Ako nainštalovať a udržiavať vodné čerpadlo SC2601RPW v chladiacich systémoch 3D tlačiarní

Inštalácia vodného čerpadla SC2601RPW do chladiaceho systému 3D tlačiarne spočíva v troch rozhodnutiach: dimenzovať prietok k teplu, ktoré musíte odstrániť, namontovať telo čerpadla mimo vyhrievanej komory a chrániť peristaltickú trubicu. Urobte to správne a zvyšok je rutinná inštalácia: mäkká montáž, zaplavený prívod, signál pohonu v pásme 20 až 25 kHz a plán výmeny trubíc počítaný v prevádzkových hodinách.

Táto príručka vás oboznámi s modelom SC2601RPW od rozbalenia až po preventívnu údržbu tlačiarní FDM, laserových modulov a uzavretých zostáv. Každá špecifikácia uvedená nižšie je prevzatá z údajového listu výrobcu a každé odporúčanie je viazané na pomenovaný zdroj.

Kľúčové veci

Veľkosť podľa údajového listu sa SC2601RPW pohybuje rýchlosťou 100 až 300 ml/min pri tlaku viac ako 120 kPa a samonasáva pri nasávaní viac ako 60 kPa. Na jednej slučke, ktorá pokrýva približne 70 až 210 W tepelného zaťaženia pri zvýšení teploty o 10 C.

Jeho menovitý pracovný rozsah je 0 až 50 C pri 75 % relatívnej vlhkosti, takže teleso čerpadla patrí mimo 60 až 70 C vyhrievanej komory. Dovnútra ide iba studená platňa a hadička.

Rúrka je jediný opotrebiteľný diel. Test životnosti údajového listu trvá 1 000 hodín, takže si výmenu trubice naplánujte v prevádzkových hodinách a nie podľa kalendára.

O hluku zvyčajne rozhoduje montáž, nie motor. Izolujte držiak, naplňte vstup a posuňte pásmo modulácie šírky impulzov (PWM) na 20 až 25 kHz, aby ste zostali blízko publikovanej hodnoty pod 50 dB pri 30 cm.

Technický list uvádza vodu ako pracovné médium, preto používajte čistú vodu s nízkym obsahom minerálov alebo inhibovanú chladiacu kvapalinu na vodnej báze a pred pridaním glykolu si overte kompatibilitu rúrok.

V tomto návode

1. Čo je SC2601RPW a kam sa hodí do chladiaceho systému 3D tlačiarne

2. Pred inštaláciou: prispôsobte SC2601RPW tepelnému zaťaženiu

3. Ako nainštalovať vodné čerpadlo SC2601RPW, krok za krokom

4. Zapojenie a regulácia rýchlosti

5. Naplnenie a prvé spustenie

6. Chladiaca kvapalina a hadičky pre SC2601RPW

7. Plán preventívnej údržby

8. Riešenie problémov so SC2601RPW v prevádzke

9. Ako dlho SC2601RPW vydrží a ako ho predĺžiť

10. Často kladené otázky

Čo je SC2601RPW a kam sa hodí do chladiaceho systému 3D tlačiarne

SC2601RPW je jednosmerné mikro peristaltické vodné čerpadlo. Pohybuje kvapalinou stláčaním pružnej trubice s rotujúcimi valčekmi, takže chladiaca kvapalina sa nikdy nedotýka motora, ozubených kolies alebo krytu: kvapalinu vidí iba vnútro trubice.

Peristaltické čerpadlo je objemové čerpadlo postavené na princípe peristaltiky. Valčeky stláčajú trubicu a tlačia zachytený objem tekutiny dopredu a trubica sa za nimi dopĺňa, keď sa uvoľňuje. Pretože je kvapalina utesnená vo vnútri trubice, čerpadlo toleruje vzduchové slimáky, samonasáva pri suchom štarte a môže sa vyčistiť alebo premeniť jednoduchou výmenou trubice.

Táto kombinácia je to, čo robí dizajn vhodným riešením pre slučku tlačiarne, kde chladiaca kvapalina musí cestovať na chladiacu platňu, cez chladič a späť, a kde je trochu vzduchu v systéme normálne, nie výnimočné.

