Micro Peristaltic Pump: Working Principle, Types, Applications and Selection Guide

Micro Peristaltic Pump

Micro Peristaltic Pump: Working Principle, Types, Applications and Selection Guide

Contents List
  1. Introduction to Micro Peristaltic Pumps.
  2. What Is a Peristaltic Pump?
  3. How Does a Micro Peristaltic Pump Work?
  4. Main Components of a Micro Peristaltic Pump.
  5. Understanding Flow Rate and Pump Tubing.
  6. Advantages of Micro Peristaltic Pumps.
  7. Limitations and Important Considerations.
  8. Micro Peristaltic Pump Electrical Requirements.
  9. NKP Micro Peristaltic Pump Models.
  10. NKP-DA-S04B 24V 10 mL/min 5W
  11. NKP-DE-S04B 6V 10 mL/min 5W
  12. NKP-DA-S06B 24V 38 mL/min 5W
  13. NKP-DE-S06B 6V 36 mL/min 5W
  14. NKP-DC-S06B 12V 37 mL/min 5W
  15. How to Select the Right NKP Pump.
  16. Applications of Micro Peristaltic Pumps.
  17. Installation, Control, and Maintenance.
  18. Frequently Asked Questions.
  19. Conclusion.

1. Introduction to Micro Peristaltic Pumps

A Micro Peristaltic Pump is a compact positive-displacement pump designed to move small quantities of liquid through flexible tubing.

Unlike conventional water pumps, the liquid inside a peristaltic pump normally contacts only the inner surface of the flexible tube. The pump mechanism does not directly contact the pumped liquid. Instead, rotating rollers compress the tube and move the liquid forward.

This operating principle makes micro peristaltic pumps useful for dosing, dispensing, transferring, and circulating liquids in applications where controlled flow and isolation between the pump mechanism and liquid are important.

The NKP series from Kamoer is an example of a compact Peristaltic Pump family using a DC brushed motor and replaceable tubing. The models discussed in this article provide flow rates from approximately 10 mL/min to 38 mL/min, depending on the model and tubing configuration.

For electronics engineers, makers, and hobbyists, these pumps are particularly interesting because they can be controlled using a DC power supply, switch, motor driver, or PWM-based speed-control circuit, depending on the application and the pump’s electrical requirements.

2. What Is a Peristaltic Pump?

A peristaltic pump is a type of positive-displacement pump that moves liquid by repeatedly compressing and releasing a flexible tube.

The word “peristaltic” comes from the same type of squeezing motion used by the digestive system to move food through the body.

In a mechanical peristaltic pump, one or more rollers rotate around a central rotor. As a roller presses against the flexible tube, the tube becomes temporarily closed at that point.

The rotating roller then moves along the tube. This pushes the liquid in front of the roller while the tube behind the roller returns toward its original shape.

This combination of tube compression, fluid displacement, and tube recovery produces the pumping action.

Because the fluid remains inside the tubing, the pump mechanism itself has very limited direct contact with the liquid.

This is one of the major characteristics that distinguishes a peristaltic pump from many other pump designs.

3. How Does a Micro Peristaltic Pump Work?

Tube Compression
  • The flexible tube is installed in the pump head between the rotor and the pump housing.
  • When a rotor roller presses against the tube, it compresses the tube and creates an occluded section.
  • This prevents liquid from freely flowing backward through that section.
Liquid Displacement
  • As the rotor turns, the compressed section moves along the tube.
  • The liquid trapped between successive contact points is therefore pushed toward the outlet.
  • The amount of liquid moved during each revolution depends on factors such as tube internal diameter, tube geometry, rotor design, and rotational speed.
Suction and Tube Recovery
  • After the roller moves away, the flexible tube attempts to return to its original shape.
  • This recovery creates a suction effect that draws additional liquid into the inlet side of the tube.
  • The cycle then repeats continuously as the rotor turns.

A simplified sequence is:  Compress → Push → Release → Draw in → Repeat

This simple mechanical process is the basic operating principle behind both large industrial peristaltic pumps and small micro peristaltic pumps.

4. Main Components of a Micro Peristaltic Pump

A typical micro peristaltic pump contains several important parts.

 DC Motor
  • The motor provides the rotational energy required to operate the pump rotor.
  • The NKP models discussed here use DC brushed motors. The required voltage depends on the model, with the selected models operating at 6V, 12V, or 24V DC.
 Rotor and Rollers
  • The rotor carries the rollers that compress the flexible tube.
  • The NKP models use three rotors/rollers. The three-roller arrangement provides the pumping action while producing a moderate amount of flow pulsation.
Flexible Pump Tube
  • The tubing is one of the most important parts of a peristaltic pump.
  • The tube is repeatedly compressed by the rollers, so it must have suitable flexibility, dimensions, chemical resistance, and mechanical durability.
  • For the S04 NKP models, the listed silicone tube size is approximately 1mm × 3mm.
  • For the S06 models discussed here, the listed tube size is approximately 2mm × 4mm.
Pump Housing
  • The housing supports the rotor and holds the flexible tube in the correct position.
  • Correct tube placement is important because improper positioning can affect flow, increase tube wear, or cause the tube to slip.

5. Understanding Flow Rate and Pump Tubing

Flow rate describes how much liquid the pump can move during a specific period.

It is commonly expressed in:  mL/min — milliliters per minute

For example: a pump rated at 10 mL/min theoretically moves approximately 10 milliliters of liquid per minute under its specified test conditions.

A 38 mL/min pump theoretically moves approximately 38 milliliters per minute under the corresponding conditions.

However, the published flow rate should not be interpreted as an absolute value under every installation condition.

Actual flow can vary because of:

  • Supply voltage
  • Motor speed
  • Tube dimensions
  • Tube material
  • Fluid viscosity
  • Outlet pressure
  • Tubing condition
  • Temperature
  • Pump loading
  • Manufacturing tolerances

The NKP datasheet specifically notes that the stated flow figures are reference measurements and that factors such as medium, outlet pressure, and motor-speed variation can affect actual flow.

The internal diameter of the tubing is particularly important.

Increasing the tube diameter can significantly increase the volume displaced during each pumping cycle, which is why the S06 models provide substantially higher flow than the S04 models.

6. Advantages of Micro Peristaltic Pumps

Micro peristaltic pumps offer several useful characteristics for electronics projects, automation systems, laboratories, and dosing applications.

Liquid Isolation
  • The liquid remains inside the flexible tube rather than flowing through the motor or most of the mechanical pump assembly.
  • This can simplify cleaning and reduce the possibility of contaminating the pump mechanism.
Simple Mechanical Design
  • A small peristaltic pump can use a relatively simple mechanical arrangement consisting of a motor, rotor, housing, and flexible tube.
  • This makes the technology easy to understand and practical for many DIY and engineering projects.
Self-Priming Capability
  • Peristaltic pumps are generally self-priming because the tube is mechanically closed by the rollers during operation.
  • However, deliberately priming the tubing before normal operation can help remove trapped air and establish more consistent flow.
Reversible Pumping
  • The NKP product documentation states that the direction of rotation can be changed through the motor control.
  • This can be useful when a project needs forward and reverse liquid movement.
Easy Tube Replacement

The NKP series is designed with a replaceable pump tube, which is useful because the tube is the component exposed to repeated mechanical compression.

7. Limitations and Important Considerations

Although peristaltic pumps have many advantages, they are not suitable for every application.

