Перистальтический насос на 3D принтере
Disclaimer (письменный отказ от ответственности)
Помните, что данный проект — это самодельное устройство. Я делал его для себя. Его надежность, ресурс и безопасность достоверно не подтверждены. Все, что вы делаете — вы делаете на свой страх и риск. Я не несу никакой ответственности ни за какие последствия правильного и неправильного использования этого устройства. Не надо приходить ко мне, когда 100 литров браги разольются по полу, если вы оставили оборудование без присмотра. Проверяйте и тестируйте все очень ответственно!
С чего все началось
Приобрел я себе НБК, а пока мне ее варили, я решил, что надо бы на коленке по-быстрому сварганить насос, потому-что что-то готовое из Китая не успело бы приехать, а на родине цены так себе. Полистал Thingiverse, там много подобных проектов, но все они либо под недоступные шланги, либо с малой производительностью, т.к. качать надо было 20-30 литров. В итоге появился этот проект, полностью открытый, все 3д модели и прошивка для драйвера опубликованы на GitHub и Thingiverse.
Производительность
Первые версии использовали китайские тонкостенные шланги. Последняя версия головки с пружинным поджимом нормально работает с нашими шлангами. На данный момент я использую шланг 9*6мм, со стенкой 1,5мм. Используя шаговый драйвер TB6560, мне удалось разогнать двигатель 17HS4401S до 1000 RMP. Насос набирал 3х литровую банку за 1,5 минуты (
120-130 л/час). С драйвером A4988 максимальная скорость в районе 450-500 RPM . Для себя я ограничил обороты на 450 RPM, а ток двигателя снизил до 1А. В итоге качает 65л/час и практически не греется ни драйвер, ни двигатель.
Тестирование:
«Ресурсные испытания» проводил 3ое суток: первые на скорости — 50л/ч, вторые — 60л/ч, третьи — 65л/ч. Ничего не развалилось и не сгорело. Достоверно шланг 9/6мм без повреждения отработал 60 часов, за которые перекачал около 3.5 тонн воды. Это минимальная оценка, т.к. когда точно течь ночью появилась, сказать не могу.
Update 1: За это время накопилось много отзывов, мне достоверно известно, что некоторые насосы отходили по 10-15 тонн. Ресурс шланга 1.5-2.5м3, но можно заправить сразу длинный шланг из бочки в колонку и периодически (раз в 500-1000л) сдвигать его в сторону. Так отрезка шланга 1м длиной может на 20-30 тонн хватить.
Update 2: Провел испытания кипятком [сообщение #13745137] . Если головка напечатана из АБС, то предварительное заключение — кипяток можно. Долгосрочные испытания покажут как оно на самом деле. Но для внутреннего спокойствия, я бы выше 90-95гр не качал бы. 🙂
3Д печать (обновлено 2018-12-23) Напечатать надо 7 деталей: статор, упор для шланга, крышка статора, ротор, крышка ротора, 2 фиксатора для шланга, (опционально) 2 фитинга для шланга. Для печати лучше использовать термостойкий пластик, PLA ведет при нагреве мотора. Головку v3 я печатал ABS пластиком. Заливка ротора 100%, статора 30-50%. По результатам обсуждения в теме добавил версию ротора с направляющими для шланга. Но они царапают шланг, поэтому надо их зашкурить и загладить растворителем (проще всего с АБС, он легко шкурится и растворяется ацетоном).
Корпус рассчитан на печать соплом 0,4мм с extruction width 0.43-0.46мм, для этого боковые стенки сделаны немного шире, чем наклонные.
Печатные платы (добавлено 2018-12-23) Развел печатки в DipTrace под Arduino pro mini & A4988. Исходники и pdf-ка под ЛУТ прицеплены ниже. Выглядит так:
Pbc01. Перистальтический насос на 3D принтере. Сделай сам. 
Pbc03. Перистальтический насос на 3D принтере. Сделай сам. 
Pbc02. Перистальтический насос на 3D принтере. Сделай сам.
