لقد كنت في صناعة المضخات الصغيرة لفترة من الوقت، ويستمر سؤال واحد في الظهور: هل يجب أن أستخدم 12 فولت أو 24 فولت لجهازي؟ في بعض الأحيان يكون العميل قد أرسل بالفعل ورقة المواصفات، وتبدو جميع المعلمات جيدة-ما عدا أنها عالقة في الجهد الكهربي. الحقيقة هي أنه لا توجد إجابة عالمية. الاختيار بين12 فولت و 24 فولتلا يتعلق الأمر فقط بالمضخة نفسها. يتعلق الأمر بنظام الطاقة لديك، وميزانية الطاقة لديك، ومتطلبات الضوضاء، وكيفية استخدام المنتج النهائي فعليًا.
لدي مواصفات-مضخة تفريغ غازية صغيرة ذات ضغط عالٍ 12 فولت/24 فولت تيار مستمر هنا، لذا دعونا نستخدمها كمثال ونفصلها. تأتي هذه المضخة بإصدارات 6 فولت و12 فولت و24 فولت. التصنيف الحالي أقل من 2000 مللي أمبير، وأقل من 1500 مللي أمبير، وأقل من 1000 مللي أمبير، على التوالي. وقت النفخ أقل من 6 ثوانٍ-أي من 0 إلى 300 ملم زئبقي في خزان سعة 1500 سم مكعب. التسرب أقل من 10 ملم زئبق في الدقيقة. تدفق الهواء أكبر من 15 لتر/دقيقة. الضغط أكبر من 80 كيلو باسكال. الضوضاء أقل من 65 ديسيبل. العمر الافتراضي هو 1000 ساعة، ويستخدم محرك بدون فرش. هناك الكثير مخفيًا وراء هذه الأرقام، ومن الجدير إلقاء نظرة فاحصة عليها.
أولاً، كيف تعمل مضخة الحجاب الحاجز فعليًا؟
يسمع الكثير من الناس عبارة "المضخة الفراغية" ويفترضون أنها يمكنها سحب الفراغ فقط. لكن يمكن لمضخة الحجاب الحاجز أن تقوم بكل من-سحب الفراغ وإنشاء ضغط إيجابي. القلب عبارة عن غشاء مرن يحركه محرك بحركة خلفية -و-للأمام. عندما يسحب الحجاب الحاجز للخلف، تتوسع حجرة المضخة ويتم سحب الغاز إلى الداخل. وعندما يندفع للأمام، تتقلص الحجرة ويتم دفع الغاز للخارج. قم بتوصيل المدخل والمخرج بخطوط مختلفة، وستحصل على إما فراغ أو ضغط.
جمال هذا التصميم هو أن الغاز لا يلمس المحرك أو المحامل أبدًا. إنه يتصل فقط بغرفة المضخة والصمامات. وهذا يعني عمرًا أطول وصيانة أسهل. أضف محركًا بدون فرش، وستكون 1000 ساعة أمرًا مثيرًا للإعجاب بالنسبة لمضخة صغيرة. تحتاج المحركات المصقولة عادةً إلى استبدال الفرشاة بعد بضع مئات من الساعات. لا تعاني المحركات بدون فرش من هذه المشكلة، مما يجعلها مثالية للأجهزة التي تعمل بشكل متقطع أو التي تبدأ وتتوقف بشكل متكرر.
إذن ما هو الفرق الحقيقي بين 6V،12 فولت، و24 فولت?
ابدأ بالتيار. الإصدار 6V يسحب أقل من 2000 مللي أمبير. الإصدار 12 فولت يسحب أقل من 1500 مللي أمبير. الإصدار 24 فولت يسحب أقل من 1000 مللي أمبير. يبسط الكثير من الأشخاص هذا الأمر إلى أن "الجهد العالي يعني المزيد من الكفاءة"، وهذا صحيح-ولكن ليس القصة بأكملها. القدرة تساوي الجهد مضروبا في التيار. إذا كانت جميع الإصدارات الثلاثة توفر نفس طاقة الخرج تقريبًا، فإن إصدار 24 فولت يسحب بشكل طبيعي أقل تيار. لماذا يهم انخفاض التيار؟ فقدان أقل للخط، وحرارة أقل، وضغط أقل على مصدر الطاقة ودائرة القيادة. إذا كان جهازك يعمل ببطارية ليثيوم 12 فولت، فإن إصدار 12 فولت هو الخيار الأكثر مباشرة-لا حاجة إلى وحدة تعزيز أو ربح. إذا كنت تستخدم مصدر طاقة صناعي 24 فولت أو ناقل 24 فولت داخل جهاز طبي، فإن إصدار 24 فولت يكون أكثر منطقية. تيار أقل وكفاءة إجمالية أعلى وحرارة أقل.