Flow Pulsation
  • Because the liquid is displaced by discrete roller movements, the output is not perfectly continuous.
  • The three-roller NKP design produces moderate pulsation. For applications requiring extremely smooth flow, additional measures may be necessary.
Tube Wear
  • The tubing is repeatedly compressed during operation.
  • Over time, this mechanical stress can cause the tubing to lose elasticity or eventually require replacement.
  • The NKP product specifications list a pump-tube life of approximately 200 hours for the referenced models, but actual service life depends on operating conditions.
Pressure and Fluid Properties
  • The advertised flow rate should not be assumed to remain constant when the pump is working against significant outlet resistance.
  • Fluid viscosity, tubing characteristics, pressure, and temperature can all influence performance.
Correct Tubing Selection
  • Using tubing with incorrect dimensions can result in poor flow, leakage, excessive wear, or improper operation.
  • For peristaltic pumps, tubing dimensions are therefore part of the pump system rather than merely an accessory.

8. Micro Peristaltic Pump Electrical Requirements

  • The NKP pumps use DC brushed motors, so electrical polarity and supply voltage should be considered before connecting the pump.
  • The five models covered in this article have different nominal voltages.
  • A 24V model should be supplied from an appropriate 24V DC source, while a 12V or 6V model requires its corresponding supply voltage.
  • Applying an incorrect voltage can result in excessive motor speed, overheating, reduced lifetime, or motor damage.

The approximate electrical relationship between power, voltage, and current is: P = V × I

where:

  • P = electrical power in watts
  • V = voltage in volts
  • I = current in amperes

For a 5W pump operating at 24V, the theoretical current corresponding to 5W is approximately:  I = 5 / 24 ≈ 0.21 A

For a 5W pump operating at 12V: I = 5 / 12 ≈ 0.42 A

For a 5W pump operating at 6V: I = 5 / 6 ≈ 0.83 A

These calculations are useful for understanding the electrical scale, but the actual current drawn by a brushed motor varies with load and operating conditions.

Therefore, the power supply and control circuit should be selected with suitable current margin.

9. NKP Micro Peristaltic Pump Models

The NKP family includes several versions that share a similar mechanical concept but differ in voltage, tubing size, and flow rate.

For the five distinct models relevant to this article, the main specifications can be summarized as follows.

Model Rated Voltage Flow Rate Power Tube Size Motor
NKP-DA-S04B 24VDC ≥10 mL/min 5W 1 × 3mm DC brushed
NKP-DE-S04B 6VDC ≥10 mL/min 5W 1 × 3mm DC brushed
NKP-DA-S06B 24VDC ≥38 mL/min 5W 2 × 4mm DC brushed
NKP-DE-S06B 6VDC ≥36 mL/min 5W 2 × 4mm DC brushed
NKP-DC-S06B 12VDC ≥37 mL/min 5W 2 × 4mm DC brushed

The published specifications for the NKP models and the Makers Electronics product listings support these model-specific values.

Important note:

  • The original model list for this article contains NKP-DA-S06B twice.
  • The second occurrence has been treated as NKP-DE-S06B because that is the distinct 6V S06B model currently listed by Makers Electronics.

10. NKP-DA-S04B 24V 10 mL/min 5W

The NKP-DA-S04B is a compact 24V DC micro peristaltic pump designed for relatively low flow applications.

Its principal specifications include:

  • Rated voltage: 24VDC
  • Power: 5W
  • Flow rate: ≥10 mL/min
  • Motor: DC brushed motor
  • Tube material: Silicone
  • Tube size: approximately 1 × 3mm
  • Number of rotors: 3
  • Reference noise level: below 50 dB
  • Approximate weight: 100 g

The smaller S04 tubing configuration is associated with the lower flow rate of approximately 10 mL/min.

The 24V supply makes this model particularly convenient when the rest of the control system already uses a 24V DC power rail.

For example: it may be considered in automated dosing, liquid dispensing, small fluid-transfer systems, and experimental equipment where approximately 10 mL/min is appropriate.

11. NKP-DE-S04B 6V 10 mL/min 5W

The NKP-DE-S04B uses the same general S04 pump configuration but is designed around a 6V DC supply.

Its main specifications include:

  • Rated voltage: 6VDC
  • Power: 5W
  • Flow rate: ≥10 mL/min
  • Motor: DC brushed motor
  • Tube material: Silicone
  • Tube size: approximately 1 × 3mm
  • Number of rotors: 3
  • Reference noise level: below 50 dB
  • Approximate weight: 100 g

The main practical difference between this model and the 24V NKP-DA-S04B is the required motor voltage.

The 6V version can therefore be useful in projects powered from low-voltage DC sources, provided the power supply can deliver the required current.

The Makers Electronics specifications also indicate that PWM can be used when speed control is required.

12. NKP-DA-S06B 24V 38 mL/min 5W

The NKP-DA-S06B is a higher-flow model compared with the S04 versions.

Its principal specifications include:

  • Rated voltage: 24VDC
  • Power: 5W
  • Flow rate: ≥38 mL/min
  • Motor: DC brushed motor
  • Tube material: Silicone
  • Tube size: approximately 2 × 4mm
  • Number of rotors: 3
  • Reference noise level: below 50 dB
  • Approximate weight: 100 g

The larger S06 tubing configuration provides a substantially higher nominal flow rate than the S04 configuration.

This model is therefore more appropriate when the application requires a higher liquid-transfer rate while retaining the compact form factor of the NKP family.

13. NKP-DE-S06B 6V 36 mL/min 5W

The NKP-DE-S06B is the 6V version of the S06 configuration.

Its main specifications include:

  • Rated voltage: 6VDC
  • Power: 5W
  • Flow rate: ≥36 mL/min
  • Motor: DC brushed motor
  • Tube material: Silicone
  • Tube size: approximately 2 × 4mm
  • Number of rotors: 3
  • Reference noise level: below 50 dB
  • Approximate weight: 100 g

The Makers Electronics specification lists a flow rate of at least 36 mL/min and a 6V rated voltage.

This model can be considered when a project requires the higher flow associated with S06 tubing but operates from a lower-voltage DC supply.

Because the pump uses a 6V motor at 5W, the current requirement can be significant compared with the 12V and 24V versions. The power supply and switching circuit should therefore be selected accordingly.

14. NKP-DC-S06B 12V 37 mL/min 5W

The NKP-DC-S06B is the 12V version of the S06 configuration.

Its principal specifications include:

  • Rated voltage: 12V DC
  • Power: 5W
  • Flow rate: ≥37 mL/min
  • Motor: DC brushed motor
  • Tube material: Silicone
  • Tube size: approximately 2 × 4mm
  • Number of rotors: 3
  • Reference noise level: below 50 dB
  • Approximate weight: 100 g

Makers Electronics specifies a flow rate of up to approximately 37 mL/min for this 12V model. The product information also describes reversible rotation and PWM-based speed control as possible control approaches.

The 12V supply requirement makes this model convenient for many embedded systems because 12V DC is commonly available in automation, robotics, automotive-related electronics, and laboratory projects.

15. How to Select the Right NKP Pump

Selecting an NKP pump should begin with the electrical requirements and the required liquid flow.

Start With the Available Supply Voltage

If the project already has a suitable 24V supply, the 24V models are natural candidates.

