Дозирующий насос: принцип работы и особенности устройства

Дозирующие насосы — это оборудование, обеспечивающее точную подачу определенного количества рабочей среды. Они дозируют жидкость, но есть также модели, которые могут регулировать скорость потока в соответствии с поставленной задачей.

Давайте подробнее рассмотрим дозирующие насосы: что это такое, как они функционируют и где используются.

Дозировочный насос: устройство и сферы его применения

Дозирующие насосы широко используются в самых разных отраслях. Например, они могут применяться в химической, пищевой, фармацевтической, медицинской и многих других сферах.

Насосы этого вида могут дозировать разные вещества:

• химические вещества;

• кислоты;

• щелочи;

• эмульгаторы;

• загустители;

• пластификаторы;

• красители;

• консерванты и многие другие.

Учитывая принцип работы дозировочного насоса, такое оборудование часто используется для очистки и подготовки воды. Оно безупречно справляется с порционной подачей коагулянтов и хлора. Применяемые для этой задачи насосы могут оснащаться датчиками RedOx или рН, а также измерителями концентрации хлора.

Дозирующий насос: принцип работы оборудования

Дозировочные модели относятся к классу объемных насосов, оснащенных электроприводом или механическим мотор-приводом. Устройство и принцип действия дозировочных насосов делают их незаменимым инструментом, если требуется точная и экономичная дозировка различных веществ.

По типу рабочего элемента насосы делятся на мембранные (диафрагменные) и плунжерные (поршневые). Чтобы разобраться, как функционирует такое оборудование, давайте рассмотрим его детальнее.

Мембранные дозирующие насосы

Оборудование состоит из таких компонентов:

• рабочей камеры, внутри которой расположена эластичная диафрагма;

• штока со специальным якорем из металла;

• соленоидной катушки или мотор привода;

• направляющих клапанов;

• пружины, отвечающей за возвращение штока.

Приводом насоса является соленоидная электромагнитная катушка или трехфазный мотор привод с редуктором, а рабочим элементом — мембрана. Если вас заинтересовало, как функционирует электромагнитный насос, принцип действия оборудования выглядит так:

• На соленоидную катушку подается питание. Благодаря этому образуется магнитное поле, выдвигающее шток с мембраной вперед.

• Шток перемещается в этом направлении, выгибая мембрану внутрь камеры. За счет этого диафрагма вытесняет определенное количество рабочей среды.

• Когда магнитное поле пропадает, шток возвращается на свое место за счет действия пружины. Вместе с собой он вытягивает и мембрану.

• Из-за этого в рабочей камере возникает разрежение, за счет которого в нее засасывается новая порция жидкости.

Дозирующие насосы также называют соленоидными или электромагнитными, так как шток двигается именно за счет магнитного поля, возникающего в катушке.

Если же в роли привода выступает мотор привод с редуктором то такое оборудование называют мембранными дозировочными насосами.

Благодаря принципу действия дозирующих насосов, оборудование может с легкостью работать на холостом ходу (при отсутствии жидкости в системе).

Плунжерные дозировочные насосы

Оборудование предназначено для порционной подачи большого количества рабочей среды под давлением. Часто используется при работе с химически агрессивными жидкостями.

Такие насосы также называются поршневыми, потому что принцип их действия основан на движениях поршня (плунжера). Если внутри камеры возникает повышенное давление, жидкость выталкивается, а если пониженное — втягивается.

Учитывая принцип работы дозирующих насосов (плунжерных), основными их преимуществами являются:

• Высокий уровень рабочего давления.

• Возможность работы с вязкими жидкостями.

• Хорошая точность дозирования. Это достигается за счет отсутствия изменения расхода, если меняется противодавление в точке дозирования.

Типы привода в дозирующих насосах

У оборудования могут различаться типы привода. Существуют варианты с электромагнитным (соленоидным) и электромеханическим приводом с мотор-редуктором. Каждый из них имеет свои конструктивные отличия и особенности, поэтому рассмотрим их детальнее.

Электромагнитный (соленоидный) привод

Применяется в насосах-дозаторах, которые не предназначены для работы с большими объемами жидкости, но обладают высокой точностью дозирования. В современных моделях подача среды может составлять от нескольких десятков миллилитров в час. Это достигается за счет того, что приводом является соленоид — это электромагнитная катушка, внутри которой расположен свободно движущийся сердечник.

Принцип работы дозирующих насосов основан на том, что электрический импульс подается к обмотке катушки. В этот момент сердечник выталкивается из нее за счет возникающего магнитного поля. Затем сердечник воздействует на центральную часть мембраны — это заставляет ее выгибаться внутрь камеры. Когда питание катушки отключается, возвратная пружина возвращает диафрагму и сердечник в исходное положение.