ولكن هناك مفهوم خاطئ شائع: يعتقد بعض الناس أن مضخة 24 فولت يجب أن تكون أقوى من مضخة 12 فولت. في الواقع، تتمتع جميع الإصدارات الثلاثة من هذه المضخة بتدفق هواء أكبر من 15 لترًا في الدقيقة، وضغطًا أكبر من 80 كيلو باسكال، ونفس وقت النفخ ومواصفات التسرب. وبعبارة أخرى، فإن أدائهم الأساسي على نفس المستوى. الفرق بشكل رئيسي في الخصائص الكهربائية. يعتمد الخيار الذي تختاره على نظام الطاقة لديك، وليس على مقدار "القوة" التي تمتلكها المضخة.
الإصدار 6V خاص بعض الشيء. تيارها هو الأعلى، مما يعني أنه بنفس الطاقة، تحتاج البطارية إلى معدل تفريغ أعلى. إذا كنت تستخدم بطارية ذات سعة-صغيرة، فقد يستنزف الإصدار 6 فولت البطارية بسرعة أو حتى يتسبب في ارتفاع درجة الحرارة. لذلك يتم استخدام 6 فولت عادةً في-الأجهزة المحمولة ذات الطاقة المنخفضة والقصيرة-المدة-مثل بعض أجهزة قياس ضغط الدم المحمولة أو أجهزة التجميل الصغيرة. ولكن إذا كنت تهتم بعمر البطارية واستقرارها، فإن 12 فولت أو 24 فولت هو الرهان الأكثر أمانًا.
إصدار 12 فولت: الأكثر تنوعًا، مثالي لمعظم الأجهزة المحمولة وأجهزة السيارات
12 فولت هو الجهد الأكثر شيوعًا للمضخات الصغيرة. لماذا؟ نظرًا لأن ولاعات السجائر في السيارة تعمل بجهد 12 فولت، فإن العديد من حزم بطاريات الليثيوم تعمل بجهد 12 فولت، والمحولات موجودة في كل مكان. لا داعي للقلق بشأن تصميم مصدر الطاقة. تسحب هذه المضخة بجهد 12 فولت أقل من 1500 مللي أمبير، لذا تبلغ طاقة الحمل الكاملة-حوالي 18 وات. بالنسبة لأجهزة السيارات أو المعدات الطبية المحمولة، فهذا أمر مقبول تمامًا.
لقد رأيت الكثير من العملاء الذين يعملون على أنظمة تدليك مقاعد السيارة. لقد أرادوا في البداية استخدام 24 فولت لأنهم اعتقدوا أن الانتقال من مضخة السيارة 12 فولت إلى مضخة 24 فولت سيوفر المزيد من الطاقة. ولكن هذا غير ضروري. إن الضغط والتدفق اللازمين للأكياس الهوائية لتدليك المقعد يقعان ضمن ما يمكن أن يقدمه الإصدار 12 فولت. ومن خلال البقاء عند 12 فولت، فإنك تتخطى وحدة التعزيز-بتكلفة أقل ومعدل فشل أقل. خذ مراتب هوائية للسيارة كمثال آخر. يتم توصيل مضخة 12 فولت مباشرة بولاعة السجائر. سهل.
على الجانب الطبي، غالبًا ما تعمل شفاطات الضغط السلبي المحمولة وأجهزة قياس ضغط الدم الإلكترونية والمراتب الهوائية المضادة لقرحة الفراش بجهد 12 فولت. إنه جهد آمن دون التعرض لخطر الصدمات الكهربائية، كما أن طاقة البطارية مريحة. يعد معدل تسرب هذه المضخة الذي يقل عن 10 ملم زئبقي/دقيقة مهمًا بشكل خاص لأجهزة مراقبة ضغط الدم. بعد النفخ إلى 300 ملم زئبق، تحتاج الشاشة إلى الاستمرار في الضغط لبضع ثوان. إذا كان التسرب سريعًا جدًا، فلن تكون القراءة دقيقة. معدل التسرب 10mmHg/min يعني الاحتفاظ الجيد بالضغط، والذي يلبي متطلبات الدقة للأجهزة الطبية.
