Tekninen kompromissi virtausnopeuden, paineen ja melun takana

Virtaus, paine ja melu ovat kolme näkemystä yhdestä kompromissista kolmen itsenäisen ominaisuuden sijaan. Syrjäytysmikropumpussa virtausluku olettaa nopeuden, paineluku kuormituksen ja meluluku etäisyyden ja painotuksen. Siirrä mitä tahansa niistä ja kaksi muuta muuttuvat.

Mitä tämä analyysi kattaa

Lukee SC2201RPW:n ja SC2301CPW:n julkaistut luvut ehtoina eikä lupauksina, kun yksikkö ja testi ovat jokaisen takana.

Antaa numeron kahdelle asialle, joita lyhyt tietolehti jättää pois: syöttöteho jännitemuunnelmissa ja hydraulinen ulostulo julkaistussa käyttöpisteessä.

Normalisoi kaksi kohinalukua, joilla on sama 60 dB:n merkki, mutta jotka mitattiin eri etäisyyksiltä.

Määrittää, mitä elinikätesti sisältää, ja neljän instrumentin penkkirutiinin, joka toistaa jokaisen käyrän.

Siirry kohtaan- 1 Aloita työpisteestä|2 Virtaus ja paine julkaistaan ​​erikseen|3 Käyrän muoto|4 Jännite on kolmas akseli|5 Minne watit menevät|6 Melu: yksi numero, kolme puuttuvaa ehtoa|7 Nimellisvirta ei ole käynnistysvirta

Siirry kohtaan (jatkuu)- 8 Lämpötila siirtää koko käyrän|9 Mitä elinikäluku sisältää|10 Kompromissikartta|11 Penkkitarkastus|12 kenttäkysymyksiä|Pikaopas

1. Aloita työpisteestä, älä numeroista

Toimintapiste on virtauksen, paineen, jännitteen ja käyttöjakson yhdistelmä, jossa pumppua pyydetään toimimaan. Jokainen julkaistu luokitus kuvaa yhtä tällaista pistettä tai yhtä vyöhykettä, joten ilman ehtoja esitettyä lukua ei voida verrata mihinkään muuhun lukuun - mukaan lukien toiseen saman pumpun lukuun.

Taulukko 1. Julkaistut luvut kahdelle pumppuperheelle ja kunkin oletuksen kunto

Tuossa listassa ei ole käyrää missään. Jokainen rivi on piste, nauha tai katto, ja viimeinen sarake on ainoa asia, joka tekee rivistä käyttökelpoisen. Mikropumpun suorituskykyparametri ilman tätä saraketta on markkinointinumero: se selviää tarjouksesta ja epäonnistuu vertailussa.

Kenttähuomautus – kun toimittaja ilmoittaa virtaus- tai meluluvun, kysy kolmea sen taustalla olevaa ehtoa: kuormitus, etäisyys ja nesteen lämpötila. Figuuri, joka saapuu ehdoineen, voidaan tarkistaa penkiltä; jota ei voi tarkistaa ollenkaan.

2. Virtaus ja paine julkaistaan ​​erikseen

Virtaus ja paine mitataan saman käyrän vastakkaisista päistä, joten molemmat listaavat tiedot kuvaavat kaksi testilaitetta. Virtausluku tulee avoimesta tai kevyesti kuormitetusta purkauksesta; paineluku tulee rajoitetulta linjalta, jossa virtaus on jo laskenut.

Kuva 1. Kaksi julkaistua nauhaa yhdellä akseliparilla. Varjostus on tietolehdissä ilmoitettu; vyöhykkeiden välistä tilaa ei julkaista mitattuna käyränä.

Lue kuva 1 väitteiden karttana, älä suorituskartana. Vyöhykkeet ovat julkaistuja väitteitä: 100 ml/min tai yli 40-150 kPa:n käyttöpaineella 24 V mallissa ja 20-50 mL/min vähintään 6 psi:n paineella pienjänniteversioissa. Silmukka, joka vaatii 100 ml/min ja 120 kPa, pyytää yhtä pumppua istumaan molempien vyöhykkeiden yläosaan kerralla.