Комплектующие (обновлено 23.02.2020) Ссылки на комплектующие на 23.02.2020 были рабочие. Если ссылки не работают, ищите похожие с хорошими отзывами.
| Наименование | Кол-во | Ссылка |
| Nema17 | 1 | https://aliexpress.ru/item/32376023464.html |
| Pro Mini | 1 | https://aliexpress.ru/item/33051711057.html |
| A4899 | 1 | https://aliexpress.ru/item/4000327048447.html |
| dc-dc | 1 | https://aliexpress.ru/item/32261885063.html |
| Ножки | 4 | https://aliexpress.ru/item/32844587782.html |
| Пружины | 2 | https://aliexpress.ru/item/2053018943.html |
| Подшипники | 9 | https://aliexpress.ru/item/32801386435.html |
| LCD | 1 | https://aliexpress.ru/item/32836972320.html |
| Encoder | 1 | https://aliexpress.ru/item/32474584136.html |
| GX-12 4pin | 1 | https://aliexpress.ru/item/32866844138.html |
| GX-12 2pin | 1 | https://aliexpress.ru/item/32866844138.html |
| Jack питания | 1 | https://aliexpress.ru/item/32883658107.html |
| Датчик капель | 1 | https://aliexpress.ru/item/1835773801.html |
| Блок питания | 1 | https://aliexpress.ru/item/1000001113368.html |
Отдельно понадобятся радиодетали, список когда-нибудь тоже приложу. 
Перистальтический насос на 3D принтере. Сделай сам.
Список комплектующих от lis25 [сообщение #13741317]
Функции, реализованные в прошивке На данный момент насос умеет v2.3+:
1. Регулировать RPM
2. Регулировать поток в л/час или мл/мин
3. Качать заданное количество жидкости
4. Калибровка
5. Плавный старт/стоп
6. С датчиком влажности обнаруживать повреждение шланга
7. Поддерживает внешнее управление ШИМ или аналоговым сигналом
Режимы переключаются кликом, double click это быстрый старт/стоп. Удержание — вход в режим калибровки История версий v1 Первая версия головки, без пружин и корпуса
v2 Первая версия головки в пружинным поджимом шланга
v3 Рабочий вариант головки под шланг 9*6мм + 1ая версия корпуса
v4 Основание у головки сделал потолще. У корпуса сделал защелки для нижней панельки и резиновые ножки
Небольшой FAQ
NB! Последние версии файлов опубликованы на GitHub!
NB! Удобная плата «все в одном» под последние версии скетча с внешним управлением. Лучше делать её!
Варианты изготовления и отзывы
- Насос без 3Д принтера от бычёк
- Вариант с Nema23 + YZ1515 от nic2015
Альтернативные разработки (здесь буду собирать ссылки на разработки наших коллег по форуму и другие проверенные модели)
- Вариант насоса от golem73
Источник
Устанавливаем перистальтический насос своими руками
Сделать насос перистальтический своими руками не так просто
В системах бытового водоснабжения используются преимущественно классические центробежные, вибрационные, винтовые насосы, способные обеспечивать хороший напор и поднимать воду с большой глубины. А вот для её обеззараживания путем добавления в воду определенного количества реагентов часто используют насос перистальтический дозирующий.
Он имеет и другие сферы применения и очень востребован в пищевой, химической, фармацевтической и других отраслях промышленности. Подробнее о его устройстве, принципе действия и характеристиках вы узнаете из этой статьи.
Описание устройства
Уже само название агрегата дает понять, что действует он по тому же принципу, что и известный орган пищеварительной системы человека и животных – кишечник.
Как работает насос
Принцип работы перистальтического насоса основан на проталкивании жидкости по гибкой трубке вращающимися роликами. Они прижимают трубку к корпусу, перекрывая её отток назад, и прокатываются по ней до выходного патрубка, через который жидкость покидает устройство.
Принцип действия понятен из рисунка
За роликами тем временем создается разрежение, так как шланг для перистальтического насоса моментально возвращает исходную форму и в него поступает новая порция жидкости.
Устройство насоса
Рабочий шланг размещен в корпусе С-образной формы вдоль его окружности. В центре закреплен вращающийся ротор с роликами, количество которых варьируется от 2 до 8. больше в рабочей зоне насоса нет никаких узлов, жидкость контактирует только со стенками гибкой трубки, никак не воздействуя на механизм.
Фото рабочей камеры
В то же время, из-за отсутствия контакта с деталями насоса, она сохраняет свой состав неизменным, что является обязательным требованием во многих сферах применения подобных устройств.
Типы перистальтических насосов
По исполнению устройства подразделяются на два типа:
- Моноблочные, в которых все рабочие узлы и элементы управления заключены в один корпус;
- Модульные, состоящие из нескольких соединенных друг с другом частей.