  • For a 12V system, the NKP-DC-S06B is the corresponding S06 model in this group.
  • For a 6V system, the NKP-DE-S04B and NKP-DE-S06B can be considered.
  • The pump should not simply be connected to the closest available voltage. The rated voltage of the motor must be respected.
Determine the Required Flow Rate
  • For approximately 10 mL/min, the S04 models are appropriate candidates.
  • For approximately 36–38 mL/min, the S06 models provide the higher nominal flow range.
  • The actual required flow should be determined from the application rather than selecting the pump solely from its maximum published flow value.
Check the Tubing
  • The tubing must match the pump head.
  • The S04 configuration uses approximately 1 × 3 mm tubing, while the S06 configuration uses approximately 2 × 4 mm tubing.
  • The material must also be chemically compatible with the liquid being pumped.
Consider Operating Time
  • If the pump will operate continuously, tube life becomes an important design consideration.
  • The NKP specifications list approximately 200 hours of pump-tube life and approximately 800 hours of motor life for the referenced models. These figures should be regarded as manufacturer/reference specifications rather than a guarantee for every application.
Consider Speed Control

If variable flow is required, motor-speed control can be considered.

  • The Makers Electronics product documentation suggests PWM for speed control.
  • However, changing motor speed does not automatically guarantee a perfectly proportional or calibrated flow rate. For accurate dosing, the actual delivered volume should be measured and the system calibrated.

16. Applications of Micro Peristaltic Pumps

Micro peristaltic pumps can be used in many systems where relatively small quantities of liquid need to be moved or dispensed.

Typical applications include:

  • Automatic liquid dispensers
  • Soap and sanitizer dispensing systems
  • Small dosing systems
  • Laboratory equipment
  • Liquid-transfer systems
  • Chemical dosing prototypes
  • Robotics projects
  • Fluid-circulation systems
  • Automatic irrigation prototypes
  • Educational fluid-control projects
  • DIY automation systems
  • Liquid-based experimental equipment

When selecting an application, however, the chemical compatibility of the tubing, required flow, pressure, temperature, operating time, and required accuracy should all be checked.

17. Installation, Control, and Maintenance

Install the Tube Correctly
  • Place the flexible tube evenly inside the pump head.
  • Avoid sharp bends, twisting, excessive stretching, or incorrect tube positioning.
  • Incorrect tube installation can affect flow and accelerate tube wear.
Prime the Pump
  • Before normal operation, allow liquid to fill the tubing and remove trapped air.
  • Although peristaltic pumps are self-priming, deliberate priming can improve the consistency of the initial flow and reduce air-related dosing errors.
Use an Appropriate Power Supply
  • Use a regulated DC supply with the correct nominal voltage.
  • The supply should also have sufficient current capacity, particularly for the 6V versions.
Control the Motor Carefully
  • A simple switch can be used for basic on/off operation.
  • For automated systems, a suitable transistor or motor-driver circuit can be used to switch the DC motor.
  • PWM can be used for speed control where appropriate, but the relationship between PWM duty cycle and actual liquid flow should be experimentally calibrated for the specific system.
Replace Worn Tubing

Because the tubing is repeatedly compressed, it is normally the component most directly exposed to mechanical fatigue.

Inspect the tube for:

  • Cracks
  • Permanent deformation
  • Flattened sections
  • Leakage
  • Reduced flow
  • Slippage
  • Loss of elasticity

Replacing worn tubing can restore reliable pump operation.

Calibrate for Accurate Dosing
  • If the pump is being used for dosing rather than simple liquid transfer, do not rely solely on the nominal mL/min specification.
  • Run the pump for a known period and measure the actual delivered volume.

For example:  Flow Rate = Delivered Volume / Operating Time

If 50 mL is collected during a 100-second test:

100 seconds = 1.667 minutes

Therefore:  Flow Rate ≈ 50 / 1.667 ≈ 30 mL/min

  • This measured value can then be used by the controller for more accurate dosing.
  • Calibration is especially important because tubing condition, pressure, fluid properties, and motor-speed variation can affect the actual flow.

18. Frequently Asked Questions

What is a micro peristaltic pump?

A micro peristaltic pump is a compact positive-displacement pump that moves liquid by compressing and releasing a flexible tube with rotating rollers.

Does the liquid contact the motor?

Normally, no. In a peristaltic design, the liquid remains inside the flexible pump tube, while the motor and rollers operate outside the liquid path.

What is the difference between the S04 and S06 NKP models?

The primary difference relevant to these models is the tubing configuration and resulting nominal flow rate.

The S04 models use approximately 1 × 3 mm tubing and provide approximately 10 mL/min, while the S06 models use approximately 2 × 4 mm tubing and provide approximately 36–38 mL/min depending on the motor/version.

Which NKP model uses 12V?

The NKP-DC-S06B is the 12V model discussed in this article and is specified at approximately 37 mL/min and 5W.

Which NKP models use 24V?

The NKP-DA-S04B is a 24V, approximately 10 mL/min model, while the NKP-DA-S06B is a 24V, approximately 38 mL/min model.

Which NKP models use 6V?

The NKP-DE-S04B is the 6V S04 model with approximately 10 mL/min flow, while the NKP-DE-S06B is the 6V S06 model with approximately 36 mL/min flow.

Can a peristaltic pump run in reverse?

Yes. The NKP product information states that the motor rotation direction can be changed through control.

Can the pump flow rate be controlled?

The motor speed can be controlled, and the product information suggests PWM for speed control. However, actual liquid flow should be calibrated because flow is affected by tubing, fluid properties, pressure, and other operating conditions.

Does a peristaltic pump need priming?

Peristaltic pumps are generally self-priming, but intentionally priming the tubing can help remove trapped air and establish a more consistent initial flow.

How long does the pump tube last?

The NKP product specifications list approximately 200 hours of tube life for the referenced models. Actual life depends on operating conditions, fluid characteristics, compression, temperature, and operating time.

19. Conclusion

A Micro Peristaltic Pump is a practical solution for moving and dispensing relatively small quantities of liquid while keeping the pumped liquid inside a flexible tube.

Its operating principle is simple: rotating rollers repeatedly compress the tube, move liquid forward, and allow the tube to recover behind the roller. This provides a compact positive-displacement pumping mechanism with useful characteristics for dosing, dispensing, laboratory equipment, robotics, and maker projects.

The NKP family provides several options for different electrical systems and flow requirements. The S04 models provide approximately 10 mL/min, while the S06 models provide approximately 36–38 mL/min depending on the voltage and model.

For an electronics project, selecting the correct NKP pump should be based on several factors rather than voltage alone:

  • Required flow rate
  • Available DC supply voltage
  • Tubing size and material
  • Fluid compatibility
  • Operating pressure
  • Required operating time
  • Desired control method
  • Required dosing accuracy

For simple liquid transfer, the nominal flow specification may be sufficient for initial selection. For accurate dosing, however, the final system should always be calibrated using the actual tubing, liquid, pressure, and operating conditions.

Understanding these factors allows hobbyists, students, makers, and engineers to use micro peristaltic pumps more effectively and to select the appropriate NKP model for their specific application.

