Мембранный насос — нагнетатель объемного типа, в котором используется гибкая диафрагма. Он работает путем создания частичного вакуума, который втягивает жидкость через одну сторону камеры и вытесняет ее через другую, поэтому его также называют вакуумным насосом. Мембранные насосы могут перекачивать среды с высокой вязкостью, плотностью, агрессивностью, степенью загрязнения и экстремальными температурами, обеспечивая при этом надежную работу без пульсаций как при низком, так и при высоком давлении. Они идеально подходят для перемещения, измерения, смешивания, дозирования, фильтрации и отбора проб жидкости. Рассмотрим более подробно эти устройства.
Принцип работы
Перекачивание в мембранных насосах производится за счет циклического изменения объема рабочей камеры при возвратно-поступательном движении эластичной мембраны, защемленной по краям на одной из ее стенок. При ее изгибании в сторону увеличения объема камеры, в ней создается разрежение и происходит засасывание жидкости. Выгибание диафрагмы в противоположную сторону уменьшает объем, давление повышается, и жидкость выходит из насоса.
Реализация насосного эффекта была бы невозможна без впускного и выпускного обратных клапанов, которые работают одновременно, запираются и открываются автоматически под влиянием течения перекачиваемой жидкости. При всасывании открывается впускной клапан, жидкость заполняет камеру, выпускной находится в закрытом положении, что сохраняет вакуум в камере. Обратный изгиб мембраны повышает давление среды, которое открывает выпускной клапан, чтобы дать выход жидкости из камеры, а впускной закрывается. Благодаря созданию вакуумного эффекта диафрагменные насосы способны поднимать воду с глубины несколько метров без помощи дополнительных устройств.
Виды мембранных насосов
При одинаковом принципе работы диафрагменные насосы могут применяться в различных технологических условиях. Это потребовало разработки оборудования, в котором возвратно-поступательное движение диафрагмы ведется разными типами приводов.
Электромагнитные
В качестве привода мембраны в таком насосе используется соленоид, который состоит из электромагнитной катушки с сердечником. При подаче электрического импульса в обмотке возникает магнитное поле. Оно выталкивает сердечник из катушки, который воздействует на центр диафрагмы. Происходит ее перемещение и цикл всасывания жидкости в рабочую камеру насоса. Выталкивание нагнетаемой среды происходит возвратной пружиной при отключении электрического питания.
Производительность электромагнитного мембранного насоса зависит от частоты импульсов. Такой тип оборудования не применяют для перемещения больших объемов жидкости. Их обычно используют в дозаторах, которые способны контролировать расход среды с высокой точностью (несколько мл/ч). С этой целью в конструкции некоторых моделей предусматривается регулировка хода сердечника.
Электромеханические
В отличие от электромагнитных, такие мембранные насосы предназначены для перекачивания больших объемов жидкости. В качестве привода используется электрический двигатель с редуктором, который через эксцентрик задает движение толкателю, связанному с центром диафрагмы. Обратный ход мембраны обеспечивает пружина. Производительность насоса зависит от мощности электродвигателя, объема камеры и частоты вращения вала редуктора. Для регулирования подачи может меняться ход толкателя.
Пневматические
Такая разновидность мембранных насосов работает от давления воздуха и отличается высокой производительностью и способностью перекачивать жидкости, содержащие крупные твердые частицы и мусор, поэтому часто применяется в промышленности. В отличие от аналогов, конструкция этих устройств состоит из двух зеркально расположенных рабочих камер с диафрагмами. Между ними находится пневматический узел, управляющий перемещением толкателя. Его торцы соединены с двумя мембранами таким образом, что при всасывании жидкости в одной камере в другой происходит выталкивание. Производительность в пневматических устройствах регулируется за счет изменения расхода и давления воздуха в трубопроводе, соединяющем насос с воздушным компрессором.
Санитарные
Санитарные мембранные насосы предназначены для использования в сферах, требующих строгих гигиенических стандартов, таких как обработка продуктов питания и напитков, а также фармацевтическое производство. Эти насосы имеют гладкую поверхность и изготовлены из пищевых материалов, что предотвращает загрязнение перекачиваемой жидкости.
Области применения
Мембранные насосы являются незаменимым оборудованием. Чаще всего они используются в различных отраслях промышленности.
Химическая. Перекачивание химикатов, кислотного и щелочного шлама.
