Grazie alla loro speciale struttura possono essere utilizzati anche per il trasporto di sostanze viscose poiché superano facilmente la contropressione e sono facilmente pulibili (disinfettabili).
Le principali parti operative di una pompa peristaltica sono un tubo elastico che giace attorno al perimetro dell'alloggiamento, solitamente ad arco, che viene periodicamente pizzicato da rulli rotanti montati su un azionamento speciale.
Il rotore, ruotando, con i suoi rulli forma zone con liquido intrappolato e le sposta gradualmente, prima lungo la sezione di aspirazione, e poi lungo la sua parte di scarico, che garantisce il pompaggio del fluido. Poiché il tubo è realizzato in materiale elastico, dopo essere passato attraverso i rulli, ritorna alla sua forma originale ed è nuovamente pronto a ricevere un nuovo volume d'acqua.
Le pompe di questo tipo vengono utilizzate nell'industria chimica, alimentare, farmacologica, medica, ecc.Nella vita di tutti i giorni sono perfetti per vari scopi: pompare il mosto in un birrificio fatto in casa, prodotti alimentari come la pasta, raffreddare un'unità o organizzare l'azionamento di uno strumento, ad esempio un trapano.
Qual è la necessità, la possibilità e la fattibilità di realizzare una pompa peristaltica con le proprie mani? In linea di principio, può essere acquistato in un negozio, ma di solito si tratta di mini-unità a bassa portata per scopi di laboratorio o, al contrario, molto grandi per uso industriale.
La produzione di tali unità con caratteristiche intermedie è piuttosto limitata. Pertanto, per eseguire le attività domestiche di cui sopra, una pompa peristaltica potrebbe semplicemente non essere disponibile nel negozio. Ma puoi farlo da solo, soprattutto perché ciò non richiede strumenti speciali e materiali costosi.
Pompa peristaltica: ampliare la nostra comprensione su di essa
Il principio del suo funzionamento è preso in prestito dai sistemi biologici. Ecco come funziona, ad esempio, il tratto gastrointestinale degli esseri umani e degli animali. Vediamo come viene implementata la peristalsi nei sistemi tecnici utilizzando i seguenti video.
Test 1: funzionamento della pompa durante l'aspirazione del liquido al di sopra del livello di scarico
Viene mostrato come funziona una pompa peristaltica in condizioni favorevoli dovute alla presenza di pressione in ingresso e di vuoto in uscita. Si può vedere che il processo di pompaggio dell'acqua procede senza problemi, si nota solo la pulsazione, dovuta alla presenza di soli 4 rulli e alla bassa velocità dell'azionamento: il trapano.
Test 2: funzionamento della pompa quando il livello di scarico supera l'aspirazione del liquido
Tali condizioni richiedono che la pompa generi una maggiore pressione, poiché oltre a garantire il flusso dell'acqua, è necessario creare un vuoto nel tubo di aspirazione e vincere la contropressione in uscita, che fa sì che una colonna d'acqua dalla pompa arrivi il livello di scarico. Comunque anche in questo caso l'unità funziona e fornisce un'erogazione notevole. Si può notare che all'aumentare della velocità di azionamento (trapano), aumenta anche il consumo.
Test 3: Mostra del dispositivo di una pompa peristaltica
Viene mostrata la posizione relativa dei componenti principali e delle parti della pompa peristaltica: alloggiamento, tubo flessibile e rotore con rulli. Vengono mostrati il loro rapporto dimensionale e l'interazione dei rulli con il tubo elastico. Viene dimostrato il momento in cui si cattura l'acqua, la si spinge attraverso il tubo e la si spinge nella parte di scarico.
È stata prestata attenzione all'installazione e al fissaggio dei rulli sul rotore e del rotore al fondo dall'esterno utilizzando un sistema di rondelle e dadi, nonché tubi flessibili al corpo. Viene mostrato come il guscio è disconnesso dal fondo.
Il processo di creazione di una pompa peristaltica con le tue mani
Il lavoro richiederà, oltre agli strumenti e ai materiali, alcune abilità nella gestione di entrambi.
