Бытовые        855         0

Принцип работы, устройство и виды мембранных насосов

Содержание   

  1. Принцип работы и устройство мембранных насосов
    1. Преимущества и недостатки диафрагменных насосов
    2. Стендовая проверка мембранного насоса (видео)
  2. Виды и комплектация мембранных насосов
    1. Мембранные вакуумные насосы
    2. Ручной насос
    3. Самовсасывающие мембранные электрические насосы
    4. Мембраны для насосов

Диафрагменный или мембранный насос используется для перекачивания различных видов жидкости с разной агрессивностью и вязкостью. Они отличаются от прочих типов насосов тем, что не имеют двигателя.

Широкое применение получили в пищевой, химической, нефтеперерабатывающей, лакокрасочной и некоторых других отраслях промышленности.

1 Принцип работы и устройство мембранных насосов

Корпус агрегата изготовляют из обширного перечня материалов. В основном, это химически стойкие пластики: полиамид, полипропилен, поливинилденфторид. Также используется нержавеющая сталь и алюминий.

Аппарат состоит из двух рабочих и двух воздушных камер, а также пары мембран, заключенных в корпус. Каждая пара камер, рабочая и воздушная, разделяются эластичной мембраной.

Две мембраны, каждая из которых зажата между парой дисков, соединены штоком. Под давлением воздуха они совершают возвратно-поступательные движения, при этом воздух проникает то в одну, то в другую воздушные камеры поочередно. Воздух перераспределяется посредством золотника, установленного в воздушном клапане.

Рабочие камеры оснащены обратными шариковыми клапанами. На одну камеру приходится два клапана. Они выполняют автоматический контроль за перекачиваемой внутри насоса жидкостью в последовательности: впускной коллектор – рабочая камера – выпускной коллектор.

Схема принципа работы и устройства мембранного насоса

Схема принципа работы и устройства мембранного насоса

Мембранные насосы работают по следующей циклической схеме:

  1. Подача сжатого воздуха в воздушный клапан.
  2. Воздух проходит через внутриклапанные каналы, направляясь золотником в одну из воздушных камер.
  3. Давление в воздушной камере возрастает и изгибает мембрану, вытесняя жидкость в направлении напорного патрубка.
  4. Вторая мембрана, взаимосвязанная с первой штоком, одновременно прогибается к центру устройства. Происходит всасывание новой порции жидкости.
  5. Поочередное открытие/закрытие шариковых клапанов регулирует наполнение камер и предотвращает противоток.
  6. Когда шток с мембранами находится в крайней точке, золотник воздушного клапана синхронно занимает противоположное положение. Устройство снова готово к работе, но с другой стороны.
  7. Цикл повторяется.

к меню ↑

1.1 Преимущества и недостатки диафрагменных насосов

Данные устройства имеют ряд существенных преимуществ:

  1. Простая надежная конструкция не предполагает наличие двигателя и редуктора. Отсутствуют вращающиеся детали.
  2. Привод осуществляется посредством энергии сжатого воздуха, иногда с гидроприводом, что не несет опасности искрообразования. Устройства полностью безопасны в работе с горючими жидкими материалами.
  3. Имеют малогабаритные размеры и малый вес.
  4. Устройства универсальны для перекачивания любых жидкостей (агрессивных и токсичных), даже с твердыми примесями диаметром 2-63 мм.
  5. В устройствах отсутствуют подшипники и уплотнения, что исключает изнашивание рабочих элементов и утечки.
  6. Элементарность регулировки производительностью устройства. Производится изменением объема подачи воздуха.
  7. Устройство не предполагает смазку и обслуживание механизмов. Работа при отсутствии жидкости не ведет к износу деталей.
  8. Создает выходное давление до 65 бар и имеет высоту самовсасывания до 5 м.

Порядок циркуляции воды в диафрагменном насосе

Порядок циркуляции воды в диафрагменном насосе

Мембранные насосы не лишены и определенных недостатков.

  1. Основной рабочий элемент устройства – мембрана, испытывает серьезные динамические нагрузки, что приводит к ее выходу из строя.
  2. Клапаны, предусмотренные конструкцией устройства, при засорении прекращают выполнять свои функции. Необходима их прочистка.

к меню ↑

1.2 Стендовая проверка мембранного насоса (видео)


к меню ↑

2 Виды и комплектация мембранных насосов

По принципы работы всасывающего механизма мембранные насосы подразделяют на два типа:

к меню ↑

2.1 Мембранные вакуумные насосы

Принцип его работы и устройство аналогичны рассмотренному варианту. Устройства обладают полной герметичностью, что предотвращает попадание внутрь всевозможных примесей. Учитывая данную особенность вакуумного мембранного насоса, его применяют там, где требуется стерильность процессов и недопустимы утечки, например:

  • атомная промышленность;
  • медицина;
  • полиграфия;
  • лабораторные исследования;
  • пищевая индустрия;
  • химические процессы.