Stručný prehľad špecifikácií SC2601RPW

Tabuľka 1. Hodnoty údajového listu SC2601RPW a ich praktický význam pre chladiacu slučku tlačiarne. Zdroj: technický list výrobcu.

Prečo peristaltický dizajn vyhovuje slučke tlačiarne

Dráha tekutiny je jednorazová. Výmena trubice obnoví celý navlhčený povrch, takže čistenie a krížová kontaminácia prestávajú byť problémami údržby.

To samonasáva. Pri sacom tlaku viac ako 60 kPa čerpadlo nasáva vodu zo zásobníka umiestneného pod strojom, čím sa odstraňuje bežné obmedzenie inštalácie.

Prietok je úmerný rýchlosti. Zdvojnásobenie rýchlosti valca približne zdvojnásobí prietok, takže PWM poskytuje predvídateľné dávkovanie bez prietokového snímača.

Toleruje vzduch. Sliznutie a malé bublinky prechádzajú namiesto zastavenia čerpadla, čo je dôležité pri slučke, ktorú plníte ručne.

Kompromisom je nižší prietok a spotrebná trubica. Peristaltické čerpadlo pohybuje menej tekutiny ako odstredivé čerpadlo podobnej veľkosti a trubica sa opotrebováva v dôsledku konštrukcie.

Pred inštaláciou: Prispôsobenie SC2601RPW tepelnému zaťaženiu

Čerpadlo dimenzujte podľa tepelného zaťaženia, nie podľa typového štítku čerpadla. Potrebný prietok sa rovná teplu, ktoré sa má odobrať, vydelenému špecifickým teplom chladiacej kvapaliny a zvýšením teploty, ktoré ste ochotní akceptovať.

Pre vodu je pracovná rovnica jednoduchá. Prietok v mililitroch za minútu je približne 14,3-násobok tepelného zaťaženia vo wattoch, vydelený nárastom teploty v stupňoch Celzia. Hodnota 14,3 pochádza z hustoty a špecifického tepla vody, asi 4,19 joulov na kubický centimeter na kelvin.

Tabuľka 2. Prietok chladiacej kvapaliny potrebný na odvedenie daného tepelného zaťaženia pri zvolenom zvýšení teploty pre vodu. Prietok (ml/min)=14.3 x tepelná záťaž (W) / nárast (C). Zdroje: štandardný tepelný výpočet; Technický list SC2601RPW.

Prečítajte si túto tabuľku oproti pásmu toku údajového listu. Na jednej slučke SC2601RPW dodáva 100 až 300 ml/min, čo pokrýva približne 70 až 210 W pri 10 °C alebo 35 až 105 W, ak chcete tesnejšie 5 °C. Zdroje tepla tlačiarne sa sčítavajú rýchlejšie, než väčšina ľudí očakáva. Tepelná prestávka hotend vedie teplo nepretržite nahor po dráhe vlákna, každý krokový motor a jeho pohon pridávajú do rámu a komory niekoľko wattov a modul diódového lasera odvádza väčšinu svojej vstupnej energie ako teplo z veľmi malého balíka.

Tlak zriedka obmedzuje slučku tlačiarne a SC2601RPW ho má veľa. Užitočnejšie hodnotenie je sanie. Pretože čerpadlo nasáva viac ako 60 kPa podtlaku na vstupe, zásobník môže byť umiestnený pod strojom alebo vedľa neho bez toho, aby čerpadlo vyhladzovalo.

Výber verzie napätia a napájanie čerpadla

Tabuľka 3. Odber prúdu a výkon pre každú verziu s menovitým napätím, pri P=V x I. Zdroj: údajový list výrobcu.

Vyberte verziu, ktorá sa zhoduje s napájaním, ktoré už máte, a potom nastavte pracovný bod pomocou PWM namiesto podpätia. Spustenie 12 V čerpadla pri 6 V na jeho spomalenie znižuje prietok, ale plytvá dizajnom motora a len zriedka poskytuje čistejší výsledok ako riadna PWM rampa.

