Як вибрати мембранний насос: поради та відгуки. Види мембранних насосів
Насоси - це агрегати, які знаходять найширше застосування в різних галузях промисловості, а також при вирішенні деяких завдань в побуті. Існує велика кількість різновидів даного типу приладів. У числі найбільш затребуваних і практичних у використанні - мембранні насоси. Їх популярність в Росії зростає. Які особливості їх конструкції? Якими перевагами такі насоси мають? Що необхідно враховувати в процесі їх експлуатації?
Содержание
Як працює насос
За яким принципом працює мембранний насос? Схема така. Цей пристрій складається з двох порожнин, розміщених одна навпроти іншої. Розділені вони мембраною - дуже гнучкою, але в той же час міцною пластиною. Одна порожнину наповнюється повітрям, інша - рідиною. Між ними, в свою чергу, розташовується розподільник, який впливає на мембрану так, щоб вона рухалася взад і вперед з невеликою амплітудою.
В результаті з однієї порожнини витісняється якийсь обсяг рідини, а в іншу - всмоктується. Коли мембрана займає протилежне становище - речовина просувається в горизонтальній площині - завдяки наявності в конструкції агрегату особливих клапанів. Мембранний насос, таким чином, функціонує за принципом витіснення речовини - як, втім, і прилади поршневого типу. Але в останньому, як правило, немає гнучких деталей на зразок мембрани. Схема виготовлення агрегату гарантує високу стабільність роботи пристрою.
В силу особливостей конструкції, камера мембранного насоса практично не забруднюється. У зв`язку з цим даного роду прилади в ході практичної експлуатації поводяться надійніше, ніж традиційні поршневі. Найкращим чином мембранні насоси справляються з перекачуванням води, рідин з підвищеною щільністю і в`язкістю, а також суспензій.
матеріали конструкції
Мембрана насоса, як правило, виготовляється з гуми або гнучких і особливо міцних сортів стали. У свою чергу, корпус пристрою зазвичай виконується з матеріалів, стійких до корозії і впливу хімічних речовин (якщо передбачається відповідна специфіка їх дії). Подаються рідини або суспензії прямують в напірний трубопровід, який найчастіше також виготовляється з гуми або ПВХ.
Переваги мембранних насосів
Мембранний насос має ряд переваг. По-перше, це виняткова простота виконання (в більшості технологічних реалізацій). Як правило, в агрегатах даного типу не передбачено обертових деталей і двигунів. Ті механізми, що приводять насоси в рух, не уявляють собою технологічно складних приладів. Як правило, сучасні мембранні насоси - з електроприводом досить простої конструкції, з пневмосистемою, а то і зовсім ручного ходу. По-друге, дані агрегати працюють з мінімальною ймовірністю виходу з ладу - власне, це їх властивість обумовлена як раз таки простотою конструкції. Мембранний насос - прилад, який прослужить довго. По-третє, дані пристрої дуже прості в установці і монтажі, не вимогливі до умов зберігання і транспортування. Температура, вологість повітря і інші фактори навколишнього середовища практично не впливають на функціональність насосів.
технологічні виконання
Агрегати, про які йде мова, бувають різними. У числі найпоширеніших - насос пневматичний. Мембранний агрегат такого типу працює без участі електроприводу, іншого роду складних передавальних пристроїв і елементів оснащення. Такий пристрій особливо зручно з точки зору транспортування. У числі інших примітних властивостей - відсутність помітного нагрівання, а також герметичність, що в деяких випадках дозволяє використовувати прилад під водою. Як ми вже зазначили вище, є мембранні насоси з електроприводом. Вони також досить поширені в силу універсальності (вони адаптовані до більшості елетросістем, застосовуваних у Росії), високої продуктивності, помірної ціни. Є також насоси, які приводяться в рух гідравлічним приводом.
Таким чином, основний критерій класифікації приладів - тип моторчика. В цілому, принцип роботи пристрою кожного виду однаковий: мембрана (або, як її ще називають, діафрагма) вигинається під впливом механічного двигуна, повітря (якщо мова йде про пневматичну приводі) або води (при використанні гідравлічної системи), внаслідок чого забезпечується рух подається речовини. У деяких конструкціях насосів передбачено дві мембрани. На одну впливає стиснене повітря, внаслідок чого вона згинається, просуваючи подається речовина до вихідного клапану. Одночасно, на ділянці, де розташована друга мембрана, утворюється вакуум, в який в силу природних фізичних закономірностей речовина всмоктується. І так з кожним рухом приводу. Дві мембрани в цьому випадку з`єднує механічний вал. Також в перекачуванні речовини беруть участь повітряні клапани, що діють автоматично. Таким чином, в насосі відбуваються два процеси - всмоктування (коли перша мембрана розріджує повітря при русі від стінок) і нагнітання (коли друга діафрагма передає тиск пневмопотоці на рідину, що встигла потрапити в корпус, тим самим забезпечуючи рух речовини на виходi). Показники тиску в області задньої стінки тієї мембрани, яка випускає рідину, і тієї, що розташована на ділянці входу, таким чином, рівні. Часто агрегат, про який йде мова, носить інше найменування - "вакуумний насос". Мембранний механізм при цьому є в усіх технологічних реалізаціях приладу. Причина тому - його простота і, в той же час, висока ефективність. Що стосується двухмембранной насосів - вони, як правило, пневматичні.
