Zasada działania miniaturowych pomp próżniowych szczotkowanych na prąd stały

W nowoczesnym przemyśle i precyzyjnym oprzyrządowaniu miniaturowe pompy próżniowe ze szczotkowaniem prądu stałego, ze swoimi zaletami w postaci małych rozmiarów, szybkiej reakcji i kontrolowanych kosztów, stały się ważnymi elementami do kontroli cieczy i uzyskiwania próżni. Ich zasada działania opiera się na klasycznym napędzie elektromagnetycznym i mechanicznych mechanizmach komutacyjnych, zapewniających transport lub ssanie gazu poprzez wydajną konwersję energii elektrycznej i mechanicznej.

W strukturze rdzenia silnik składa się z biegunów stojana i twornika wirnika. Stojan zazwyczaj wykorzystuje magnesy trwałe do generowania stałego pola magnetycznego, podczas gdy wirnik zawiera wbudowane cewki uzwojenia. Kiedy do obwodu utworzonego przez szczotki i komutator podłączony jest zasilacz prądu stałego, prąd jest wprowadzany do uzwojeń wirnika poprzez szczotki. Przewody-przewodzące prąd działają na siłę ampera w polu magnetycznym stojana, generując moment obrotowy zgodnie z regułą-lewej ręki, powodując ciągły obrót wirnika. Podczas tego procesu komutator obraca się synchronicznie z wirnikiem, okresowo przełączając styk pomiędzy szczotkami a różnymi segmentami uzwojenia, aby zapewnić-regulację w czasie rzeczywistym kierunku prądu uzwojenia wirnika, utrzymanie stałego kierunku momentu obrotowego i utworzenie ciągłego ruchu obrotowego.

Mechaniczny element przekładni przekształca ruch obrotowy silnika w zmianę objętości w pompie. Typowe konstrukcje obejmują mechanizmy łączące-z kołami mimośrodowymi lub zespoły-krzywek i tłoków: element mimośrodowy na końcu wału wirnika napędza membranę lub tłok ruchem posuwisto-zwrotnym, powodując okresowe rozszerzanie i ściskanie objętości komory pompy. Kiedy komora pompy rozszerza się, ciśnienie wewnętrzne jest niższe niż ciśnienie zewnętrzne, zawór wlotowy otwiera się i gaz jest zasysany do komory; podczas sprężania wzrasta ciśnienie wewnętrzne, zawór wlotowy zamyka się, zawór wydechowy otwiera się, a gaz jest wypychany do wylotu. W cyklu „wlotu-sprężenia-wylotu” pompa w sposób ciągły wytwarza środowisko podciśnieniowe lub próżniowe.

Chociaż styk ślizgowy między szczotkami a komutatorem powoduje pewne zużycie, dzięki miniaturyzacji i zastosowaniu materiałów-odpornych na zużycie, pompy te mogą nadal zapewniać niezawodną pracę przy niskim obciążeniu i w warunkach przerywanych. Ich charakterystyka robocza jest odpowiednia do zastosowań wrażliwych na przestrzeń- i moc-, takich jak pobieranie próbek laboratoryjnych, sprzęt medyczny i przenośne przyrządy analityczne, zapewniając-ekonomiczne rozwiązanie do kontroli mikroprzepływów.