Potrebujete ten správny SC2601RPW pre vašu slučku?Pošlite nám svoju tepelnú záťaž a chod hadičiek a my potvrdíme verziu napätia, bod prietoku a materiál hadičky.Vyžiadajte si vzorku a údajový list

Ako nainštalovať vodné čerpadlo SC2601RPW, krok za krokom

Nainštalujte teleso čerpadla mimo vyhrievanej komory, namontujte ho na izolátory vibrácií, udržujte prívod krátky a zaplavený a pred prvým dlhým chodom naplňte potrubie.

Vyberte miesto. Namontujte čerpadlo mimo krytu. Vyhrievaná komora beží na 60 až 70 C, čo je výrazne nad menovitým rozsahom čerpadla 0 až 50 C, takže telo musí sedieť na vzduchu s izbovou teplotou.

Naplánujte si poradie slučky. Zásobník, potom vstup čerpadla, potom studená platňa, potom chladič a potom späť do zásobníka. Udržujte prívod čerpadla v najnižšom a najchladnejšom bode, aby mu pomohla gravitácia.

Namontujte čerpadlo namäkko. Namontujte silikónové priechodky alebo gumené podložky pod držiak a vyhnite sa priskrutkovaniu tela k veľkému pevnému panelu, ktorý funguje ako reproduktor. Hlavu čerpadla neumiestňujte do najvyššieho bodu slučky.

Nasaďte hadičku. Použite veľkosť trubice, pre ktorú je hlava pumpy skonštruovaná, udržujte ohyby jemné a upnite každý osteň. Udržujte prívodný chod tak krátky, ako to umožňuje usporiadanie.

Umiestnite zásobník nad alebo vedľa čerpadla. Gravitačné prívody sú spoľahlivejšie ako spoliehanie sa na samotné odsávanie, aj keď sa SC2601RPW dokáže nasávať sám.

Naplňte a naplňte. Naplňte filtrovanou vodou alebo vami zvolenou chladiacou kvapalinou, potom otočte čerpadlo pri nízkej prevádzke, kým kvapalina nedosiahne spätné vedenie.

Zapojte ho a zaistite. Pripojte napájací zdroj jednosmerného prúdu s poistkou pri menovitom napätí, dodržujte polaritu a veďte káble čerpadla preč od káblov krokového a vykurovacieho zariadenia.

Skontrolujte tesnosť a zabehnite. Nechajte bežať desať minút, vysušte každý spoj a po prvom zahrievacom cykle znovu utiahnite svorku rúrky.

Nastavte prietok. Spustite úlohu v najhoršom prípade a potvrďte nárast teploty spätného vedenia a kvalitu tlače, ktorú očakávate.

Zapojenie a ovládanie rýchlosti

Napájajte SC2601RPW z čistej DC koľajnice pri jeho menovitom napätí, prepnite ho pomocou nízkofrekvenčného MOSFETu a nastavte rýchlosť pomocou PWM v pásme 20 až 25 kHz.

Jedná sa o brúsené jednosmerné motory, takže N-kanálový MOSFET na nízkej úrovni logiky s diódou spätného chodu cez motor je všetko prepínanie, ktoré potrebujete. Bránový odpor držte v blízkosti brány a dajte motoru vlastný pár vodičov, oddelený od vedenia krokového ovládača a ohrievača. Krátka rampa, ktorá počas pol sekundy prejde z asi 20 % na pracovnú záťaž, obmedzí nábehový prúd a odstráni mechanické tlkot pri štarte.

Na frekvencii PWM záleží viac, ako väčšina staviteľov očakáva. Ovládač bežiaci na predvolenú hodnotu niekoľkých kilohertzov prepne svoj prepínací tón priamo do počuteľného rozsahu, čo sa prejaví ako slabé vysoké kňučanie. Posunutie pásma na 20 až 25 kHz pri rovnakej prevádzke vytlačí tento tón z počutia. Ak nechcete hádať, držte clonu konštantnú a zmeňte iba frekvenciu: ak sa tón pohybuje, hluk je elektrický, nie mechanický.

Plnenie a prvé spustenie

Naplňte nádržku, spúšťajte čerpadlo pri nízkej prevádzke, kým chladiaca kvapalina neopustí spätné vedenie, potom odvzdušnite slučku a doplňte ju.