Критерії ефективності насосів
Виходячи з яких критеріїв насоси мембранного типу оцінюються в аспекті ефективності та якості роботи? Експерти виділяють наступну сукупність параметрів.
По-перше, насос пневматичний мембранний (або ж той, що оснащений електроприводом) повинен безперебійно працювати без необхідності ремонту, додаткового налаштування, змазування і інших процедур, які вимагають витрат виробничих ресурсів.
По-друге, агрегати даного типу повинні бути екологічними. В принципі, цей критерій дотримується щодо більшості сучасних моделей мембранних насосів. Не так багато пристроїв функціонує, наприклад, на бензині або газі.
По-третє, бажано, щоб мала місце працездатна і проста в користуванні система регулювання швидкості і обсягів подаються речовин. Тобто насос не повинен працювати тільки в режимі "включено" і "вимкнено". Необхідно мати можливість підлаштовувати інтенсивність всмоктування під тип речовини і завдання, що вирішується на виробництві.
По-четверте, конструкція насосів повинна бути такою, що в разі потрапляння всередину порожнин твердих предметів це не привело до механічних пошкоджень і його поломки.
Також деякі технічні фахівці вважають важливим наявність у насосів системи захисту від стрибків напруги (якщо мова йде про агрегати на електроприводі), а також економічність - щодо того ж типу приладів.
Сфера використання
Існує кілька класів приладів, про які йде мова. Є дозувальний мембранний насос, ручний, вакуумний - і всі вони успішно використовуються в самих різних галузях. Як правило, це промисловість - нафтогазова, харчова, лакофарбова. хімічна, а також будівництво. Поступово прилади освоюються і приватними особами - в фермерських господарствах, наприклад. Досить популярними стають мініатюрні пристрої. Зокрема, деякі з них можуть споживати зовсім небагато електрики (незважаючи на це, в руках користувача буде повноцінний мембранний насос) - 12 Вольт. Подібного роду прилади часто використовуються дачниками для конструювання систем поливу або ж невеликого водопроводу. Відгуки багатьох власників присадибних ділянок характеризують невеликі побутові мембранні насоси виключно з позитивного боку.
Перекачувати ці механізми, особливо ті, що адаптовані до використання в промисловості, можуть самі різні речовини - воду, рідини з більш високою щільністю і в`язкістю, а також ті, що допускають тверді включення (в залежності від модифікації пристрою, їх допустимий розмір варіюється від міліметрів до декількох сантиметрів). Деякі моделі адаптовані для прокачування хімічно агресивних речовин.
дозуючі насоси
Існує підтип розглянутих нами агрегатів - дозуючі насоси. Мембранні механізми в них, в принципі, ті ж, що і в звичайних пристроях даного типу, проте спектр їх призначення, як правило, більш вузький. Багато моделей пристроїв адаптовані до роботи як раз таки з хімічно активними речовинами - коли є необхідність в їх періодичної дозуванні.
Які особливості їх конструкції? Мембранні насоси-дозатори, як правило, прецизійні, що володіють винятковою герметичністю корпусу. Їх продуктивність (інтенсивність перекачування речовин) дуже гнучко регулюється. При цьому в сучасних моделях передбачені варіанти із завданням корисних властивостей - як в режимі поточної роботи агрегату, так і в процесі попереднього налаштування. Залежно від конструкції і технологічного типу приладу, це може здійснюватися вручну або за допомогою елементів приводу.
У числі примітних особливостей насосів-дозаторів - особлива легкість обслуговування. Зокрема, сконструйовані вони, як правило, у вигляді блоків - це обумовлює простоту і мінімальну потребу в трудовитрати при збірці або монтажі пристроїв. Такі насоси зазвичай забезпечені клапанами, адаптованими до впливу шкідливих середовищ. Це особливо важливо, так як дані елементи досить чутливі.
Дозуючого типу пристрою мають досить великою кількістю ходів (рухів) - близько 100-150 в хвилину. При цьому можна налаштовувати амплітуду - в сучасних моделях це можна зробити, використовуючи інтервал 0-100%.
У ряді випадків специфіка виробництва передбачає залучення "гібридної" моделі приладів. А саме: може знадобитися насос мембранно-поршневий. Він поєднує в собі переваги диафрагменного, а також "класичного". Розглянемо специфіку агрегатів такого типу.
Особливості мембранно-поршневих насосів
Як такий, вакуумний насос (мембранний), в силу особливості конструкції, не завжди розрахований на обробку речовин з великою щільністю. До того ж, як вважають деякі технічні експерти, його ККД не завжди оптимальний. Тому доцільно використовувати насос, що володіє ознаками як мембранного, так і поршневого. Даного типу пристрою в багатьох випадках працюють з більш високим ККД і зниженими енерговитратами.