Miksi virtausluku on minimi?

Molemmat virtausluvut ovat kaistoja, koska virtaus määräytyy siirtymän ja nopeuden mukaan. Minimi tarkoittaa, että pumppu ei pudota sen alle ilmoitetulla jännitteellä kevyttä kuormaa vastaan; se ei tarkoita, että pumppu pitää virtauksen, kun silmukan vastus nousee.

Miksi paineluku on nauha

40-150 kPa:n luvut kuvaavat toiminta-aluetta, eivät huippua. Virtaus laskee, kun kuorma nousee kahden pään väliin. Pienjänniteversioissa "vähintään 6 psi" on lattia eikä kaista, ja se tulee lukea heikomman väitteenä.

Yksi numero, joka yhdistää heidät

Virtauksesta ja paineesta tulee vain yksi käyrä, kun kolmas luku saapuu mukanaan: liuku. Virtaus tietyllä nopeudella on siirtymä miinus kaikki vuodot takaisin tiivisteelementin ohi. Liukuminen on pieni, kun taas tiiviste-elementti pitää ja kasvaa nopeasti, kun se ei, ja tuo polvi on siinä, missä käyttöalue päättyy. Se on myös luku, joka useimmiten puuttuu lyhyestä tietolomakkeesta.

3. Käyrän muoto syrjäytyspumpussa

Positiivisesti toimiva mikropumppu pitää virtauksen lähes tasaisena paineen noustessa ja menettää sen sitten nopeasti, kun luisto ohittaa siirtymän. Polvi, ei kumpikaan päätepiste, päättää, toimiiko tulostinsilmukka, ja polven sijainti riippuu täysin tiivisteelementistä.

Taulukko 2. Mistä polvi tulee kussakin pumppuperheessä

Käytännön seuraus on, että yksi käyräkuvaus kattaa kaksi erilaista käyttöikää. Peristalttinen pumpun suorituskykykäyrä on vakaa, kunnes putki vanhenee, muuttaa sitten muotoaan nopeasti ja voidaan nollata kulutusosalla. Hammaspyöräpumpun käyrä ajautuu lämpötilan ja kulumisen myötä, ja kulutusosa on itse pumppu.

Liukastumiskäyttäytyminen komponenttitasolla on katettu meidänSC2301CPW hammaspyöräpumpun toimitusprofiili, ja putken puolella saman kompromissin meidänSC2201RPW peristalttinen pumpun ohjausopas.

4. Jännite on saman käyrän kolmas akseli

Jännite ei lisää kiinteän pumpun kapasiteettia; se siirtää koko käyrää ja virtaa sen mukana. Kaikissa SC2201RPW-versioissa nimellisvirta nousee alle 100 mA:sta 3 V:lla alle 160 mA:iin 8 V:lla, joten korkein jännite on myös se, joka tuottaa eniten lämpöä koteloon.

Taulukko 3. Nimellisvirta julkaistuissa jännitemuunnelmissa ja sen sisältämä syöttöteho

Kolmas sarake on jännite kerrottuna nimellisvirralla, joten se on mieluummin yläraja kuin mitattu veto. Se näyttää edelleen kompromissin muodon: 3 V:sta 8 V:iin jännite nousee kertoimella 2,7, kun syöttöteho nousee 4,3 ja virta vain 1,6. Virta, joka kasvaa hitaammin kuin jännite, näyttää siltä, ​​miltä oman lämpötilansa rajoittama käämitys näyttää, ja siksi 8 V:n versio on lämpimämpi kuin 3 V, kun molemmat käyttävät samaa putkea.

Kuva 2. Nimellisvirta kullekin julkaistulle jännitemuunnokselle sen sisältämän syöttötehon kanssa. Arvot on laskettu julkaistuista jännite- ja virtaluvuista, ei mitattu.

