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
Самодельный перистальтический насос: 2 варианта
Перистальтический насос DIY
Откуда взялась идея?
Идея родилась, когда я прочитал комментарии к проекту под названием «Робот разливает напитки», в котором автор писал, что он не хотел использовать насос, чтобы избежать контакта с алкоголем со своими элементами. В этот момент я понял, что знаю типы насосов, в которых перекачиваемая среда не имеет контакта с механизмом, ее количество можно легко контролировать, а конструкция не сложна. Я решил попробовать свои силы при разработке печатного перистальтического насоса.
Как это работает?
При большом упрощении принцип работы такого насоса можно сравнить с экструзией зубной пасты из трубки. Мы сжимаем кусок трубки, в котором находится жидкость, а затем перемещаем (выдавливаем) ее к выпускному отверстию, и готово. В насосе часть гибкого шланга действует как трубка, а шланг сжимается между роликами и внутренней частью корпуса. Для того, чтобы происходило непрерывно в повторяющихся циклах, ролики двигаются по кругу.
Необходимые материалы
- элементы, напечатанные из приложения;
- шаговой двигатель (как в принтерах);
- 5 шт. винтов 5x20mm;
- 5 шт. подшипников 625 (5×16 мм) (также в шаговых двигателях);
- 4 шт. винты m3x6mm;
- 4 шт. винтов m3x30;
- 1 шт. винт без головки м3 с длиной около 6 мм (для трехручной версии может быть стандартный винт около 8-12 мм в порядке);
- 5 штук квадратные колпачки м3;
- гибкий шланг с внешним диаметром 8 мм (или меньше с помощью адаптера);
- электроника для управления двигателем.
При желании они будут полезны.
- изоляционная лента
- шприц «инсулинувка» или другую трубку с внешним диаметром 7-8 мм (таким образом, чтобы она плотно входила в шланг)
- обратный клапан “аквариум”
- беспроводный
- 5 мм сверло
- 3,2 мм сверло
- 5 мм (хотя достаточно затянуть винт в отверстие)
- нож / ножницы
Мы собираем все детали перистальтического насоса
Как только мы собрали все элементы, я предлагаю начать с калибровки отверстий в печатных элементах. Фрезерные отверстия для винтов m3 обычно сверлятся с помощью сверла диаметром 3,2 мм. Я рекомендую тщательно сверлить отверстие для вала двигателя в роторе и проверить, подходит ли оно время от времени. Некоторые отверстия в роторе должны быть резьбовыми для винтов m5, ниже – графическое изображение.
Розетки от гаек в корпусе не имеют полного прохода, это не ошибка. Очень тонкая стенка служит опорой для строительства дополнительной части отверстия, в то время как ее удаление не является проблемой.
Когда у нас все готовые отверстия, мы начнем сборку.
Вверните двигатель на корпус с помощью четырех винтов m3x6, а затем возьмите ротор.
При сборке ротора сначала должны быть размещены подшипники внутри роликов. Отверстия находятся в контакте, поэтому стоит немного смягчить (нагревать) пластик перед сборкой или масштабировать модель, чтобы они вдавили. Я нажал их парами, повернув винт m5, как показано на рисунке ниже.
Вставьте гайку в прямоугольное отверстие в роторе, в которое навинчивается установочный винт.
Все элементы ротора выглядят так, но его пока не нужно поворачивать.
Перед поворотом все установлено на валу, оставляя около 1 мм пространства между корпусом и нижней частью ротора. а затем закрепите, завинтив болт через центральное отверстие в боковой части корпуса.
Теперь мы можем установить ролики и вытащить гибкий шланг через отверстия в корпусе. Концы шланга, выходящего из насоса, хорошо защищены от скольжения. Я сделал это, вставив в них кусок трубки диаметром около 8 мм. Я использовал шприц для инсулинового шприца для донора трубки:
И мы готовы к первым испытаниям. Если насос вращается, но не работает, вам необходимо немного калибровать внутреннюю часть корпуса. Для этой цели я использовал изоляционную ленту, около 6 полосок друг на друга, я приклеился к внутренней части корпуса на «беговых дорожках». Когда толщина была достаточной, я обрезал ленту поровну с корпусом. Это выглядело так:
Осталось только завинтить крышку корпуса и насладиться самонастраивающимся насосом. 
Работа насоса.
Насос был для меня проектом сам по себе, а не частью чего-то большего. Поэтому нет специализированной электроники. Для тестирования я подключил его к драйверу 3D-принтера, снабженному шайбой на чипе DRV8825. Я смог настроить программное обеспечение так, чтобы приблизительно 1 мм перемещения оси переводилось в 1 мл перекачиваемой жидкости. Крепление содержит два разных ротора. Рабочее колесо с тремя роликами более эффективно, оно может работать быстрее, но оно громче и вызывает больше вибраций, а поток жидкости не равномерен. Рабочее колесо с пятью роликами работает гораздо более равномерно, но требует большей мощности двигателя и менее эффективно.
Ниже приводится краткая презентация этой деятельности.
Видео канала TheBloni
Источник: majsterkowo.pl
Перистальтический насос своими руками
Во многих инженерных задачах есть проблема перекачки и дозировки различных жидкостей, для ее решения используют различные насосы: импеллерные, пластинчатые, шестеренные, плунжерные, винтовые, центробежные, перистальтические. Последние получили широкое распространение благодаря следующим преимуществам:
– возможность достаточно точной дозировки;
– отсутствие негерметичных соединений в камере;
– возможность хорошей изоляции перекачиваемой жидкости от узлов насоса.
Периодически встречаются задачи в которых нужно небольшое дозирующее устройство, поэтому мы решили сделать себе его, использовав в основе перистальтический насос. Плюс этот тип насоса хорошо подходит для выполнения его на 3D принтере SkyOne, т.к. ответственные узлы являются стандартными инженерными единицами (валы, подшипники, двигатели, силиконовая трубка), а распечатать нужно только корпусные детали, с чем отлично справится 3D принтер SkyOne.
Итак, конструкция насоса предельно проста: ротор, трубчатая рабочая камера из упругого материала, статор. Создаем модель первого варианта корпуса, отправляем его на печать. Т.к. первый вариант почти всегда тестовый, то для его печати мы использовали пластик HTW PLA+, он дешевый и меньше вреда наносит окружающей среде. Для остальных узлов взяли калиброванный пруток из нержавейки (для валов и штуцеров), стандартные подшипники и вакуумный силиконовый шланг. В качестве привода поставили шаговый двигатель FL42STH47 от фирмы НПФ “Электропривод”.
Для тестов в качестве контроллера использовали SMSD 1.6, очень удобный контроллер, у него есть ручной режим управления (частотный генератор по сути) и можно быстро собрать стенд для тестирования и запустить.
Насос из PLA работает не на полную мощность и двигатель взяли мощнее (FL42STH60) чтобы снизить рабочую температуру, т.к. иначе PLA “потечет”.
Протестировав первую версию внесли изменения и напечатали уже итоговый насос из хорошо зарекомендовавшего себя пластика HTW P-Carbon.
Расход насоса на максимальной скорости получается 30 л/мин. Сейчас насос проверяем на износостойкость, на данный момент он прокачал через себя уже 203 л, и стали видны следы износа трубки (белый налет стертого силикона на стенках).
Источник