إصدار 24 فولت: الخيار الأفضل للمعدات الصناعية والطبية والعالية-.
يعد جهد 24 فولت شائعًا جدًا في التشغيل الآلي الصناعي-والأجهزة الطبية المتطورة. تعمل أنظمة PLC، وأجهزة الاستشعار، وصمامات الملف اللولبي-كثيرًا على 24 فولت. إذا كان جهازك يحتوي بالفعل على مصدر 24 فولت، فإن اختيار مضخة 24 فولت هو أبسط مسار. التيار أقل من 1000 مللي أمبير، لذلك يبلغ استهلاك الطاقة حوالي 24 وات. على الرغم من أن الجهد الكهربي أعلى، إلا أن التيار أقل، لذلك يمكن أن تكون الكابلات أرق وتنخفض الحرارة.
أتذكر أحد العملاء الذي صنع أكواب الشفط الفراغي. تم استخدام معداتهم في انتقاء ثنائي الفينيل متعدد الكلور وكانت بحاجة إلى استجابة سريعة واحتفاظ ثابت بالفراغ. لقد بدأوا بمضخة 12 فولت ووجدوا أنه بعد التشغيل المستمر، أصبح جسم المضخة ساخنًا قليلاً. لقد تحولوا إلى إصدار 24 فولت، وفي ظل نفس الظروف، انخفضت درجة الحرارة بشكل ملحوظ. نظرًا لأن التيار كان أقل، فقد تم تقليل الخسائر في المحرك ودائرة القيادة. تبلغ تكلفة المضخة نفسها تقريبًا نفس التكلفة، ولكن الاستقرار على المدى الطويل-تحسن، كما انخفضت مشكلات ما بعد البيع-.
يتمتع الإصدار 24 فولت أيضًا بميزة التحكم في الضوضاء. يقل مستوى الضوضاء عن 65 ديسيبل، ويتم قياسه عند 30 سم. 65 ديسيبل وهو تقريبًا حجم المحادثة العادية. بالنسبة لبيئات المنزل أو المكتب، فهذا مقبول. ولكن إذا قمت بتركيب المضخة داخل جهاز مزود بتخميد الاهتزاز وعزل الصوت، فإن الضوضاء الفعلية ستكون أقل. نظرًا لأن الإصدار 24 فولت يستهلك تيارًا أقل، فإن المحرك يعمل بسلاسة أكبر ويكون الاهتزاز أقل نسبيًا، مما يساعد في تقليل الضوضاء.
ماذا يعني وقت التضخم أقل من 6 ثوان حقا؟
هذه المواصفات واضحة ومباشرة: في خزان سعة 1500CC، من 0 إلى 300 مم زئبق في أقل من 6 ثوانٍ. 1500CC تقريبًا بحجم قبضة شخص بالغ. 300مم زئبقي يساوي 0.4 ضغط جوي تقريبًا، أو حوالي 40 كيلو باسكال. سرعة التضخم هذه سريعة بالنسبة للمضخة الصغيرة. عادةً ما ينتفخ جهاز قياس ضغط الدم الإلكتروني إلى حوالي 180 ملم زئبق خلال ثانيتين أو ثلاث ثوانٍ فقط. ومن ثم فإن هذه المضخة ستمنح المستخدم تجربة رائعة-بدون انتظار طويل.
لكن ضع في اعتبارك أن وقت النفخ يعتمد على حجم الخزان ومقاومة الخط. 1500CC هو شرط الاختبار. في المنتج الحقيقي، يؤثر حجم كيس الهواء وطول الخرطوم وختم التركيب على سرعة النفخ. لذلك عند الاختيار، لا تنظر فقط إلى هذا الرقم. اترك بعض الهامش.