Tulostimen rakentajalle tämä on argumentti virransäädön sijaan jännitteensäädön sijaan: 8 V:n muunnelman käyttäminen 60 %:n käyttösuhteella antaa suunnilleen keskiasetuksen virtauksen, jonka keskimääräinen tulo on lähempänä 5 V:n lukua, ja sekä moottori että putki toimivat viileämpänä. Jaksoaika ja minimikäyttö ovat laiteohjelmiston arvoja, ja ne on dokumentoitu Klipperin kytketyille ulostuloille. Se, voiko emolevyn lähtö kuljettaa transienttia keskiarvon sijaan, selvitetäänemolevyn pumpun jännitteen ja virran sovitusopas.

5. Minne watit menevät

Hydrauliteho on pieni osa mikropumpun syöttötehosta. 24 V:n julkaistussa käyttöpisteessä, 100 ml/min 150 kPa:a vastaan, neste saa noin 0,25 W 4,80 W:n syötöstä, joten paras tapaus on noin 5 % sähkösyötöstä ja kaikesta muusta tulee lämpöä, melua ja sisäistä vuotoa.

Taulukko 4. Hydrauliteho verrattuna sähköiseen syöttöön, laskettu julkaistuista kuvista

Tästä seuraa kaksi johtopäätöstä. Mikropumppu on lämmönlähde yhtä paljon kuin nesteen siirtäjä, minkä vuoksi kotelon lämpötila on suorituskykyparametri eikä ympäristön yksityiskohta. Ja melunhallinta ja lämmönhallinta ovat yksi ongelma, koska energian, joka ei koskaan pääse nesteeseen, on mentävä jonnekin.

Aritmetiikka on sidottu eikä mitta. Molemmat virtausluvut ovat minimiä, joten todellinen hydraulinen osuus on pienempi ja huomattavasti pienempi silmukassa, joka kulkee selvästi nimellispaineen alapuolella.

6. Melu: yksi numero, kolme puuttuvaa ehtoa

Kohinaluku ei tarkoita mitään ilman etäisyyttä, taajuuspainotusta ja kuormitusta. Molemmat tämän sarjan pumput julkaisevat 60 dB:n katon, mutta toinen on mitattu 30 cm ja toinen 50 cm, mikä tekee 50 cm:stä hiljaisemman mittauksen.

Kuva 3. Kaksi julkaistua melukattoa kahdelta mittausetäisyydeltä, 30 cm:n kuvassa viitataan 50 cm:iin vertailun vuoksi.

Äänenpaine laskee noin 6 dB joka kerta, kun etäisyys kaksinkertaistuu, joten kahden etäisyyden muuntaminen tarkoittaa 20 log-suhteen soveltamista kahden raakaluvun vähentämisen sijaan. Viitaten 50 cm:iin, 30 cm:n luku tulee noin 55,6 dB; 30 cm:n kohdalla 50 cm:n luku on noin 64,4 dB. Julkaistut etiketit ovat identtisiä ja mitat eivät ole.

Kaksi muuta ehtoa puuttuu yhdestäkään paljaasta dB-luvusta. Painotuksella on merkitystä, koska dB(A) suodattaa spektrin kuuloa vastaavaksi, kun taas raaka dB-luku laskee myös matalataajuisen energian, jonka tulostinkotelo imee eri tavalla. suodattimen takana oleva mittarin erittely on IEC 61672-1. Myös kuormalla on väliä, koska melu nousee nopeuden myötä ja valmistajan oma ohjeistus asettaa kevyesti kuormitetun mikroperistalttisen pumpun 30-50 dB alueelle.

Hammaspyöräpumpun melunhallinta: neljä reittiä samaan valitukseen

Taulukko 5. Melumekanismit tulostimen nestesilmukassa ja mihin kukin vastaa

Lue taulukko taaksepäin oireesta: nopeutta seuraava ääni on mekaaninen tai sähköinen, virtausta seuraava suhina on hydraulinen ja huippu, joka ilmestyy vasta pumpun ollessa asennettuna, on rakenteellinen.

