Мембранные насосы – устройство, принцип действия и типы оборудования

Мембранные (диафрагменные) насосы: принцип работы, разновидности, применение

Благодаря развитию технологий на современном рынке регулярно появляются новые виды оборудования и технических средств, отвечающих более высоким требованиям потребителей. Именно к такому оборудованию можно отнести и мембранный насос, который также называют диафрагменным. Основным рабочим органом данного насоса является мембрана (диафрагма), на возвратно-поступательном движении которой и основан принцип работы данного механического объемного устройства. Принудительно и с определенной цикличностью изменяя размеры рабочей камеры такого насоса, с его помощью можно выполнять перекачку как жидких, так и газовых сред.

Мембранный вакуумный насос во взрывозащитном исполнении

Принцип действия и конструктивные особенности

Основными элементами конструкции мембранного насоса, которые располагаются в его неподвижном корпусе, являются:

  • подвижная диафрагма или мембрана;
  • рабочая камера устройства;
  • шток (поршень), который соединяет мембрану с приводным валом;
  • кривошипно-шатунный механизм;
  • клапаны, которые предотвращают обратное всасывание перекачиваемой среды;
  • входной и выходной патрубки.

Мембранный насос с механическим приводом

В том случае, если диафрагменный насос используется в лабораторных целях, его оснащают вакуумметрами, защитными фильтрами, а также дополнительными элементами автоматики, которые предохраняют такое устройство от возможных перегрузок и связанного с ними перегрева.

В зависимости от модели у мембранных насосов может быть одна или две рабочие камеры. Модели с одной камерой являются типовым вариантом такого оборудования и используются наиболее часто. Двухкамерные диафрагменные насосы, камеры которых могут соединяться между собой по последовательной или параллельной схеме, применяются в тех случаях, когда требуется использование более мощного насосного оборудования.

Внутреннее устройство мембранного насоса

Принцип работы мембранного или диафрагменного насоса заключается в следующем.

  • В момент запуска насоса шток, связанный с эластичной мембраной, начинает выгибать ее в сторону, обратную от рабочей камеры, в результате чего объем данной камеры увеличивается.
  • За счет резкого увеличения объема в рабочей камере создается эффект вакуума, и в нее через входной патрубок начинает поступать перекачиваемая среда.
  • Посредством кривошипно-шатунного механизма мембране сообщается обратное перемещение, и объем рабочей камеры резко уменьшается, что приводит к выталкиванию из нее перекачиваемой среды через выходной патрубок. В тот момент, когда мембрана начинает совершать обратное движение, входной патрубок автоматически блокируется при помощи специального клапана.

Мембранные насосы отдельных моделей оснащаются сразу двумя диафрагмами, которые располагаются друг напротив друга и соединяются между собой при помощи эксцентрикового механизма. За счет того, что перекачивание среды осуществляется попеременно каждой из мембран, применение таких устройств является более эффективным.

Рабочие такты двухмембранного насоса

Отдельные производители используют для насосов структурированные мембраны. Наряду с другими преимуществами, мембраны данного типа отличаются увеличенным эксплуатационным сроком, соответственно, реже нуждаются в замене, что делает их использование экономически более выгодным.

Конструктивные элементы мембранных насосов в процессе эксплуатации могут контактировать с различными типами рабочих сред и подвергаться их активному воздействию. Именно поэтому в зависимости от назначения вакуумно-мембранного или диафрагменного насоса следует выбирать модели, которые предназначены для тех типов сред, с которыми будет работать такое устройство. Если пренебречь этим требованием и выбрать оборудование с несоответствующими техническими характеристиками, можно столкнуться с тем, что оно очень быстро выйдет из строя.

Виды мембран для оснащения диафрагменных насосов

Вполне естественно, что от того, какого типа мембраны используются для оснащения диафрагмовых насосов, зависит не только долговечность такого оборудования, но и эффективность его использования. По конструктивному исполнению среди мембран для насосов выделяют три основных типа.

  • Наиболее простые по конструкции диафрагмы плоского типа позволяют достигать высокой степени сжатия. Соединение такой диафрагмы со штоком осуществляется за счет отверстия, специально выполненного в ее центральной части. Наличие такого отверстия часто становится причиной ухудшения герметичности мембраны, которая может начать пропускать во вторую камеру насоса перекачиваемую им среду. Кроме того, элементы резьбового соединения, при помощи которых мембрана соединяется со штоком, находятся в постоянном контакте с прокачиваемой средой, что часто нежелательно.
  • Формованные мембраны соединяются со штоком насоса при помощи винта, запрессованного в диск выпуклой формы, устанавливаемый с обратной стороны от рабочей камеры. Таким образом, при использовании подобных мембран для насосов исключается контакт перекачиваемой среды с металлическими крепежными элементами. Между тем мембранные насосы, на которых устанавливаются диафрагмы данного типа, характеризуются меньшей производительностью. Объясняется это тем, что, по сравнению с плоскими моделями, выпуклые мембраны отличаются меньшей упругостью.
  • Наибольшей производительностью, максимальным сроком службы и минимальными затратами на обслуживание характеризуются насосы мембранные, на которых установлены структурированные диафрагмы. Такие мембраны, кроме специально разработанной формы, отличаются улучшенными механическими характеристиками. При использовании данных мембран практически исключены утечки перекачиваемой среды, кроме того, последняя не контактирует с металлическими крепежными элементами.

