עקרון העבודה של משאבות ואקום מיניאטוריות מוברשות DC

בתעשייה המודרנית ובמכשור מדויק, משאבות ואקום מיניאטוריות מוברשות DC, עם יתרונותיהן של גודל קטן, תגובה מהירה ועלות ניתנת לשליטה, הפכו למרכיבים חשובים לבקרת נוזלים ורכישת ואקום. עיקרון העבודה שלהם מסתמך על הנעה אלקטרומגנטית קלאסית ומנגנוני תעבורה מכניים, השגת הובלת גז או יניקה באמצעות המרה יעילה של אנרגיה חשמלית ומכנית.

במבנה הליבה, המנוע מורכב מעמודי סטטור ואבזור רוטור. הסטטור משתמש בדרך כלל במגנטים קבועים כדי ליצור שדה מגנטי קבוע, בעוד הרוטור מכיל סלילים מפותלים. כאשר ספק כוח DC מחובר למעגל שנוצר על ידי המברשות והקומוטטור, זרם מוכנס לפיתולי הרוטור דרך המברשות. המוליכים הנושאים-זרם חווים כוח אמפר בשדה המגנטי של הסטטור, יוצר מומנט סיבובי בהתאם לכלל-יד שמאל, ומניע את הרוטור להסתובב ברציפות. במהלך תהליך זה, הקומוטטור מסתובב באופן סינכרוני עם הרוטור, ומעביר מעת לעת את המגע בין המברשות למקטעי פיתול שונים כדי להבטיח-התאמה בזמן אמת של כיוון זרם מתפתל הרוטור, שמירה על כיוון מומנט קבוע ויצירת תנועה סיבובית מתמשכת.

רכיב ההילוכים המכני ממיר את תנועת הסיבוב של המנוע לשינוי נפחי במשאבה. מבנים נפוצים כוללים מנגנוני הצמדה- של גלגלים אקסצנטריים או מכלולי בוכנה של גלגלים-: רכיב אקסצנטרי בקצה גל הרוטור מניע דיאפרגמה או בוכנה בתנועה הדדית, מה שגורם לנפח תא המשאבה להתרחב ולהידחס מעת לעת. כאשר תא המשאבה מתרחב, הלחץ הפנימי נמוך מהלחץ החיצוני, שסתום הכניסה נפתח וגז נמשך לתא; במהלך הדחיסה, הלחץ הפנימי עולה, שסתום הכניסה נסגר, שסתום הפליטה נפתח, והגז נדחף לשקע. באמצעות מחזור "כניסה-דחיסה-פליטה זו, המשאבה מפיקה ברציפות סביבת לחץ שלילי או ואקום.

למרות שמגע ההחלקה בין המברשות והקומוטטור גורם לבלאי מסוים, הודות למזעור ולשימוש בחומרים עמידים-לבלאי, משאבות אלו עדיין יכולות לשמור על פעולה אמינה בעומס נמוך ובתנאים לסירוגין. מאפייני ההפעלה שלהם מתאימים ליישומים רגישים לחלל- ו-כגון דגימת מעבדה, ציוד רפואי ומכשירים אנליטיים ניידים, ומספקים פתרון חסכוני-לבקרת מיקרו-נוזל.