Melu-, virta- ja painelukemat tarkoittavat jotain vain, kun ne tulevat samasta laitteesta, samalla nesteellä ja samalla etäisyydellä. Jos pumppu valitaan nauhaa vasten pisteen sijaan, lähetä silmukan piirustus, neste ja käyttökuvio meidän kauttamme.välitön tarjouspyyntöja vahvistamme toimintapisteen, jota sitä todella pyydetään pitämään.

7. Nimellisvirta ei ole käynnistysvirta

3D-tulostimen vesipumpulle julkaistu nimellisvirta kuvaa tasaista toimintaa ilmoitetulla kuormituksella. Harjattu DC-moottori kuluttaa useita kertoja tähän määrään ensimmäisinä hetkinä päällekytkemisen jälkeen ja vielä enemmän, jos roottoria pidetään paikallaan, joten pelkkä nimelliskokoinen syöttö putoaa käynnistyksen yhteydessä ja esiintyy nestevikana.

Taulukko 6. Mitä kukin sähköluku koskee

Tämän sarjan osalta julkaistu luku on tasavirran katto: alle 100 mA, 120 mA ja 160 mA kolmelle pienjänniteversiolle ja 200 mA tai vähemmän 24 V:lle, jonka valmistaja ilmoittaa alle 5 W:ksi. Mikään näistä luvuista ei kuvaa käynnistystransienttia, eikä mikään ole ajurin luokitus.

Käytännön koe on kylmäkäynnistys. Täytä silmukka nesteellä lämpötilassa, jonka kone näkee talviaamuna, ja tarkkaile syöttökiskoa pumpun kiihtyessä. Riittävän syvälle ohjaimen nollaamiseksi painuva kisko tarkoittaa, että taajuusmuuttaja on mitoitettu nimellisarvon mukaan eikä ohimenevän, ja seuraava oire - pumppu, joka ei käynnisty - kuuluu sähköjärjestelmään eikä nestejärjestelmään.

8. Lämpötila siirtää koko käyrän

Viskositeetti on muuttuja, joka siirtää pumppukäyrää kahden tulostuspäivän välillä. Vesi putoaa noin 1,00 mPa*s:sta 20 C:ssa noin 0,55 mPa*s:iin 50 C:ssa, joten sama pumppu liukuu enemmän lämpimässä ja nälkäisee enemmän kylmässä - kaksi vastakkaista vikaa kahdella eri korjauksella.

Taulukko 7. Veden viskositeetti julkaistulla käyttöalueella ja sen muutokset

Kaksi käyttäytymistä seuraa samasta taulukosta. Vaihteiston puolella ohuempi neste vähentää tiivistysvaikutusta välyksissä, joten tilavuushyötysuhde laskee silmukan vaikeimmin työnnettävällä hetkellä, minkä vuoksi toimitettu tilavuus kuuluu tukkiin lämpötilan sijasta kuluneen ajan vierestä. Peristalttisella puolella tukos asettaa siirtymän, joten viskositeetti tuskin siirtää virtauslukua, mutta nostaa vääntömomenttia, jonka moottorin on annettava, ja putki kuljettaa kuorman lämmön ja virumisena.

Toinen vaikutus on imupäässä. Höyrynpaine nousee jyrkästi lämpötilan myötä - noin 2,3 kPa 20 C:ssa verrattuna noin 12 kPa:iin 50 C:ssa - joten kiinteällä imujohdolla on vähemmän marginaalia alueen yläosassa kuin alaosassa, ja kylmänä puhtaasti pohjustava silmukka voi kavitoida kuumana ilman mitään muutosta.

9. Mitä elinikäluku sisältää

Jaksojen määrä on pikemminkin testiraportti kuin ennuste. Pienjännitemuunnelmien julkaistut 600 000 sykliä tulevat 5 s päällä, 3 s pois -kuviosta, joka pumppaa vettä 0-50 C:n ikkunassa, mikä on noin 1 300 käyttötuntia - ja kuvio on erottamaton määrästä.

