Мембранно-поршневий насос

Мембранно-поршневий насос для польових і садових обприскувачів

Умови роботи насоса на обприскувачі

Робоча рідина обприскувача — не вода. Бакові суміші містять абразивні суспензії, емульсії на основі органічних розчинників і концентровані розчини добрив — таке середовище за сезон зношує ущільнення звичайного відцентрового насоса. Форсункам при цьому потрібен стабільний тиск. Відхилення на 10–15 % уже змінює розмір краплі та фактичну норму внесення препарату. Мембранно-поршневий насос вирішує обидва завдання: його механіка повністю відділена від перекачуваної хімії еластичною мембраною, а тиск тримає перепускний регулятор. Звідки береться така стійкість, видно з принципу роботи.

Принцип роботи напівгідравлічної схеми

Усередині картера обертається ексцентриковий вал, занурений в оливну ванну. Шатуни перетворюють обертання на зворотно-поступальний хід поршнів, кожен поршень з’єднаний із центром своєї мембрани. Мембрана затиснута по контуру між картером і головкою, тому рідина контактує лише з її робочою стороною, клапанами та порожниною головки — до кривошипно-шатунного механізму хімія не доходить.

Олива виконує дві функції. Вона змащує механізм і водночас підпирає мембрану з боку приводу у фазі нагнітання — тому схему називають напівгідравлічною. Під час ходу поршня назад у камері створюється розрідження, і рідина заходить через всмоктувальний клапан. При зворотному ході мембрана витискає її через нагнітальний клапан у напірний колектор. Камер буває від двох до шести: що більше, то рівномірніша подача. Залишкову пульсацію гасить окремий вузол — повітряний ковпак.

Конструкція: клапанна група, повітряний ковпак, регулятор тиску

Клапани — тарілчасті або пластинчасті, з пружинами, по парі на кожну камеру. Сідла і пластини виготовляють з нержавіючої сталі, але абразив у баковій суміші зношує саме їх, тому клапани входять до кожного ремкомплекту. Повітряний ковпак на напірному колекторі згладжує пульсацію. Усередині нього гумова мембрана, над нею — повітряна порожнина з автомобільним ніпелем. Тиск підкачування становить приблизно третину робочого: при 15 бар на виході в ковпаку має бути близько 5 бар. Перевіряють його кожні 50 годин роботи.

Третій вузол — регулятор тиску з перепускним клапаном. Надлишок подачі він повертає в бак, цей самий потік перемішує бакову суміш. На регуляторі встановлені манометр і секційні відсікачі штанги. Мембранно-поршневий насос для обприскувачів зазвичай постачається в зборі з регулятором, роздільна комплектація трапляється на великих причіпних машинах. Ресурс усієї цієї механіки визначають матеріали.

Матеріали мембран і проточної частини

Стандартний матеріал мембран — Buna N (нітрильний каучук, NBR). Він витримує більшість водних розчинів пестицидів і добрив, але руйнується ароматичними розчинниками, кетонами та складними ефірами — ці компоненти трапляються в концентратах емульсій. Для жорсткої хімії випускають мембрани з Desmopan (термополіуретан) і Viton (FKM, фторкаучук): Viton тримає органічні розчинники й температуру, його ставлять при постійній роботі з агресивними препаратами.

Головки і корпус відливають з анодованого алюмінію, рідше з чавуну. Анодування захищає від водних розчинів, але не від КАС: карбамідно-аміачна суміш роз’їдає алюміній, тому для неї потрібні чавунні головки або полімерне покриття проточної частини. Температура рідини обмежена 40 °C — для бакових сумішей, які готують холодними, цього достатньо. Наступне питання — підбір типорозміру під конкретну машину.

Застосування на польових обприскувачах і підбір за параметрами

Мембранно-поршневі насоси для польових обприскувачів працюють у діапазоні тисків до 20 бар — щілинні форсунки штанги розпилюють при 2–6 бар, запас потрібен регулятору і магістралям. Продуктивність серійних моделей сягає 250–300 л/хв, цього вистачає штангам із захватом 18–24 м. Садовим вентиляторним машинам потрібно 40–50 бар, під них випускають окремі серії з посиленою клапанною групою. Типовий привод — вал відбору потужності трактора: стандартні 540 об/хв збігаються з граничними обертами більшості моделей, тому насос для обприскувача від ВОМ ставиться напряму, без редуктора.

При підборі сумарна витрата форсунок — лише частина потрібної подачі. До неї додають гідроперемішування: на нього закладають 5–10 % об’єму бака за хвилину, інакше суспензія осідає і забиває фільтри та розпилювачі. Модель, взята без цього запасу, весь сезон працює на межі обертів і тиску. Звідси й більшість відмов, про які корисно знати до купівлі.

Обмеження і типові відмови

Розрив мембрани. Найдорожча несправність. Хімія потрапляє в картер, олива перетворюється на сіро-білу емульсію, кривошипно-шатунний механізм починає працювати в корозійному середовищі. Якщо продовжити роботу, іржавіють вал і підшипники — ремонт стає порівнянним з ціною нового насоса. Індикатор — колір оливи в оглядовому стакані: його перевіряють перед кожним виїздом у поле.

Кавітація. Виникає при всмоктуванні з глибини понад 4 м або при забитому всмоктувальному фільтрі. Бульбашки пари лопаються на робочій поверхні мембрани і поступово вибивають матеріал. Зовнішні ознаки — тріск у головках і падіння подачі.