Объем жидкости, проходящий через дозирующий насос, зависит от числа и частоты электрических импульсов, а также диаметра мембраны и размера рабочей камеры. В некоторых моделях оборудования предусмотрена возможность изменения длины хода сердечника: чем он короче, тем меньше, но точнее будет подача жидкости. У производителя SEKO такие модели есть в сериях TEKNA EVO, MAXIMA EVO, TEKBA, KOMBA, INVIKTA и KOMPACT.

Электромеханический привод с мотор-редуктором

Мембранные и плунжерные дозировочные насосы с таким приводом могут подавать жидкость, объем которой измеряется в сотнях литров в час. С конструктивной точки зрения оборудование оснащено толкателем, соединенным с центральной частью диафрагмы.

Принцип работы дозировочного насоса предполагает, что давление на толкатель возникает за счет действия эксцентрика. Роль силового механизма выполняет электрический двигатель. За возвратное движение рабочего элемента отвечает пружина.

Ход толкателя в дозировочных насосах с этим приводом может регулироваться. Это позволяет изменять подачу жидкости, но с меньшей точностью (потому что общие объемы жидкости достаточно большие). Производительность такого оборудования зависит от разных факторов:

• объема рабочей камеры;

• рабочей частоты редуктора;

• мощности электропривода.

Как работает дозирующий насос

Принцип работы дозировочного насоса очень прост. Он включает два цикла:

• Впуска. Поршень или мембрана двигается, увеличивая объем рабочей камеры и создавая в ней разрежение. Одновременно с этим открывается впускной клапан, а выпускной — закрывается. В этот момент внутрь камеры поступает некоторое количество рабочей среды.

• Выпуска. Поршень или мембрана двигается в обратном направлении, повышая давление внутри камеры. Выпускной клапан открывается, а впускной — закрывается. За счет этого процесса из камеры выдавливается некоторая часть жидкости.

Основные требования к дозирующим насосам

Насосы-дозаторы должны соответствовать ряду определенных технических требований. Это обусловлено задачами, для которых используются дозирующие насосы: принцип действия оборудования основан на подаче нужного объема жидкости в общую напорную линию. То есть оно устанавливается преимущественно в системах, в которых требуется высокая точность работы всех компонентов.

В зависимости от сферы применения, оборудование должно эффективно справляться с порционной подачей разных типов жидкости (зависит от сферы применения). При этом не должно происходить потери работоспособности. Речь про:

• токсичные составы;

• растворы, которые могут вызывать коррозию;

• абразивные среды;

• жидкости с твердыми частицами.

Так как работает дозирующий насос с высоким давлением, подбирать нужно модель, которая без проблем выдерживает подобные условия работы. Оборудование должно выполнять поставленные задачи без снижения производительности.

Насосы-дозаторы должны обладать широким перечнем настроек и иметь большой выбор касательно своих конструктивных особенностей. Речь про:

• размер;

• производительность;

• типы рабочего элемента;

• исполнение обратных клапанов;

• типы привода, отвечающие за движение рабочего элемента;

• способы регулировки длины хода;

• материалы рабочей камеры;

• функциональные возможности и настройки оборудования.

Особенности работы дозирующих насосов

В зависимости от модели насоса-дозатора, расход оборудования можно регулировать за счет изменения:

• Длины хода плунжера или мембраны. Регулировка выполняется при помощи микрометрического винта или посредством механических делителей.

• Частоты рабочих циклов. Чтобы изменить число ходов рабочего элемента, в блоке управления оборудованием выставляют соответствующие настройки.

Как правило, дозирующие насосы имеют в конструкции специальный предохранительный клапан, а также устройство, отвечающее за выброс воздуха из рабочей камеры.

Учитывая устройство и принцип работы дозирующих насосов, в большинстве случаев пользователь может автоматизировать процесс подачи жидкости. Это стало возможным, потому что многие современные модели имеют специальные контроллеры управления. С их помощью можно изменять подачу рабочей среды, а также регулировать ее в соответствии с электрическими сигналами от дополнительных приборов.

Основные правила выбора дозирующих насосов

Чтобы правильно подобрать оборудование, нужно обратить внимание на ряд характеристик, от которых зависят возможности дозирующего насоса. Например, следует учитывать материал изготовления:

• Рабочей камеры. Она может выполняться из кислотостойкой стали, поливинилхлорида, полиэтилена или фторопласта.

• Плунжера. Обычно создается из керамики или кислотостойкой стали.

• Мембраны. Зачастую изготавливается из фторопласта, но нужно убедиться, что такая диафрагма подходит для предполагаемых условий эксплуатации оборудования.

Особого внимания заслуживает мощность дозирующего насоса. Если она недостаточная, тогда при избыточной нагрузке оборудование может сломаться или начнет работать на износ. Чересчур мощный насос-дозатор тоже не следует выбирать, потому что это влечет за собой необоснованную трату средств.

Обращайтесь к нашим экспертам, если хотите получить больше информации про дозировочный насос и принцип работы этого оборудования.