مضخة بيرستالتية دقيقة: مبدأ العمل والأنواع والتطبيقات ودليل الاختيار

قائمة المحتويات
  1. مقدمة إلى المضخات البيرستالتية الدقيقة
  2. ما هي المضخة البيرستالتية؟
  3. كيف تعمل المضخة البيرستالتية الدقيقة؟
  4. المكونات الرئيسية للمضخة البيرستالتية الدقيقة
  5. فهم معدل التدفق وأنبوب المضخة
  6. مزايا المضخات البيرستالتية الدقيقة
  7. القيود والاعتبارات المهمة
  8. المتطلبات الكهربائية للمضخة البيرستالتية الدقيقة
  9. موديلات NKP للمضخات البيرستالتية الدقيقة
  10. NKP-DA-S04B 24V 10 mL/min 5W
  11. NKP-DE-S04B 6V 10 mL/min 5W
  12. NKP-DA-S06B 24V 38 mL/min 5W
  13. NKP-DE-S06B 6V 36 mL/min 5W
  14. NKP-DC-S06B 12V 37 mL/min 5W
  15. كيفية اختيار مضخة NKP المناسبة
  16. تطبيقات المضخات البيرستالتية الدقيقة
  17. التركيب والتحكم والصيانة
  18. الأسئلة الشائعة
  19. الخلاصة

1. مقدمة إلى المضخات البيرستالتية الدقيقة

المضخة البيرستالتية الدقيقة هي مضخة مدمجة تعمل بمبدأ الإزاحة الموجبة، وقد صُممت لنقل كميات صغيرة من السوائل عبر أنبوب مرن.

وعلى عكس مضخات المياه التقليدية، فإن السائل داخل المضخة البيرستالتية يلامس عادةً السطح الداخلي للأنبوب المرن فقط. ولا تتلامس آلية المضخة مباشرةً مع السائل، بل تعمل البكرات الدوارة على ضغط الأنبوب وتحريك السائل إلى الأمام.

مضخة بيرستالتية دقيقة

يجعل مبدأ التشغيل هذا المضخات البيرستالتية الدقيقة مناسبة لعمليات الجرعات الدقيقة، والتوزيع، ونقل السوائل، وتدويرها في التطبيقات التي تتطلب تحكماً دقيقاً في التدفق وعزلاً بين آلية المضخة والسائل.

تُعد سلسلة NKP من Kamoer مثالاً على مجموعة من المضخات البيرستالتية المدمجة التي تستخدم محرك تيار مستمر بفرش كربونية وأنبوباً قابلاً للاستبدال. وتوفر الموديلات التي نتناولها في هذا المقال معدلات تدفق تتراوح تقريباً بين 10 مل/دقيقة و38 مل/دقيقة، وذلك وفقاً للموديل وتكوين الأنبوب المستخدم.

وبالنسبة إلى مهندسي الإلكترونيات والهواة وصنّاع المشاريع، تتميز هذه المضخات بإمكانية التحكم فيها باستخدام مصدر طاقة تيار مستمر، أو مفتاح كهربائي، أو دائرة قيادة للمحرك، أو دائرة للتحكم في السرعة باستخدام PWM، وذلك وفقاً لمتطلبات التطبيق والمواصفات الكهربائية للمضخة.

2. ما هي المضخة البيرستالتية؟

المضخة البيرستالتية هي نوع من مضخات الإزاحة الموجبة التي تنقل السائل من خلال ضغط أنبوب مرن بشكل متكرر ثم تحريره.

مبدأ عمل المضخة البيرستالتية

وترتبط كلمة “بيرستالتية” بحركة العصر والانقباض المشابهة للحركة التي يقوم بها الجهاز الهضمي لدفع الطعام عبر الجسم.

في المضخة البيرستالتية الميكانيكية، تدور بكرة واحدة أو عدة بكرات حول محور مركزي. وعندما تضغط إحدى البكرات على الأنبوب المرن، ينغلق الأنبوب مؤقتاً عند نقطة الضغط.

بعد ذلك تتحرك البكرة الدوارة على طول الأنبوب، فتدفع السائل الموجود أمامها، بينما يعود الأنبوب خلفها تدريجياً إلى شكله الأصلي.

يؤدي الجمع بين ضغط الأنبوب وإزاحة السائل وعودة الأنبوب إلى شكله إلى توليد عملية الضخ.

وبما أن السائل يبقى داخل الأنبوب، فإن آلية المضخة نفسها لا تتلامس بشكل مباشر مع السائل إلا في حدود ضيقة جداً.

وهذه إحدى أهم الخصائص التي تميز المضخة البيرستالتية عن العديد من أنواع المضخات الأخرى.

3. كيف تعمل المضخة البيرستالتية الدقيقة؟

كيفية عمل المضخة البيرستالتية الدقيقة

ضغط الأنبوب
  • يتم تركيب الأنبوب المرن داخل رأس المضخة بين الدوار وغطاء المضخة.
  • عندما تضغط إحدى بكرات الدوار على الأنبوب، فإنها تضغطه وتُنشئ منطقة مغلقة تمنع مرور السائل.
  • يمنع ذلك السائل من التدفق بحرية إلى الخلف عبر منطقة الضغط.
إزاحة السائل
  • مع دوران الدوار، تتحرك منطقة الضغط على طول الأنبوب.
  • وبالتالي يتم دفع السائل المحصور بين نقاط التلامس المتتالية باتجاه مخرج المضخة.
  • تعتمد كمية السائل التي يتم نقلها في كل دورة على عوامل مثل القطر الداخلي للأنبوب، وشكل الأنبوب، وتصميم الدوار، وسرعة الدوران.
الشفط واستعادة الأنبوب لشكله
  • بعد ابتعاد البكرة عن الأنبوب، يحاول الأنبوب المرن العودة إلى شكله الأصلي.
  • تؤدي استعادة الأنبوب لشكله إلى توليد تأثير شفط يسحب كمية إضافية من السائل إلى جهة المدخل.
  • تتكرر هذه الدورة باستمرار مع دوران الدوار.

يمكن تبسيط تسلسل العملية على النحو التالي:

ضغط → دفع → تحرير → سحب السائل → تكرار

هذه العملية الميكانيكية البسيطة هي المبدأ الأساسي الذي تعمل به كل من المضخات البيرستالتية الصناعية الكبيرة والمضخات البيرستالتية الدقيقة والصغيرة.

4. المكونات الرئيسية للمضخة البيرستالتية الدقيقة

تتكون المضخة البيرستالتية الدقيقة النموذجية من عدة أجزاء أساسية ومهمة.

المكونات الرئيسية للمضخة البيرستالتية الدقيقة

محرك التيار المستمر
  • يوفر المحرك الطاقة الدورانية اللازمة لتشغيل دوار المضخة.
  • تستخدم موديلات NKP التي نتناولها في هذا المقال محركات تيار مستمر بفرش كربونية، ويختلف جهد التشغيل المطلوب حسب الموديل، حيث تعمل الموديلات المختارة بجهود 6V أو 12V أو 24V DC.
الدوار والبكرات
  • يحمل الدوار البكرات التي تضغط على الأنبوب المرن.
  • تستخدم موديلات NKP دواراً مزوداً بثلاث بكرات. ويوفر هذا التصميم عملية الضخ مع مستوى متوسط من نبضات التدفق.
أنبوب المضخة المرن
  • يُعد الأنبوب أحد أهم أجزاء المضخة البيرستالتية.
  • يتعرض الأنبوب لضغط متكرر بواسطة البكرات، ولذلك يجب أن يتمتع بالمرونة المناسبة والأبعاد الصحيحة والمقاومة الكيميائية والمتانة الميكانيكية المطلوبة.
  • بالنسبة إلى موديلات NKP من فئة S04، يبلغ مقاس أنبوب السيليكون المدرج تقريباً 1mm × 3mm.
  • أما موديلات S06 التي نتناولها في هذا المقال، فيبلغ مقاس الأنبوب المدرج تقريباً 2mm × 4mm.
هيكل المضخة
  • يدعم الهيكل الدوار ويحافظ على الأنبوب المرن في موضعه الصحيح.
  • يُعد تثبيت الأنبوب بشكل صحيح أمراً مهماً، لأن وضعه بطريقة غير صحيحة يمكن أن يؤثر في معدل التدفق، أو يزيد من تآكل الأنبوب، أو يؤدي إلى انزلاقه من مكانه.