Peristaltické čerpadlo sa samonasáva, takže nemusíte zaplavovať prívod skôr, ako sa nasaje. Valčeky ťahajú podtlak a zdvíhajú tekutinu do hlavy a rovnaký mechanizmus tlačí zachytený vzduch cez vedenie. Naplnenie je stále dôležité, pretože trubica, ktorá beží nasucho, sa rýchlejšie zahrieva a opotrebováva, a pretože vzduch zachytený v studenej platni je najčastejším dôvodom, prečo sa slučka chladí slabo napriek dobrému prietoku.

Pred zatvorením zariadenia skontrolujte tri veci. Spätný prúd by mal byť stabilný, bez pulzujúcej medzery, ktorá signalizuje vzduch. Teplota spätného potrubia by mala pomaly stúpať a potom by sa mala stabilizovať. A hladina zásobníka by mala pri prvom naplnení trochu klesnúť, keď slučka zaberie svoj objem, a potom by mala zostať stabilná, keď sa všetok vzduch vyčerpá.

Chladiaca kvapalina a potrubie pre SC2601RPW

Použite čistú vodu s nízkym obsahom minerálov alebo inhibovanú chladiacu kvapalinu na vodnej báze a prispôsobte materiál trubice kvapaline. Technický list uvádza vodu ako pracovné médium.

Výber chladiacej kvapaliny

Tabuľka 4. Možnosti chladiacej kvapaliny pre mikro peristaltickú slučku tlačiarne a ich kompromisy. Zdroje: údajový list výrobcu; ASME štúdia korózie studenej dosky; priemyselné vedenie chladiacej kvapaliny.

Výber a údržba trubice

Rúrka vo vnútri hlavy čerpadla je opotrebiteľná časť, takže jej materiál a veľkosť si zaslúžia rovnakú pozornosť ako chladiaca kvapalina. Silikónové hadice sú bežnou voľbou pre vodné slučky, zatiaľ čo EPDM vydrží dlhšie a toleruje širší rozsah chemikálií; ak pridáte glykol, potvrďte, že skúmavka je na to určená. Ohyb prívodu udržujte mierne a nikdy nedovoľte, aby sa hadica zalomila, pretože sploštená hadica na vstupe vyčerpáva čerpadlo a zvyšuje hluk.

Namiesto čakania na netesnosť sledujte, či hadička nie je stlačená. Pri konštantnom tlaku valca sa trubica pomaly permanentne splošťuje, čerpaný objem na otáčku klesá a prietok klesá skôr, než sa čerpadlo zastaví. Kontrola prietoku na spätnom potrubí zachytí tento mesiac pred poruchou.

Plán preventívnej údržby

Údržba je väčšinou hadica a chladiaca kvapalina: kontrolujte hladinu a hadicu mesačne, prepláchnite slučku štvrťročne a hadicu vymeňte v prevádzkových hodinách.

Tabuľka 5. Plán preventívnej údržby pre SC2601RPW v slučke tlačiarne. Intervaly sú plánovacie hodnoty; potvrďte ich podľa vášho pracovného cyklu. Zdroje: životnosť a hlučnosť výrobcu; inžinierska prax.

Riešenie problémov so SC2601RPW v prevádzke

Pracujte od symptómu k príčine. Väčšina servisných problémov je vzduch, opotrebovaná hadica alebo nesprávna kvapalina a každý má odlišný test.

Tabuľka 6. Diagnostika bežných problémov SC2601RPW, od symptómu po opravu. Zdroje: návod výrobcu na riešenie problémov s hlukom; inžinierska prax.

Ako dlho vydrží SC2601RPW a ako ho predĺžiť

Berte test životnosti 1 000 hodín ako referenciu a chráňte tri veci, ktoré končia životnosť čerpadla: hadicu, kvapalinu a motor.

Test životnosti údajového hárku je jeden údaj pri jedinom stave, takže ho preveďte na kalendárny čas skôr, ako sa naň spoľahnete. Pri štyroch hodinách denne je 1 000 prevádzkových hodín približne osem mesiacov. Pri ôsmich hodinách denne sú to asi štyri mesiace a na stroji, ktorý beží nepretržite, je to menej ako šesť týždňov. Vymieňate rúrku, nie motor.

