Мембранный насос для воды, газа, вакуума, его устройство и виды


Мембранный насос для воды и пр., характеристики, преимущества, применение, конструкция, устройство, принцип действия, виды.

 

Мембранный насос  – это объемный насос, который перемещает газы, жидкости или газожидкостные смеси через возвратно-поступательную диафрагму (мембрану).

 

 

Мембранный насос, его характеристики и особенности

Преимущества, недостатки и применение мембранных насосов

Конструкция и устройство мембранного насоса

Принцип действия мембранного насоса

Типы и виды мембранных насосов: пневматический мембранный насос, электромагнитный мембранный насос, мембранно-поршневой насос и пр.

Пищевой мембранный насос

Химический мембранный насос

Иные виды насосов

 


Мембранный насос, его характеристики и особенности (давление мембранного насоса):

Мембранный насос представляет собой гидравлическую машину, которая предназначена для перекачки жидкостей, газов или их смеси, имеющая высокую устойчивость к постоянным нагрузкам и влиянию примесей, присутствующих в перекачиваемой среде.

Мембранный насос – это гидравлическая машина, рабочим органом которой является возвратно-поступательная мембрана (платина, диафрагма), зафиксированная определенным образом по краям конструкции рабочей емкости, совершающая возвратно-поступательные движения за счет привода.

Мембранный насос  – это объемный насос, который перемещает газы, жидкости или газожидкостные смеси через возвратно-поступательную диафрагму.

Основная особенность данного насоса заключается в том, что мембрана (диафрагма) отделяет привод, с которым она соединена, от вредных воздействий перекачиваемой среды, например, от шлама или примесей, встречающихся в определенных сферах промышленности, включая фармацевтическую и пищевую. Данная конструкция позволяет решить проблему уплотнения, которая актуальна для поршня в поршневом насосе.

Мембранный насос отличается высокой надежностью самой конструкции, поскольку не содержат внутренних, трущихся деталей и узлов. Он также не содержит уплотняющих или смазочных масел во внутренних частях насоса, что означает отсутствие вероятности утечки масла или загрязнения им перекачиваемой жидкости, газа или газожидкостной смеси.

Мембранные насосы изготавливаются из различных материалов: чугуна, стали и сплавов, бронзы, латуни, алюминия, керамики, пластмассы и пр. При этом материалы должны обладать высокой устойчивостью к коррозии, химическому воздействию агрессивной рабочей среды, стойкостью к истиранию, высокой прочностью на растяжение, долговечностью. Диафрагма и клапаны изготавливаются из гибкого и устойчивого к агрессивной химической рабочей среде материала, как правило, из резины, эластомера, пластмассы либо иного полимерного материала.

Мембранные насосы обладают возможностью создавать большие давления и соответственно могут перекачивать большие объемы рабочей среды – газов, жидкостей или газожидкостных смесей.

 

Преимущества, недостатки и применение мембранных насосов:

Основные преимущества мембранных насосов:

  • надежность и долговечность конструкции;
  • герметичность;
  • перекачивание абразивных суспензий, вязких и агрессивных жидкостей;
  • отсутствие необходимости в применении уплотнений;
  • относительно низкие требования к техническому обслуживанию;
  • защита и отделение привода от воздействий транспортируемой рабочей среды;
  • исключение загрязнения перекачиваемой рабочей среды маслами;
  • работа на холостом ходу в течение коротких периодов времени;
  • простота очистки и технического обслуживания;
  • отсутствие масла в деталях и узлах во внутренней конструкции насоса;
  • отсутствие трущихся деталей и узлов;
  • возможность перекачки сточных вод на небольших глубинах;
  • возможность создавать относительно большое давление;
  • возможность использования для перемещения тяжелого ила и заполненных мусором отходов из траншей и водоемов;
  • самовсасываемость рабочей среды;
  • отсутствие явления кавитации.

Мембранные насосы используются там, где особенно важна хорошая герметичность конструкции, что может быть полезным для определенных случаев, например, при перекачке некоторых опасных суспензий, вязких, загрязнённых или агрессивных жидкостей или возникновении ситуации сухого хода, что подразумевает собой прекращение подачи жидкости, после чего насос начинает работать на холостом ходу.

Существуют также версии мембранных насосов, которые используются в качестве вакуумных для создания разрежение воздуха до 0,5 миллибар. При этом их применение особенно актуально в тех случаях, когда в полученной вакуумной среде не должно присутствовать остатков от машинных масел.

В тоже время мембранный насос не лишен недостатков. Для него характерны низкая энергоэффективность, низкая максимальная скорость рабочей среды, импульсный темп работы и перекачивания рабочей среды.

 

Конструкция и устройство мембранного насоса:

Конструкция и устройство мембранного насоса достаточно просты.  Он состоит из возвратно-поступательной мембраны (диафрагмы), рабочей камеры, двух клапанов (входной и выходной) и привода.

Диафрагма изготавливается из гибкого и в тоже время прочного материала, совместимого с перекачиваемой средой, и герметично соединена или примыкает к стенкам камеры. Объем рабочей камеры немного больше того объема жидкости, газа или газожидкостной смеси, чем может вытеснить диафрагма за один цикл работы. Входной и выходной  клапаны, как правило, представляют собой подпружиненные шаровые краны или заслонки, изготовленные из того же химического стойкого и прочного материала, что и диафрагма. Входной клапан впускает рабочую среду в рабочую камеру, а выходной – выпускает.

Привод служит для приведения диафрагмы в возвратно-поступательное движение. При этом сам рабочий механизм привода может быть разный:  рычажный, пневматический, гидравлический или электромагнитный.

