더 나은 연동 펌프를 만드는 방법

다프네 알렌 | 2023년 8월 10일

연동 펌프는 광범위한 유체를 공급할 수 있으므로 이러한 펌프는 여러 산업 분야에서 사용될 수 있습니다. Portescap의 비즈니스 개발 관리자인 Dave Beckstoffer에 따르면 선형 또는 회전식 연동 드라이브를 사용하여 약물이나 영양분을 전달할 수 있는 의료용 주입 펌프가 한 가지 예입니다. Beckstoffer는 MD+DI의 자매 간행물인 Design News에 “연동 운동은 모터에 의해 구동되어 선형 연동 드라이브의 캠 핑거를 작동하거나 회전식 연동 드라이브의 롤러를 회전시킵니다.”라고 말했습니다.

이러한 펌프는 효율성을 높이거나 수명을 연장할 수 있는 재료를 선택함으로써 개선될 수 있으며, 이를 통해 펌프의 전력 소비를 줄이고 유지 관리 또는 교체 전에 추가 시간 동안 작동할 수 있게 한다고 그는 덧붙였습니다.

더 나은 연동 펌프를 구축하는 데 도움이 되도록 Beckstoffer에게 몇 가지 추가 질문을 했습니다.

벡스토퍼: 연동 펌프는 다른 유형의 펌프에 비해 장단점이 있으며, 다이어프램이 그 예입니다. 연동 펌프는 정변위 활용을 기반으로 광범위한 유체 및 점도를 처리할 수 있습니다. 튜브 직경이 다양할 수 있으므로 적용 요구 사항에 따라 설계 옵션을 제공합니다. 단점은 시간이 지남에 따라 튜브가 마모되어 피로를 유발하여 유량에 영향을 미치거나 교체가 필요할 수 있다는 것입니다.

벡스토퍼: 선형 및 회전식 기술의 연동 펌프를 통해 엔지니어는 개발 중인 장치의 흐름을 최적화할 수 있습니다. 직접 치환 동작은 약물 및 영양 전달에 매우 적합하며 장치에 광범위한 유속을 제공합니다. 주요 과제는 장치의 전체 크기에 비해 펌프 구동 시스템의 크기를 최적화하는 것입니다. 추가 설계 고려 사항에는 약물이나 영양분을 적절하게 전달하기 위한 튜브 직경 선택과 장치 수명 동안 적절한 전달을 보장하기 위해 시간 경과에 따른 마모 최소화가 포함됩니다.

벡스토퍼: 모터 선택은 연동 펌프의 기능에 있어 중요한 측면입니다. 모터가 선형 또는 회전식 연동 운동을 구동하므로 모터 기술과 성능 크기를 적절하게 선택하면 최적의 펌프 작동이 보장됩니다. 모터는 연동 펌프의 속도와 토크 프로필을 수용하여 롤러 위치 최대치에서 피크 토크를 처리하는 동시에 롤러 위치 간 원활한 작동을 제공해야 합니다. 펌프가 배터리로 작동되는 경우 배터리 충전 또는 교체 사이의 장기간 작동을 보장하려면 모터 효율성이 주요 고려 사항입니다.

벡스토퍼: 속도 및 토크 제어는 선택한 모터 기술 유형(DC, BLDC(브러시리스 DC) 또는 스테퍼)에 따라 달라집니다. 속도 제어를 위해 펄스 폭 변조(PWM)를 사용하여 DC를 제어하여 배송 중에 원하는 속도를 달성하기 위해 전압을 변경합니다. BLDC 제어는 속도 제어를 위해 홀 센서를 사용하는 전자 장치를 통해 달성됩니다. 스테퍼는 제어 시스템의 펄스열 입력을 기반으로 속도를 달성합니다. 세 가지 기술 모두 최종 시스템에서 테스트를 통해 이상적으로 달성되는 최적화 방법을 가지고 있습니다.

모터의 토크 출력은 작동을 위한 입력 전원뿐 아니라 직경과 길이의 선택에 따라 결정됩니다. 핵심은 기본 작동 주기에 대한 출력을 최적화하는 동시에 최대 토크를 달성할 수 있도록 모터 크기를 적절하게 조정하는 것입니다.

DCT 하이 토크 모터는 발열이 적기 때문에 더 나은 수명과 신뢰성을 제공합니다.

벡스토퍼: 효율성은 모터 자체와 펌프 요소(튜브 직경, 롤러 직경 등)를 포함한 여러 요소에 따라 달라집니다. 이러한 요소의 조정에는 펌프 설계자와 모터 공급업체의 엔지니어가 협력하여 이러한 요소의 균형을 맞추는 작업이 포함됩니다. 모터 관점에서 볼 때 DC 및 브러시리스 DC 기술은 스테퍼보다 더 높은 효율을 제공합니다. 드라이브 입력과 일치하도록 코일 권선을 조정하면 작동 중 최고의 효율성을 얻을 수 있습니다.