Замерзання. Вода, що залишилася в головках після промивання, на морозі рве алюмінієве лиття. Типова ситуація з практики: машина залишилася на вулиці при раптовому нічному приморозку — на ранок тріщина в головці й вузол під заміну.

Неправильний тиск у ковпаку. Перекачаний або спущений ковпак перестає гасити пульсацію: стрілка манометра смикається, штанга вібрує, факел розпилу стає нерівномірним.

Окреме обмеження — сухий хід. Короткий пуск без рідини при самовсмоктуванні конструкція передбачає. Але при тривалій роботі насухо мембрани та ущільнення клапанів перегріваються — мембранний насос для обприскувача на такий режим не розрахований. Усі перелічені відмови передбачувані, і регламентне обслуговування знімає майже кожну з них.

Обслуговування і сезонна консервація

Регламент нескладний. Перед виїздом перевіряють рівень і колір оливи в оглядовому стакані — чиста олива злегка жовта і прозора. Заміна оливи — кожні 500 годин або раз на сезон; регламент виробників — недетергентна SAE 30 або фірмові оливи. Мембрани міняють кожні 300 годин або щороку, разом із заміною перевіряють пружини і сідла клапанів: гума старіє від контакту з хімією незалежно від напрацювання. Після кожної обробки рідинний тракт промивають чистою водою — залишки препаратів кристалізуються на клапанах і мембранах.

Зимова консервація обов’язкова. Воду з головок зливають, тракт заповнюють антифризом на основі пропіленгліколю. Спиртові та метанольні суміші сушать еластомери — навесні такі мембрани тріскаються в перші ж години роботи. При дотриманні регламенту насос ходить кілька сезонів без втручання — залишається правильно підібрати типорозмір при купівлі.

Купити мембранно-поршневий насос в Україні

ТОВ «ІНЖИНІРИНГОВІ СИСТЕМИ» постачає мембранно-поршневі насоси для штангових і садових обприскувачів, ремкомплекти до них — мембрани, клапани, ущільнення — та регулятори тиску. Інженери підбирають модель за фактичними параметрами машини: сумарною витратою форсунок, об’ємом бака, типом приводу і застосовуваною хімією, включно із сумісністю матеріалу мембран з конкретними препаратами.

Перед тим як купити мембранно-поршневий насос, варто підготувати вихідні дані: марку обприскувача, ширину захвату і кількість форсунок, робочий тиск і перелік використовуваних препаратів. За цими даними типорозмір підбирається із запасом на гідроперемішування, а не за найближчим рядком каталогу. Постачання включає документацію і консультацію з монтажу на ВОМ або мотопривід.

FAQ

Чому олива в насосі стала білою або сірою?

Емульсія в оглядовому стакані означає розрив щонайменше однієї мембрани: робоча рідина потрапила в картер і змішалася з оливою. Роботу припиняють одразу. Міняють весь комплект мембран, а не лише пошкоджену, промивають картер і заливають свіжу оливу. Якщо продовжувати качати, корозія за лічені дні пошкодить вал і підшипники.

Скільки повітря качати в повітряний ковпак?

Орієнтир — третина робочого тиску: при 12–15 бар на виході в ковпаку тримають 4–5 бар. Перевіряють автомобільним манометром кожні 50 годин. І перекачаний, і спущений ковпак дають однаковий симптом — стрілку манометра, що смикається, і вібрацію напірної магістралі.

Насос не набирає тиск — з чого починати пошук?

Спершу рівень оливи: при її нестачі поршні не створюють повноцінного ходу мембран, тиск і подача падають. Далі перевіряють підсмоктування повітря на всмоктувальній лінії, чистоту всмоктувального фільтра, стан клапанів і пружин. Останнім дивляться регулятор — зношений перепускний клапан не тримає тиск.

Чим консервувати насос на зиму?

Антифризом на основі пропіленгліколю, який прокачують через увесь рідинний тракт після зливання води. Суміші на метанолі та етанолі дешевші, але сушать гуму мембран та ущільнень. Замерзла вода в головці рве алюмінієве лиття — це найдорожча з відмов, яким можна запобігти.

Як часто міняти мембрани, якщо насос працює нормально?

Кожні 300 годин напрацювання або раз на сезон. Еластомер старіє від контакту з хімією незалежно від того, чи є симптоми. Планова заміна комплекту коштує на порядок дешевше за наслідки розриву мембрани в розпал обробок.

Яку оливу заливати в мембранно-поршневий насос?

Недетергентну SAE 30 або фірмову оливу виробника. Мийні присадки автомобільних олив тут шкідливі: вони утримують воду у зваженому стані й заважають вчасно помітити емульсію при розриві мембрани. Рівень тримають за міткою оглядового стакана.

Чому стрілка манометра смикається під час роботи?

Три типові причини: неправильний тиск підкачування повітряного ковпака, знос пружин або сідел клапанів однієї з камер, підсмоктування повітря на всмоктуванні. Якщо після перевірки всіх трьох пульсація залишилася, винним буває сам манометр — з часом він втрачає демпфування і починає відпрацьовувати кожен такт насоса.

Чи можна запускати насос без рідини?

Короткочасно — так: самовсмоктування з глибини до 3–4 м передбачене конструкцією, кілька десятків секунд сухого ходу при заборі рідини безпечні. Тривала робота насухо неприпустима — без рідини мембрани та клапанні ущільнення перегріваються і втрачають еластичність.