فنون
الجمال والعناية
حِرَف
الثقافة والتاريخ
ترفيه
البيئة
الطعام والمشروبات
الهندسة العكسية
العلوم
رياضة
التقنية
الأجهزة القابلة للارتداء

English
مضخة التمعج: إغلاق مكانين في آن واحد، ولا يلامس أي صمام السائل
اضغط على خرطوم لإغلاقه بين إصبعين وحرّك أصابعك على طوله: يُدفع السائل أمامها إلى الأمام، ويرتد الخرطوم خلف أصابعك ويمتلئ من جديد. هذا هو جوهر مضخة التمعج بالكامل. يحمل دوّار بكرات تدور على مسار منحنٍ، تضغط كل بكرة على أنبوب مرن لتغلقه وتتدحرج على طوله.
لا يلامس السائل سوى الجزء الداخلي من الأنبوب. لا توجد صمامات قد تنسد، ولا أختام قد تتسرب، ولا شيء يحتاج إلى تنظيف سوى أنبوب يمكن التخلص منه. ولهذا السبب تُستخدم هذه المضخة للدم، ولمزارع الخلايا، ولحقن المواد الكيميائية في إمدادات المياه، وللخرسانة، ولحبر الطابعات.
سجّل روفوس بورتر وج. د. برادلي براءة اختراعها عام 1855 بوصفها مضخة للآبار، ودوّنا القاعدة الواحدة التي لا تزال كل مضخة تمعج ملزمة باتباعها: يجب إغلاق الأنبوب في **مكانين في اللحظة نفسها**. وفي عام 1881 استخدم يوجين ألين المبدأ نفسه لنقل الدم، تحديدًا لأنه لا توجد فيها صمامات قد يتجلط عليها الدم. تقوم هذه الوحدة ببناء واحدة منها باستخدام محرك خطوي.
متوسط
حوالي 6 ساعات
التعليمات
1
1
اختر الأنبوب أولاً — فهو يحدد كل شيء آخر
اختر الأنبوب أولاً — فهو يحدد كل شيء آخر
الأنبوب هو المضخة. يحدد قطر تجويفه التدفق لكل دورة، ويحدد سمك جداره مدى الضغط الذي يجب أن تضغط به البكرات، ويحدد مادته ما يمكنه نقله ومدة عمره.
استخدم أنابيب **السيليكون** لهذا البناء: فهي تستعيد شكلها الدائري بسرعة بعد كل ضغطة، وهذا ما يعيد ملء الجيب خلف البكرة. أنبوب PVC الشفاف أرخص وأكثر صلابة — يستعيد شكله ببطء أكبر، ويأخذ شكلاً مسطحاً دائماً أسرع، ويناسب فقط الاستخدام البطيء والمتقطع.
قِس القطر الداخلي وسمك الجدار بالقدمة ذات الورنية، على طرف مقطوع، عند عدة نقاط حول الدائرة. الأنبوب المضغوط حتى يصبح مسطحاً يساوي بالضبط **سمكين من الجدار**؛ وهذه هي الفجوة الأولية بين البكرة والمسار. اكتب الرقمين كليهما — فالمسار مصمم حولهما في الخطوة التالية.
المواد لهذه الخطوة:
الأدوات المطلوبة:
قدمة رقمية 6 بوصات2
2
اطبع المسار والدوار والبكرات
اطبع المسار والدوار والبكرات
اطبع هيكلاً بمسار منحنٍ نصف قطره 25 مم إلى الخط المركزي للأنبوب، يلتف **بزاوية 180 درجة على الأقل** — على شكل حرف U يدخل فيه الأنبوب من ذراع ويخرج من الذراع الآخر. اطبع دواراً ذا ثلاثة أذرع يناسب عمود المحرك الخطوي البالغ قطره 5 مم مع برغي تثبيت داخلي (grub screw)، وركّب على كل ذراع في نهايته محمل تزحلق (سكيت بورد) على برغي آلي كبكرة. إن استخدام محامل دوارة بدلاً من مسامير ثابتة هو الفرق بين مضخة وقاطع أنابيب: فالمسمار يسحب على الأنبوب ويُهلكه حتى يتآكل.
اجعل المسار قطعة منفصلة تُثبَّت ببرغيين في فتحات مستطيلة، حتى تتمكن من تحريكه نحو الدوار. هذا الضبط هو **الانسداد** (occlusion) — أي مدى ضغط الأنبوب — وهو الإعداد الوحيد الذي تملكه المضخة.
ثبّت الأنبوب عند طرفي المسار بمشابك مطبوعة، وإلا فإنه سينزلق مع البكرات دائراً حتى يُشد تماماً ويتوقف عن الضخ.
المواد لهذه الخطوة:
خيط PETG120 غ
محمل كُريّ3 قطع
براغي آلية10 قطع
محرك خطوي1 قطعةالأدوات المطلوبة:
طابعة ثلاثية الأبعاد بالخيط (FDM)
قدمة رقمية 6 بوصات
طقم مفاتيح ألن
مثقاب لاسلكي
طقم لقم ثقب3
3
التدفق لكل دورة، وقاعدة المكانين المغلقين
التدفق لكل دورة، وقاعدة المكانين المغلقين
جارٍ تحميل دفتر Jupyter…
4
4
The drive: a stepper, a speed knob and a reverse button
The drive: a stepper, a speed knob and a reverse button
