Principi de funcionament de les bombes de buit miniatura raspallades de CC

En la indústria moderna i la instrumentació de precisió, les bombes de buit en miniatura amb raspall de CC, amb els seus avantatges de mida petita, resposta ràpida i cost controlable, s'han convertit en components importants per al control de fluids i l'adquisició de buit. El seu principi de funcionament es basa en mecanismes clàssics d'accionament electromagnètic i de commutació mecànica, aconseguint transport o succió de gas mitjançant la conversió eficient d'energia elèctrica i mecànica.

A l'estructura central, el motor consta de pols d'estator i una armadura del rotor. L'estator normalment utilitza imants permanents per generar un camp magnètic fix, mentre que el rotor conté bobines de bobinat incrustades. Quan es connecta una font d'alimentació de CC al circuit format per les escombretes i el commutador, s'introdueix corrent als bobinatges del rotor a través dels raspalls. Els conductors-que porten el corrent experimenten una força d'amperes al camp magnètic de l'estator, generant un parell de rotació segons la regla de la-esquerra, fent que el rotor giri contínuament. Durant aquest procés, el commutador gira de manera sincrònica amb el rotor, canviant periòdicament el contacte entre les escombretes i els diferents segments de bobinat per garantir l'ajust en temps real de la direcció del corrent del bobinatge del rotor, mantenint una direcció de parell constant i formant un moviment de rotació continu.

El component de transmissió mecànica converteix el moviment de rotació del motor en un canvi volumètric a la bomba. Les estructures comunes inclouen mecanismes d'enllaç-de rodes excèntrics o conjunts de pistons de lleves-: un component excèntric a l'extrem de l'eix del rotor acciona un diafragma o pistó en moviment alternatiu, fent que el volum de la cambra de la bomba s'expandeixi i es comprimeixi periòdicament. Quan la cambra de la bomba s'expandeix, la pressió interna és inferior a la pressió externa, la vàlvula d'entrada s'obre i el gas entra a la cambra; durant la compressió, la pressió interna augmenta, la vàlvula d'entrada es tanca, la vàlvula d'escapament s'obre i el gas s'empeny a la sortida. Mitjançant aquest cicle d'"admissió-compressió-escapament", la bomba produeix contínuament un entorn de pressió negativa o buit.

Tot i que el contacte lliscant entre les escombretes i el commutador provoca un cert desgast, gràcies a la miniaturització i a l'ús de materials resistents al desgast-, aquestes bombes encara poden mantenir un funcionament fiable en condicions de baixa càrrega i intermitents. Les seves característiques de funcionament són adequades per a aplicacions sensibles a l'espai- i la potència-com ara mostreig de laboratori, equips mèdics i instruments analítics portàtils, proporcionant una solució rendible-per al control microfluídic.