Завдяки розвитку технологій на сучасному ринку регулярно з’являються нові види обладнання і технічних засобів, що відповідають більш високим вимогам споживачів. Саме до такого устаткування можна віднести і мембранний насос, який також називають діафрагмовим. Основним робочим органом даного насоса є мембрана (діафрагма), на зворотно-поступальному русі якої і заснований принцип роботи даного механічного об’ємного пристрою. Примусово і з певною циклічністю змінюючи розміри робочої камери такого насоса, з його допомогою можна виконувати перекачування як рідких, так і газових середовищ.
Мембранний вакуумний насос у вибухозахисному виконанні
Принцип дії і конструктивні особливості
Основними елементами конструкції мембранного насоса, які розташовуються в його нерухомому корпусі, є:
- рухома діафрагма або мембрана;
- робоча камера пристрою;
- шток (поршень), який з’єднує мембрану з приводним валом;
- кривошипно-шатунний механізм;
- клапани, які запобігають зворотне всмоктування перекачується;
- вхідний і вихідний патрубки.
Мембранний насос з механічним приводом
У тому випадку, якщо діафрагмовий насос використовується в лабораторних цілях, його оснащують вакуумметрами, захисними фільтрами, а також додатковими елементами автоматики, які оберігають такий пристрій від можливих перевантажень і пов’язаного з ними програв.
Залежно від моделі у мембранних насосів може бути одна або дві робочі камери. Моделі з однією камерою є типовим варіантом такого обладнання і використовуються найбільш часто. Двокамерні діафрагмові насоси, камери яких можуть з’єднуватися між собою по послідовної або паралельної схемою, застосовуються в тих випадках, коли потрібне використання більш потужного насосного обладнання.
Внутрішній устрій мембранного насоса
Принцип роботи мембранного або диафрагменного насоса полягає в наступному.
- У момент запуску насоса шток, пов’язаний з еластичною мембраною, починає вигинати її в сторону, протилежну від робочої камери, в результаті чого обсяг даної камери збільшується.
- За рахунок різкого збільшення обсягу в робочій камері створюється ефект вакууму, і в неї через вхідний патрубок починає надходити перекачується середу.
- За допомогою кривошипно-шатунного механізму мембрані повідомляється зворотне переміщення, і обсяг робочої камери різко зменшується, що призводить до виштовхування з неї перекачується через вихідний патрубок. У той момент, коли мембрана починає здійснювати зворотний рух, вхідний патрубок автоматично блокується за допомогою спеціального клапана.
Мембранні насоси окремих моделей оснащуються відразу двома діафрагмами, які розташовуються одна напроти одної і з’єднуються між собою за допомогою ексцентрикового механізму. За рахунок того, що перекачування середовища здійснюється по черзі кожній з мембран, застосування таких пристроїв є більш ефективним.
Робочі такти двухмембранной насоса
Окремі виробники використовують для насосів структуровані мембрани. Поряд з іншими перевагами, мембрани даного типу відрізняються збільшеним експлуатаційним терміном, відповідно, рідше потребують заміни, що робить їх використання економічно більш вигідним.
Конструктивні елементи мембранних насосів в процесі експлуатації можуть контактувати з різними типами робочих середовищ і піддаватися їх активного впливу. Саме тому в залежності від призначення вакуумно-мембранного або диафрагменного насоса слід вибирати моделі, які призначені для тих типів середовищ, з якими буде працювати такий пристрій. Якщо знехтувати цією вимогою і вибрати обладнання з невідповідними технічними характеристиками, можна зіткнутися з тим, що воно дуже швидко вийде з ладу.
Види мембран для оснащення діафрагменних насосів
Цілком природно, що від того, якого типу мембрани використовуються для оснащення діафрагмових насосів, залежить не тільки довговічність такого обладнання, а й ефективність його використання. За конструктивним виконанням серед мембран для насосів виділяють три основних типи.
- Найбільш прості за конструкцією діафрагми плоского типу дозволяють досягати високого ступеня стиснення. З’єднання такий діафрагми зі штоком здійснюється за рахунок отвори, спеціально виконаного в її центральній частині. Наявність такого отвору часто стає причиною погіршення герметичності мембрани, яка може почати пропускати в другу камеру насоса перекачується їм середу. Крім того, елементи нарізного сполучення, за допомогою яких мембрана з’єднується зі штоком, знаходяться в постійному контакті з прокачується середовищем, що часто небажано.
