Мембранный насос
Мембранный насос
Мембранный насос - это тип объемного насоса, в котором для всасывания и выталкивания жидкости через насос используются две гибкие мембраны, совершающие возвратно-поступательные движения. Они относятся к насосам объемного типа, поскольку на скорость потока не оказывает большого влияния напор, с которым работает насос.
ЗАПРОСИТЬ ЦЕНУ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БОЛЕЕ ПОДРОБНОЙ ИНФОРМАЦИИ
Что такое мембранный насос?
Мембранный насос - это тип объемного насоса, в котором для всасывания и выталкивания жидкости через насос используются две гибкие мембраны, совершающие возвратно-поступательные движения. Они относятся к насосам объемного типа, поскольку на скорость потока не оказывает большого влияния напор, с которым работает насос.
Рис.: Мембранный насос и его основные компоненты (иллюстрация: mechanicalboost.com)
Мембранные насосы используются для перекачки широкого спектра жидкостей, включая жидкости с крупными отложениями и жидкости с низкой, средней или высокой вязкостью. Эти насосы также могут быть предназначены для работы с многочисленными агрессивными химическими веществами во многих промышленных приложениях.
В зависимости от типа, мембранный насос может работать от электричества или сжатого воздуха. Мембранные насосы изготавливаются из различных материалов, включая пластик и металлы, такие как нержавеющая сталь, алюминий. Производители мембранных насосов решают, какой материал использовать, в зависимости от области применения насоса.
Как работает мембранный насос?
Принцип работы двойного мембранного насоса основан на принципе вытеснения воздуха, когда мембраны выступают в качестве разделительной перегородки между воздухом и жидкостью. Для описания принципа работы мембранного насоса будет использовано изображение ниже.
Рис.: Работа мембранного насоса (иллюстрация: mechanicalboost.com)
Две мембраны (A и B) соединены одним валом, что позволяет им двигаться в унисон. В центре диафрагм расположен воздушный клапан, который направляет сжатый воздух на заднюю часть диафрагм. Жидкостные камеры поочередно заполняются и опорожняются жидкостью, которая всасывается через общий вход и выводится через один выход. Когда воздушный клапан направляет сжатый воздух на заднюю часть мембраны A, камера B начинает ход всасывания, который начинается, когда мембрана B перемещается к центру насоса, создавая тем самым вакуум в камере B. Атмосферное давление заставляет жидкость поступать в камеру B через впускной шаровой клапан. В то же время мембрана A, находящаяся под давлением, разряжается, и когда она достигает предела своего хода нагнетания, воздушный клапан перенаправляет воздух под давлением на заднюю часть мембраны B. Это начинает ход нагнетания мембраны B, и гидравлические силы, развиваемые внутри камеры B, заставляют впускной шар вернуться на свое место, а нагнетательный шар выйти из своего места. В таком состоянии жидкость проходит через нагнетательный патрубок насоса. Тот же самый процесс происходит в противоположной камере, составляя один полный цикл.
Характеристики мембранного насоса
- Выделение жидкости с импульсами
- Герметичность обратного клапана очень важна
- Насосная жидкость отделяется от компонентов насоса
- Отличные характеристики холостого хода
- возможность самовсасывания
- Применяется для легковоспламеняющихся, коррозионных, абразивных жидкостей
- Мембранные насосы являются вытесняющими насосами
- Хорошая всасывающая способность
Типы мембранных насосов
Типы мембранных насосов можно классифицировать по материалам изготовления и источнику движущей силы.
По материалу
- мембранный насос из нержавеющей стали
Компоненты мембранных насосов этого типа изготавливаются из нержавеющей стали. Мембранные насосы из нержавеющей стали широко используются для перекачки жидкостей во влажных коммерческих приложениях. Большинство насосов из нержавеющей стали работают на сжатом воздухе. Они подходят для общей перекачки, грубого дозирования, обезвоживания, перекачки с малым сдвигом, рециркуляции воды или химикатов, дозирования, распыления, заполнения и откачки топлива. Производители сухих насосов из нержавеющей стали также представили модели насосов с сухим ходом, которые являются портативными и искробезопасными. Эти насосы обладают многочисленными преимуществами, такими как устойчивость к перегреву и универсальность применения. Как правило, мембранные насосы из нержавеющей стали могут перекачивать широкий спектр жидкостей, от кислот, каустиков и растворителей до высоковязких жидкостей, чувствительных к сдвигу, включая краски, чернила и клеи. Также подходят для абразивных материалов и суспензий.