5. فهم معدل التدفق وأنبوب المضخة

يشير معدل التدفق إلى كمية السائل التي تستطيع المضخة نقلها خلال فترة زمنية محددة.

ويُعبّر عنه عادةً بالوحدة:

mL/min — ملليلتر لكل دقيقة

معدل التدفق في المضخة البيرستالتية

على سبيل المثال: المضخة المصنفة عند 10 mL/min تنقل نظرياً حوالي 10 ملليلترات من السائل في الدقيقة، وذلك في ظل ظروف الاختبار المحددة لها.

وبالمثل، فإن المضخة المصنفة عند 38 mL/min تنقل نظرياً حوالي 38 ملليلترًا في الدقيقة في ظل ظروف التشغيل المقابلة.

ومع ذلك، لا ينبغي اعتبار معدل التدفق المنشور قيمة ثابتة تنطبق على جميع ظروف التركيب والتشغيل.

يمكن أن يتغير معدل التدفق الفعلي بسبب عدة عوامل، منها:

  • جهد التغذية
  • سرعة المحرك
  • أبعاد الأنبوب
  • مادة الأنبوب
  • لزوجة السائل
  • ضغط المخرج
  • حالة الأنبوب
  • درجة الحرارة
  • حمل المضخة
  • اختلافات التصنيع

يشير الداتا شيت الخاص بمضخات NKP تحديداً إلى أن قيم التدفق المذكورة هي قياسات مرجعية، وأن عوامل مثل نوع السائل وضغط المخرج وتغير سرعة المحرك يمكن أن تؤثر في معدل التدفق الفعلي.

ويُعد القطر الداخلي للأنبوب عاملاً مهماً بشكل خاص.

فزيادة قطر الأنبوب يمكن أن تؤدي إلى زيادة ملحوظة في حجم السائل الذي يتم إزاحته خلال كل دورة ضخ، ولهذا السبب توفر موديلات S06 معدل تدفق أعلى بشكل واضح من موديلات S04.

6. مزايا المضخات البيرستالتية الدقيقة

توفر المضخات البيرستالتية الدقيقة مجموعة من الخصائص المفيدة للمشروعات الإلكترونية وأنظمة الأتمتة والمختبرات وتطبيقات الجرعات ونقل السوائل.

عزل السائل
  • يبقى السائل داخل الأنبوب المرن بدلاً من مروره عبر المحرك أو معظم الأجزاء الميكانيكية للمضخة.
  • ويمكن أن يساعد ذلك في تبسيط عملية التنظيف وتقليل احتمالية تلوث آلية المضخة.
تصميم ميكانيكي بسيط
  • يمكن أن تعتمد المضخة البيرستالتية الصغيرة على ترتيب ميكانيكي بسيط نسبياً يتكون من محرك ودوار وهيكل وأنبوب مرن.
  • وهذا يجعل تقنية الضخ سهلة الفهم وعملية للعديد من المشروعات DIY والمشروعات الهندسية.
القدرة على التحضير الذاتي
  • تتميز المضخات البيرستالتية عموماً بقدرتها على التحضير الذاتي، لأن الأنبوب يُغلق ميكانيكياً بواسطة البكرات أثناء التشغيل.
  • ومع ذلك، فإن ملء الأنبوب بالسائل مسبقاً قبل التشغيل العادي يمكن أن يساعد في إزالة الهواء المحبوس وتحقيق تدفق أكثر استقراراً.
إمكانية عكس اتجاه الضخ
  • تشير وثائق منتجات NKP إلى إمكانية تغيير اتجاه الدوران من خلال التحكم في المحرك.
  • ويمكن أن تكون هذه الخاصية مفيدة في المشروعات التي تتطلب حركة السائل إلى الأمام والخلف.
سهولة استبدال الأنبوب

صُممت سلسلة NKP بحيث يمكن استبدال أنبوب المضخة، وهو أمر مفيد لأن الأنبوب هو الجزء الذي يتعرض للضغط الميكانيكي المتكرر أثناء تشغيل المضخة.

7. القيود والاعتبارات المهمة

على الرغم من المزايا العديدة التي توفرها المضخات البيرستالتية، فإنها لا تُعد الخيار المناسب لكل تطبيق.

نبضات التدفق
  • نظراً لأن السائل يتم دفعه من خلال حركة البكرات المنفصلة، فإن التدفق الناتج لا يكون مستمراً بصورة مثالية.
  • ينتج تصميم NKP المزود بثلاث بكرات مستوى متوسطاً من نبضات التدفق. وفي التطبيقات التي تتطلب تدفقاً شديد النعومة والاستقرار، قد تكون هناك حاجة إلى إجراءات إضافية لتقليل هذه النبضات.
تآكل الأنبوب
  • يتعرض الأنبوب للضغط المتكرر أثناء تشغيل المضخة.
  • ومع مرور الوقت، يمكن أن يؤدي هذا الإجهاد الميكانيكي إلى فقدان الأنبوب لمرونته أو إلى الحاجة إلى استبداله.
  • تذكر مواصفات منتجات NKP أن العمر التشغيلي لأنبوب المضخة يبلغ حوالي 200 ساعة للموديلات المشار إليها، إلا أن العمر الفعلي يعتمد على ظروف التشغيل.
الضغط وخصائص السائل
  • لا ينبغي افتراض بقاء معدل التدفق المعلن ثابتاً عندما تعمل المضخة ضد مقاومة مرتفعة عند المخرج.
  • يمكن أن تؤثر لزوجة السائل وخصائص الأنبوب والضغط ودرجة الحرارة جميعها في أداء المضخة.
اختيار الأنبوب المناسب
  • يمكن أن يؤدي استخدام أنبوب بأبعاد غير مناسبة إلى ضعف التدفق أو حدوث تسرب أو زيادة التآكل أو عدم عمل المضخة بالشكل الصحيح.
  • لذلك، تُعد أبعاد الأنبوب في المضخات البيرستالتية جزءاً أساسياً من نظام المضخة، وليست مجرد ملحق إضافي.

8. المتطلبات الكهربائية للمضخة البيرستالتية الدقيقة

  • تستخدم مضخات NKP محركات تيار مستمر بفرش كربونية، ولذلك يجب الانتباه إلى قطبية التوصيل وجهد التغذية قبل توصيل المضخة بمصدر الطاقة.
  • تختلف قيمة الجهد الاسمية بين الموديلات الخمسة التي يتناولها هذا المقال.
  • يجب تشغيل موديل 24V باستخدام مصدر تيار مستمر مناسب بجهد 24V، بينما يحتاج موديل 12V أو 6V إلى مصدر التغذية المطابق لجهده الاسمي.
  • يمكن أن يؤدي استخدام جهد غير مناسب إلى زيادة سرعة المحرك أو ارتفاع درجة حرارته أو تقليل عمره التشغيلي أو التسبب في تلفه.

المتطلبات الكهربائية للمضخة البيرستالتية الدقيقة

يمكن التعبير عن العلاقة التقريبية بين القدرة والجهد والتيار كهربائياً بالمعادلة:

P = V × I

حيث:

  • P = القدرة الكهربائية بالواط
  • V = الجهد بالفولت
  • I = التيار بالأمبير

بالنسبة إلى مضخة بقدرة 5W تعمل عند جهد 24V، فإن التيار النظري المقابل لقدرة 5W يبلغ تقريباً:

I = 5 / 24 ≈ 0.21 A

أما بالنسبة إلى مضخة بقدرة 5W تعمل عند جهد 12V:

I = 5 / 12 ≈ 0.42 A

وبالنسبة إلى مضخة بقدرة 5W تعمل عند جهد 6V:

I = 5 / 6 ≈ 0.83 A

تساعد هذه الحسابات في تكوين فكرة عن النطاق الكهربائي للمضخة، لكن التيار الفعلي الذي يسحبه المحرك المزود بفرش كربونية يتغير وفقاً للحمل وظروف التشغيل.