Мембраны для насосов. Верхний ряд – мягкие сантопреновые (похожие на резиновые), нижний ряд – тефлоновые (более жесткие)

Сферы использования

Мембранные насосы за счет особенностей своей конструкции являются абсолютно герметичными устройствами, поэтому среда, которая подвергается перекачке с их помощью, не контактирует с окружающим воздухом. Именно благодаря такому качеству, а также принципу, по которому работают мембранные насосы, их применение особенно актуально в тех случаях, когда важны стерильность и отсутствие утечек перекачиваемых сред. Использование абсолютно герметичных мембранных насосов, что также важно, позволяет защитить людей, которые находятся рядом с ними, а также окружающую среду от вредного воздействия перекачиваемой среды, если она характеризуется высокой токсичностью. Вакуумные устройства в отличие от механических насосов относятся к оборудованию безмасляного типа.

Мембранные вакуумные насосы благодаря перечисленным выше качествам наиболее активно используются в следующих сферах:

  • медицинской и фармацевтической промышленности;
  • производстве пищевой продукции и напитков;
  • атомной промышленности;
  • полиграфии;
  • лабораториях различной направленности;
  • обслуживании химических процессов на различных предприятиях, при котором необходим мембранный дозирующий насос;
  • производстве лакокрасочной продукции, где не обойтись без мембранных насосов-дозаторов;
  • оснащении различных вакуумных систем – фильтров, присосок, массажеров, манипуляторов и др.

Мембранные пневматические насосы для отраслей химической промышленности выпускаются в полипропиленовых или алюминиевых корпусах

Насосы мембранного типа, как уже было сказано выше, нужны не только для перекачки газа, для воды и других жидких сред. Часто встречается использование мембранных насосов в качестве дозаторов. В частности, мембранные дозировочные насосы успешно применяются на химических предприятиях, где с их помощью выполняют дозировку и смешивание реагентов, в нефтеперерабатывающей отрасли, на опреснительных станциях и т.д.

Мембранный насос высокого давления позволяет создавать чистый вакуум в различных емкостях или других закрытых системах. Кроме того, такое оборудование может быть использовано как пневматический компрессор.

Мембранный насос высокого давления Triplex применяется в системах распыления, фильтрации, охлаждения или дозирования

Вакуумные насосы мембранного типа часто применяют для оснащения молочных ферм, где посредством таких устройств приводятся в действие индивидуальные доильные аппараты. Насос диафрагменный отличается компактными размерами, что позволяет легко размещать его на тележках, которые операторы доильных аппаратов транспортируют вместе с бидонами по территории фермы. Немаловажно, что при работе вакуумных мембранных насосов создается минимум шума и вибраций. Это объясняется отсутствием в их конструкции вращающихся деталей. Другими преимуществами использования мембранных насосов для оснащения молочных ферм являются:

  • устойчивость к повышенной влажности;
  • обеспечение высокой чистоты перекачиваемой среды;
  • экономичность устройства с точки зрения энергопотребления;
  • доступная стоимость.

Преимущества применения

В чем заключаются преимущества насосов мембранного типа? Такие устройства:

  • отличаются долговечностью (которая выше, чем у подобного оборудования других типов из-за отсутствия в конструкции трущихся деталей);
  • обладают высокой надежностью;
  • не нуждаются в частом техническом обслуживании за счет простоты конструкции;
  • не требуют помощи квалифицированных специалистов для замены износившихся деталей;
  • характеризуются высокой универсальностью;
  • отличаются минимальным уровнем шума и вибрации при работе;
  • не нуждаются в смазочных веществах;
  • просты и удобны в использовании.

Промышленный мембранный насос, предназначенный для гидравлической транспортировки твердых материалов (рудничных вод, породных шламов и т. п.)

Выбирая мембранные насосы, которые на современном рынке представлены большим разнообразием моделей, следует обращать внимание на следующие параметры таких устройств:

  • производительность;
  • рабочее давление;
  • мощность;
  • размеры модели.

Принцип работы, устройство и виды мембранных 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.

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

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.

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.

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.

Стендовая проверка мембранного насоса (видео)

Виды и комплектация мембранных насосов

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

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

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.

Читайте также:  Насосы для теплых полов – расчет мощности, особенности покупки и монтажа приборов

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.

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

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.

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

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.

Принцип работы насоса

Крыльчатые насосы являются разновидностью поршневых насосов. Насосы этого типа были изобретены в середине 19 века.
Насосы являются двухходовыми, то есть подают воду без холостого хода.
Применяются, в основном, в качестве ручных насосов для подачи топлива, масел и воды из скважин и колодцев.

Конструкция:
Внутри чугунного корпуса размещены рабочие органы насоса: крыльчатка, совершающая возвратно-поступательные движения и две пары клапанов (впускные и выпускные). При движении крыльчатки происходит перемещение перекачиваемой жидкости из всасывающей полости в нагнетательную. Система клапанов препятствует перетоку жидкости в обратном направлении

Насосы этого типа имеют в своей конструкции сильфон (“гармошку”), сжимая который производят перекачку жидкости. Конструкция насоса очень простая и состоит всего из нескольких деталей.
Обычно, такие насосы изготавливают из пластика (полиэтилена или полипропилена).
Основное применение – выкачивание химически активных жидкостей из бочек, канистр, бутылей и т.п.

Низкая цена насоса позволяет использовать его в качестве одноразового насоса для перекачивания едких и опасных жидкостей с последующей утилизацией этого насоса.

Пластинчато-роторные (или шиберные) насосы представляют собой самовсасывающие насосы объемного типа. Предназначены для перекачивания жидкостей. обладающих смазывающей способностью (масла. дизельное топливо и т.п.). Насосы могут всасывать жидкость “на сухую”, т.е. не требуют предварительного заполнени корпуса рабочей жидкостью.

Принцип работы: Рабочий орган насоса выполнен в виде эксцентрично расположенного ротора, имеющего продольные радиальные пазы, в которых скользят плоские пластины (шиберы), прижимаемые к статору центробежной силой.
Так как ротор расположен эксцентрично, то при его вращении пластины, находясь непрерывно в соприкосновении со стенкой корпуса, то входят в ротор, то выдвигаются из него.
Во время работы насоса на всасывающей стороне образуется разрежение и перекачиваемая масса заполняет пространство между пластинами и далее вытесняется в нагнетательный патрубок.

