Диафрагменный насос –принцип работы мембранных и диафрагменных насосов. Мембранные насосы в промышленности — Вакуумное оборудование и техника

Принцип работы мембранного насоса. Особенности конструкции и виды мембранных насосов. Сферы применения и преимущества оборудования.

Примечания

  1. В.И. Турк, А.В. Минаев, В.Я. Карелин. Насосы и насосные станции. — 1976. — С. 110. — 304 с.
  2. Т.М. Башта. Объёмные насосы и гидравлические двигатели гидросистем. — 1974. — С. 363. — 606 с.

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

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

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

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.

Устройство диафрагменных насосов с пневматическим приводом

Воздействие на диафрагму (мембрану) может оказывать не только механический толкатель. Для ее перемещения можно использовать сжатый воздух или жидкость.

Диафрагменный насос с пневматическим приводом

На представленной схеме на диафрагму воздействует давление воздух, которое создается плунжером. В таком мембранном насосе исключается контакт плунжера с агрессивной средой.

Как работает насос

Данное устройство состоит из двух полостей, размещенных одна напротив другой.

Разделены они мембраной — очень гибкой, но в то же время прочной пластиной.

Одна полость наполняется воздухом, другая — жидкостью.

Между ними, в свою очередь, располагается распределитель, который воздействует на мембрану так, чтобы она двигалась взад и вперед с небольшой амплитудой.

Преимущества мембранных насосов - фото 10

В результате из одной полости вытесняется некий объем жидкости, а в другую — всасывается. Когда мембрана занимает противоположное положение — вещество продвигается в горизонтальной плоскости — благодаря наличию в конструкции агрегата особых клапанов. Мембранный насос, таким образом, функционирует по принципу вытеснения вещества — как, впрочем, и приборы поршневого типа. Но в последнем, как правило, нет гибких деталей наподобие мембраны. Схема изготовления агрегата гарантирует высокую стабильность работы устройства.

Технологические исполнения - изображение 11

В силу особенностей конструкции, камера мембранного насоса практически не загрязняется. В связи с этим данного рода приборы в ходе практической эксплуатации ведут себя надежнее, чем традиционные поршневые. Наилучшим образом мембранные насосы справляются с перекачиванием воды, жидкостей с повышенной плотностью и вязкостью, а также суспензий.

Ссылки

  • Диафрагмовый насос — статья из Большой советской энциклопедии. 
modif.png Эта страница в последний раз была отредактирована 22 октября 2020 в 07:48.

Как только страница обновилась в Википедии она обновляется в Вики 2.
Обычно почти сразу, изредка в течении часа.

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

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

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.

Материалы конструкции

Мембрана насоса, как правило, изготавливается из резины или гибких и особо прочных сортов стали. В свою очередь, корпус устройства обычно выполняется из материалов, устойчивых к коррозии и воздействию химических веществ (если предполагается соответствующая специфика их задействования). Подаваемые жидкости или суспензии направляются в напорный трубопровод, который чаще всего также изготавливается из резины или ПВХ.

Диафрагменный насос, производительность 35 л/ч

Технические характеристики

Диафрагменный насос

Максимальный расход    35 л/ч

Максимальное давление    7 бар изб

Фланцевые соединения    DN15 PN16

Число ходов в мин    71

Диаметр диафрагмы    110/2

Характеристики электродвигателя

Электропитание    230/400 В — 50 Гц — 3PH

Мощность    0,18 кВт

Размер    63

Монтажное исполнение    B14

Количество полюсов    4

Степень защиты    IP 55

Материальное исполнение    PP

Регулировка производительности — Ручная 14 л/ч = 35 % хода, 27 л/ч = 70 % хода, 35 л/ч = 90 % хода

Вспомогательное оборудование

Демпфер диафрагменного типа

Объем 0,1 л.

Соединения 3/8 «BSP f

Предварительная зарядка 00 Бар изб

Требуется уточнить рабочее давление насоса, чтобы правильно зарядить пульсационный демпфер для лучшего демпфирующего эффекта.

Материальное исполнение

Диафрагма FPM

Корпус PVC

Предохранительный клапан

Соединения 3/8 «BSP f

Материальное исполнение PVC

Установка 8 Бар изб

Комплект запасных частей

1 Диафрагма d. 110

1 Уплотнение толкающего штока + О-кольцо

1 Клапан всасывающей группы

1 Клапан разгрузочной группы

Вакуумный насос

Вакуум-насосами именуются механизмы, что откачивают воздушное пространство либо газ с производственной емкости с давлением ниже атмосферного и, сдавливая его, выталкивают в атмосферу. Согласно принципу воздействия все вакуум-насосы можно разбить на последующие ключевые виды:

1. Объемные насосы, влияние каковых базируется на повышении объема.

2. Молекулярные насосы, принцип воздействия каковых, базируется на захватывании молекул газа передвигающейся поверхностью.

3. Эжекторные и диффузные насосы. Деятельность их базируется на захвате частей газа струей пара.

4. Водоструйные насосы, влияние каковых базируется на захватывании молекул газа струей воды.

5. Ионные насосы, правило воздействия каковых, базируется на повышении заряженных частей газа мощью электрического поля.

вакуумный насос

Преимущества мембранных насосов

Мембранный насос имеет ряд преимуществ.

Во-первых, это исключительная простота исполнения (в большинстве технологических реализаций). Как правило, в агрегатах данного типа не предусмотрено вращающихся деталей и двигателей. Те механизмы, что приводят насосы в движение, не представляют собой технологически сложных приборов. Как правило, современные мембранные насосы — с электроприводом достаточно простой конструкции, с пневмосистемой, а то и вовсе ручного хода.

Во-вторых, данные агрегаты работают с минимальной вероятностью выхода из строя — собственно, это их свойство обусловлено как раз таки простотой конструкции. Мембранный насос — прибор, который прослужит долго.

В-третьих, данные устройства очень просты в установке и монтаже, не требовательны к условиям хранения и транспортировки. Температура, влажность воздуха и иные факторы окружающей среды практически не влияют на функциональность насосов.

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.)

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.

Дозирующие насосы

дозирующий насос

Особняком стоит такой вид мембранных насосов как дозирующий. Сфера их применения более узка. Эти насосы применяются для точного и регулируемого дозирования различного рода составов.

Этот подвид мембранных насосов отличается прецизионным изготовлением корпусов, гибкой системой регулировки, что позволяет точно дозировать определённые порции перекачиваемых веществ. Особо стоит отметить конструкцию в виде легко меняемых блоков, этого требует характер применения, что обеспечивает лёгкость монтажа и обслуживания.

Эти насосы используются практически во всех областях промышленности.

Ввиду великолепных технических характеристик мембранные насосы выпускаются в широком ассортименте, тем не менее, для стабильной работы насоса требуется использование качественных материалов при его изготовлении, особенно это касается мембраны и обратных клапанов.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...
Лазерные станки