Supporto logistico
L'elenco dei materiali di seguito non è obbligatorio; puoi improvvisare e arrangiarti con quello che hai. Ecco una delle opzioni:
- tortiera in metallo con profondità 75 mm e diametro 240 mm;
- rulli in poliuretano con un diametro di 50 mm - 4 pezzi;
- tubo in silicone (diametro: esterno – 20 mm, interno – 13 mm) lungo 1500 mm;
- un taglio di legno duro di dimensioni 100×100 mm e spessore di 40-50 mm;
- 2 rondelle con diametro di 25 mm e 13 mm;
- 2 dadi a T M6 (meglio se uno di questi è a bocchettone);
- bullone M6×75 mm;
- viti per legno 6×20 mm – 8 pezzi.
Ecco l'elenco completo degli strumenti (puoi cavartene con meno, sostituire alcune posizioni con altre con le stesse funzioni, ecc.):
- martello da banco;
- righello metallico complesso;
- trapano;
- set di trapani;
- Dremel (mini-trapano) con mola e disco da taglio;
- chiave a cricchetto (presa) 11 mm;
- chiave da 11 mm;
- trapano;
- quadrato e quadrato di inquadramento;
- sega circolare o sega a mano.
Preparazione della base quadrata per il fissaggio dei rulli
Questa è una delle fasi più critiche, quindi è necessario essere estremamente precisi e attenti.
La sequenza della fase è la seguente:
1. Posiziona un pezzo di legno quadrato nel corpo della futura pompa: una teglia, insieme ai rulli (raccordo).
2. Determinare la dimensione del blocco di legno per installare tutti e 4 i rulli. La metà del lato del quadrato corrisponderà a 52,4 mm.
3. Metti da parte 52,4 mm su ciascun lato del pezzo di legno e ritaglia un quadrato con un margine utilizzando una sega.
4. Dopo accurate misurazioni e adattamenti, determiniamo la lunghezza finale del lato del nostro quadrato: 94,5 mm.
5. Utilizzando un trapano, praticare un piccolo foro di diametro al centro del quadrato di legno.
6. Praticare il foro risultante alla dimensione richiesta.
7. Facciamo un foro in alto e in basso per i dadi a T.
8. Inserire saldamente i dadi a T in posizione. Questo può essere fatto avvitando e stringendo i normali dadi a T su di essi.
9. Svitare temporaneamente il bullone per facilitare il passaggio successivo.
Preparazione e installazione di rulli per un blocco quadrato
Una cosa da tenere a mente è che le rotelle che abbiamo scelto erano destinate all'uso sui carri merci, quindi non sono molto precise per svolgere la loro nuova funzione. Per ridurre al minimo gli errori nella loro fabbricazione, numeriamo i lati della squadra e dei rulli e li fissiamo anche alla base di legno in modo che gli assi dei rivetti di tutti i rulli siano all'esterno.
1. Per essere precisi, segna il lato anteriore su un blocco di legno.
2. Posiziona il blocco a faccia in su su una superficie orizzontale. Se è instabile a causa del dado a T, posizionarci sotto una delle rondelle grandi.
3. Posiziona ciascun video sui lati del blocco quadrato, rispettando la numerazione.
4. Segnare con una matita o un pennarello sui lati del blocco i centri dei fori nelle staffe dei rulli destinati al fissaggio con viti su una base di legno.
5. Utilizzando i segni, eseguiamo dei fori con una leggera angolazione in modo che le viti adiacenti non si tocchino. Per fare ciò, è sufficiente praticare ciascun foro per la vite pari verso l'alto e per quella dispari verso il basso. Il diametro della punta deve essere nettamente inferiore al diametro degli elementi di fissaggio.
6. Fissiamo ciascuna staffa del rullo al suo lato con viti, controllando ancora una volta che i fori sulla staffa e nel blocco di legno combacino perfettamente.
7. Dopo aver fissato tutte le staffe è necessario assicurarsi che la superficie laterale inferiore della staffa coincida con il piano del blocco di legno.