Шестеренные насосы с наружным зацеплением шестерен предназначены для перекачивания вязких жидкостей, обладающих смазывающей способность.
Насосы обладают самовсасыванием (обычно, не более 4-5 метров).

Принцип действия:
Ведущая шестерня находится в постоянном зацеплении с ведомой и приводит её во вращательное движение. При вращении шестерён насоса в противоположные стороны в полости всасывания зубья, выходя из зацепления, образуют разрежение (вакуум). За счёт этого в полость всасывания поступает жидкость, которая, заполняя впадины между зубьями обеих шестерён, перемещается зубьями вдоль цилиндрических стенок в корпусе и переносится из полости всасывания в полость нагнетания, где зубья шестерён, входя в зацепление, выталкивают жидкость из впадин в нагнетательный трубопровод. При этом между зубьями образуется плотный контакт, вследствие чего обратный перенос жидкости из полости нагнетания в полость всасывания невозможен.

Насосы аналогичны по принципу работы обычному шестеренному насосу, но имеют более компактные размеры. Из минусов можно назвать сложность изготовления.

Принцип действия:
Ведущая шестерня приводится в действие валом электродвигателя. Посредством захвата зубьями ведущей шестерни, внешнее зубчатое колесо также вращается.
При вращении проемы между зубьями освобождаются, объем увеличивается и создается разряжение на входе, обеспечивая всасывание жидкости.
Среда перемещается в межзубьевых пространствах на сторону нагнетания. Серп, в этом случае, служит в качестве уплотнителя между отделениями засасывания и нагнетания.
При внедрении зуба в межзубное пространство объем уменьшается и среде вытесняется к выходу из насоса.

Название этого насоса происходит от формы рабочего органа – диска, выгнутого по синусоиде. Отличительной особенностью синусных насосов является возможность бережного перекачивания продуктов содержащих крупные включения без их повреждения.
Например, можно легко перекачивать компот из персиков с включениями их половинок (естественно, что размер перекачиваемых без повреждения частиц зависит от объема рабочей камеры. При выборе насоса нужно обращать на это внимание).

Размер перекачиваемых частиц зависит от объема полости между диском и корпусом насоса.
Насос не имеет клапанов. Конструктивно устроен очень просто, что гарантирует долгую и безотказную работу.

На валу насоса, в рабочей камере, установлен диск, имеющий форму синусоиды. Камера разделена сверху на 2 части шиберами (до середины диска), которые могут свободно перемещаться в перпендикулярной к диску плоскости и герметизировать эту часть камеры не давая жидкости перетекать с входа насоса на выход (см. рисунок).
При вращении диска он создает в рабочей камере волнообразное движение, за счет которого происходит перемещение жидкости из всасывающего патрубка в нагнетательный. За счет того, что камера наполовину разделена шиберами, жидкость выдавливается в нагнетательный патрубок.

Основной рабочей частью эксцентрикового шнекового насоса является винтовая (героторная) пара, которая определяет как принцип работы, так и все базовые характеристики насосного агрегата. Винтовая пара состоит из неподвижной части – статора, и подвижной – ротора.

Статор – это внутренняя n+1-заходная спираль, изготовленная, как правило, из эластомера (резины), нераздельно (либо раздельно) соединенного с металлической обоймой (гильзой).

Ротор – это внешняя n-заходная спираль, которая изготавливается, как правило, из стали с последующим покрытием или без него.

Стоит указать, что наиболее распространены в настоящее время агрегаты с 2-заходными статором и 1-заходным ротором, такая схема является классической практически для всех производителей винтового оборудования.

Важным моментом, является то, что центры вращения спиралей, как статора, так и ротора смещены на величину эксцентриситета, что и позволяет создать пару трения, в которой при вращении ротора внутри статора создаются замкнутые герметичные полости вдоль всей оси вращения. При этом количество таких замкнутых полостей на единицу длины винтовой пары определяет конечное давление агрегата, а объем каждой полости – его производительность.

Винтовые насосы относятся к объемным насосам. Эти типы насосов могут перекачивать высоковязкие жидкости, в том числе с содержанием большого количества абразивных частиц.
Преимущества винтовых насосов:
– самовсасывание (до 7. 9 метров),
– бережное перекачивание жидкости, не разрушающее структуру продукта,
– возможность перекачивания высоковязких жидкостей, в том числе содержащих частицы,
– возможность изготовления корпуса насоса и статора из различных материалов, что позволяет перекачивать агрессивные жидкости.

Насосы этого типа получили большое распространение в пищевой и нефтехимической промышленности.

Насосы этого типа предназначены для перекачивания вязких продуктов с твердыми частицами. Рабочим органом является шланг.
Преимущество: простота конструкции, высокая надежность, самовсасывание.

Принцип работы:
При вращении ротора в глицерине башмак полностью пережимает шланг (рабочий орган насоса), расположенный по окружности внутри корпуса, и выдавливает перекачиваемую жидкость в магистраль. За башмаком шланг восстанавливает свою форму и всасывает жидкость. Абразивные частицы вдавливаются в эластичный внутренний слой шланга, затем выталкиваются в поток, не повреждая шланга.

Вихревые насосы предназначены для перекачивания различных жидкотекучих сред. насосы обладают самовсасыванием (после залива корпуса насоса жидкостью).
Преимущества: простота конструкции, высокий напор, малые размеры.

Принцип действия:
Рабочее колесо вихревого насоса представляет собой плоский диск с короткими радиальными прямолинейными лопатками, расположенными на периферии колеса. В корпусе имеется кольцевая полость. Внутренний уплотняющий выступ, плотно примыкая к наружным торцам и боковым поверхностям лопаток, разделяет всасывающий и напорный патрубки, соединенные с кольцевой полостью.