Бумажная промышленность. Для древесной массы и воды, содержащей опилки и щепки.
Сельское хозяйство. Перекачивание жидких кормов для животных, неорганических удобрений, навоза.
Судостроение. Откачка воды из трюмов и отходов из фекальных баков.
Машиностроение. Циркуляция смазочно-охлаждающих жидкостей и масла, используемых в прокатном оборудовании, при резке и измельчении металлов.
Пищевая промышленность. Перекачивание воды при переработке фруктов, производстве соков, транспортировка сусла, винных остатков, другого пищевого сырья и отходов.
Горнодобывающая промышленность. Организация циркуляции воды и бентонита, откачивание осевшего ила, воды в процессе резки горных пород.
В строительстве мембранные насосы часто используют для дренажа водоемов, откачки воды и строительной грязи из затопленных подвалов, очистки канализационных люков.
Что учитывать при покупке
На рынке многочисленные производители предлагают разнообразные конструкции мембранных насосов. Чтобы купить подходящую по параметрам и цене модель, необходимо обращать внимание на следующие основные характеристики:
тип и свойства перекачиваемой жидкости или суспензии (вязкость, допустимые размеры твердых включений, плотность, химическая агрессивность, абразивность и т. д.);
производительность;
рабочее давление на выходном патрубке;
высота всасывания;
рабочий интервал температур;
мощность электродвигателя;
присоединительные размеры патрубков для входа и выхода жидкости, а также для подключения воздуха;
требуемое давление сжатого воздуха;
возможность регулирования скорости и объемов перекачиваемых жидкостей;
наличие системы защиты от скачков напряжения;
защита насоса от поломки при попадании внутрь твердых предметов;
материал.
Помимо цены, необходимо обратить внимание на надежность производителя, условия сервисного обслуживания, наличие в комплекте поставки запасных частей, сроки приобретения и доставки изнашивающихся деталей.
Популярные модели
Чтобы продемонстрировать возможности диафрагменных насосов, более подробно рассмотрим наиболее востребованные на рынке модели. К ним по праву относится линейка Varisco LB. Производитель выпускает мембранные насосы с 1948 года. В России их можно приобрести в компании «КлинТех».
Устройства этой серии относятся к самовсасывающим моделям, которые способны поднимать жидкость с глубины от 4,5 до 6 м без вспомогательных систем. Они перекачивают плотные и вязкие среды (1–1000 мм2/с), содержащие абразивы и взвешенные твердые частицы до 50 мм. Поэтому, помимо перекачивания чистой воды, их часто применяют в промышленности и в очистных сооружениях. Диапазон производительности нагнетателей варьируется от 5 до 42 м3/ч, рабочее давление составляет 1,5 бар.
В качестве привода используется электрический двигатель мощностью от 0,35 до 24,8 кВт. Передача усилия на мембрану производится через редуктор, зубья которого выполнены из закаленной стали и смазываются в масляной ванне. Для предохранения частей насоса от поломки при прокачивании жидкостей, содержащих твердые частицы крупных размеров и склонные к оседанию суспензии, соединение редуктора с диафрагмой выполнено с помощью пружинной соединительной муфты.
Мембрана в базовой комплектации изготавливается из неопрена, что позволяет перекачивать жидкости, имеющие температуру от +20 до +100 °С. По запросу производитель поставляет диафрагму из нитрилового каучука, что расширяет температуру применения (от –20 до +120 °С) или из витона (от +10 до +200 °С). Для снижения пульсаций засасываемой среды на входном патрубке установлена демпфирующая камера, заполненная при работе жидкостью со свободной поверхностью. Колебания сглаживаются за счет упругости образующейся воздушной подушки.
Детали насоса, контактирующие с жидкостью, производятся из чугуна, алюминия или нержавеющей стали марки AISI 316, что придает изделию стойкость к эрозии и коррозионному разрушению. По запросу возможна комплектация из чугуна с твердой резиновой футеровкой внутренних поверхностей или из алюминия с покрытием Rilsan.
Другие преимущества насосов серии LB состоят в способности неограниченное время работать в холостом режиме, отсутствии вращающихся частей, контактирующих с жидкостью, в простоте конструкции, что позволяет легко заменять диафрагму и обратные клапаны.
Примерное время чтения 6 минут 35 секунд