600 000 sykliä 8 sekunnin välein on noin 1 333 tuntia. Pumppausaika on neljä tuntia päivässä, mikä tarkoittaa 1 800 sykliä päivässä ja noin 330 tulostuspäivää; kahdeksan tuntia päivässä, noin 165 päivää. Numero ei muuttunut, päivystys muuttui, minkä vuoksi mikropumpun käyttöiän testaus on lainattava sen kuvion kanssa.

Taulukko 8. Saman pumppualustan kestävyysluvut ja kuhunkin liitetyt ehdot

Kolmas rivi on hyödyllinen, koska se on ainoa rivi, joka on tarkoituksella epämääräinen. Pumppualueella sama moottori voi kestää muutama sata tuntia kuumassa, hankaavassa käytössä ja useita tuhansia tunteja puhtaassa, viileässä, joten yksittäinen tuntiluku ei sisällä juuri mitään tietoa. Jaksojen laskuri, jossa on käyttökuvio ja neste nimeltään, on mitta; elinikä vuosina on arvaus desimaalipilkun kanssa.

10. Vaihtoehtokartta

Jokainen oikaisu, joka parantaa yhtä julkaistua lukua, kuluttaa toisen. Nopeus ostaa virtausta ja kuluttaa virtaa, lämpöä, melua ja putken käyttöikää; kapeampi linja ostaa mittausresoluutiota ja käyttää painemarginaalia; lempeämpi työkuvio ostaa elämää ja kuluttaa läpimenoa.

Taulukko 9. Mikä vipu liikuttaa mitäkin kuviota ja mitä se maksaa

Mikään yksittäinen asetus ei paranna virtausta, painetta, melua ja käyttöikää yhdessä, ja erittely, joka näyttää tarjoavan kaikki neljä, vertailee neljää erilaista testiolosuhteita yhden pumpun sijaan. Hyödyllinen kysymys ei ole se, mikä pumppu on abstraktisti paras, vaan se, missä tietty pumppu istuu tällä pöydällä tietyssä silmukassa, ja se on pöytämittaus.

11. Penkkivarmennus: neljä instrumenttia, neljä numeroa

Toista käyrä neljällä instrumentilla: asteikolla varustetulla sylinterillä tai 0,1 g:n asteikolla, linjassa olevalla painemittarilla käyttöpisteessä, puristinmittarilla DC-alueella ja äänitasomittarilla. Lue kaikki neljä samalla komennolla, neste ja lämpötila, ja kirjaa ne yhteen.

Taulukko 10. Mitä kukin instrumentti laskee, ja sen vieressä oleva ansa

Rutiini on lyhyt. Tallenna neljä lukemaa lämpimään silmukkaan ja uudelleen kylmään, ja kahdesta joukosta tulee kaksi pistettä yhdellä käyrällä - mikä on ainoa tapa rakentaa käyrä tietolomakkeesta, joka julkaisee päätepisteitä. Toista sitten pidemmällä tai kapealla poistolinjalla: jos virtaus putoaa enemmän kuin painemarginaali sallii, silmukka vaatii enemmän kuin julkaistu nauha tukee, ja korjaus on layout eikä suurempi pumppu.

Samojen mittausten aikana ilmenevät viat ovat aiheemme3D-tulostimen nestejärjestelmän huoltoopas, ja mittausala vastaa meidäntarkastus- ja virtauksen varmistusrutiini.

Kenttähuomautus - valmistajan oma testausohje DC-vesipumpulle on kääntää poistojohdon pituutta ja halkaisijaa ja varmistaa, että lukemat pysyvät julkaistun alueen sisällä. Lukema, joka pätee vain yhdellä letkun pituudella, on pikemminkin laite kuin pumpun tulos.

12. Kenttäkysymykset

Millaista virtausnopeutta voin odottaa 3D-tulostimen vesipumpulta käyttöpaineella?

Julkaistut luvut kuvaavat erilliset olosuhteet: 20-50 ml/min pienjänniteversioille ja 100 ml/min tai enemmän 24 V mallille, paineella kuormaa vastaan. Odota, että käyttöarvo on näiden lauseiden välissä eikä molemmissa päissä, ja vahvista se omassa silmukassasi koneen käyttölämpötilassa.

