Danas je nabavljena peristaltička pumpa BP 742 njemačkog proizvođača Fresenius iz 1980-tih godina.
Tvrtku današnjeg naziva Fresenius SE & Co. KGaA osnovao je 1912. godine njemački poduzetnik i ljekarnik Eduard Fresenius. Od tada pa sve do danas tvrtka se bavi opremanjem zdravstvenih ustanova medicinskom opremom i aparatima. Primarni proizvodi tvrtke bili su aparati za dijalizu, a danas je to multinacionalna zdravstvena tvrtka koja i dalje nudi proizvode i usluge za dijalizu u bolnicama, kao i bolničku i izvanbolničku medicinsku skrb. Tvrtka je uključena u upravljanje bolnicama te u inženjering i usluge za medicinske centre i druge zdravstvene ustanove.
Peristaltička pumpa koju ovdje razmatramo vrlo vjerojatno je bila dio medicinskog kompleta za dijalizu. Karakteristika ovih pumpi je da tekućina koja se pumpa ne prolazi kroz pokretne dijelove same pumpe (preko lopatica, propelera i slično) nego stalno ostaje zatvorena u svojoj protočnoj cijevi. Pumpanje se vrši periodičkim pritiskanjem te cijevi izvana, pomoću valjaka, rolera, ekscentra i sličnih pritisnih mehanizama. Cijevi koje se koriste u peristaltičkim pumpama stoga moraju imati dobru vanjsku otpornost na kompresiju i habanje.
Ovdje se vide rotirajući valjci koji pritišću gumenu cijev sa tekućinom provedenu po rubu okrugle komore te na taj način pumpaju tekućinu kroz cijev. Sa lijeve strane ulazni i izlazni prihvat cijevi. Oba mehanizma su opremljena sigurnosnim sklopkama tako da se motor neće pokrenuti ako poklopac komore nije zatvoren i ako prihvat cijevi nije dobro učvršćen.
Vidimo da je istovremeno moguće uvesti dvije cijevi preko kojih će se pumpati tekućine. Gumbi na prednjem prihvatu služe za mehaničko pozicioniranje sigurnosne sklopke ovisno o debljini korištene cijevi te za mehaničko pričvršćivanje (fiksiranje) cijevi na ulazu i izlazu iz pumpe.
U unutrašnjosti nalazimo elektromotor sa pužnim prijenosom te očekivanu popratnu elektroniku: mrežni transformator, elektronički sklop za kontrolu i stabilizaciju brzine vrtnje elektromotora i indikacijski instrument. Elektromotor sa reduktorom je tipa GNM 4150, deklariran na 24 V, 2 A.
Na pločici je naznačena funkcija pojedinog preciznog trimer-potenciometra na elektroničkoj pločici u svrhu podešavanja i kalibracije rada pumpe. Na stražnjoj ploči montiran je izlazni tranzistor regulatora napona za elektromotor (2N3055), ulazne mrežne komponente i utičnica za sigurnosnu sklopku.
Nacrtali smo kompletnu elektroničku shemu peristaltičke pumpe Fresenius BP 742. Mrežni transformator ima sekundar sa središnjim izvodom na kojem dobivamo 2 x 16 V izmjeničnog napona. Ispravljač je složen od dva dijela. Preko jednog punovalnog ispravljača dobiva se napon za pogon elektromotora (24 V), a preko drugog simetrični napon za napajanje operacijskih pojačala, odnosno kontrolne i upravljačke elektronike (2 x 10 V).
Operacijsko pojačalo 1 (LM741) je driver koji upravlja pogonskim tranzistorima elektromotora BD138 i 2N3055. Operacijsko pojačalo 2 (LM741) je senzor struje elektromotora, odnosno povratna sprega za stabilizaciju brzine vrtnje elektromotora s obzirom na moguću promjenu opterećenja istog. Operacijsko pojačalo 3a (MC1458) je u krugu komparacije odabranih parametara rada pumpe.
Na shemi se lijepo vidi kako se na operacijskom pojačalu 1 kompariraju dva napona: jedan koji dolazi sa pojačala 3a i nosi informaciju o ručno namještenim parametrima i drugi korekcijski napon koji dolazi sa pojačala 2. Ako se elektromotor jače optereti jasno da će mu pasti okretaji ali će se povećati i potrošnja struje. Pojačalo 2 prati potrošnju struje, odnosno pad (promjenu) napona na otpornicima 220 Ω / 0,33 Ω. Kad se potrošnja struje poveća, pada napon na invertirajućem ulazu pojačala što uzrokuje povećanje napona na izlazu iz pojačala. Ovaj napon se dovodi na invertirajući ulaz driver pojačala 1 gdje u komparaciji sa naponom na neinvertirajućem ulazu uzrokuje povećanje napona na izlazu, a time i veće otvaranje tranzistora BD138 i 2N3055 te veći napon/struju kroz elektromotor.
Operacijsko pojačalo 3a daje izlazni napon ovisno o ručno namještenim ulaznim naponima. Na jednom ulazu se namješta upravljački napon za željeni broj okretaja, a na drugom ulazu upravljački napon za promjer upotrijebljene cijevi. Jasno da o obje ove veličine ovisi protok pumpe u ml/min. Zato je vanjske kontrole svakako potrebno postaviti na ispravne pozicije glede broja upotrijebljenih cijevi (jedna ili dvije), promjera upotrijebljenih cijevi (5 – 12 mm) i željene brzine protoka (0-50). Kod podešavanja protoka, mjerni instrument je kalibriran da automatski pokazuje stvarni protok za postavljene parametre (0-400 ml/min).
Operacijsko pojačalo 3a (MC1458) je bufer pojačalo za mjerni instrument. Mjerni instrument sa zakretnim svitkom je zaštićen sa dvije antiparalelno spojene diode od prenapona.
Mehanika i elektronika peristaltičke pumpe Fresenius BP 742 mogla bi se iskoristiti za bilo koju primjenu gdje je potrebna stabilna regulirana rotacija na niskim okretajima. Ako se jednom ukaže potreba za nečim takvim, dobro je znati da već imamo dobru bazu ta takav projekt 🙂