Как работают мембранные насосы

Мембранные насосы — это универсальные насосы прямого вытеснения, в которых используются гибкие диафрагмы для эффективного перемещения жидкости. В этой статье рассматриваются различные типы диафрагменных насосов, их принципы работы, компоненты, преимущества, недостатки и области применения, что дает полное представление об этих основных насосах.

Что такое мембранные насосы

Мембранные насосы, также известные как мембранные насосы, представляют собой насосы объемного действия, в которых для создания перекачивающего действия используются гибкие диафрагмы. Эти насосы способны перекачивать самые разные жидкости, включая вязкие жидкости, абразивные суспензии и жидкости, чувствительные к сдвигу. Мембранные насосы известны своей универсальностью, надежностью и способностью справляться со сложными задачами.

Типы мембранных насосов

Существует три основных типа диафрагменных насосов, каждый из которых имеет свои уникальные характеристики и преимущества.

Пневматические двухмембранные насосы (AODD)

Насосы AODD, также известные как пневматические мембранные насосы, используют сжатый воздух для одновременного привода в движение двух диафрагм. Попеременное действие диафрагм создает постоянный поток жидкости через насос. Насосы AODD идеально подходят для перекачивания широкого спектра жидкостей, включая абразивные и вязкие материалы, и подходят для использования в опасных средах.

Мембранные насосы с механическим приводом

В мембранных насосах с механическим приводом для привода диафрагмы используется электродвигатель или другое механическое средство. Эти насосы обычно более компактны и энергоэффективны, чем насосы AODD, но могут иметь ограничения с точки зрения перекачиваемых жидкостей и условий, в которых они могут работать.

Мембранные насосы с гидравлическим приводом

Диафрагменные насосы с гидравлическим приводом используют гидравлическую жидкость для приведения в действие диафрагмы. Эти насосы известны своей способностью работать при высоком давлении и часто используются в системах с высоким давлением, таких как системы обратного осмоса и впрыск химикатов.

Как работают мембранные насосы

Мембранные насосы работают за счет возвратно-поступательного движения гибких диафрагм для создания ходов всасывания и нагнетания. Во время хода всасывания диафрагма отходит от камеры с жидкостью, создавая отрицательное давление, которое втягивает жидкость в насос через впускной клапан. На такте выпуска диафрагма перемещается по направлению к камере с жидкостью, создавая положительное давление, которое вытесняет жидкость через выпускной клапан.

Нагнетательное действие в насосах AODD контролируется воздушным клапаном, который попеременно нагнетает и выпускает воздух из воздушных камер за диафрагмами. В насосах с механическим и гидравлическим приводом перекачивающее действие контролируется механической или гидравлической системой, приводящей в движение диафрагму.

Компоненты мембранных насосов

Мембранные насосы состоят из нескольких ключевых компонентов, которые работают вместе, обеспечивая эффективную и надежную работу:

• Тело: В корпусе насоса расположены камеры для жидкости, воздушные камеры и коллекторы, что обеспечивает прочную конструкцию насоса.
• Жидкостные камеры: Камеры для жидкости — это области, куда жидкость всасывается и выводится из насоса. Они отделены от воздушных камер диафрагмами.
• Коллекторы: Коллекторы представляют собой каналы, через которые жидкость входит в насос и выходит из него. Они соединены с камерами для жидкости и содержат обратные клапаны.
• Воздушные камеры и воздушный клапан: В насосах AODD воздушные камеры расположены за диафрагмами и поочередно нагнетаются и выпускаются воздушным клапаном для создания перекачивающего действия.
• Обратные клапаны: Обратные клапаны, такие как шаровые краны или лепестковые клапаны, расположены в коллекторах и обеспечивают движение жидкости через насос в правильном направлении.
• Диафрагмы: Диафрагмы представляют собой гибкие мембраны, которые создают перекачивающее действие, перемещаясь вперед и назад в ответ на воздействие воздуха, механическое или гидравлическое воздействие.

