Quanto più sono ridotte le dimensioni di un dispositivo, tanto più semplice sarà trasportarlo, installarlo o integrarlo nei sistemi esistenti. Inoltre, i processi per la produzione di precisione di componenti metallici, ceramici o plastici consentono un fissaggio più aderente e spazi più stretti. Questo, poi, ha un effetto molto positivo sull’efficienza delle macchine a fluido piccole e miniaturizzate, quali le pompe volumetriche. Il produttore tedesco HNP Mikrosysteme GmbH sfrutta queste nuove opportunità con la sua micropompa a ingranaggi anulare compatta ed ermetica per il dosaggio continuo, adatta anche a fluidi corrosivi. Per realizzare un azionamento con dimensioni e potenza perfettamente adattate alle caratteristiche di erogazione della pompa, gli specialisti di HNP hanno collaborato con FAULHABER, l’esperto di azionamenti di Schönaich. Il risultato è un’unità compatta composta da pompa e azionamento, adatta a un gran numero di applicazioni, comprese quelle più insolite.
Pompaggio preciso e ad alte prestazioni
Vi sono numerose applicazioni che richiedono il dosaggio mirato di piccoli volumi di liquido. Se l’applicazione deve avere anche una vita utile lunga e un design pompa senza guarnizioni, sono necessarie soluzioni high-tech. Le aree di applicazione tipiche sono il trasferimento di fluidi cristallizzanti, sensibili all’aria o degassanti, la tecnologia delle celle a combustibile, l’erogazione di soluzione di urea (AdBlue) per rimuovere i NOx dai gas di scarico dei motori diesel o le tecnologie di dialisi e analisi. La testa della pompa sigillata ermeticamente è azionata da un potente accoppiamento magnetico a terre rare, che impedisce le perdite lato azionamento. Grazie ai materiali disponibili, quali carburi a base di nichel, acciai inossidabili, ceramiche a base di alluminio, ossido di zirconio o carburo di silicio, e plastiche come PTFE, PEEK e FKM, le pompe possono essere adattate a varie sostanze, comprese quelle corrosive. La pompa, di soli 22 mm di diametro e 69 mm di lunghezza e con un peso di circa 100 g, è progettata per una tensione di esercizio di 24 V e può trasferire da 4,8 a 72 ml/min con una pressione di mandata fino a 5 bar. Grazie al design ad ingranaggi anulari, il range di viscosità pompabile è compreso tra 0,3 e 100 mPas, con una pulsazione di circa il 6% e un range di pressione differenziale compreso tra 0 e 5 bar. Il principio dell’ingranaggio anulare senza valvole garantisce forze di taglio minime durante il pompaggio.
Microazionamenti compatti
La pompa è azionata da un motore DC a commutazione elettronica con controllo di velocità integrato. Il design brushless migliora la vita utile e l'affidabilità dell'azionamento. Il controllo di velocità variabile adattato al motore è garantito da un controllo di velocità che ha lo stesso diametro del motore e che è montato sul retro del motore. Ciò significa che l’utente può facilmente regolare la velocità tramite un ingresso analogico da 0 a 10 V. Un ingresso digitale determina il senso di rotazione. Per ulteriori funzioni di monitoraggio, l’uscita digitale di frequenza fornisce un segnale di uscita a 15 mA con sei impulsi per giro. La tensione di alimentazione dell’azionamento è di 12 o 24 V CC, mentre i motori da 22 mm erogano circa 9 W e presentano una coppia fino a 59,9 Nm. Il controllo di velocità è alimentato con una tensione di alimentazione compresa fra 5 e 28 V DC tramite un apposito cavo piatto. L’efficienza del motore, pari a circa il 68%, e l’efficienza dell’elettronica di controllo superiore al 95% consentono lunghi tempi di funzionamento anche nei dispositivi mobili alimentati a batteria. Il robusto involucro in acciaio inossidabile e l’ampio range di temperature da -40°C a +85°C permettono di utilizzare il dispositivo anche all’esterno, ad esempio per le misurazioni ambientali. La capacità di sovraccarico a breve termine dei microazionamenti supporta tali applicazioni, in quanto consente di gestire con facilità coppie di spunto della pompa più elevate, ad esempio in seguito a cali di temperatura notturni, e la conseguente maggiore viscosità del fluido.
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