定制排氣閥和分流閥

大家好，
感謝您花時(shí)間回顧我參加GrabCAD氧氣閥分離器挑戰(zhàn)賽的經(jīng)歷。
競(jìng)賽規(guī)則規(guī)定物體必須完全用ABS打印出來(lái)，這就使得最常用于精確測(cè)量病人氧氣流量的工作流量調(diào)節(jié)器設(shè)置成為不可能。這些設(shè)備使用彈簧、金屬螺紋和墊圈來(lái)實(shí)現(xiàn)其所需的功能。對(duì)ABS的限制使我們無(wú)法使用任何可以用作密封墊的材料來(lái)防止氧氣逸出。在未來(lái)，它可能是值得打開(kāi)的挑戰(zhàn)，使用微型打印機(jī)或其他靈活的細(xì)絲，可以很容易地打印在業(yè)余級(jí)3D打印機(jī)。
使用普通的FDM打印機(jī)也消除了創(chuàng)建流分割設(shè)備時(shí)的許多設(shè)計(jì)選項(xiàng)。盡管面臨這些挑戰(zhàn)，我還是努力尋找一個(gè)可行的解決方案，它易于打印，并實(shí)現(xiàn)了控制流速的目標(biāo)。我可以通過(guò)質(zhì)量守恒來(lái)改變內(nèi)部幾何結(jié)構(gòu)的直徑，從而從不同的孔中產(chǎn)生已知的流量。為了使流速適當(dāng)?shù)貏澐?，每個(gè)出口必須根據(jù)開(kāi)口的橫截面積來(lái)調(diào)諧。對(duì)于名為5050分離器的配合部分，它從罐調(diào)節(jié)器中取出入口流量，并將流量分成兩半。我使用麥克馬斯特卡爾零件2429K56作為例子，確定零件內(nèi)徑為5.6毫米。然后，我通過(guò)劃分直徑為5.6mm的入口區(qū)域并重新計(jì)算新的橫截面積，計(jì)算出新的分流截面的直徑。下面鏈接的電子表格有一個(gè)很好的計(jì)算大綱：

現(xiàn)在我有了一個(gè)分流器來(lái)劃分流量，我需要一種方法來(lái)選擇精確的流量。使用分離器，系統(tǒng)用戶將向分離器提供20 L/min的氧氣。然后，分離器將每個(gè)分支的流量分成10升。不使用任何運(yùn)動(dòng)部件，我們可以簡(jiǎn)單地“排出”流量達(dá)到所需的量。第二部分用于此目的。使用鏈接的電子表格，30%的流量從分支排出，這將允許我們?cè)诜种┒藶榛颊咛峁?升。
使用Solidworks的流動(dòng)模擬軟件包，我可以復(fù)制不同直徑的結(jié)果。這當(dāng)然不是完美的，但上面的解決方案似乎提供了合理的結(jié)果。在將STLs發(fā)送到現(xiàn)場(chǎng)之前，這里的社區(qū)可以對(duì)這些部分進(jìn)行調(diào)整和驗(yàn)證。使用一個(gè)簡(jiǎn)單的氧氣罐和流量計(jì)DOWREAM，打印和驗(yàn)證每個(gè)所需流量的分流非常簡(jiǎn)單。在我的照片中顯示的出血分離器只花了大約20分鐘打印。
我知道這不是一個(gè)理想的解決方案，必須在一個(gè)低資源的環(huán)境下排出氧氣，但它似乎提供了最好的妥協(xié)，使分流系統(tǒng)具有真正的流量調(diào)節(jié)能力。如果技術(shù)人員能夠?qū)⒕哂蓄愃蒲鯕庑枨蟮幕颊叻纸M，就可以避免一些浪費(fèi)。他們可以在他們的頭腦中快速做的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)上出血分流的百分比，以選擇適當(dāng)?shù)姆至鳌Ｋ€需要額外的管子，但我認(rèn)為它可以很好地工作，能夠熱交換分裂，而不必完全打印新的套。理想情況下，只需打印新的出血分割。這是一篇由Mike Yeats撰寫的關(guān)于修理現(xiàn)場(chǎng)流量計(jì)的優(yōu)秀博客文章，它幫助我實(shí)現(xiàn)了一個(gè)沒(méi)有墊圈或彈簧的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)。

請(qǐng)隨時(shí)詢問(wèn)任何問(wèn)題，以澄清該系統(tǒng)是如何工作的。我可以根據(jù)您的要求提供有關(guān)某些流分析的更多信息。再次感謝您抽出時(shí)間閱讀我的文章！
最好的，
肖恩