Преимущества мембранных насосов

• Самовсасывающий и хороший подъем всасывания: Мембранные насосы являются самовсасывающими и могут достигать хорошей высоты всасывания, что делает их идеальными для применений, где источник жидкости расположен под насосом.
• Способность работать с абразивными суспензиями и высоким содержанием твердых частиц: Мягкое перекачивание и отсутствие плотно прилегающих деталей позволяют мембранным насосам перекачивать абразивные суспензии и жидкости с высоким содержанием твердых частиц, не вызывая чрезмерного износа.
• Возможность сухого хода: Мембранные насосы могут работать всухую, не вызывая повреждения насоса, что делает их пригодными для применений, где подача жидкости может быть прерывистой.
• Герметичная конструкция предотвращает утечки и загрязнение: Бессальниковая конструкция мембранных насосов устраняет необходимость в динамических уплотнениях, снижая риск утечек и загрязнения.
• Универсальность при работе с различными жидкостями и вязкостями: Мембранные насосы могут перекачивать широкий спектр жидкостей, включая жидкие жидкости, вязкие жидкости и жидкости со взвешенными твердыми частицами.
• Пригодность для опасных сред (насосы AODD): Насосы AODD искробезопасны и могут использоваться в опасных средах, где может присутствовать взрывоопасная среда.

Недостатки мембранных насосов

• Ограниченный расход и давление: По сравнению с другими типами насосов, такими как центробежные насосы, диафрагменные насосы обычно имеют меньший расход и давление.
• Пульсирующий поток: Возвратно-поступательное действие диафрагменных насосов может создать пульсирующий поток, который может не подходить для применений, требующих плавного и непрерывного потока. Чтобы минимизировать эту проблему, можно использовать гасители пульсаций.
• Более высокие требования к техническому обслуживанию: Гибкие мембраны и обратные клапаны в мембранных насосах подвержены износу и могут требовать более частого технического обслуживания по сравнению с другими типами насосов.
• Низкая энергоэффективность: Мембранные насосы, особенно насосы AODD, могут потреблять больше энергии по сравнению с другими типами насосов из-за требований к сжатому воздуху.

Применение мембранных насосов

• Химическая обработка и передача
• Очистки сточных вод
• Обработка продуктов питания и напитков
• Фармацевтика и биотехнологии
• Печать и упаковка
• Целлюлозно-бумажная промышленность
• Горное дело и переработка полезных ископаемых
• Краски, покрытия и клеи
• Нефтяная и газовая промышленность
• Обработка керамики и глины

Как правильно выбрать мембранные насосы

При выборе мембранного насоса для вашего применения учитывайте следующие факторы:

Тип жидкости

Учитывайте вязкость, абразивность и химическую совместимость жидкости, которую необходимо перекачивать. Для конкретных характеристик жидкости могут потребоваться различные материалы диафрагмы и типы клапанов.

Требования к расходу и давлению

Определите необходимую скорость потока и давление для вашего применения и выберите насос, отвечающий этим требованиям. Учитывайте такие факторы, как размер трубы, потери на трение и перепады высот.

Источник питания

Рассмотрите доступный источник энергии (сжатый воздух, электричество или гидравлическая энергия) и выберите насос, совместимый с вашим источником питания.

Техническое обслуживание и затраты

Оцените требования к техническому обслуживанию и долгосрочные затраты, связанные с различными вариантами мембранных насосов, включая потребление энергии, замену деталей и время простоя.

Часто задаваемые вопросы

Как диафрагменный насос перемещает жидкости?

Диафрагменный насос перемещает жидкости, используя возвратно-поступательное движение гибких диафрагм для создания ходов всасывания и нагнетания. Когда диафрагма движется вперед и назад, она поочередно втягивает жидкость в насос, а затем выталкивает ее, создавая перекачивающее действие.

Что может пойти не так с диафрагменным насосом?

Общие проблемы с мембранными насосами включают износ или выход из строя диафрагмы, проблемы с обратным клапаном, неисправности воздушного клапана (в насосах AODD), а также засорение или повреждение коллекторов. Регулярное техническое обслуживание и правильный выбор материалов для насоса могут свести к минимуму эти проблемы.

Заключение

Мембранные насосы — это универсальные и надежные насосы, которые предлагают уникальные преимущества при перекачке широкого спектра жидкостей и работе в сложных условиях. Понимая различные типы мембранных насосов, их принципы работы и их ключевые компоненты, вы можете выбрать правильный насос для вашего применения и обеспечить оптимальную производительность и эффективность.