Trovare il centro del fondo della cassa e praticare un foro
1. Rimuovere il fondo della tortiera. Naturalmente dovrebbe essere rotondo e piatto.
2. Utilizzando una bussola metallica e altri dispositivi di misurazione, troviamo il centro geometrico del fondo rotondo e lo contrassegniamo con un pennarello o un nucleo.
3.Nel punto contrassegnato eseguiamo un foro con un trapano o un trapano, tenendo conto che il materiale del fondo è piuttosto sottile.
4. Levigare il foro risultante utilizzando un Dremel e accessori adeguati.
Installazione del rotore con rulli sull'alloggiamento
1. Inserire un bullone con un dado a T dall'alto nel foro centrale del blocco di legno. Installiamo una o due rondelle larghe e piccole tra il blocco e il fondo dell'alloggiamento.
2. Passare il bullone attraverso il fondo metallico dell'alloggiamento.
3. Installare una rondella grande e una piccola sull'estremità del bullone.
4. Stringere il primo dado in modo che prema solo sulla rondella grande. Ciò consentirà al bullone di ruotare liberamente. Avvolgiamo il secondo sul primo finché non si toccano. Quindi svitare il dado superiore tenendo fermo quello inferiore. Il risultato è una sorta di serratura che non interferisce con la rotazione del catenaccio, ma allo stesso tempo non gli consente di muoversi in direzione longitudinale. È meglio se il secondo dado è un dado a risvolto.
5. Ora il rotore con quattro rulli è installato nella posizione corretta.
Preparazione dei fori nell'alloggiamento per un tubo flessibile
Uno degli elementi principali di una pompa peristaltica, un tubo flessibile, deve avere un ingresso dentro e fuori l'alloggiamento.
1. Selezionare una posizione per i fori sul lato della custodia. Dovrebbero essere posizionati verso il basso nel piano in cui si trova il tubo nell'alloggiamento e in direzione radiale - nelle posizioni 10 e 2 (come sul quadrante di un orologio) rispetto alla serratura (12 sul quadrante di un orologio).
2. Nei punti designati, utilizzare un pennarello o un graffietto per disegnare un contorno rettangolare dei fori.
3. Utilizzando un Dremel e un disco adatto, ritagliare i fori in base ai segni, lasciando non tagliata solo la parte verticale più lontana dalla serratura.
4. Piegare leggermente le "lingue" verso l'esterno.
5. Levigare il contorno dei fori e delle "lingue".
6.Passiamo le estremità del tubo attraverso i fori realizzati.
7. Fissare il tubo alle "lingue" utilizzando fascette di plastica.
Regolazione e collaudo della pompa
In linea di principio, la nostra pompa peristaltica fatta in casa è pronta per l'uso.
1. Assicurarsi che il tubo flessibile si trovi lungo la parete laterale dell'alloggiamento e si avvolga attorno ai rulli.
2. Far scattare la serratura, assicurandosi che il fondo si inserisca nella scanalatura sulla parete laterale.
3. Giriamo manualmente il rotore più volte e scopriamo che tutte le parti interagenti della pompa funzionano come previsto.
Controllo della pompa in funzione
Per fare ciò, abbassare l'estremità di aspirazione del tubo flessibile, preriempito d'acqua, in un contenitore pieno d'acqua. Utilizzando l'adattatore appropriato, influenziamo il rotore attraverso il dado a T, dopo aver stabilito in precedenza il senso di rotazione richiesto, prima lentamente, quindi aumentando gradualmente la velocità.
Una pompa assemblata correttamente ed efficientemente inizierà ad aspirare l'acqua da un contenitore e a pomparla in un altro.
Miglioramento della pompa
Puoi sperimentare con la prima versione della pompa peristaltica. Ad esempio, utilizzare un motoriduttore elettrico come azionamento anziché un trapano.
Controlla in che modo il pompaggio del mosto caldo influirà sulle prestazioni e sull'affidabilità della pompa. È anche una buona idea provare a realizzare singole parti con materiali diversi.
In breve, la pompa peristaltica ti dà l’opportunità di essere creativo e apre nuove strade per migliorarla.
Articolo originale in inglese
