pasova, ker je pretok nastavljen s premikom na prehod in s hitrostjo. Minimalna vrednost pomeni, da črpalka ne bo padla pod to vrednost pri navedeni napetosti ob majhni obremenitvi; to ne pomeni, da črpalka vzdržuje ta pretok, ko se upor zanke poveča.

Zakaj je vrednost tlaka pas

Številke 40–150 kPa opisujejo delovno območje, ne vrha. Pretok pada, ko se obremenitev vzpenja med obema koncema. Za nizkonapetostne različice je "vsaj 6 psi" dno in ne pas in ga je treba brati kot šibkejšo trditev.

Eno število, ki ju povezuje

Pretok in tlak postaneta ena sama krivulja šele, ko z njima pride tretja številka: zdrs. Pretok pri dani hitrosti je premik minus vse, kar pušča nazaj mimo tesnilnega elementa. Zdrs je majhen, medtem ko tesnilni element drži in hitro raste, ko se ne drži, in na tem kolenu se območje uporabnosti konča. To je tudi številka, ki je najpogosteje odsotna na kratkem podatkovnem listu.

3. Oblika krivulje v prostorninski črpalki

Mikro črpalka s pozitivnim odmikom vzdržuje pretok skoraj enakomeren, ko tlak narašča, nato pa ga hitro izgubi, ko zdrs prehiti premik. Koleno, ne ena ali druga končna točka, odloča o tem, ali zanka tiskalnika deluje, in mesto kolena je v celoti odvisno od tesnilnega elementa.

Tabela 2. Od kod izvira koleno v vsaki družini črpalk

Praktična posledica je, da en opis krivulje pokriva dve različni življenjski dobi. Krivulja delovanja peristaltične črpalke je stabilna, dokler se cev ne postara, nato hitro spremeni obliko in jo je mogoče ponastaviti s potrošnim materialom. Krivulja zobniške črpalke se premika s temperaturo in obrabo, obrabni del pa je črpalka sama.

Obnašanje zdrsa na ravni komponent je zajeto v našemProfil dostave zobniške črpalke SC2301CPW, in stran cevi istega kompromisa v našemKrmiljenje peristaltične črpalke SC2201RPWvodnik.

4. Napetost je tretja os iste krivulje

Napetost ne doda zmogljivosti fiksni črpalki; premakne celotno krivuljo in tok skupaj z njo. Pri različicah SC2201RPW nazivni tok naraste od pod 100 mA pri 3 V do pod 160 mA pri 8 V, zato je različica z najvišjo napetostjo tudi tista, ki v ohišje vnese največ toplote.

Tabela 3. Nazivni tok v objavljenih različicah napetosti in vhodna moč, ki jo to pomeni

Tretji stolpec je napetost, pomnožena z nazivnim tokom, tako da je zgornja meja in ne izmerjena vrednost. Še vedno kaže obliko kompromisa: od 3 V do 8 V napetost naraste za faktor 2,7, medtem ko se vhodna moč poveča za 4,3, tok pa samo za 1,6. Tok raste počasneje kot napetost, tako izgleda navitje, omejeno z lastno temperaturo, in zato 8 V različica deluje topleje kot 3 V različica, medtem ko obe poganjata isto cev.

Slika 2. Nazivni tok za vsako objavljeno različico napetosti z vhodno močjo, ki jo pomeni. Vrednosti so izračunane iz objavljenih vrednosti napetosti in toka, niso izmerjene.

Za izdelovalca tiskalnikov je to argument za nadzor toka in ne nadzor napetosti: delovanje različice 8 V pri 60-odstotnem delovnem ciklu daje približno pretok srednje nastavitve s povprečnim vhodom, ki je bližje vrednosti 5 V, motor in cev pa delujeta hladneje. Čas cikla in najmanjša obremenitev sta vrednosti vdelane programske opreme in sta dokumentirani za Klipperjeve preklopne izhode. Ali lahko izhod matične plošče prenese prehodnost namesto povprečja, smo obravnavali v našemujemanje napetosti in toka črpalke matične ploščevodnik.

5. Kam gredo Watts

Hidravlična moč je majhen delež vhodne moči mikro črpalke. Pri objavljeni delovni točki 24 V, 100 ml/min proti 150 kPa, tekočina prejme približno 0,25 W od vhodne moči do 4,80 W, tako da je najboljši primer približno 5 % električnega vhoda, vse ostalo pa postane toplota, hrup in notranje uhajanje.