При вращении колеса жидкость увлекается лопатками и одновременно под воздействием центробежной силы закручивается. Таким образом, в кольцевой полости работающего насоса образуется своеобразное парное кольцевое вихревое движение, почему насос и называется вихревым. Отличительная особенность вихревого насоса заключается в том, что один и тот же объем жидкости, движущейся по винтовой траектории, на участке от входа в кольцевую полость до выхода из нее многократно попадает в межлопастное пространство колеса, где каждый раз получает дополнительное приращение энергии, а следовательно, и напора.

Газлифт (от газ и англ. lift — поднимать), устройство для подъёма капельной жидкости за счёт энергии, содержащейся в смешиваемом с ней сжатом газе. Газлифт применяют главным образом для подъёма нефти из буровых скважин, используя при этом газ, выходящий из нефтеносных пластов. Известны подъёмники, в которых для подачи жидкости, главным образом воды, используют атмосферный воздух. Такие подъёмники называют эрлифтами или мамут-насосами.

В газлифте, или эрлифте, сжатый газ или воздух от компрессора подаётся по трубопроводу, смешивается с жидкостью, образуя газожидкостную или водо-воздушную эмульсию, которая поднимается по трубе. Смешение газа с жидкостью происходит внизу трубы. Действие газлифта основано на уравновешивании столба газожидкостной эмульсии столбом капельной жидкости на основе закона сообщающихся сосудов. Один из них — буровая скважина или резервуар, а другой — труба, в которой находится газожидкостная смесь.

Мембранные насосы относятся к объемным насосам. Существуют одно- и двухмембранные насосы. Двухмембраные, обычно выпускаются с приводом от сжатого воздуха. На нашем рисунке показан именно такой насос.
Насосы отличатся простотой конструкции, обладают самовсасыванием (до 9 метров), могут перекачивать химически агрессивные жидкости и жидкости с большим содержанием частиц.

Читайте также:  Насосы «KSB»: описание и характеристики

Принцип работы:
Две мембраны, соединенные валом, перемещаются вперед и назад под воздействием попеременного нагнетания воздуха в камеры позади мембран с использованием автоматического воздушного клапана.

Всасывание: Первая мембрана создает разрежение, когда она движется от стенки корпуса.
Нагнетание: Вторая мембрана одновременно передает давление воздуха на жидкость, находящуюся в корпусе, проталкивая ее по направлению к выпускному отверстию. Во время каждого цикла давление воздуха на заднюю стенку выпускающей мембраны равно давлению, напору со стороны жидкости. Поэтому мембранные насосы могут работать и при закрытом выпускном клапане без ущерба для срока службы мембраны

Шнековые насосы часто путают с винтовыми. Но это совершенно разные насосы, как можно увидеть в нашем описании. Рабочим органом является шнек.
Насосы этого типа могут перекачивать жидкости средней вязкости (до 800 сСт), обладают хорошей всасывающей способностью (до 9 метров), могут перекачивать жидкости с крупными частицами (размер определяется шагом шнека).
Применяются для перекачивания нефтешламов, мазутов, солярки и т.п.

Внимание! Насосы НЕСАМОВСАСЫВАЮЩИЕ. Для работы в режиме всасывания требуется заливка корпуса насоса и всего всасывающего шланга)

Центробежные насосы являются самыми распространенными насосами. Название происходит от принципа действия: насос работает за счет центробежной силы.
Насос состоит из корпуса (улиитки) и расположенного внутри рабочего колеса с радиальными изогнутыми лопастями. Жидкость попадает в центр колеса и под действием центробежной силы отбрасывается к его перифирии а затем выбрасывается через напорный патрубок.

Насосы используются для перекачивания жидких сред. Существуют модели для химически активный жидкостей, песка и шлама. Отличаются материалами корпуса: для химических жидкостей используют различные марки нержавеющих сталей и пластика, для шламов – износостойкие чугуны или насосы с покрытием из резины.
Массовое использование центробежных насосов обусловлено простотой конструкции и низкой себестоимостью изготовления.

Многосекционные насосы – это насосы с несколькоми рабочими колесами, расположенными последовательно. Такая компоновка нужна тогда, когда необходимо большое давление на выходе.

Дело в том, что обычное центробежное колесо выдает максимальное давление 2-3 атм.

По этому, для получения более высоких значение напора, используют несколько последовательно установленных центробежных колес.
(по сути, это несколько последовательно соединенных центробежных насосов).

Такие типы насосов используют в качестве погружных скважинных и в качестве сетевых насосов высокого давления.

Трехвинтовые насосы предназначены для перекачивания жидкостей, обладающих смазывающей способностью, без абразивных механических примесей. Вязкость продукта – до 1500 сСт. Тип насоса объемный.
Принцип работы трехвинтового насоса понятен из рисунка.

Насосы этого типа применяются:
– на судах морского и речного флота, в машинных отделениях,
– в системах гидравлики,
– в технологических линиях подачи топлива и перекачивания нефтепродуктов.

Струйный насос предназначен для перемещения (откачки) жидкостей или газов с помощью сжатого воздуха (или жидкости и пара), подающегося через эжектор. Принцип работы насоса основан на законе Бернули (чем выше скорость течения жидкости в трубе, тем меньше давление этой жидкости). Этим обусловлена форма насоса.

Конструкция насоса чрезвычайно проста и не имеет движущихся деталей.
Насосы этого типа можно использовать в качестве вакуумный насосов или насосов для перекачивания жидкости (в том числе, содержащих включения).
для работы насоса необходим подвод сжатого воздуха или пара.

Струйные насосы, работающие от пара, называют пароструйными насосами, работающие от воды – водоструйными насосами.
Насосы, отсасывающие вещество и создающие разряжение, называются эжекторами. Насосы нагнетающие вещество под давлением – инжекторами.