- Пластиковый мембранный насос
Это мембранные насосы с пластиковой конструкцией. Они наиболее подходят для работы с такими химическими веществами, как кислоты и отбеливатели. Однако они могут не справиться с различными химическими веществами, такими как стирол и некоторые смолы. Один из привлекательных фактов о пластиковых мембранных насосах - это то, что они не протекают. Однако эти насосы требуют регулярного осмотра и обслуживания по сравнению с их аналогами из нержавеющей стали. На работу пластикового мембранного насоса может повлиять высокое давление и высокая температура.
- Алюминиевый мембранный насос
Мембранные насосы этого типа изготавливаются в основном из алюминиевого материала. Большинство таких насосов работают от двигателя и обеспечивают оптимальную эффективность использования воздуха. Алюминиевые мембранные насосы способны работать с агрессивными химическими веществами. Их болтовая конструкция также
предотвращает утечку жидкости, поэтому они подходят для работы с химическими веществами без утечек. Насосы также оснащены легкодоступными шаровыми кранами и крышками для жидкости, что помогает быстро обслуживать и ремонтировать насос.
По водителю
- воздушный мембранный насос
Мембранный насос с воздушным приводом - один из наиболее распространенных типов мембранных насосов. Работа насоса в основном основана на использовании сжатого воздуха, который обеспечивает движущую силу, необходимую для деформации мембран насоса, чтобы облегчить всасывание и нагнетание жидкости. Мембранный насос с воздушным приводом содержит две жидкостные камеры с двумя мембранами; поэтому он также известен как двухдиафрагменный насос с воздушным приводом (AODD). Кроме того, насос оснащен нагнетательным и всасывающим обратными клапанами в каждой насосной камере. Внутри насоса установлена система распределения воздуха, которая помогает перемещать воздух из одной камеры в другую. Систематическое управление потоком сжатого воздуха из одной камеры во вторую приводит к тому, что из одной камеры вся жидкость вытекает в трубопровод вытеснения, а другая камера заполняется жидкостью. Основной проблемой при использовании пневматической диафрагмы является пульсация нагнетательного потока, что требует установки демпферов в сети нагнетательных трубопроводов.
- электрический мембранный насос
Электрический мембранный насос работает от электричества. Часто они представляют собой насосы с небольшим электродвигателем и могут создавать механическое усилие от 60 до 100 PSI. Электрический мембранный насос имеет два различных стиля. Первый стиль называется основным и содержит фиксированные переключатели силы, которые регулярно и точно включают и выключают насос в зависимости от настроек силы. Второй стиль известен как стиль байпаса. В байпасном стиле работа насоса зависит от того, закрыт или открыт выпускной клапан, но не от настроек силы. Если выпускной клапан открыт, насос будет продолжать работать независимо от величины усилия, приложенного к системе. Если выпускной клапан закрыт, внутренний поток насоса останавливается.
Преимущества мембранного насоса
- Чрезвычайно эффективен, поскольку может работать с широким спектром жидкостей - от низковязких до высоковязких
- большой объем вытеснения
- Мембранный насос обладает способностью к самовсасыванию
- может работать в широком диапазоне расхода и давления
- Длительный срок службы
- Мембранный насос обладает высокой энергоэффективностью; при ударе вперед насос прилагает дополнительную силу
- Подходит для транспортировки агрессивных химических веществ, представляющих опасность для окружающей среды
- Помогает устранить постоянные силы в поточной линии
- Портативный и простой в установке: можно легко перемещать в разные места
- Простота в обслуживании
Недостатки мембранного насоса
- Они не создают высокого давления во время работы
- Мембранные насосы имеют низкую скорость
- Мощная работа требует большого объема сжатого воздуха для повышения давления 100Psi
- Мембранные насосы не очень энергоэффективны
- производит пульсирующий разряд
Пульсации нагнетания насоса вызваны циклическим действием мембран насоса, которые ускоряют жидкость во время цикла сжатия и замедляют ее во время цикла всасывания. Пульсирующий напор насоса нежелателен, поскольку он приводит к сильной вибрации в напорной линии насоса, что может ослабить соединения насоса и привести к утечкам. Пульсацию можно устранить с помощью двух основных методов. Первый метод заключается в установке демпфера в верхней части насоса для уменьшения пульсации. Другой метод предполагает использование двух цилиндров, один из которых работает в фазе сжатия, а другой - в фазе всасывания. Однако последний метод требует установки дросселя на выходе насоса.