 


Принцип действия мембранного насоса:

Мембранный насос по общему принципу действия подобен работе поршневого насоса, но в данном случае, вместо использования поршня, перекачиваемая среда перемещается за счет движения гибкой мембраны вверх-вниз, способствуя всасыванию рабочей среды в емкость (рабочую камеру) через входное отверстие и последующему выталкиванию её через выходное. Данные действия возможны благодаря свойствам материала мембраны, которые позволяют совершать ей изгибы в противоположные стороны при приложении сил.

Таким образом, если отталкиваться от простейшей условной конструкции, когда применяется одна мембрана, плотно закрывающая рабочую камеру сверху, притом, что привод располагается также сверху (над мембраной), то происходит следующее:

  1. Когда мембрана прогибается в сторону привода, объем рабочей камеры данного насоса увеличивается, что приводит к понижению давления внутри неё, что в свою очередь способствует поступлению рабочей среды из входного отверстия в свободную область камеры при закрытии выходного;
  2. После того, как мембрана начинает движение в противоположную сторону – вниз (в сторону рабочей камеры), возникает обратный эффект – объем камеры уменьшается, давление повышается, а рабочая среда из-за этого выталкивается через открытое выходное отверстие при закрытии входного.

Принцип действия мембранного насоса

Перекачивание рабочей среды происходит за счет многократного повторения данного цикла.

При этом рабочий орган способен совершать работу с помощью нескольких типов приводов:

  • механического, когда используется рычажный механизм для управления мембраной;
  • пневматического, когда при изменении воздушного давления совершается работа;
  • гидравлического, когда применяется жидкость для оказания давления на мембрану;
  • электромагнитного, когда используется сила переменного магнитного поля.

 

Типы и виды мембранных насосов: пневматический мембранный насос, электромагнитный мембранный насос, мембранно-поршневой насос и пр. 

Различают четыре типа мембранных насоса в зависимости от механизма исполнения его привода: механический, пневматический, гидравлический и электромагнитный.

Пневматический мембранный насос – мембранный насос, привод которого приводится в действие сжатым воздухом, нагнетаемым и откачиваемым в полость позади мембраны. При нагнетании сжатого воздуха мембрана опускается вниз (в сторону рабочей камеры) и рабочая среда из рабочей камеры вытесняется. При откачивании сжатого воздуха мембрана поднимается вверх (в противоположную от рабочей камеры сторону) и рабочая среда поступает в рабочую камеру.

Скорость перекачивания рабочей среды в пневматическом мембранном насосе регулируется путем изменения давления воздуха, подаваемого в насос, или скорости насоса.

Гидравлический мембранный насос – мембранный насос, привод которого приводится в действие гидравлической жидкостью, нагнетаемой и откачиваемой в полость позади мембраны. Работает также как и пневматический мембранный насос с той лишь разницей, что вместо сжатого воздуха используется неагрессивная и неабразивная, т.е. нейтральная, гидравлическая жидкость.

Скорость перекачивания рабочей среды в гидравлическом мембранном насосе регулируется путем изменения количества подаваемой гидравлической жидкости или скорости насоса.

Механический мембранный насос – мембранный насос, привод которого приводится в действие за счет возвратно-поступательного движения рычага, пружины, плунжера либо поршня. При этом возможны различные варианты исполнения привода: рычажный механизм, пружинный  механизм,  плунжерный механизм либо поршневой механизм. Соответственно в последнем случае такой насос называется мембранно-поршневым насосом. Совершая возвратно-поступательное движение, рычаг (пружина, плунжер, поршень) то поднимает, то опускает мембрану вверх и вниз. Тем самым происходит наполнение и опорожнение рабочей средой рабочей камеры.

В случае мембранно-поршневого насоса мембрана служит своеобразной защитой поршня от агрессивной и абразивной рабочей среды, предотвращая его износ и выход из строя.

Скорость перекачивания рабочей среды в механическом мембранном насосе регулируется путем изменения длины хода рычага (пружины, плунжера либо поршня) или скорости насоса.

Электромагнитный мембранный насос – мембранный насос, у которого движение мембраны осуществляется при помощи электромагнита, взаимодействующего с ферромагнитной металлической деталью на диафрагме, заставляя ее изгибаться в разные стороны (вверх или вниз).

Скорость перекачивания рабочей среды в электромагнитном мембранном насосе регулируется путем изменения скорости насоса.

В зависимости от конструкции также различают:

– мембранные насосы одинарного действия. Такие насосы имеют один комплект мембраны и клапанов,

– мембранные насосы двойного действия. Такие насосы имеют две мембраны и два комплекта клапанов.

 


Пищевой мембранный насос:

Пищевой мембранный насос – мембранный насос, применяемый для перекачки молока и иных пищевых жидкостей и смесей.

Пищевой мембранный насос изготавливается только из тех материалов, которые разрешены для применения в пищевой промышленности: из нержавеющей стали 12Х18Н10Т и ее аналогов, полипропилена, полиэтилена и пр.

Пищевые мембранные насосы имеют легко разборную конструкцию, т.к. необходимо периодически проводить очистку и дезинфекцию рабочих органов от различных отложений, микроорганизмов и т.п.

 

Химический мембранный насос:

Химический мембранный насос – мембранный насос, применяемый для перекачки химически агрессивных газов, паров, жидкостей и их смесей.

Он имеет исключительно химически стойкое исполнение, т.к. изготавливается из фторопластов.

 

Иные виды насосов:

мембранный насос,

центробежный насос,

осевой насос,

консольный насос,

перистальтический насос (шланговый насос).

 

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

 



карта сайта