Tabela 4. Hidravlična moč glede na električni vhod, izračunana iz objavljenih številk

Sledita dva zaključka. Mikročrpalka je tako vir toplote kot sredstvo za premikanje tekočine, zato je temperatura ohišja parameter delovanja in ne podrobnost okolja. Nadzor hrupa in nadzor toplote sta ena težava, saj mora energija, ki nikoli ne doseže tekočine, nekam iti.

Aritmetika je meja in ne meritev. Obe vrednosti pretoka sta minimalni, zato je dejanski hidravlični delež nižji in precej nižji v zanki, ki teče precej pod nazivnim tlakom.

6. Hrup: ena številka, trije manjkajoči pogoji

Številka šuma ne pomeni nič brez razdalje, frekvenčne uteži in obremenitve. Obe črpalki v tej seriji objavljata zgornjo mejo 60 dB, vendar je ena izmerjena na 30 cm, druga pa na 50 cm, zaradi česar je številka 50 cm tišja meritev od obeh.

Slika 3. Dve objavljeni zgornji meji hrupa, posneti na dveh merilnih razdaljah, pri čemer se vrednost 30 cm nanaša na 50 cm za primerjavo.

Zvočni tlak pade za približno 6 dB vsakič, ko se razdalja podvoji, zato pretvorba med dvema razdaljama pomeni uporabo razmerja 20 log namesto odštevanja dveh neobdelanih števil. Če se nanaša na 50 cm, vrednost 30 cm postane približno 55,6 dB; glede na 30 cm, vrednost 50 cm postane približno 64,4 dB. Objavljene oznake so enake, mere pa ne.

Dva nadaljnja pogoja manjkata v nobeni goli vrednosti dB. Ponderiranje je pomembno, ker dB(A) filtrira spekter, da ustreza sluhu, medtem ko neobdelana številka dB šteje tudi nizkofrekvenčno energijo, ki jo ohišje tiskalnika drugače absorbira; specifikacija merilnika za tem filtrom je IEC 61672-1. Pomembna je tudi obremenitev, ker hrup narašča s hitrostjo, proizvajalčeva lastna navodila pa postavljajo rahlo obremenjeno mikro peristaltično črpalko v območje 30–50 dB.

Nadzor hrupa zobniške črpalke: štiri poti do iste pritožbe

Tabela 5. Mehanizmi hrupa v tekočinski zanki tiskalnika in na kaj vsak odgovarja

Tabelo preberite nazaj od simptoma: ton, ki sledi hitrosti, je mehanski ali električni, piskanje, ki sledi toku, je hidravlično, vrh, ki se pojavi šele, ko je črpalka nameščena, pa strukturni.

Odčitki hrupa, toka in tlaka nekaj pomenijo le, če prihajajo iz iste ploščadi, z isto tekočino in na isti razdalji. Če je črpalka izbrana glede na pas in ne na točko, pošljite risbo zanke, tekočino in delovni vzorec prek našegatakojšnja zahteva za ponudboin potrdili bomo delovno točko, ki jo dejansko zahteva.

7. Nazivni tok ni začetni tok

Nazivni tok, objavljen za vodno črpalko 3D-tiskalnika, opisuje enakomerno delovanje pod navedeno obremenitvijo. Brušeni enosmerni motor v prvih trenutkih po vklopu porabi večkrat to vrednost in še več, če zadržite rotor, tako da bo napajalnik, ki ustreza samo nazivni vrednosti, ob zagonu upadel in prikazan kot napaka tekočine.

Tabela 6. Za kaj velja vsaka električna številka

Za to serijo je objavljena vrednost zgornja meja pri enakomernem toku: pod 100 mA, 120 mA in 160 mA za tri nizkonapetostne različice in 200 mA ali manj pri 24 V, kar proizvajalec navaja kot pod 5 W. Nobena od teh številk ne opisuje prehodnega stanja ob zagonu in nobena ni ocena gonilnika.

Praktični preizkus je hladni zagon. Napolnite zanko s tekočino pri temperaturi, ki jo bo stroj videl zimskega jutra, in opazujte dovodno tirnico, medtem ko črpalka pospešuje. Tirnica, ki se spusti dovolj globoko, da ponastavi krmilnik, pomeni, da je velikost pogona prilagojena nazivni vrednosti in ne prehodnemu pojavu, simptom, ki sledi – črpalka, ki se ne napolni – pa pripada električnemu sistemu in ne tekočinskemu sistemu.