Крім того, область застосування мембранно-поршневих насосів, як правило, ширше, ніж у діафрагменних. Зокрема, вони можуть використовуватися не тільки для перекачування рідин, але також і для переміщення шламів, в фільтр-пресах, в складі конструкції розпилювальних сушарок. Деякі мембранно-поршневі насоси гідравлічного типу можуть використовуватися також і в гірничодобувної промисловості, в ТЕЦ, в керамічної індустрії, в металургії. Таким чином, пристрої даного типу, володіючи перевагами, властивими як мембранним, так і поршневим варіантів, у багатьох модифікаціях більш універсальні. Тобто якщо діафрагменні пристрої більшою мірою адаптовані для перекачування рідин (з деяким відсотком твердих включень), то "гібридні" цілком можуть впоратися з переміщенням речовин, в яких, в свою чергу, концентрація нерозчинних елементів може бути вище.
Разом з тим, такого типу агрегати, як правило, набагато дорожче, ніж поршневі або діафрагмові окремо. Однак при належній оптимізації виробничого процесу витрати можуть окупитися. До того ж енерговитрати, завдяки більш ефективному ККД "гібридних" насосів, менше - хоча б в цій частині витрати бізнесу будуть знижені. Також, через конструкційні особливості мембранно-поршневих насосів, знос деталей на них найчастіше нижчі, ніж при використанні діафрагменних пристроїв.
Як вибрати насос?
Виходячи з яких критеріїв слід вибирати мембранний насос (якщо мова йде про прилад, який не має відношення до гібридного типу)? Ключові параметри, які можуть говорити про продуктивність приладів даного типу, такі:
- тиск на вихідному клапані (в більшості випадків мінімальний показник повинен складати 60 бар - але все залежить від передбачуваної області використання насоса);
- висота всмоктування (бажано, щоб не менше 4-5 метрів);
- інтенсивність подачі речовини (вимірюється в куб. метрах за годину - розкид рекомендованих параметрів дуже різний - від 0,5 до десятків одиниць, все залежить від цільового призначення пристрою);
- відстань передачі напору (тривалість труби, по якій подається речовина - не менше 50 метрів);
- тиск стисненого повітря (як правило, в інтервалі 0,2-0,6 МПа, але можуть бути й інші значення);
- допустимий інтервал температури перекачуваних речовин (як правило, 0-80 градусів);
- діаметр отворів на вході і на виході, а також того, куди подається повітря (вказується в сантиметрах або в дюймах - зазвичай для імпортних моделей);
- граничний діаметр твердих включень (може варіюватися від декількох міліметрів до сантиметрів).
Разом з тим, класифікація насосів і спектр їх призначення настільки великі, що підбір оптимальних параметрів при виборі даного роду приладу завжди буде залежати від конкретної сфери їх застосування.
недоліки
Переваг у розглянутого приладу більш ніж достатньо. Це універсальність - використовуватися може мембранний насос для води і великої кількості інших рідин з різними фізичними властивостями. Це екологічність - як правило, в конструкції пристроїв використовуються приводи без вихлопів і газів. Це широта технічного виконання - є електричний, гідравлічний, пневматичний, ручний мембранний насос. Але слід також сказати і про недоліки, що властиві агрегатів даного типу.
По-перше, мембрана або діафрагма насоса весь час знаходяться в русі. Це з часом призводить до їх зносу - вони стають менш герметичними, а то і зовсім виходять з ладу. Але, як правило, сучасні виробники техніки докладають до поставляє комплекту кілька запасних мембран, а якщо і вони закінчаться - завжди можна замовити нові. Наприклад, фірма НВМ, поставляючи свій флагманський продукт - насос вакуумний мембранний (НВМ спеціалізується на таких приладах), доповнює комплекти запасними деталями.
По-друге, в силу інтенсивності експлуатації, зношуються також і клапани приладів. Також в деяких випадках можливе їх засмічення твердими речовинами, що присутні у поданих рідинах. Однак і їх можна замінювати.
Деякі складнощі в роботі насосів можуть бути обумовлені періодичною появою парових пробок в момент всмоктування рідини (якщо йде обробка речовин, для яких характерний високий тиск парів - наприклад, метилхлорид).
Разом з тим, відмічені три недоліки компенсуються високою ремонтопридатністю насоса, а також легкістю заміни зношених деталей. Крім того, щоб мінімізувати ймовірність пошкодження мембран і клапанів, одночасно з агрегатами (а в ряді випадків - в складі їх конструкції) можуть застосовуватися різні пристрої, що демпфірують, покликані згладжувати імпульси, що виникають внаслідок руху діафрагм. Так чи інакше, мембранні насоси використовувати краще, ніж їхні традиційні аналоги. Економічна рентабельність багатьох виробництв часто зумовлюється можливістю задіяти саме такі агрегати.