Udržujte prívod zaplavený. Vodný kameň a beh nasucho sú dva najrýchlejšie spôsoby nosenia trubice.

Používajte filtrovanú vodu s nízkym obsahom minerálov a splachujte podľa plánu. Čistá kvapalina udržuje prietokový pás široký a hadicu flexibilnú.

Pumpu namontujte namäkko a udržujte okolitý vzduch v rozmedzí 0 až 50 C. Samotná guma odstraňuje väčšinu sťažností na hluk.

Bežte pri menovitom napätí a nikdy neprerušujte zablokovanú zásuvku. Zablokovaný výstup zvyšuje tlak, teplo a opotrebovanie trubice.

Sledujte spätný tok, nielen úniky. Klesajúci prietok je najskorším signálom, že trubica je nastavená na kompresiu.

Často kladené otázky

Potrebuje SC2601RPW nasávanie alebo je samonasávacia?

Je samonasávacia. Ako objemové čerpadlo so sacím tlakom viac ako 60 kPa dokáže nasávať vodu do hlavy zo zásobníka pod strojom. Pred dlhými jazdami ju aj tak naplňte, pretože hadica, ktorá beží nasucho, sa rýchlejšie zahrieva a opotrebováva.

Môžem SC2601RPW spustiť nasucho?

Skrátka áno. Peristaltický prvok nemá žiadne prevody, ktoré závisia od kvapaliny pri mazaní, takže krátky chod nasucho, kým vyčistíte vzduchový uzáver, ho nezničí. Pri dlhšom chode nasucho sa trubica stále zahrieva a opotrebováva, takže v prevádzke udržiavajte prívod zaplavený.

Akú verziu napätia si mám vybrať?

Vyberte verziu, ktorá zodpovedá dodávke, ktorú máte. Na 12 V tlačiarni použite 12 V jednotku: odoberá menej ako 320 mA a poskytuje špičkový prietok. Nepodpínajte 12 V čerpadlo, aby ste ho spomalili; namiesto toho nastavte rýchlosť pomocou PWM.

Akú chladiacu kvapalinu dokáže čerpať SC2601RPW?

Technický list uvádza vodu. Používajte čistú vodu s nízkym obsahom minerálov s biocídom a inhibítorom alebo inhibovanú chladiacu kvapalinu na vodnej báze. Ak potrebujete ochranu pred mrazom, udržujte propylénglykol na 30 % alebo menej a overte si, či ho skúmavka toleruje.

Ako často vymieňam trubicu?

Naplánujte si prevádzkové hodiny. Test životnosti údajového listu je 1 000 hodín, takže výmena trubice po približne 250 hodinách umožňuje pohodlnú rezervu. Sledujte spätný tok, pretože klesá skôr, ako trubica úplne zlyhá.

Môžem namontovať čerpadlo do vyhrievanej komory?

Nie. Menovitý pracovný rozsah je 0 až 50 C, pričom vyhrievaná komora beží pri 60 až 70 C. Telo namontujte mimo komory a vnútri veďte len hadičky a studenú platňu.

Ako môžem regulovať prietok?

Poháňajte jednosmerný motor pomocou PWM. Udržujte spínaciu frekvenciu na 20 až 25 kHz, aby tón zostal mimo počuteľného pásma a jemne zvyšujte, aby ste obmedzili nárazový prúd.

Prečo je môj SC2601RPW hlučný?

Zvyčajne skôr držiak, kvapalina alebo pohon než čerpadlo. Stlačte držiak: ak sa zvuk zmení, izolujte držiak. Ak sa tón pri zmene frekvencie PWM pohne, je to elektrické. Ak rachot narastá niekoľko týždňov, máte podozrenie na vodný kameň alebo opotrebovanú trubicu.

Zrátané a podčiarknuté

Pri správnej inštalácii poskytuje SC2601RPW tlačiarni tichú, samonasávaciu kvapalinovú slučku, ktorá dosahuje teplo, ktoré ventilátor nedokáže. Prispôsobte ju záťaži, držte ju mimo komory, naplňte ju, posuňte nad počuteľný pás a zaobchádzajte so skúmavkou ako s plánovaným spotrebným materiálom.