8. Temperatura premakne celotno krivuljo

Viskoznost je spremenljivka, ki premika krivuljo črpalke med dvema dnevoma tiskanja. Voda pade s približno 1,00 mPa*s pri 20 C na približno 0,55 mPa*s pri 50 C, tako da ista črpalka bolj zdrsne v topli zanki in bolj strada v hladni - dve nasprotni napaki z dvema različnima popravkoma.

Tabela 7. Viskoznost vode v objavljenem območju delovanja in kaj se spreminja

Iz iste tabele sledita dve vedenji. Na strani zobnika tanjša tekočina zmanjša učinek tesnjenja na razmikih, zato volumetrična učinkovitost pade v trenutku, ko je zanko najtežje potisniti, zato dostavljena prostornina sodi v dnevnik poleg temperature in ne poleg pretečenega časa. Na peristaltični strani okluzija določa premik, tako da viskoznost komaj premakne pretok, vendar poveča navor, ki ga mora zagotoviti motor, cev pa to obremenitev prenese kot toploto in lezenje.

Drugi učinek je na sesalnem koncu. Parni tlak strmo naraste s temperaturo - približno 2,3 kPa pri 20 C proti približno 12 kPa pri 50 C - tako da ima fiksni sesalni vod manjšo rezervo na vrhu območja kot na dnu, in zanka, ki se čisto polni, ko je hladna, lahko kavitira, ko je vroča, ne da bi se nič spremenila.

9. Kaj vsebuje številka življenjske dobe

Štetje ciklov je poročilo o preskusu in ne napoved. Objavljenih 600.000 ciklov za nizkonapetostne različice izvira iz vzorca 5 s vklopljeno, 3 s izklopljeno črpanje vode znotraj okna 0–50 C, kar je približno 1300 ur delovanja – in vzorec je neločljiv od števila.

600.000 ciklov po 8 sekund je približno 1333 ur. Pri štirih urah črpanja na dan je to 1800 ciklov na dan in približno 330 dni tiskanja; po osem ur na dan, približno 165 dni. Številka se ni spremenila, dolžnost se je, zato je treba testiranje življenjske dobe mikro črpalke navesti z vzorcem.

Tabela 8. Podatki o vzdržljivosti za isto platformo črpalke in pogoji, povezani z vsako

Tretja vrstica je uporabna, ker je edina vrstica, ki je namenoma nejasna. V celotnem razponu črpalke lahko isti motor zdrži nekaj sto ur pri vročem, abrazivnem delovanju in nekaj tisoč pri čistem, hladnem, tako da ena navedena ura ne vsebuje skoraj nobene informacije. Štetje ciklov z vzorcem delovanja in imenovano tekočino je meritev; življenjska doba v letih je ugibanje z decimalno vejico.

10. Zemljevid kompromisov

Vsaka prilagoditev, ki izboljša eno objavljeno številko, porabi drugo. Hitrost kupi pretok in porabi tok, toploto, hrup in življenjsko dobo cevi; ožja črta kupi ločljivost merjenja in porabi rezervo tlaka; nežnejši vzorec dajatve kupi življenje in porabi pretok.

Tabela 9. Katera ročica premakne katero figuro in koliko to stane

Nobena posamezna nastavitev ne izboljša pretoka, tlaka, hrupa in življenjske dobe skupaj, specifikacija, za katero se zdi, da ponuja vse štiri, pa primerja štiri različne testne pogoje in ne eno črpalko. Koristno vprašanje ni, katera črpalka je abstraktno najboljša, ampak kje se dana črpalka nahaja na tej mizi za določeno zanko, in to je merilna naprava.

11. Testno preverjanje: štirje instrumenti, štiri številke

Reproducirajte krivuljo s štirimi instrumenti: graduiranim valjem ali 0,1 g lestvico, vgrajenim manometrom na mestu uporabe, merilnikom klešč z razponom enosmernega toka in merilnikom ravni zvoka. Preberite vse štiri z istim ukazom, tekočino in temperaturo, ter jih zabeležite skupaj.

Tabela 10. Kaj usede vsak instrument in past poleg njega

Rutina je kratka. Zabeležite štiri odčitke na topli zanki in znova na hladni zanki in oba niza postaneta dve točki na eni krivulji – kar je edini način za izgradnjo krivulje iz podatkovnega lista, ki objavlja končne točke. Nato ponovite z daljšim ali ožjim izpustnim vodom: če pretok pade dlje, kot dovoljuje meja tlaka, zanka zahteva več, kot podpira objavljeni pas, in rešitev je postavitev in ne večja črpalka.