Этот насос работает без подвода электроэнергии, сжатого воздуха и т.п. Работа насоса этого типа основана на энергии поступающей самотеком воды и гидроудара, возникающего при резком её торможении.

Принцип работы гидротаранного насоса:
По всасывающей наклонной трубе вода разгоняется до некоторой скорости, при которой отбойный подпружиненный клапан (справа), преодолевает усилие пружины и закрывается, перекрывая поток воды. Инерция резко остановленной воды во всасывающей трубе создает гидроудар (т.е. кратковременно резко возрастает давление воды в питающей трубе). Величина этого давления зависит от длины питающей трубы и скорости потока воды.
Возросшее давление воды открывает верхний клапан насоса и часть воды из трубы проходит в воздушный колпак (прямоугольник сверху) и отводящую трубу (слева от колпака). Воздух в колпаке сжимается, накапливая энергию.
Т.к. вода в питающей трубе остановлена, давление в ней падает, что приводит к открытию отбойного клапана и закрытию верхнего клапана. После этого вода из воздушного колпака выталкивается давлением сжатого воздуха в отводящую трубу. Так как отбойный клапан открылся, вода снова разгоняется и цикл работы насоса повторяется.

Мембранный насос

Содержание

Совремное насосное оборудование становиться все более удобным и старается отвечать возростающему количеству требований потребителя. Не стоит в стороне и мембранный (диафрагменный) насос.

Мембранный насос – это оборудование объёмного типа, рабочим орган которого является гибкая пластина (диафрагма, мембрана). Пластина закрепляется по краям и изгибается под действием рычажного механизма (механического привода), или в результате изменения давления воздуха (пневматического привода) или жидкости (гидравлического привода).

Работа такого оборудования похожа на работу поршневого или плунжерного насоса.

Устройство мембранного насоса

В устройство мембранного насоса в классическом исполнении с механическим приводом включает:
1 шариковый клапан
2 ограничитель
3 гайка
4 уплотнительные кольца
5 патрубок
6 шпилька
7 крышка
8 мембрана
9 тарелка
10 поршень
11 шатун
12 корпус насоса
13 эксцентрик
14 червячное колесо
15 пробка
16 гильза поршня.

Шариковый клапан 1 необходит для предотвращения обратного тока жидкости или воздуха.

Ограничители 2 необходимы удерживания шариковых клапанов в пределах седла.

Работа мембранного насоса заключается в следующем. При вращении колеса 14, расположенного в корпусе 12, приходит в движение поршень 10, соединенный с колесом шатуном 11.

Поршень 10 соединен с мембранной 8 с помощью шпильки 6.

Мембрана является одной из стенок рабочей камеры. Под действием нагрузки мембрана изгибается, меняя объем рабочей камеры и жидкость находящаяся в этой камере вытесняется в область нагнетания насоса.

При обратном ходе мембрана выгибается в противоположную сторону, создавая вакуум в рабочей камере и затягивая в неё новую порцию рабочей среды. По принципу работы мембрана схожа с поршневым приводом насоса.

Рассмотрим этот процесс подробнее

Принцип работы мембранного насоса

Перемещаясь вправо поршень втягивает мембрану увеличивая объем рабочей камеры и создавая область разрежения. Жидкость поступает из нижнего патрубка в рабочую камеру насоса за счет возникновения эффекта вакуума.

Перемещаясь влево поршень выгибает мембрану обратно создавая давление и уменьшая объем рабочей камеры.

Нижний клапан закрывается, а верхний открывается и жидкость выдавливается в трассу.

Перемещения поршня обеспечивается движением шатуна, а подача насоса связана с циклом вращения колеса агрегата.

Для того чтобы увеличить подачу некоторые модели насосов оборудуются сразу двумя мембранами (диафрагмами) расположенными друг напротив друга. Эти диафрагмы соединяются между собой посредствам эксцентрикового механизма. Стоимость такого оборудования увеличивается, но его применения становится значительно эффективней.

Типы мембранных насосов

Мембранный водяной насос (мембранный насос для воды)

В мембранных водяных насосах рабочей средой является жидкость. Мембранные насосы для воды являются наиболее часто используемыми. Они применяются в производстве, промышленности, сельском хозяйстве и повседневной жизни.

Достоинствами мембранного водяного насоса, помимо широкого спектра его работы также является:
Высокая эффективность работы – высокий КПД
Широкий ассортимент конструкций,
большой ресурс работы
высокая точность дозирования жидкости,
простота конструкции – ремонтопригодность.

Мембранный насос для воды способен создавать большое давление с минимальными затратами. Поэтому такой насос эффективен в областях связанных с водой: подходит для моек, поливочного оборудования и водоснабжения.

По видам воздействия на мембрану выделяют
насосы с механическим приводом – мембрана изгибается под действием рычажного механизма;
насосы с пневматическим приводом – мембрана прогибается под действием давления воздуха;
насосы с гидравлическим приводом – мембрану приводит в движение давление жидкости.

Мембраны изготавливаются из как из тонкой металлической пластины, обладающей высокой упругостью, так и из неметаллических материалов, таких как резина, полимеры и кожа.

Мембранно поршневой насос

Мембранно поршневой насос предназначен для работы со средой высокой плотности. Такой тип насосов сочетает в себе лучшее и от мембранного и от поршневого типа насосов и используются не только для перекачки жидкостей, но и для перемещения шламов.

Широкое распространение мембранно поршневые насосы получили в горнодобывающей промышленности, на ТЭЦ, в керамическом производстве и металлургии.

Благодаря высокому КПД, при сравнительно большой стоимости насосы этого типа быстро “отбивают” вложения.