A stepper motor is the right drive for a dosing pump: it turns a known angle per step, so the volume pumped is simply steps counted. This sketch reads a potentiometer for speed and a button to reverse — reversing is how you clear an air lock or empty a line back into its bottle. Set the driver's current limit before connecting the motor; a stepper run at the wrong current either stalls under the tube's resistance or overheats.
peristaltic_drive.inoarduino
المواد لهذه الخطوة:
Arduino Uno R31 قطعة
مشغّل محرك خطوي1 قطعة
مقياس جهد متغيّر1 قطعة
أسلاك توصيل1 طقمالأدوات المطلوبة:
حاسوب عليه بيئة Arduino IDE
مصدر تغذية بالتيار المستمرّ5
5
ضبط الانسداد والمعايرة مقابل عمود من الماء
ضبط الانسداد والمعايرة مقابل عمود من الماء
ابدأ والمسار مفتوح بعيدًا بحيث تكاد البكرات تلامس الأنبوب بالكاد. ضع المدخل في كأس ماء مع قطرة من الصبغة، ووجّه المخرج إلى مخبار مدرج، وشغّل المضخة ببطء.
حرّك المسار نحو الداخل قليلًا في كل مرة. في البداية تكاد المضخة لا تنقل شيئًا: تدفع البكرات السائل إلى الأمام فينزلق إلى الخلف متجاوزًا إياها. عندما تصل الفجوة إلى نحو ضعف سماكة الجدار يقفز التدفق فجأة. الآن ارفع المخرج متراً واحدًا فوق المدخل وراقب الصبغة: إذا زحفت إلى الخلف بين مرور البكرات وآخر، فأغلق المسار قليلًا أكثر. توقف فور أن تثبت الصبغة.
لا تذهب أبعد من ذلك. كل جزء إضافي من المليمتر يسحق الأنبوب في كل مرور ويقصر عمره، ولا يعطي تدفقًا أكبر.
الآن عاير: عدّ 100 دورة في المخبار، ثم اقسم، وقارن النتيجة بالرقم المدوّن في الدفتر. المضخة الفعلية تنقل أقل، لأن الأنبوب لا يستعيد شكله الدائري تمامًا بين البكرات. هذا الرقم المقاس، لا المحسوب، هو ما تعمل عليه مضخة الجرعات.
المواد لهذه الخطوة:
ماء1 لتر
ملوّن غذائي (صبغة لإظهار الجريان)1 قطرةالأدوات المطلوبة:
مخبار مدرّج
ساعة إيقاف
طقم مفاتيح ألن
شريط قياس6
6
النبضات وتآكل الأنبوب
النبضات وتآكل الأنبوب
جارٍ تحميل دفتر Jupyter…
7
7
انحرف التدفق: اكتشف السبب
انحرف التدفق: اكتشف السبب
يعتمد تدفق المضخة الperistaltic على جودة أنبوبها ومدى انسداده. هذه هي الأعطال التي تغيّر الملليلترات المعايَرة لكل دورة، مرتبةً حسب ترتيب فحصها.
Flow
Loading...
8
8
التاريخ والسياق
التاريخ والسياق
**براءة الاختراع الأمريكية رقم 12,753، "مضخة الأنبوب المرن"، لروفوس بورتر من واشنطن العاصمة وج. د. برادلي من برا تلبورو، فيرمونت، بتاريخ 17 أبريل 1855.** كان بورتر مؤسس مجلة Scientific American. تصف براءة الاختراع خرطومًا من المطاط المفلكن (الفولكنة) — وكان متاحًا تجاريًا منذ عقد واحد فقط في ذلك الوقت — مثبتًا حول سطح أسطواني ويمر عليه بكرة دوارة، وتذكر الشرط الذي يجعل المضخة تعمل: يجب أن يُغلق الخرطوم *"في الوقت نفسه تمامًا"* في مكانين. وكانت إحدى الطرق التي اقترحوها لتحقيق ذلك هي لف الخرطوم دورة كاملة.
**براءة الاختراع الأمريكية رقم 249,285، "جهاز نقل الدم"، ليوجين إ. ألين من غراند رابيدز، ميشيغان، قُدم الطلب في 23 يونيو 1881، ومُنحت البراءة في 8 نوفمبر 1881.** خرطوم مطاطي بقطر داخلي نحو ثُمن بوصة موضوع على وسادة مطاطية داخل صندوق نحاسي صغير، مع ثلاث بكرات زجاجية أو أكثر محمولة على حزام دائري بحيث تضغط دائمًا على الخرطوم لإغلاقه. يوضح مواصفات ألين السبب: الضغط المتحرك *"يستغني عن جميع صمامات الشفط، التي بسبب الطبيعة اللزجة والليفينية للدم ستنسد دائمًا وتُنتج جلطات"*.
واستُخدمت مضخة الأسطوانات لاحقًا لنقل الدم في أجهزة القلب والرئة وغسيل الكلى للسبب نفسه الذي ذكره ألين.
**القيود الصادقة.** إنها تُنتج نبضًا. يعتمد تدفقها على أنبوب يتآكل، لذا ينحرف ويجب إعادة معايرته. وتقتصر قدرتها على الضغط على ما يستطيع الأنبوب أن يُحكم إغلاقه ضده — بضعة بارات للأنابيب المخبرية العادية. والأنبوب المتآكل لا يفشل بسلاسة: إذ ينشق، وكل ما كان ينقله يصل إلى رأس المضخة.