لذلك، ينبغي اختيار مصدر الطاقة ودائرة التحكم مع توفير هامش تيار مناسب لضمان التشغيل المستقر والآمن.

9. موديلات NKP للمضخات البيرستالتية الدقيقة

تضم عائلة NKP عدة إصدارات تشترك في مفهوم ميكانيكي متشابه، لكنها تختلف في جهد التشغيل وحجم الأنبوب ومعدل التدفق.

وبالنسبة إلى الموديلات الخمسة المختلفة ذات الصلة بهذا المقال، يمكن تلخيص المواصفات الرئيسية كما يلي:

الموديل الجهد الاسمي معدل التدفق القدرة مقاس الأنبوب المحرك
NKP-DA-S04B 24VDC ≥10 mL/min 5W 1 × 3mm DC بفرش كربونية
NKP-DE-S04B 6VDC ≥10 mL/min 5W 1 × 3mm DC بفرش كربونية
NKP-DA-S06B 24VDC ≥38 mL/min 5W 2 × 4mm DC بفرش كربونية
NKP-DE-S06B 6VDC ≥36 mL/min 5W 2 × 4mm DC بفرش كربونية
NKP-DC-S06B 12VDC ≥37 mL/min 5W 2 × 4mm DC بفرش كربونية

تدعم مواصفات NKP المنشورة وقوائم المنتجات في Makers Electronics هذه القيم الخاصة بكل موديل.

ملاحظة مهمة:

  • تتضمن قائمة الموديلات الأصلية في هذا المقال موديل NKP-DA-S06B مرتين.
  • تم التعامل مع التكرار الثاني على أنه موديل NKP-DE-S06B، لأنه يمثل إصدار S06B المميز بجهد 6V والمدرج حالياً لدى Makers Electronics.

10. NKP-DA-S04B 24V 10 mL/min 5W

تُعد NKP-DA-S04B مضخة بيرستالتية دقيقة مدمجة تعمل بجهد 24V DC، وقد صُممت للتطبيقات التي تتطلب معدلات تدفق منخفضة نسبياً.

مضخة NKP-DA-S04B 24V 10 mL/min 5W

تشمل مواصفاتها الرئيسية:

  • الجهد الاسمي: 24VDC
  • القدرة: 5W
  • معدل التدفق: ≥10 mL/min
  • المحرك: محرك تيار مستمر بفرش كربونية
  • مادة الأنبوب: سيليكون
  • مقاس الأنبوب: حوالي 1 × 3mm
  • عدد البكرات: 3
  • مستوى الضوضاء المرجعي: أقل من 50 dB
  • الوزن التقريبي: 100 g

يرتبط تكوين أنبوب S04 الأصغر بمعدل التدفق المنخفض الذي يبلغ حوالي 10 mL/min.

ويجعل مصدر التغذية بجهد 24V هذا الموديل مناسباً بشكل خاص عندما يكون نظام التحكم بالكامل يعمل بالفعل باستخدام خط طاقة 24V DC.

على سبيل المثال: يمكن استخدامه في أنظمة الجرعات الآلية، وتوزيع السوائل، وأنظمة نقل السوائل الصغيرة، والمعدات التجريبية التي يكون فيها معدل تدفق يقارب 10 mL/min مناسباً للتطبيق.

11. NKP-DE-S04B 6V 10 mL/min 5W

يستخدم موديل NKP-DE-S04B نفس تكوين مضخة S04 العام، لكنه مصمم للعمل باستخدام مصدر تيار مستمر بجهد 6V.

مضخة NKP-DE-S04B 6V 10 mL/min 5W

تشمل مواصفاته الرئيسية:

  • الجهد الاسمي: 6VDC
  • القدرة: 5W
  • معدل التدفق: ≥10 mL/min
  • المحرك: محرك تيار مستمر بفرش كربونية
  • مادة الأنبوب: سيليكون
  • مقاس الأنبوب: حوالي 1 × 3mm
  • عدد البكرات: 3
  • مستوى الضوضاء المرجعي: أقل من 50 dB
  • الوزن التقريبي: 100 g

الاختلاف العملي الرئيسي بين هذا الموديل وموديل NKP-DA-S04B بجهد 24V هو جهد تشغيل المحرك المطلوب.

لذلك يمكن أن يكون إصدار 6V مناسباً للمشروعات التي تعمل من مصادر تيار مستمر منخفضة الجهد، بشرط قدرة مصدر الطاقة على توفير التيار المطلوب.

كما تشير مواصفات Makers Electronics إلى إمكانية استخدام PWM عند الحاجة إلى التحكم في سرعة المضخة.

12. NKP-DA-S06B 24V 38 mL/min 5W

يُعد موديل NKP-DA-S06B إصداراً ذا معدل تدفق أعلى مقارنةً بموديلات S04.

مضخة NKP-DA-S06B 24V 38 mL/min 5W

تشمل مواصفاته الرئيسية:

  • الجهد الاسمي: 24VDC
  • القدرة: 5W
  • معدل التدفق: ≥38 mL/min
  • المحرك: محرك تيار مستمر بفرش كربونية
  • مادة الأنبوب: سيليكون
  • مقاس الأنبوب: حوالي 2 × 4mm
  • عدد البكرات: 3
  • مستوى الضوضاء المرجعي: أقل من 50 dB
  • الوزن التقريبي: 100 g

يوفر تكوين أنبوب S06 الأكبر معدل تدفق اسمي أعلى بشكل ملحوظ مقارنةً بتكوين S04.

ولذلك يكون هذا الموديل أكثر ملاءمة عندما يتطلب التطبيق معدل نقل سوائل أعلى مع الحفاظ على الحجم المدمج الذي تتميز به عائلة NKP.

13. NKP-DE-S06B 6V 36 mL/min 5W

يُعد موديل NKP-DE-S06B إصدار 6V من تكوين S06، وهو مصمم لتوفير معدل تدفق أعلى مع العمل من مصدر تيار مستمر منخفض الجهد.

مضخة NKP-DE-S06B 6V 36 mL/min 5W

تشمل مواصفاته الرئيسية:

  • الجهد الاسمي: 6VDC
  • القدرة: 5W
  • معدل التدفق: ≥36 mL/min
  • المحرك: محرك تيار مستمر بفرش كربونية
  • مادة الأنبوب: سيليكون
  • مقاس الأنبوب: حوالي 2 × 4mm
  • عدد البكرات: 3
  • مستوى الضوضاء المرجعي: أقل من 50 dB
  • الوزن التقريبي: 100 g

توضح مواصفات Makers Electronics أن معدل التدفق لهذا الموديل يبلغ 36 mL/min على الأقل، مع جهد تشغيل اسمي قدره 6V.

يمكن أخذ هذا الموديل في الاعتبار عندما يتطلب المشروع معدل التدفق الأعلى الذي يوفره تكوين S06، مع الاعتماد في الوقت نفسه على مصدر تيار مستمر منخفض الجهد.