ما أهمية التسرب الذي يقل عن 10 ملم زئبق/الدقيقة؟
معدل التسرب هو معلمة يتجاهلها العديد من العملاء. يشير إلى مقدار انخفاض الضغط في الدقيقة في خزان سعة 1500 سم مكعب عند 300 ملم زئبقي. أقل من 10 مم زئبقي/دقيقة يعني أن الصمامات والأختام مصنوعة بشكل جيد. بالنسبة للأجهزة التي تحتاج إلى الاحتفاظ بأجهزة قياس ضغط الدم- وأجهزة علاج الجروح بالضغط السلبي وأوعية تخزين الطعام المفرغة-تحدد هذه المواصفات بشكل مباشر ما إذا كان المنتج يعمل أم لا.
لقد عملت ذات مرة مع أحد العملاء في صنع حاويات تخزين الطعام المفرغة من الهواء. اختاروا في البداية مضخة أرخص بمعدل تسرب يبلغ حوالي 30 ملم زئبقي/دقيقة. بعد التنظيف بالمكنسة الكهربائية، فقدت الحاوية ختمها في غضون نصف ساعة، وفسد الطعام بنفس السرعة. لقد تحولوا إلى هذه المضخة مع تسرب أقل من 10 مم زئبقي/دقيقة، وتحسنت عملية الحفظ بشكل ملحوظ. لذلك لا تقلل من هذا الرقم. إنه يعكس مادة الصمام، ودقة الختم، وجودة التجميع.
تدفق الهواء والضغط: هل يكفي 15 لتر/دقيقة و80 كيلو باسكال؟
تدفق الهواء أكبر من 15 لتر/دقيقة، والضغط أكبر من 80 كيلو باسكال. ينبغي النظر إلى هذين الرقمين معًا. التدفق العالي يعني التضخم السريع. الضغط العالي يعني أنه يمكنه التغلب على المزيد من المقاومة . 80كيلو باسكال والتي تبلغ حوالي 0.8 بار، وهي نسبة عالية بالنسبة لمضخة صغيرة. تصل العديد من المضخات الصغيرة إلى 30-50 كيلو باسكال فقط. هذا الذي يتجاوز 80kPa يعني أن قوة المحرك وتصميم الحجاب الحاجز قويان نسبيًا.
تشمل التطبيقات المناسبة أكواب الشفط الفراغي، والقابضون الهوائيون، وأجهزة مراقبة ضغط الدم، وأكياس الهواء للتدليك، ومراتب الهواء، والتعبئة الفراغية. ولكن إذا كنت بحاجة إلى تدفق أعلى-على سبيل المثال، بالنسبة لآلة تعبئة الفراغ الصناعية، فقد لا يكون 15 لترًا في الدقيقة كافيًا. سوف تحتاج إلى مضخة أكبر. لذلك قم دائمًا بمطابقة المضخة مع متطلباتك الفعلية. لا تطارد أرقامًا أكبر فحسب.
الضوضاء والعمر: مزايا المحرك بدون فرش
الضوضاء أقل من 65 ديسيبل عند 30 سم. هذا ليس مزعجًا للاستخدام المنزلي. ولكن إذا كنت تقوم ببناء جهاز لمراقبة النوم، فقد تحتاج إلى عزل إضافي للصوت. تعد المحركات بدون فرش أكثر هدوءًا بطبيعتها من المحركات ذات الفرشاة لأنه لا يوجد احتكاك بالفرشاة. كما أنها أكثر كفاءة، وتولد حرارة أقل، وتدوم لفترة أطول. 1000 من الساعات وهي عمر التشغيل المستمر. مع التشغيل المتقطع، عمر الخدمة الفعلي سيكون أطول.
بيئة العمل: 0-50 درجة، 75% رطوبة نسبية. وهذا يعني أنه يمكن أن يعمل بشكل طبيعي في معظم البيئات الداخلية وبيئات السيارات. ولكن إذا كنت تستخدمه في مكان حار ورطب-مثل جهاز مطبخ أو معدات خارجية-فانتبه إلى تبديد الحرارة والحماية من الرطوبة.