المواد
11- 1 مترعنصر نائب
- 120 غعنصر نائب
- عنصر نائب
- 10 قطععنصر نائب
- عنصر نائب
- عنصر نائب
- عنصر نائب
- عنصر نائب
- عنصر نائب
- 1 لترعنصر نائب
- عنصر نائب
الأدوات المطلوبة
10- عنصر نائب
- عنصر نائب
- عنصر نائب
- 1 vendor sell this, none ship to you yetعنصر نائب
- عنصر نائب
- عنصر نائب
- عنصر نائب
- عنصر نائب
- عنصر نائب
- 1 vendor sell this, none ship to you yetعنصر نائب
المخططات ذات الصلة
هذه المخططات تشارك المعرفة مع هذا — التقنيات والمواد والمبادئ

Building Ctesibius' Force Pump — The First Double-Acting Piston Pump
بواسطة Emma
ميكانيكا
164
0
0
0
3
0

One Way Only: The Check Valve and the Bang It Makes
بواسطة Martin
أدوات
44
0
0
0
0
0

Vulcanizing Rubber with Sulfur — The Accidental Discovery That Put Tyres on the Road
بواسطة Charlie
صناعي
127
0
0
0
4
0

The Hose and Its Clip: Why It Was Tight When You Fitted It
بواسطة Martin
أدوات
41
0
0
0
0
0

The Plastic Blood Bag
بواسطة Mary
طب
46
0
0
0
0
0

The Centrifugal Pump: Speed Squared, and Why It Cannot Lift Air
بواسطة Emma
ميكانيكا
39
0
0
0
0
0
CC0 ملكية عامة
هذا المخطط مُصدر بموجب CC0. يحق لك نسخه وتعديله وتوزيعه واستخدامه لأي غرض، دون طلب إذن.
ادعم الصانع بشراء منتجات عبر مخططه حيث يكسب عمولة الصانع يحددها البائعون، أو أنشئ نسخة جديدة من هذا المخطط وضمّنه كرابط في مخططك لمشاركة الإيرادات.