- Работа насоса может быть шумной
Шумная работа наиболее характерна для мембранных насосов с воздушным приводом. Шум возникает из-за выпуска воздуха из клапанов и вибрации, вызванной пульсирующим действием мембран насоса. Чтобы снизить уровень шума, можно установить глушитель на линию выпуска воздуха.
Применение мембранных насосов
Мембранные насосы широко используются в химической промышленности для перемещения различных жидкостей, включая следующие:
- коррозионные химикаты, например, серная кислота
- Абразивный шлам и грязная вода
- Высоковязкие и липкие жидкости
- Мелкие твердые частицы
- Масла, кремы и гели
- Летучие растворители
- фармацевтическая продукция
- чувствительные продукты питания
Мембранные насосы также применяются в следующих промышленных процессах
- химическое смешивание
- фильтрация краски
- порошковое покрытие
- подача или передача воздушного аэрозоля
- печать и чернила
- производство продуктов питания и напитков
Обслуживание мембранного насоса
Техническое обслуживание насосов - важнейшее мероприятие, помогающее избежать дорогостоящего ремонта и задержек в производстве. Мембранные насосы просты в обслуживании по сравнению с другими типами насосов, которые состоят из множества механических и электрических компонентов. Однако для эффективного обслуживания мембранного насоса требуется понимание 4 основных областей технического обслуживания.
- Впускные и выпускные отверстия - впускные и выпускные отверстия насоса, также называемые всасывающими и нагнетательными, должны постоянно осматриваться и очищаться, чтобы предотвратить накопление мусора или камней, которые могут блокировать поток насоса.
- Качество воздуха - качество воздуха и содержание влаги влияют на работу мембранного насоса с воздушным приводом. Поддержание наилучшего качества воздуха поможет продлить срок службы насоса. Воздушные фильтры следует регулярно проверять и чистить, чтобы предотвратить их засорение воздухом низкого качества. Содержание влаги в воздухе контролируется для обеспечения нормальной работы насоса. Кроме того, необходимо регулировать давление воздуха, чтобы оно находилось в пределах рабочего диапазона насоса. Производители мембранных насосов обычно предоставляют руководство, которое поможет сориентироваться в предельных значениях давления и расхода насоса.
- Эластичные компоненты - в основном это относится к мембранам насоса. Мембрану следует осматривать каждые два месяца, чтобы предотвратить неравномерный износ.
- Слишком высокие значения крутящего момента могут привести к сжатию и повреждению насоса, особенно пластиковых мембранных насосов. Момент затяжки болтов насоса следует регулярно проверять и поддерживать в пределах, рекомендованных производителем насоса.
