Принцип работы мембранного пневматического насоса

Мембранные пневмонасосы

Недавно мы рассказывали о задачах, с которыми помогут справиться мембранные пневматические насосы: перекачивание особо вязких жидкостей, химически агрессивных и взрывоопасных веществ, прокачке завоздушенности, установке непосредственно в веществе, которое необходимо перекачать. Такая функциональность стала возможна благодаря особенностям конструкции и принципу работы этих насосов.

Строение мембранного пневмонасоса

В англоязычных каталогах пневматические насосы обозначают аббревиатурой AODD — air operated double diaphragm, что подразумевает наличие двойной воздушной диафрагмы (мембраны). Одномембранные конструкции, хоть и представлены на рынке, но пользуются меньшим спросом.

В корпусе стандартного пневматического мембранного насоса есть три рабочих отверстия: одно для подключения к компрессору, и еще два для втягивания и выталкивания жидкостей. Внутри корпуса находится рабочая часть насоса — две мембраны, связанные при помощи штокового механизма. Промежутки между мембранами и внешними стенками корпусами образовывают проточную камеру, в которой установлены шариковые клапаны.

Через отверстие для компрессора воздух попадает в воздушную камеру насоса. Мембраны открывают и закрывают входное и выходное отверстия насоса. Штоковый механизм условно делит камеры насоса на две части, которые мы условно будем называть правой и левой камерой.

Как работает мембранный насос

Сжатый воздух, поступающий в воздушную камеру из компрессора, заставляет мембраны колебаться, создавая тем самым мощный направленный импульс, который втягивает жидкость через входное отверстие насоса и выталкивает ее через выходное. К отверстиям насоса присоединены патрубки, их длина позволяет соединить сосуд с жидкостью с пустым сосудом. Рассмотрим детальнее, как это происходит.

Первый такт

Воздух от компрессора создает в камере разницу давлений. Штоковый механизм приходит в движение и смещает обе мембраны влево. Шариковые клапаны открывают вход и блокируют выход для жидкости в правой камеру. Клапаны левой работают симметрично. Благодаря этому жидкость через патрубки и всасывается в правую камеру и вытесняется из левой.

Второй такт

Происходит обратное движение. Шток толкает мембраны вправо. Клапаны перекрывают выход левой и вход правой камеры. Давление вытесняет воду из правой камеры, одновременно происходит всасывание через левую.

Этот двухтактный процесс составляет один качок пневматического насоса. Количество качков в минуту зависит от давления воздуха, который подается с компрессора и от плотности перекачиваемой жидкости. Насосы компании SEKO могут работать с давлением до 8 бар и перекачивать до 60000 литров воды в час.

Важно учитывать, что работа мембранного насоса сопровождается сильной вибрацией, и поэтому его нужно заранее закреплять на неподвижной основе.

Ремонт и эксплуатация пневматических мембранных насосов

Основная причина поломки пневматического насоса: износ мембраны. Однако замена пришедшей в негодность мембраны занимает 15-20 минут.

Воздушный клапан насоса выходит их строя крайне редко. При поломке его внешней части починка занимает 3-4 минуты. Если же надо заменить детали внутренней части клапана, возможен простой в работе до 2-3 часов.

Для сравнения — время починки подавляющего большинства других типов насосов (кулачковых, винтовых, центробежных) составляет от нескольких часов до нескольких суток.

Пневматический насос, в отличие от центробежного может работать на сухом ходу. В нем нет деталей, которые перегреваются при отсутствии жидкости. Время работы на сухом ходу для насосов SEKO не ограничено.

Недостатки мембранных насосов

Любые преимущества всегда уравновешиваются недостатками. В случае с пневматическими насосами это потребность в дополнительном оборудовании. По сравнению с центробежными насосами, пневматические имеют низкий КПД.

Еще один важный эксплуатационный нюанс мембранного пневмонасоса — работа с нетипичными веществами. Перекачивание жидкостей повышенной вязкости, широкого температурного диапазона, содержащих большой процент абразивных включений, ускоряет износ мембран. Но их замена обходится относительно не дорого.