Мембранный вакуумный насос (насос мембранный пневматический )

Мембранный вакуумный насос часто называют насос мембранный пневматический, ведь в качестве рабочего тела используется воздух. Работает такой насос по следующему принципу: сжатый воздух проходящий в одну из мембранных пластин, заставляет её изгибаться и сжиматься – это способствует движению жидкости через рабочую часть насоса от входа в сторону нагнетания (выхода). Вместе с этим, параллельным процессом происходит работа второй пластины, в которой создается вакуум, всасывающий жидкость и цикл повторяется.

Мембранный вакуумный насос являются совершенно сухими, не загрязняют окружающую и перекачиваемую среды и очень просты в эксплуатации. Дополнительным плюсом является и большой срок эксплуатации при непрерывной работе.

Мембранный пневматический насос может использоваться в качестве компрессора.

Мембранный вакуумный насос изготавливается из высококачественных материалов. Все комплектующие к насосам производятся с использованием высокотехнологичного оборудования мировых производителей

Насосы получили широкое распространение в медицинской технике, вакуумных печах, печатных машинах, вакуумных массажерах и фильтрах и многих других областях. Мембранный вакуумный насос используется также и на серийном производстве, где главный упор делается на количество изготовленной продукции.

Мембранные насосы дозаторы (мембранный дозирующий насос)

Спектр применения мембранных насосов дозаторов довольно специфичен. Такие насосы адаптированы для работы с химически активными веществами, когда есть необходимость их периодической дозировки.

Мембранный дозирующий насос, как правило, оборудуется герметичным корпусом. Его работа по перекачке среды может быть отрегулирована в широком диапазоне, а в современным моделях предусмотрены варианты с заданием нужным параметров. В зависимости от модели и типа мембранного насоса дозатора величина производительности может быть задана вручную или с помощью элементов привода.

В конструктивном плане насосы отличаются в легкости обслуживания, сборке и монтаже насоса. Кроме того мембранные дозировочные насосы оборудованы клапанами, адаптированными к воздействию вредных сред.

Мембранный насос 12 вольт

Мембранный насос на 12 вольт применяется в домашнем и фермерском хозяйстве, где необходимо малогабаритное устройство для подачи воды под давлением

Благодаря небольшому размеру и малому весу мембранный насос на 12 вольт можно разместить практически в любом месте.

Единственный его недостаток – это шум при работе.

Ещё одна область применения такого оборудования – автомобильная. Насосное оборудование этого типа используется для откачки масла или для создания давления в автомойке. Некоторые модели оборудованы переходниками для автомобильной сети

Самые популярные модели:

Shurflo ProBlaster II Ultimate— используется для перекачивания пресной воды

Технические характеристики:
подача: 11,3 л./мин.;
питание: 12 В.;
давление: 3,1 бар.

SeaFlo — китайсткий аналог.

Технические характеристики:
подача – 15 л./м.;
питание – 12 В.;
давление: 4,2 бар.

Характеристики и преимущества

Подача мембранного насоса определяется по формуле

где V – изменяющийся объем рабочей камеры насоса
k – количество рабочих циклов в единицу времени

Подача мембранного насоса зависит от объема рабочей камеры (от размеров самого насоса) и от количества циклов воздействия в единицу времени и составляет от 1 до 150 м3/ч.

Современный насос мембранного типа обеспечивает в зависимости от модели подачу от 27 и до 1060 литров в минуту и максимальное давление до 8 бар

Преимущества и недостатки мембранных насосов.

Преимущества

Мембранные насосы отличаются простотой конструкцией и, как следует из этого высокой надежностью

Поскольку в мембранном насосе нет вращающихся деталей, отпадает необходимость в подшипниках и уплотнениях.

Читайте также:  Насосы «Зубр» — экономный вариант для долгой службы

Отсутствие подшипников и вращающихся частей позволяет исключить необходимость в смазке.

Отсутствие уплотнений позволяет полностью исключить возможность утечки жидкости из насоса.

Мембранные насосы обладают компактными размерами и небольшим весом

Недостатки

Рабочим органом насоса является мембрана, которая при работе постоянно изгибается, что приводит к её быстрому разрушению.

Мембранные насосы обладают сравнительно небольшим напор, а так же особенно большой среди насосов своего типа неравномерностью подачи.

Только зная плюсы и минусы каждого конкретного типа оборудования, можно сделать правильный выбор и заключение о его эффективности и надежности, а если вдруг произошла поломка, то выполнить ремонт вакуумных насосов.

Мембранный насос относится к типу насосов вытеснения. Для составления мнения об этом типе насосов прочитайте статью о винтовых насосах.

Видеоматериалы

Насос мембранного типа на сегодняшний день получил широкое признание. Такие насосы используются в автомобильной, дорожной и сельскохозяйственной технике.

Кроме того насосы используются в строительстве, в обработке отходов, в газодобывающих компаниях, на нефтяных комплексах, в химической и нефтехимической отраслях.

Вакуумный насос мембранный – устройство, принцип работы, применение

Разработка новых материалов и развитие технологий дает толчок к появлению более актуального, по сравнению с традиционным, оборудования. К его числу можно отнести и мембранные, или диафрагменные, насосы. Их работа основана на возвратно-поступательном движении рабочего органа, представляющего собой упругую мембрану, или диафрагму. Вакуумные мембранные насосы причислены к группе механического объемного оборудования, перекачивающего газово-воздушные и жидкие среды за счет принудительного цикличного изменения размеров рабочей камеры.

Устройство и принцип работы

Вакуумные насосы мембранного типа состоят из неподвижного корпуса, внутри которого располагается:

  • подвижная мембрана;
  • рабочая камера;
  • поршень (шток), соединяющий диафрагму с валом привода;
  • кривошипно-шатунный механизм;
  • входные и выходные патрубки;
  • клапаны, не допускающие обратного всасывания перекачиваемой среды.