Kuinka paljon virtaa tulostimen 24 V:n vesipumppu kuluttaa?

24 V malli on julkaistu 200 mA:lla tai pienemmällä teholla, jonka valmistaja ilmoittaa alle 5 W:n. Se on tasainen arvo nimellisjännitteellä pumpattaessa vettä. Käynnistys- ja jumihäiriöt kuluttavat enemmän, joten ohjain, liitin ja sulake tulisi mitoittaa transientin sijaan nimellisarvon mukaan.

Miksi kaksi 60 dB:n pumppua kuulostaa erilaiselta samassa koneessa?

Koska mittausetäisyys vaihtelee. 30 cm:n etäisyydellä 50 cm:stä otetusta luvusta tulee noin 55,6 dB, kun taas 50 cm:n etäisyydellä 30 cm:stä tulee noin 64,4 dB, joten kaksi tarraa kuvaavat mittauksia noin 9 dB:n etäisyydellä toisistaan.

Tarkoittaako suurempi jännite aina enemmän virtausta?

Yhdessä perheessä suurempi jännite nostaa nopeutta ja virtausta sekä nostaa sen mukana virtaa ja lämpöä: julkaistut versiot siirtyvät alle 100 mA:sta 3 V:lla alle 160 mA:iin 8 V:lla, ja syöttöteho nousee jännitettä nopeammin. Perheiden välillä se ei ole vertailua, koska 24 V malli on erilainen hydrauliikkarakenne.

Kuinka monta tuntia on 600 000 sykliä?

Noin 1 333 tuntia, koska yksi jakso 5 sekuntia päällä ja 3 sekuntia pois päältä kestää 8 sekuntia. Kalenterissa se on noin 330 päivää neljän tunnin pumppausajalla vuorokaudessa ja noin 165 päivää kahdeksan tunnin vuorokaudessa.

Voinko valita hammaspyöräpumpun ja peristalttisen pumpun välillä pelkän melun perusteella?

Ei pelkästään figuurilla. Normalisoi ensin etäisyys ja painotus, vertaa sitten samalla nopeudella ja kuormituksella ja kysy sitten, onko mekanismilla väliä: rullan okkluusiopulssi ja hammaspyörän verkkoääni vievät spektrin eri osia ja reagoivat erilaisiin korjauksiin.

Pikaopas: Mikropumpun tietolomakkeen lukeminen

Käsittele jokaista julkaistua lukua työpisteenä ja mainitse kuorma, etäisyys ja lämpötila sen kanssa tai älä ollenkaan.

Virtaus ja paine mitataan yhden käyrän vastakkaisista päistä, joten odota niiden välistä käyttöarvoa.

Nimellisvirta tarkoittaa 0,30 W - 1,28 W syöttötehoa 3 V, 5 V ja 8 V versioissa; 24 V malli julkaistaan ​​alle 5 W.

Hydrauliteho on vain noin 5 % syöttötehosta julkaistussa käyttöpisteessä, joten varaa sekä lämpö että virtaus.

Normalisoi kohinaluvut ensin yhteen etäisyyteen: 20 log etäisyyssuhde, ei vähennyslasku.

Nimellisvirta on tasainen; mittaa ajuri, sulake ja kisko käynnistystransienttia varten.

Viskositeetti siirtää käyrää: noin 1,00 mPa*s 20 °C:ssa ja 0,55 mPa*s 50 °C:ssa vedellä, päinvastaisilla vaikutuksilla luistoon ja vääntömomenttiin.

Muunna syklien määrä tunteiksi ennen vertailua: 8 sekuntia sykliä kohden 5 s päällä ja 3 s pois päältä.

Jos silmukan asettelu, neste ja käyttökuvio on jo selvitetty, lähetä ne meidän kauttammevälitön tarjouspyyntöja vahvistamme virtaus-, paine- ja virtaluvut, joita pumppua todella pyydetään pitämään, siinä lämpötilassa, jossa se käy.