ونظراً لأن المحرك يعمل بجهد 6V وبقدرة 5W، فإن متطلبات التيار قد تكون مرتفعة مقارنةً بإصداري 12V و24V. لذلك يجب اختيار مصدر الطاقة ودائرة التبديل بما يتناسب مع هذا المتطلب.

14. NKP-DC-S06B 12V 37 mL/min 5W

يُعد موديل NKP-DC-S06B إصدار 12V من تكوين S06، ويجمع بين معدل التدفق الأعلى الخاص بهذا التكوين وجهد تشغيل 12V.

مضخة NKP-DC-S06B 12V 37 mL/min 5W

تشمل مواصفاته الرئيسية:

  • الجهد الاسمي: 12V DC
  • القدرة: 5W
  • معدل التدفق: ≥37 mL/min
  • المحرك: محرك تيار مستمر بفرش كربونية
  • مادة الأنبوب: سيليكون
  • مقاس الأنبوب: حوالي 2 × 4mm
  • عدد البكرات: 3
  • مستوى الضوضاء المرجعي: أقل من 50 dB
  • الوزن التقريبي: 100 g

تحدد مواصفات Makers Electronics معدل تدفق يصل إلى حوالي 37 mL/min لهذا الموديل الذي يعمل بجهد 12V. كما تشير معلومات المنتج إلى إمكانية عكس اتجاه الدوران واستخدام PWM كوسيلة للتحكم في سرعة المحرك.

ويجعل جهد التشغيل 12V هذا الموديل مناسباً للعديد من الأنظمة المدمجة، نظراً إلى توفر 12V DC بشكل شائع في أنظمة الأتمتة والروبوتات والإلكترونيات المرتبطة بتطبيقات السيارات والمشروعات المختبرية.

15. كيفية اختيار مضخة NKP المناسبة

يُفضل أن تبدأ عملية اختيار مضخة NKP بتحديد متطلبات النظام الكهربائية ومعدل تدفق السائل المطلوب.

ابدأ بجهد مصدر الطاقة المتاح

إذا كان المشروع يحتوي بالفعل على مصدر طاقة مناسب بجهد 24V، فإن موديلات 24V تكون من الخيارات التي يمكن أخذها في الاعتبار.

  • بالنسبة إلى نظام يعمل بجهد 12V، فإن NKP-DC-S06B هو موديل S06 بجهد 12V ضمن هذه المجموعة.
  • بالنسبة إلى نظام يعمل بجهد 6V، يمكن النظر في NKP-DE-S04B وNKP-DE-S06B.
  • لا ينبغي توصيل المضخة ببساطة بأقرب جهد متاح؛ بل يجب الالتزام بجهد التشغيل الاسمي للمحرك.
حدد معدل التدفق المطلوب
  • إذا كان المطلوب حوالي 10 mL/min، فإن موديلات S04 تعد من الخيارات المناسبة.
  • إذا كان المطلوب في حدود 36–38 mL/min، فإن موديلات S06 توفر نطاق التدفق الاسمي الأعلى.
  • يجب تحديد معدل التدفق الفعلي المطلوب بناءً على متطلبات التطبيق، وليس اختيار المضخة اعتماداً فقط على أعلى قيمة تدفق منشورة.
تحقق من الأنبوب
  • يجب أن يتوافق الأنبوب مع رأس المضخة.
  • يستخدم تكوين S04 أنبوباً بحجم يقارب 1 × 3mm، بينما يستخدم تكوين S06 أنبوباً بحجم يقارب 2 × 4mm.
  • يجب أيضاً التأكد من أن مادة الأنبوب متوافقة كيميائياً مع السائل المراد ضخه.
ضع مدة التشغيل في الاعتبار
  • إذا كانت المضخة ستعمل بشكل مستمر، فإن عمر الأنبوب يصبح عاملاً مهماً في تصميم النظام.
  • تذكر مواصفات NKP عمراً يقارب 200 ساعة لأنبوب المضخة، وحوالي 800 ساعة للمحرك في الموديلات المشار إليها. وينبغي اعتبار هذه القيم مواصفات مرجعية من الشركة المصنعة وليست ضماناً للعمر الفعلي في كل تطبيق.
ضع التحكم في السرعة في الاعتبار

إذا كان التطبيق يتطلب تغيير معدل التدفق، فيمكن استخدام التحكم في سرعة المحرك كأحد الخيارات.

  • تشير وثائق منتجات Makers Electronics إلى إمكانية استخدام PWM للتحكم في السرعة.
  • ومع ذلك، فإن تغيير سرعة المحرك لا يضمن تلقائياً الحصول على معدل تدفق متناسب أو معاير بدقة. وفي تطبيقات الجرعات الدقيقة، يجب قياس الحجم الفعلي للسائل الخارج ومعايرة النظام وفقاً لذلك.

16. تطبيقات المضخات البيرستالتية الدقيقة

يمكن استخدام المضخات البيرستالتية الدقيقة في العديد من الأنظمة التي تتطلب نقل أو توزيع كميات صغيرة نسبياً من السوائل.

تطبيقات المضخات البيرستالتية الدقيقة

تشمل التطبيقات الشائعة:

  • موزعات السوائل الأوتوماتيكية
  • أنظمة توزيع الصابون ومعقمات اليدين
  • أنظمة الجرعات الصغيرة
  • المعدات المختبرية
  • أنظمة نقل السوائل
  • نماذج أولية لأنظمة الجرعات الكيميائية
  • مشروعات الروبوتات
  • أنظمة تدوير السوائل
  • النماذج الأولية لأنظمة الري الأوتوماتيكية
  • المشروعات التعليمية للتحكم في السوائل
  • أنظمة الأتمتة DIY
  • المعدات التجريبية التي تعتمد على السوائل

ومع ذلك، عند اختيار المضخة لتطبيق معين، يجب التحقق من توافق مادة الأنبوب كيميائياً مع السائل، ومعدل التدفق المطلوب، والضغط، ودرجة الحرارة، ومدة التشغيل، ومستوى الدقة المطلوب.

17. التركيب والتحكم والصيانة

تركيب وتشغيل وصيانة المضخة البيرستالتية الدقيقة

ركّب الأنبوب بشكل صحيح
  • ضع الأنبوب المرن بشكل منتظم داخل رأس المضخة.
  • تجنب الانحناءات الحادة أو الالتواء أو الشد الزائد أو تثبيت الأنبوب في موضع غير صحيح.
  • يمكن أن يؤدي تركيب الأنبوب بطريقة غير صحيحة إلى التأثير في معدل التدفق وتسريع تآكل الأنبوب.
حضّر المضخة للتشغيل
  • قبل بدء التشغيل العادي، اسمح للسائل بملء الأنبوب وتأكد من إزالة الهواء المحبوس بداخله.
  • على الرغم من أن المضخات البيرستالتية تتميز عموماً بالتحضير الذاتي، فإن ملء الأنبوب بالسائل مسبقاً يمكن أن يساعد في تحسين استقرار التدفق الأولي وتقليل أخطاء الجرعات الناتجة عن وجود الهواء.
استخدم مصدر طاقة مناسباً
  • استخدم مصدر تيار مستمر منظم بجهد اسمي مطابق للمضخة.
  • يجب أن يكون مصدر الطاقة قادراً أيضاً على توفير تيار كافٍ، وخصوصاً في إصدارات 6V.
تحكم في المحرك بعناية
  • يمكن استخدام مفتاح كهربائي بسيط للتشغيل والإيقاف الأساسي.
  • في الأنظمة الآلية، يمكن استخدام ترانزستور مناسب أو دائرة قيادة للمحرك للتحكم في تشغيل محرك التيار المستمر.
  • يمكن استخدام PWM للتحكم في السرعة عند الحاجة، ولكن يجب معايرة العلاقة بين نسبة تشغيل PWM ومعدل تدفق السائل الفعلي بشكل تجريبي للنظام المحدد.
استبدل الأنبوب المتآكل

نظراً لأن الأنبوب يتعرض للضغط المتكرر، فإنه عادةً ما يكون الجزء الأكثر تعرضاً للإجهاد الميكانيكي في المضخة.