Поиск и устранение неисправностей мембранного насоса
Насос срабатывает в режиме остановки или не держит давление в режиме остановки
- Изношенные шарики, седла или уплотнительные кольца обратного клапана (Замените шарики, седла или уплотнительные кольца клапана)
Мембранный насос не работает или работает, но потом останавливается
- Шар клапана сильно изношен (замените шар и седло)
- Шаровой клапан заклинило в седле из-за избыточного давления (установите предохранительный клапан)
- Засорился дозирующий клапан (уменьшите давление и прочистите клапаны)
Непостоянная работа мембранного насоса
- засорение всасывающей линии (осмотрите и прочистите всасывающую линию)
- Шаровой клапан протекает или заедает (прочистите или замените клапаны)
- Разрыв диафрагмы (замените диафрагму)
- Затрудненный выхлоп (устраните засорение)
- Поврежденные управляющие клапаны, воздушные клапаны, прокладки (проверьте и замените поврежденные компоненты)
- Неправильная подача воздуха
- Наледь в выхлопном глушителе (используйте более сухой воздух)
Мембранный насос работает, но не заправляется
- Слишком высокая скорость насоса, приводящая к кавитации перед заливкой (уменьшите давление воздуха на входе)
- Шарики обратных клапанов сильно изношены (замените шарики)
- засорение впускного или выпускного отверстия (прочистить)
- потеряны впускные фитинги или коллекторы (затянуть)
преждевременный отказ мембраны
- Кавитация (увеличьте диаметр трубы на стороне всасывания насоса или переместитесь ближе к продукту)
- Чрезмерное давление на стороне всасывания (поднимите насос или поставьте его на верхнюю часть бака, чтобы снизить давление
- Неправильные мембранные тарелки или тарелки, установленные задом наперед (обратитесь к руководству производителя по правильной установке)
- Запуск при полном давлении (производители мембранных насосов рекомендуют запускать насос при низком давлении)
Несбалансированная езда на велосипеде
- Чрезмерный подъем всасывания (заполните камеры жидкостью, чтобы заправить насос)
- перекачиваемая жидкость в глушителе
- Утечка воздуха на стороне всасывания
- Забитые обратные клапаны (устраните препятствие в кармане обратного клапана)
- Увлеченный воздух или паровая пробка в камере (используйте заглушки для продувки камер)
Пузырек воздуха в жидкости
- Ослабленный всасывающий трубопровод (затяните)
- неплотное прилегание мембранной пластины со стороны жидкости
Замерзание воздушного клапана мембранного насоса
- Повышенная влажность сжатого воздуха (используйте фильтр для удаления влаги из сжатого воздуха; установите генератор горячего воздуха или осушитель для сжатого воздуха)
Чрезмерная выхлопная труба насоса
- Изношен блок воздушного клапана, уплотнительные кольца, пластина, блок пилота, u-образные чашки или уплотнительные кольца пилотного штифта (проверьте и замените при необходимости).
- Изношенные уплотнения вала (замените)
Резюме
В этой статье представлена подробная информация о мембранных насосах. В этих насосах используются две гибкие мембраны для всасывания и перекачивания жидкостей через насос. Они являются отличным способом легкого и эффективного перемещения больших объемов жидкостей. Мембранные насосы выпускаются в различных исполнениях, что расширяет возможности их использования в различных промышленных целях.
Эти насосы классифицируются в зависимости от материала изготовления и типа привода, используемого для конкретного насоса. По типу материала мембранные насосы бывают трех основных видов: из нержавеющей стали, пластика и алюминия. По источнику приводной силы мембранные насосы можно классифицировать на мембранные насосы с воздушным приводом и мембранные насосы с электрическим приводом. Как правило, мембранные насосы широко используются в химической промышленности для перемещения различных жидкостей, включая агрессивные химикаты, абразивные шламы и летучие жидкости. Они также используются в химическом смешивании, порошковой окраске, фильтрации красок, переработке пищевых продуктов и напитков.
Мембранный насос обладает множеством преимуществ, включая большой рабочий объем, способность к самовсасыванию, высокую энергоэффективность и длительный срок службы. Основным недостатком мембранных насосов является пульсирующее разряжение. Хотя пульсация может быть значительно снижена путем установки демпфера пульсаций, это приводит к дополнительным затратам на насос. Кроме того, большинство насосов являются низкоскоростными и подают жидкость под низким давлением. Одной из распространенных проблем при устранении неисправностей мембранных насосов является чрезмерный выхлоп насоса. Эта проблема возникает из-за износа блоков воздушных клапанов, износа уплотнений вала. К другим проблемам относятся замерзание воздушного клапана насоса, нерегулярная работа насоса, преждевременный отказ мембраны, работа насоса в режиме остановки или неспособность удерживать давление в режиме остановки. В этой статье также четко указаны возможные причины этих проблем и возможные пути их решения.