Мотор и контроллер выполнены в виде отдельных модулей
Также разные модели могут отличаться и другими характеристиками, к которым относятся:
- Количество прижимных роликов, воздействующих на шланг для насоса перистальтического. Чем больше роликов, тем равномернее происходит перекачивание жидкости.
- Производительность, которая зависит от мощности двигателя, диаметра и упругости трубки, частоты воздействия на неё роликов и прочих факторов, которые принимаются в расчет перистальтического насоса;
- Ориентация входного и выводящего патрубков и т.д.
Для справки. Все данные каждой модели отражены в специальной маркировке. Например НП 50-4/60-NR-У2 означает, что это насос перистальтический с диаметром рабочего шланга 50 мм, мощностью редуктора 4 кВт, количеством оборотов рабочего колеса 60 об/мин. NR – тип рабочего шланга, У2 – климатическое исполнение.
Цена устройства зависит от производительности и оснащенности дополнительными устройствами, облегчающими управление насосом, его обслуживание и эксплуатацию.
К ним относятся:
- Шланги для подключения патрубков;
- Автоматический блок управления;
- Регулятор скорости вращения ротора;
- Устройство для компенсации пульсации (неравномерной и прерывистой подачи жидкости).
Области применения
Устройство и особенности работы таких насосов с одной стороны ограничивают, а с другой расширяют область их применения. Так как они обладают невысоким напором, то их использование для организации водоснабжения из скважины или колодца нецелесообразно. А ограничения по температуре перекачиваемой среды не позволяют применять их и в системах отопления.
Зато отсутствие контакта жидкости с механизмами открывает другие возможности использования этих устройств:
- Насосы перистальтические пищевые довольно востребованы в производстве продуктов питания и напитков;
Использование в пищевой промышленности
- Они применяются в фармацевтике и медицине для перекачки различных растворов, которые не должны соприкасаться с материалами, с которыми могут вступить в контакт;
- С их помощью транспортируют различные агрессивные химические жидкости;
- В строительстве они используются для подачи абразивных штукатурных растворов к месту работы;
- Они незаменимы и в промышленном производстве для сбора и перекачки загрязняющих веществ;
- Перистальтический насос может перекачивать взрывоопасные и легковоспламеняющиеся жидкости, так как в нем отсутствуют трущиеся друг о друга и нагревающиеся при этом части, контактирующие с опасной средой.
Обратите внимание. В большинстве случаев насос перистальтический – дозирующий агрегат, так как он подает перекачиваемые вещества порциями, объем которых зависит от диаметра рабочей трубки и её длины между прижимными роликами. Отрегулировав количество оборотов в единицу времени, можно настроить агрегат на выдачу определенной дозы жидкости.
В системах бытового водоснабжения он тоже может применяться в качестве дозатора для химических реагентов, обеззараживающих воду. Подключить его своими руками не составит труда: нужно просто подсоединить шланги к входящему и выходящему патрубкам и включить насос в сеть.
К его достоинствам помимо уже озвученных можно отнести и способность перекачивать вещества, склонные к кристаллизации, и способность работать «всухую» без риска поломки. Единственный подверженный износу элемент – это гибкий шланг, но его легко заменить в бытовых условиях без привлечения мастеров.
Как сделать перистальтический насос
Чтобы собрать перистальтические насосы своими руками, вам потребуются:
- Корпус с круглой рабочей камерой;
- Гибкий и эластичный шланг из силикона, биопрена или неопрена;
Обратите внимание. Производительность насоса будет зависеть от внутреннего диаметра шланга. Если она важна, заранее произведите расчеты.
- Ролики, закрепленные на валу;
- Электродвигатель.
Инструкция по сборке проста: в центре корпуса сверлится отверстие для вала, по окружности рабочей камеры вокруг роликов укладывается шланг. Один его конец опускается в емкость с перекачиваемой жидкостью, второй протягивается к месту подачи.
Самодельный перистальтический насос в деревянном корпусе
Заключение
Стоят такие насосы довольно дорого, поэтому их самостоятельное изготовление вполне оправдано. Другое дело, что в быту они применяются нечасто. Вы можете посмотреть видео в этой статье, чтобы лучше понять принцип действия и устройство перистальтического насоса.
Источник