افحص الأنبوب بحثاً عن العلامات التالية:

  • التشققات
  • التشوه الدائم
  • المناطق المسطحة
  • التسرب
  • انخفاض معدل التدفق
  • انزلاق الأنبوب من موضعه
  • فقدان المرونة

يمكن أن يساعد استبدال الأنبوب المتآكل في استعادة موثوقية تشغيل المضخة.

عاير المضخة للحصول على جرعات دقيقة
  • إذا كانت المضخة تستخدم للجرعات الدقيقة وليس فقط لنقل السائل، فلا تعتمد على قيمة mL/min الاسمية وحدها.
  • شغّل المضخة لمدة زمنية محددة ثم قم بقياس الحجم الفعلي للسائل الذي تم ضخه.

على سبيل المثال: معدل التدفق = الحجم الذي تم ضخه ÷ مدة التشغيل

إذا تم جمع 50 mL خلال اختبار استمر 100 ثانية:

100 ثانية = 1.667 دقيقة

وبالتالي:

معدل التدفق ≈ 50 / 1.667 ≈ 30 mL/min

  • يمكن بعد ذلك استخدام هذه القيمة المقاسة بواسطة وحدة التحكم للحصول على جرعات أكثر دقة.
  • تكتسب المعايرة أهمية خاصة لأن حالة الأنبوب والضغط وخصائص السائل وتغير سرعة المحرك يمكن أن تؤثر جميعها في معدل التدفق الفعلي.

18. الأسئلة الشائعة

ما هي المضخة البيرستالتية الدقيقة؟

المضخة البيرستالتية الدقيقة هي مضخة مدمجة تعمل بمبدأ الإزاحة الموجبة، وتنقل السائل من خلال ضغط أنبوب مرن وتحريره بشكل متكرر بواسطة بكرات دوارة.

هل يلامس السائل المحرك؟

عادةً لا. ففي تصميم المضخة البيرستالتية، يبقى السائل داخل أنبوب المضخة المرن، بينما يعمل المحرك والبكرات خارج مسار السائل.

ما الفرق بين موديلات NKP من نوع S04 وS06؟

يتمثل الاختلاف الأساسي المهم بين هذه الموديلات في تكوين الأنبوب وما ينتج عنه من اختلاف في معدل التدفق الاسمي.

تستخدم موديلات S04 أنبوباً بحجم يقارب 1 × 3mm وتوفر حوالي 10 mL/min، بينما تستخدم موديلات S06 أنبوباً بحجم يقارب 2 × 4mm وتوفر حوالي 36–38 mL/min، وفقاً لإصدار المحرك والموديل.

أي موديل NKP يعمل بجهد 12V؟

يُعد NKP-DC-S06B موديل 12V الذي تمت مناقشته في هذا المقال، وتبلغ مواصفاته حوالي 37 mL/min وبقدرة 5W.

أي موديلات NKP تعمل بجهد 24V؟

يُعد NKP-DA-S04B موديل 24V بمعدل تدفق يقارب 10 mL/min، بينما يُعد NKP-DA-S06B موديل 24V بمعدل تدفق يقارب 38 mL/min.

أي موديلات NKP تعمل بجهد 6V؟

يُعد NKP-DE-S04B موديل S04 بجهد 6V ومعدل تدفق يقارب 10 mL/min، بينما يُعد NKP-DE-S06B موديل S06 بجهد 6V ومعدل تدفق يقارب 36 mL/min.

هل يمكن للمضخة البيرستالتية العمل في الاتجاه العكسي؟

نعم. تشير معلومات منتجات NKP إلى إمكانية تغيير اتجاه دوران المحرك من خلال نظام التحكم.

هل يمكن التحكم في معدل تدفق المضخة؟

يمكن التحكم في سرعة المحرك، وتشير معلومات المنتج إلى إمكانية استخدام PWM للتحكم في السرعة. ومع ذلك، يجب معايرة معدل تدفق السائل الفعلي، لأن التدفق يتأثر بالأنبوب وخصائص السائل والضغط وغيرها من ظروف التشغيل.

هل تحتاج المضخة البيرستالتية إلى التحضير قبل التشغيل؟

تتميز المضخات البيرستالتية عموماً بقدرتها على التحضير الذاتي، إلا أن ملء الأنبوب بالسائل مسبقاً يمكن أن يساعد في التخلص من الهواء المحبوس وتحقيق تدفق أولي أكثر استقراراً.

ما العمر الافتراضي لأنبوب المضخة؟

تذكر مواصفات منتجات NKP أن العمر الافتراضي للأنبوب يبلغ حوالي 200 ساعة للموديلات المشار إليها. ومع ذلك، يعتمد العمر الفعلي على ظروف التشغيل وخصائص السائل ومستوى الضغط المطبق على الأنبوب ودرجة الحرارة ومدة التشغيل.

19. الخلاصة

تُعد المضخة البيرستالتية الدقيقة حلاً عملياً لنقل وتوزيع كميات صغيرة نسبياً من السوائل، مع إبقاء السائل الذي تتم معالجته داخل أنبوب مرن.

يعتمد مبدأ عملها على عملية بسيطة؛ إذ تضغط البكرات الدوارة الأنبوب بشكل متكرر، وتدفع السائل إلى الأمام، ثم تسمح للأنبوب باستعادة شكله خلف البكرة. وينتج عن ذلك نظام ضخ مدمج يعمل بمبدأ الإزاحة الموجبة، ويمكن الاستفادة منه في تطبيقات الجرعات وتوزيع السوائل والمعدات المختبرية والروبوتات والمشروعات الإلكترونية ومشروعات الهواة.

توفر عائلة NKP عدة خيارات تلائم أنظمة كهربائية ومعدلات تدفق مختلفة. وتوفر موديلات S04 حوالي 10 mL/min، بينما توفر موديلات S06 حوالي 36–38 mL/min وفقاً لجهد التشغيل والموديل.

وبالنسبة إلى المشروعات الإلكترونية، ينبغي ألا يعتمد اختيار مضخة NKP على الجهد وحده، بل يجب مراعاة مجموعة من العوامل، منها:

  • معدل التدفق المطلوب
  • جهد مصدر التيار المستمر المتاح
  • حجم الأنبوب ومادته
  • توافق الأنبوب والسائل
  • ضغط التشغيل
  • مدة التشغيل المطلوبة
  • طريقة التحكم المطلوبة
  • دقة الجرعات المطلوبة

في عمليات نقل السوائل البسيطة، قد تكون قيمة معدل التدفق الاسمية كافية لإجراء الاختيار الأولي. أما عند استخدام المضخة للجرعات الدقيقة، فيجب دائماً معايرة النظام النهائي باستخدام الأنبوب والسائل والضغط وظروف التشغيل الفعلية.

إن فهم هذه العوامل يساعد الهواة والطلاب وصنّاع المشروعات والمهندسين على استخدام المضخات البيرستالتية الدقيقة بكفاءة أكبر واختيار موديل NKP المناسب لمتطلبات كل تطبيق.

Leave a comment