- Формовані мембрани з’єднуються зі штоком насоса за допомогою гвинта, запресованого в диск випуклої форми, що встановлюється зі зворотного боку від робочої камери. Таким чином, при використанні подібних мембран для насосів виключається контакт перекачується з металевими кріпильними елементами. Тим часом мембранні насоси, на яких встановлюються діафрагми даного типу, характеризуються меншою продуктивністю. Пояснюється це тим, що, в порівнянні з плоскими моделями, опуклі мембрани відрізняються меншою пружністю.
- Найбільшою продуктивністю, максимальним терміном служби і мінімальними витратами на обслуговування характеризуються насоси мембранні, на яких встановлені структуровані діафрагми. Такі мембрани, крім спеціально розробленої форми, відрізняються поліпшеними механічними характеристиками. При використанні даних мембран практично виключені витоку перекачується, крім того, остання не контактує з металевими кріпильними елементами.
Мембрани для насосів. Верхній ряд — м’які сантопреновие (схожі на гумові), нижній ряд — тефлонові (більш жорсткі)
сфери використання
Мембранні насоси за рахунок особливостей своєї конструкції є абсолютно герметичними пристроями, тому середовище, яка піддається перекачуванню з їх допомогою, не контактує з навколишнім повітрям. Саме завдяки такій якості, а також принципу, за яким працюють мембранні насоси, їх застосування особливо актуально в тих випадках, коли важливі стерильність і відсутність витоків перекачуваного середовища. Використання абсолютно герметичних мембранних насосів, що також важливо, дозволяє захистити людей, які знаходяться поруч з ними, а також навколишнє середовище від шкідливого впливу середовища, що перекачується, якщо вона характеризується високою токсичністю. Вакуумні пристрої на відміну від механічних насосів відносяться до обладнання безмасляного типу.
Мембранні вакуумні насоси завдяки перерахованим вище якостям найбільш активно використовуються в наступних сферах:
- медичної та фармацевтичної промисловості;
- виробництві харчової продукції та напоїв;
- атомної промисловості;
- поліграфії;
- лабораторіях різної спрямованості;
- обслуговуванні хімічних процесів на різних підприємствах, при якому необхідний мембранний дозуючий насос;
- виробництві лакофарбової продукції, де не обійтися без мембранних насосів-дозаторів;
- оснащенні різних вакуумних систем — фільтрів, присосок, масажерів, маніпуляторів і ін.
Мембранні пневматичні насоси для галузей хімічної промисловості випускаються в поліпропіленових або алюмінієвих корпусах
Насоси мембранного типу, як вже було сказано вище, потрібні не тільки для перекачування газу, для води та інших рідких середовищ. Часто зустрічається використання мембранних насосів в якості дозаторів. Зокрема, мембранні дозуючі насоси успішно застосовуються на хімічних підприємствах, де з їх допомогою виконують дозування і змішування реагентів, в нафтопереробній галузі, на опріснювальних станціях і т.д.
Мембранний насос високого тиску дозволяє створювати чистий вакуум в різних ємностях або інших закритих системах. Крім того, таке обладнання може бути використано як пневматичний компресор.
Мембранний насос високого тиску Triplex застосовується в системах розпилення, фільтрації, охолодження або дозування
Вакуумні насоси мембранного типу часто застосовують для оснащення молочних ферм, де за допомогою таких пристроїв наводяться в дію індивідуальні доїльні апарати. Насос мембранний відрізняється компактними розмірами, що дозволяє легко розміщувати його на візках, які оператори доїльних апаратів транспортують разом з бідонами по території ферми. Важливо, що при роботі вакуумних мембранних насосів створюється мінімум шуму і вібрацій. Це пояснюється відсутністю в їх конструкції обертових деталей. Іншими перевагами використання мембранних насосів для оснащення молочних ферм є:
- стійкість до підвищеної вологості;
- забезпечення високої чистоти перекачується;
- економічність пристрою з точки зору енергоспоживання;
- доступна вартість.
переваги застосування
У чому полягають переваги насосів мембранного типу? Такі пристрої:
- відрізняються довговічністю (яка вище, ніж у подібного обладнання інших типів через відсутність в конструкції деталей, що труться);
- мають високу надійність;
- не потребують частого технічного обслуговування за рахунок простоти конструкції;
- не вимагають допомоги кваліфікованих фахівців для заміни зношених деталей;
- характеризуються високою універсальністю;
- відрізняються мінімальним рівнем шуму і вібрації при роботі;
- не потребують мастильних речовинах;
- прості і зручні у використанні.
Промисловий мембранний насос, призначений для гідравлічного транспортування твердих матеріалів (рудничних вод, породних шламів і т. П.)
Вибираючи мембранні насоси, які на сучасному ринку представлені великою різноманітністю моделей, слід звертати увагу на наступні параметри таких пристроїв:
- продуктивність;
- робочий тиск;
- потужність;
- розміри моделі.