Napake, ki se pokažejo pri istih meritvah, so predmet našegaPriročnik za vzdrževanje tekočinskega sistema 3D tiskalnika, merilna disciplina pa se ujema z našopregledovanje in rutinsko preverjanje pretoka.

Opomba na terenu – proizvajalčeva lastna preskusna smernica za vodno črpalko z enosmernim tokom je nihanje dolžine in premera izpustne cevi ter potrditev, da odčitki ostanejo znotraj objavljenega pasu. Odčitek, ki velja samo za eno dolžino cevi, je rezultat naprave in ne rezultat črpalke.

12. Terenska vprašanja

Kakšen pretok naj pričakujem od vodne črpalke 3D tiskalnika pri delovnem tlaku?

Objavljene številke opisujejo ločene pogoje: 20–50 ml/min za nizkonapetostne različice in 100 ml/min ali več za model 24 V, pri čemer je tlak naveden glede na obremenitev. Pričakujte, da bo delovna vrednost med tema izjavama in ne na obeh koncih, in jo potrdite v svoji zanki pri delovni temperaturi stroja.

Koliko toka porabi vodna črpalka tiskalnika 24 V?

24 V model je objavljen pri 200 mA ali manj, kar proizvajalec navaja kot manj kot 5 W. To je stabilna vrednost pri nazivni napetosti med črpanjem vode. Prehodni pojavi ob zagonu in zaustavitvi potegnejo več, zato morajo biti gonilnik, priključek in varovalka prilagojeni prehodnemu stanju in ne nazivni vrednosti.

Zakaj dve črpalki z nazivno močjo 60 dB na istem stroju zvenita drugače?

Ker je merilna razdalja drugačna. Številka, vzeta pri 30 cm glede na 50 cm, postane približno 55,6 dB, medtem ko vrednost, vzeta pri 50 cm glede na 30 cm, postane približno 64,4 dB, tako da obe oznaki opisujeta meritve približno 9 dB narazen.

Ali višja napetost vedno pomeni večji pretok?

Znotraj ene družine več napetosti poveča hitrost in pretok ter s tem poveča tok in toploto: objavljene različice se premaknejo od pod 100 mA pri 3 V do pod 160 mA pri 8 V, vhodna moč pa narašča hitreje od napetosti. Med družinami to ni primerjava, ker ima model 24 V drugačno hidravlično zasnovo.

Koliko ur je 600.000 ciklov?

Približno 1333 ur, ker en cikel pri 5 sekundah vklopa in 3 sekundah izklopa traja 8 sekund. V koledarskem smislu je to približno 330 dni s štirimi urami črpanja na dan in približno 165 dni z osmimi urami na dan.

Ali lahko izbiram med zobniško in peristaltično črpalko samo glede na hrup?

Ne samo na figuri. Najprej normalizirajte razdaljo in utež, nato primerjajte pri enaki hitrosti in obremenitvi, nato pa vprašajte, ali je mehanizem pomemben: impulz okluzije valja in ton mreže zobnika zasedata različne dele spektra in se odzivata na različne popravke.

Hitri napotki: Branje podatkovnega lista mikro črpalke

Vsako objavljeno številko obravnavajte kot delovno točko in z njo navedite obremenitev, razdaljo in temperaturo ali pa je sploh ne.

Pretok in tlak se merita na nasprotnih koncih ene krivulje, zato pričakujte delovno vrednost med njima.

Nazivni tok pomeni 0,30 W do 1,28 W vhodne moči v različicah 3 V, 5 V in 8 V; model 24 V je objavljen pod 5 W.

Hidravlična moč je le približno 5 % vhodne moči na objavljeni delovni točki, zato načrtujte tako toploto kot pretok.

Najprej normalizirajte vrednosti hrupa na eno razdaljo: razmerje razdalje 20 log, ne odštevanje.

Nazivni tok je stabilen; velikost gonilnika, varovalke in tirnice za zagonski prehod.

Viskoznost premakne krivuljo: približno 1,00 mPa*s pri 20 C in 0,55 mPa*s pri 50 C za vodo, z nasprotnimi učinki na zdrs in navor.

Pretvorite število ciklov v ure, preden ga primerjate: 8 sekund na cikel pri 5 s vklopljenih in 3 s izklopljenih.

Če so postavitev zanke, tekočina in delovni vzorec že poravnani, jih pošljite preko našegatakojšnja zahteva za ponudboin potrdili bomo vrednosti pretoka, tlaka in toka, ki jih bo črpalka dejansko morala vzdrževati pri temperaturi, pri kateri bo delovala.