Мембранный вакуумный насос

Мембранный вакуумный насос

Эти устройства, из-за своей конструкции, полностью безопасны для окружающей среды, человека и животных. Поэтому ими оснащаются индивидуальные доильные аппараты. Положительными показателями использования таких насосов на молочных животноводческих комплексах можно считать:

  • компактность, делает возможным размещение аппарата на мобильной тележке с флягами;
  • бесшумность и отсутствие вибрации;
  • малое энергопотребление;
  • min процент механических загрязнений;
  • стойкость к парообразованию;
  • небольшая стоимость.

Вакуумные электронасосы мембранные используют для перекачки газа и создания вакуума в замкнутых системах и емкостях. Применяют их и в виде компрессора.

На территории стран СНГ самой распространенной моделью, является мембранный вакуумный насос НВМ (безмасляный) российского производства. Мембраны аппарата имеют повышенный ресурс, 3000 часов непрерывной работы, достигающийся модернизированным приводом мембран. Они перемещаются вверх-вниз параллельно, а не как обычно качаясь.
к меню ↑

2.2 Ручной насос

Мембранный пневматический ручной насос используют в бытовых условиях. Такой агрегат незаменим там, где нет возможности подключиться к электросети. Служит для откачки грунтовых вод из подвалов, погребов, цокольных этажей домостроений, траншей. Ими можно производить откачку нечистот из сливных ям и перекачивать дизельное топливо.

Ручной насос имеет шаровые клапаны, которые во время работы непрерывно перекатываются и самоочищаются.

Отсутствие трущихся поверхностей в конструкции, как у поршневых агрегатов, обуславливает их повышенный ресурс.

Рабочее положение такого ручного аппарата – вертикальное, рычагом ручки вниз. Всасывающий нижний патрубок направлен вниз, вверх смотрит напорный патрубок.
к меню ↑

2.3 Самовсасывающие мембранные электрические насосы

Такие агрегаты наиболее широко применяются в строительной отрасли и коммунальном хозяйстве. Часто на крупной строительной площадке можно встретить установки, называемые Лягушкой (НДНМ 4). Такой самовсасывающий мембранный водяной насос применяют для откачки воды из котлованов, траншей, затопленных коммуникаций. Они успешно справляются с перекачкой грязной воды, содержащей до 50% твердых взвешенных примесей.

Мембранный электрический инъекционный насос

Мембранный электрический инъекционный насос

Насос Лягушка самый востребованный строительный дренажный агрегат. Он изготовляется с вертикальным и горизонтальным расположением мембраны и обладает высотой самовсасывания: номинальной 4 м, максимальной 7,6 м. Агрегат для удобства монтируется на самоходной тележке.

Самовсасывающие высокого давления мембранные насосы компактных размеров, способные работать от аккумулятора на 12 В или 24 В применяют в быту. Их используют в автоматических системах водоснабжения в кемпингах, на дачах, для розлива молока и напитков, удобрений, слабоагрессивных жидкостей. Высота самовсасывания у них до 5м, подача и напор зависят от модели.
к меню ↑

2.4 Мембраны для насосов

В зависимости от сферы использования агрегатов, для изготовления основного рабочего элемента – мембраны, применяют наиболее подходящий материал. Ведь от этого зависит долговечность и надежность диафрагменного агрегата. Отталкиваясь от характеристик материала мембраны, выбирают совместимый к жидкости, с которой будет работать насос.

Диафрагмы и прокладки для насосов

Диафрагмы и прокладки для насосов

Основные современные материалы для изготовления мембран насосов и их особенности:

  1. Буна-Н — для перекачивания горюче-смазочных материалов, абразивных сред и пищевых продуктов. Имеют средний срок службы.
  2. Вил-флекс( Сантопрен) –из него производятся химически стойкие мембраны для перекачивания химических соединений. Обладают повышенной износостойкостью, недорогой стоимостью и большим сроком службы.
  3. Витон – для перекачки супер агрессивных сред. Химически стойкие диафрагмы обладают повышенной термостойкостью и износостойкостью. Срок службы средний.
  4. Геоласт – подходит для любых сред. Получаются универсальные износостойкие мембраны со средним сроком службы.
  5. Неопрен – для средне агрессивных и нейтральных сред. Диафрагмы имеют низкую стоимость и среднюю износостойкость к абразивному воздействию. Срок службы 10 млн. циклов.
  6. Полиуретан – для нейтральных сред, самый дешевый из современных материалов с достаточной выносливостью и большим сроком экслплуатации.
  7. Термопластичный эластомер – для слабо и средне агрессивных веществ. Мембраны получаются высокопрочные и недорогие.
  8. Фторопласт – для агрессивных субстанций в фармацевтике и пищевом производстве. Диафрагмы износостойки с большим сроком службы.
  9. Этилен-пропиленовый каучук – для агрессивных сред. Мембраны могут использоваться в низком температурном режиме, средне износостойки с большим сроком использования.

Производительность стандартных мембранных пневматических насосов варьируется от 0,1 до 72 м3/час, давление около 8,5 бар. Существуют модели специальных мембранных насосов высокого давления до 220 бар.

Выбор мембранных насосов, представленных в продаже также широк, как широка сфера их применения.

Похожие и рекомендуемые статьи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.