Лабораторные модели мембранных насосов комплектуются защитными фильтрами, вакуумметрами и дополнительной автоматикой, оберегающей от перегрева и возможных перегрузок.

Конструкция диафрагменного насоса может иметь одну или две рабочие камеры. Первый вариант относится к стандартному режиму работы оборудования. Двухкамерные насосы с последовательным или параллельным подключением являются более мощными агрегатами.

Безмасляный насос, оснащенный мембраной, работает достаточно просто. В момент перемещения штока в сторону, обратную от рабочей камеры, происходит увеличение ее объема за счет перемещения диафрагмы, а через входной клапан начинает поступать прокачиваемая среда. В результате обратного хода резиновая мембрана принудительно прижимается к дальней стенке камеры, что приводит к выталкиванию газо-воздушной смеси из насоса в выходной патрубок. В этом случае входной клапан автоматически блокируется.

В определенных моделях диафрагменных насосов мембраны располагают напротив друг друга. Они соединяются посредством эксцентрика, поэтому перекачивание среды или отсасывание воздуха происходит попеременно. Таким образом лабораторные или производственные агрегаты работают эффективнее.

Некоторые производители оснащают компактные модели насосов структурированными мембранами, имеющими повышенные эксплуатационные характеристики, в связи с чем значительно увеличивается срок эксплуатации оборудования. Подобные диафрагмы обладают существенными преимуществами по сравнению с другими типами мембран.

Материалы изготовления элементов, соприкасающихся с рабочей средой, могут обладать различной степенью химической стойкости, в зависимости от предназначения насоса. Для определенных условий может потребоваться модель в коррозионно-стойком исполнении. В связи с этим, при покупке агрегата следует внимательно ознакомиться с его техническими характеристиками.

Невнимательность в вопросе выбора мембранного насоса может привести к быстрому выходу оборудования из строя.

Типы мембран

Высокая эффективность и долговечность диафрагменных насосов во многом зависит от вида мембран, расположенных внутри корпуса. Они разделяются на три типа.

С помощью прочных плоских диафрагм достигается высокая степень сжатия. Но наличие центрального отверстия в резиновом круге, которое служит для сопряжения диска с поршнем, может способствовать утечкам газа сквозь щели, довольно часто появляющиеся в процессе эксплуатации. Кроме того, при работе насоса в агрессивных средах присутствует контакт прокачиваемых смесей с фиксирующими винтами, что нежелательно.

Формованные резиновые мембраны металлических крепежей не имеют. Их стыковка со штоком производится посредством винта, запрессованного в выпуклый диск с обратной стороны от рабочей камеры. Но формованные диафрагмы, по сравнению с плоскими аналогами, обладают меньшей упругостью и более низкими показателями производительности.

Оптимальный вариант заключается в использовании структурированной мембраны. Особая форма, улучшенные механические характеристики и отсутствие контакта крепежных деталей с перекачиваемой смесью содействуют высокой производительности оборудования и не допускают утечек.

Область применения

Вакуумные насосы мембранного типа абсолютно герметичны, поэтому ограждены от попадания внутрь каких-либо примесей, что предоставляет возможность их использования в условиях, где стерильности и отсутствию утечек уделяют особое внимание. Благодаря своей конструкции они безвредны для окружающей среды и безопасны для находящихся поблизости людей.

Безмасляный насос используется довольно широко. Это:

  • медицина;
  • атомная промышленность;
  • полиграфия;
  • пищевая отрасль;
  • лабораторный анализ;
  • вакуумные системы (массажеры, манипуляторы, присоски, фильтры);
  • химические процессы;
  • лакокрасочное производство;
  • экология и т.д.

Вакуумное насосное оборудование применяются не только для перекачивания газа, но и для создания чистого вакуума в емкостях или закрытых системах. Их используют, также, как компрессоры.

Одним из вариантов эксплуатации вакуумных мембранных насосов является оснащение ими индивидуальных доильных аппаратов. Небольшие габариты оборудования позволяют устанавливать его на передвижные тележки вместе с бидонами, а отсутствие в конструкции вращающихся элементов значительно снижает уровень шума и сводит к минимуму возникновение вибраций. Положительными факторами применения подобных насосов на молочных фермах является:

  • стойкость к парам воды;
  • малый процент механических загрязнений;
  • небольшой уровень энергопотребления;
  • низкая стоимость.

Преимущества

Наиболее значимыми достоинствами безмасляных насосов диафрагменного типа считается:

  • долговечность (за счет отсутствия трущихся деталей);
  • надежность;
  • простота конструкции, не требующая регулярного технического обслуживания;
  • ненадобность смазки;
  • возможность самостоятельной замены деталей;
  • универсальность;
  • бесшумность и плавность работы;
  • экологичность;
  • удобство в использовании.

Мембранные насосы имеют широкий выбор моделей. Они различаются по производительности, достигаемому рабочему давлению, размерам и мощности. Изготовители стремятся к максимальному снижению энергозатрат и предоставлению возможности беспрерывной работы оборудования.

Принцип работы мембранного (диафрагменного) насоса

Мембранные (они же диафрагменные) насосы принадлежат к категории насосного оборудования так называемого объёмного типа – перекачка жидкости в таких агрегатах осуществляется за счёт циклического изменения объёма рабочей камеры. Если у поршневых и плунжерных насосов эти изменения происходят при возвратно-поступательных движениях соответственно поршня или плунжера, то у мембранных за это отвечает эластичная мембрана (диафрагма), закреплённая на одной из стенок камеры.

Основной принцип

Базовый принцип работы мембранного насоса любой конструкции заключается в следующем: мембрана, выгибаясь в сторону «от камеры», увеличивает её объём и тем самым создаёт в камере область пониженного давления, в результате чего в насос засасывается порция жидкости. При выгибании диафрагмы в противоположную сторону объём камеры уменьшается, повышается давление – и жидкость выталкивается наружу.

