A DC szálcsiszolt miniatűr vákuumszivattyúk működési elve

A modern iparban és a precíziós műszerekben az egyenáramú szálcsiszolt miniatűr vákuumszivattyúk kis méretükkel, gyors reagálásukkal és szabályozható költségükkel a folyadékszabályozás és a vákuumgyűjtés fontos elemeivé váltak. Működési elvük a klasszikus elektromágneses hajtáson és mechanikus kommutációs mechanizmusokon alapul, amelyek az elektromos és mechanikai energia hatékony átalakításával érik el a gázszállítást vagy -szívást.

A magszerkezetben a motor állórész pólusokból és egy forgórész armatúrából áll. Az állórész általában állandó mágneseket használ rögzített mágneses mező létrehozására, míg a forgórész beágyazott tekercseket tartalmaz. Amikor egy egyenáramú tápegységet csatlakoztatunk a kefék és a kommutátor által alkotott áramkörhöz, a keféken keresztül áram kerül a rotor tekercsébe. Az áramot-hordozó vezetők az állórész mágneses mezőjében Ampererőt tapasztalnak, amely a bal-szabály szerint forgó nyomatékot generál, és a rotort folyamatos forgásra készteti. A folyamat során a kommutátor szinkronban forog a rotorral, időközönként váltva a kefék és a különböző tekercsszegmensek közötti érintkezést, hogy biztosítsa a forgórész tekercselési áramirányának valós idejű beállítását, az állandó nyomatékirány fenntartását és a folyamatos forgási mozgást.

A mechanikus erőátviteli alkatrész a motor forgó mozgását a szivattyú térfogatváltozásává alakítja. A gyakori szerkezetek közé tartoznak az excenteres kerék-összekötő mechanizmusok vagy a bütykös-dugattyús szerelvények: a forgórész tengely végén lévő excentrikus alkatrész oda-vissza mozgásban hajtja meg a membránt vagy a dugattyút, ami a szivattyúkamra térfogatának időszakonkénti kitágulását és összenyomódását okozza. Amikor a szivattyúkamra kitágul, a belső nyomás alacsonyabb, mint a külső nyomás, a bemeneti szelep kinyílik, és a gáz beszívódik a kamrába; a kompresszió során a belső nyomás megemelkedik, a bemeneti szelep bezárul, a kipufogószelep kinyílik, és a gáz a kimenethez kerül. Ezen a "beszívási-kompressziós-kipufogó" cikluson keresztül a szivattyú folyamatosan negatív nyomású vagy vákuumkörnyezetet bocsát ki.

Bár a kefék és a kommutátor közötti csúszó érintkezés némi kopást okoz, a miniatürizálásnak és a kopásálló -anyagok használatának köszönhetően, ezek a szivattyúk alacsony terhelés mellett és időszakos körülmények között is megbízhatóan működnek. Működési jellemzőik alkalmasak a tér-- és az energia-érzékeny alkalmazásokhoz, mint például a laboratóriumi mintavételhez, az orvosi berendezésekhez és a hordozható analitikai műszerekhez, költséghatékony megoldást biztosítva a mikrofluidikus szabályozáshoz.