كيفية الاختيار: مسار قرار بسيط
إذا كنت لا تزال على الحياد، فاتبع هذا المنطق:
أولاً، انظر إلى مصدر الطاقة لديك. إذا كان لديك بطارية 12 فولت أو ولاعة سجائر للسيارة، فاختر 12 فولت. إذا كان لديك مصدر صناعي بجهد 24 فولت أو ناقل 24 فولت داخل جهاز طبي، فاختر 24 فولت. إذا كان لديك بطارية 6 فولت فقط وكان الجهاز صغيرًا جدًا، فاختر 6 فولت.
ثانيا، انظر إلى ميزانية الطاقة الخاصة بك. بالنسبة للأجهزة التي تعمل بالبطارية-، يفضل 12 فولت أو 24 فولت لأن التيار المنخفض يضع ضغطًا أقل على البطارية. إذا كانت سعة البطارية صغيرة جدًا، فقد يكون 24 فولت أفضل، ولكنك ستحتاج إلى وحدة تعزيز-لذا عليك أن تزن التكلفة والمساحة.
ثالثا، انظر إلى التطبيق. الأجهزة الطبية والمحمولة وأجهزة السيارات: 12 فولت هو الأكثر تنوعًا. التشغيل الآلي الصناعي،-والطب المتقدم، والتطبيقات التي تحتاج إلى حرارة منخفضة وعمر طويل: 24 فولت هو الأفضل. 6V يناسب سيناريوهات الطاقة-المنخفضة، والقصيرة-.
رابعا، انظر إلى التكلفة وسلسلة التوريد. عادةً ما يكون للإصدار 12 فولت أعلى حجم شحنة، لذا قد يكون السعر أكثر تنافسية. قد يكون للإصدار 24 فولت فترات زمنية أطول قليلاً ولكنه يوفر أداءً أكثر استقرارًا.
التعليمات
س: هل يمكنني تشغيل مضخة 12 فولت على مصدر طاقة 24 فولت؟
ج: قطعا لا. مضاعفة الجهد سوف يحرق المحرك. تطابق دائما مع الجهد المقنن.
س: كم من الوقت يمكن لهذه المضخة أن تعمل بشكل مستمر؟
ج: تم تصنيف المحرك بدون فرش لمدة 1000 ساعة، ولكن التشغيل المستمر يولد الحرارة. اختبره في ظل ظروفك الفعلية. إذا كان يعمل بشكل مستمر، إضافة تبديد الحرارة.
س: هل يمكن سحب الفراغ وخلق ضغط إيجابي في نفس الوقت؟
ج: نعم. مضخات الحجاب الحاجز هي بطبيعتها ثنائية الاتجاه. فقط قم بتوصيل المدخل والمخرج بشكل صحيح. لكن تأكد من قدرة الأنابيب والصمامات على تحمل الضغط.
س: هل يمكن تقليل الضوضاء بشكل أكبر؟
ج: نعم. استخدم أنابيب مرنة، أو أضف مخمدات الاهتزاز، أو قم بتركيب كاتم للصوت، أو قم بتركيب المضخة داخل رغوة عازلة للصوت. يمكنك حلاقة بضعة ديسيبل. فقط لا تمنع تبديد الحرارة.
س: كم من الوقت سيبقى معدل التسرب مستقرا؟
ج: يعتمد ذلك على البيئة وتكرار الاستخدام. في ظل الاستخدام العادي، تتآكل الصمامات والأختام بمرور الوقت، وقد يزداد التسرب تدريجيًا. يوصى بإجراء اختبار منتظم.
بعض الأفكار النهائية
إن الاختيار بين 12 فولت و24 فولت يتعلق حقًا باختيار نظام الطاقة الخاص بك. أداء المضخة-متسق عند 6 فولت، أو 12 فولت، أو 24 فولت-. ما تحتاج حقًا إلى الاهتمام به هو كيفية تشغيل جهازك، وميزانية الطاقة لديك، ومدى صرامة متطلبات الضوضاء والعمر. بمجرد الإجابة على هذه الأسئلة، يصبح القرار واضحا.
إذا كنت لا تزال غير متأكد، فأرسل جهد جهازك والحد الحالي والتدفق والضغط المطلوب وبيئة التشغيل. سنساعدك على اختيار النموذج المناسب. بعد كل شيء، بمجرد أن يكون الجهد صحيحًا، كل شيء آخر يقع في مكانه الصحيح.