Клапаны

Однако, подобный эффект был бы невозможен без ещё двух необходимых элементов – впускного и выпускного клапанов. Они работают в паре, одновременно, но зеркально:

  • при всасывающем движении мембраны открывается впускной клапан, разрешая проход жидкости из исходной ёмкости в рабочую камеру – выпускной же при этом закрыт для сохранения низкого давления в камере;
  • при выталкивающем ходе мембраны открывается выпускной клапан, давая выход жидкости из камеры – при этом входной клапан закрывается, чтобы жидкость не вышла обратно в ёмкость.

Таким образом, обеспечивается ток жидкости в единственно правильном направлении – из ёмкости в насос и из насоса далее в систему.

Для срабатывания клапанов какое-либо внешнее управляющее воздействие не требуется, они запираются и открываются самостоятельно, под влиянием тока жидкости.

Клапаны могут отличаться по конструкции (наиболее часто используются простые и надёжные клапаны шарикового типа), но конструкция клапанов не имеет определяющего значения для правильного функционирования мембранного насоса – главное, чтобы они срабатывали чётко и вовремя. Куда большее значение имеет тип привода, непосредственно обеспечивающего пульсирующие движения мембраны.

Виды приводов

Существует несколько видов мембранных насосов, разработанных для применения в различных технологических условиях. При одинаковом базовом объёмном принципе действия диафрагменные насосы различаются конструкционно – в частности, типами приводов и способом передачи усилия от привода к мембране.

1. Электромагнитный привод. Чаще всего используется в конструкции мембранных насосов-дозаторов, не рассчитанных на перекачку больших объёмов жидких веществ, но способных контролировать объём этой перекачки с крайне высокой степенью точности – от нескольких миллилитров в час. Такая точность достигается за счёт использования в качестве привода соленоида – электромагнитной катушки со свободно движущимся внутри неё сердечником.

При подаче электрического импульса к обмотке катушки сердечник выталкивается из неё возникающим в обмотке магнитным полем. В свою очередь, сердечник давит на центральную часть диафрагмы, заставляя её совершать движение в сторону рабочей камеры насоса. При отключении питания катушки магнитное поле исчезает; сердечник и мембрана вместе с ним возвращаются в исходное положение под действием возвратной пружины.

От количества и частоты импульсов зависит объём жидкости, проходящей сквозь насос за единицу времени. В некоторых моделях мембранных дозирующих насосов есть возможность дополнительной регулировки величины хода сердечника: чем короче ход, тем меньше и точнее подача.

2. Электромеханический привод с более сложной структурой. Мембранные насосы с таким приводом способны перекачивать значительно большие объёмы, измеряющиеся уже в сотнях литров в час. В их конструкции также присутствует толкатель, связанный с центром мембраны – но давление на него оказывает не электромагнитное поле, а эксцентрик механического редуктора. В качестве силового агрегата, вращающего механизм редуктора, выступает электромотор.

Возвратное движение толкателя здесь так же обеспечивает пружина; аналогично, и ход толкателя может регулироваться. Соответственно, регулируется и подача жидкости – но с несколько меньшей точностью, так как общие объёмы достаточно велики. Максимальная производительность насосов этого типа зависит от объёма рабочей камеры, рабочей частоты редуктора и, естественно, от мощности электропривода.

3. Пневматический привод. Используется в промышленных мембранных насосах, разработанных для перекачки тысяч и даже десятков тысяч литров в час. Они обладают наиболее оригинальной с точки зрения механики конструкцией: у них не одна рабочая камера, а две, зеркально расположенных камеры, между которыми находится основной структурно-функциональный элемент – пневматический коаксиальный обменник. Два конца толкателя обменника закреплены на двух противоположных мембранах таким образом, чтобы когда в одной рабочей камере осуществляется «всасывающий» такт работы мембраны, в другой одновременно происходил «выталкивающий» такт.

После достижения толкателем крайнего положения в обменнике происходит автоматическое переключение регулятора, и толкатель начинает двигаться в другую сторону; режим работы камер изменяется на противоположный.

Несмотря на высокие объёмы перекачки и отсутствие возможности регулировать величину хода толкателя, в пневматических мембранных насосах всё же предусмотрен контроль подачи. Он осуществляется иным методом – регулированием количества и давления возуха в воздуховоде, соединяющем пневматический обменник насоса и компрессор, выступающий в роли удалённого привода.

Общие свойства

Кроме возможности регулирования подачи и общего базового принципа действия у мембранных насосов имеется несколько свойств, в разной мере присущих всем их видам и выгодно выделяющих диафрагменные насосы на фоне насосов других конструкций:

  • приспособленность для работы с вязкими жидкостями – степень вязкости зависит от мощности привода; самые мощные пневматические насосы способны перекачивать вещества с плотностью на уровне самого густого промышленного клея;
  • возможность перекачки растворов с нерастворёнными включениями – в рабочей камере нет трущихся элементов, которые твёрдые частицы могли бы заклинить или повредить, но здесь имеет значение диаметр пропускных отверстий клапанов;
  • отсутствие необходимости в смазке трущихся поверхностей в рабочей камере – по причине отсутствия таковых в устройстве мембранных насосов.

И, конечно, все вышеперечисленные насосы могут перекачивать не только химически нейтральные жидкости, но и агрессивные вещества – кислоты, щёлочи, растворы солей; для разных групп химикатов предусмотрены различные варианты исполнения корпуса, мембраны и клапанов по материалу.

Более подробно с возможностями, особенностями и полными техническими характеристиками мембранных насосов можно ознакомиться в специализированных разделах данного сайта, ссылки на которые выделены в тексте.

Ссылка на основную публикацию