Мембранные пневматические насосы

Мембранные пневматические насосы - это универсальные химические объемные насосы. Их применяют на предприятиях химической и пищевой промышленности с возможностью подвода к оборудованию сжатого воздуха, когда нужно перекачать агрессивные, вязкие или загрязнённые жидкости.

Применение

• в лакокрасочной промышленности для перекачивания лаков, красок, растворителей;
• в целлюлозно-бумажной промышленности для перекачивания клея;
• в парфюмерно-косметической и фармацевтической промышленности для перекачивания кремов, мазей;
• в химической промышленности для перекачивания кислот, щелочей, реагентов и растворов;
• в пищевой промышленности для перекачивания соусов и молочной продукции.

Конструкция

Проточная часть насоса состоит из двух камер, работающих зеркально: когда одна камера работает на вытеснение жидкости, другая — на всасывание. Камеры соединены между собой напорным и всасывающим коллекторами, к которым подключаются линии всасывания и нагнетания.

Мембраны насоса изготавливаются из эластомеров и термопластичных эластомеров: PTFE, EPDM, NBR, Santoprene. В настоящее время наиболее распространены одинарные, двойные и комбинированные мембраны. Двойные мембраны представляют из себя мембрану из PTFE (или иного химстойкого термопластичного материала) для контакта с жидкостью и мембрану из эластомера со стороны воздуха. В случае комбинированных мембран, химстойкий материал склеивается с эластичным. Двойные и комбинированные мембраны обладают хорошей и химической, и механической стойкостью. Одинарные мембраны, чаще всего, могут обладать лишь одним из этих преимуществ, но насосы, оснащенные только ими, обеспечивают сравнительно большую производительность.

Для изготовления корпуса насоса и деталей клапанного механизма применяют полипропилен, фторопласт, алюминий, нержавеющую сталь. Полипропилен используют для слабоагрессивных и нейтральных жидкостей. Фторопласт - для концентрированных агрессивных и коррозионных веществ. Алюминий и нержавеющую сталь - для перекачивания красок, спиртов, лаков, пищевых продуктов.

Важно отметить, что для перекачивания взрывоопасных и пищевых продуктов, требуются специальные версии насосов. Так для взрывоопасных веществ применяются насосы из кондуктивных версий термопластов или металлические версии. Если рассматривается оборудование, произведенное страной-участницей ЕС, то оно должно быть изготовлено согласно нормам ATEX и иметь соответствующую маркировку, в которой указаны категория безопасности, группа взрывоопасности, допустимая максимальная температура оборудования (к прим. II 3/3 GD c IIB T4).

Пищевые версии насосов отличаются материалами, технологией их обработки и способом соединения насоса с трубопроводами. Имеются и некоторые конструктивные особенности.

Корпус пищевых насосов изготавливают из электрополированной нержавеющей стали. Мембраны из гигиенических эластомеров и термопластов, которые могут контактировать с пищевыми продуктами. Конструкция проточной части может быть несколько изменена для предотвращения застоя перекачиваемого продукта в отдельных её частях и более лёгкой промывки. В качестве соединения с внешними трубопроводами используют быстроразъемные механизмы или молочную резьбу.

Мембранные пневматические насосы перекачивают жидкость за счёт сжатого воздуха. Для их работы требуется воздушный компрессор и система фильтрации воздуха.

Преимущества и недостатки

Преимущества

• Герметичные. Исключена утечка перекачиваемой жидкости из рабочих камер насоса.
• Самовсасывающие. Насос может быть установлен выше уровня жидкости.
• Может работать на сухую. В конструкции отсутствуют узлы, требующие смачивания перекачиваемой жидкостью. Работа на сухую не наносит вреда узлам насоса.
• Способны перекачивать вязкие и содержащие твёрдые включения жидкости.
• Возможность регулировки производительности и напора. Изменяя расход и напор воздуха, можно изменять производительность и напор насоса. Зависимость производительности от расхода воздуха можно определить по графику производительности насоса. Напор равен давлению воздуха.
• Большое количество доступных материалов и модификаций для обеспечения наилучшей химической совместимости и функциональности.

Помимо указанных плюсов мембранные пневматические насосы могут оснащаться аксессуарами, расширяющими их функционал: счётчиками циклов, датчиками прорыва мембраны, пультами дистанционного управления и т.п.

Мембранные насосы могут использоваться, как мобильные: модели с небольшой производительностью имеют низкий вес и могут переноситься вручную. Более тяжелые модели по запросу комплектуются специальной тележкой.

Конструкция насоса позволяет использовать его в качестве погружного, а наличие различных модификаций всасывающего и напорного коллекторов позволяют использовать насос, как перемешивающее устройство или использовать каждую рабочую камеру, как отдельный насос.

Данные особенности и возможности позволяют отнести мембранные пневматические насосы к одному из наиболее универсальных типов химических насосов.

Недостатки

Как и любое оборудование, данный тип насосов обладает рядом недостатков, обусловленных конструкцией и принципом его действия:

• Низкий КПД в сравнении с электрическими насосами из-за необходимости преобразования энергии сначала в энергию сжатого воздуха, а затем в механическую.
• Пульсирующий поток, который может оказывать влияние на чувствительное оборудование, установленное на линии нагнетания, а также не подходящий для легковспениваемых жидкостей. В значительной степени решить проблему поможет установка дополнительного оборудования — демпферов.

На что обратить внимание при выборе

• Химическая совместимость перекачиваемой жидкости с материалами деталей проточной части насоса – корпуса, уплотнений, клапанов, мембран.
• Для перекачивания вязких жидкостей требуется насос с большим диаметром коллекторов и клапанов.
• Насосы работают с фильтрованным осушенным воздухом без добавления масла.
• В зависимости от модели необходимо обратить внимание на минимальные и максимальные показатели требуемого расхода и давления воздуха.

При выборе насоса мы также должны учитывать все особенности конкретной перекачиваемой жидкости, условия внешней среды, схему подключения насоса. Важно отметить, что каталожные параметры насосов чаще всего указываются по результатам испытания данного оборудования на воде при комнатной температуре. Так, используя насос как самовсасывающий, поверхностный, необходимо брать во внимание, что высота самовсасывания будет зависеть от плотности, вязкости и других параметров жидкости.

Если в жидкости присутствуют твердые частицы, необходимо учитывать соответствие их размера и процентного содержания максимальному значению данного параметра насоса, указанному в спецификации и возросшему удельному весу жидкости. При использовании насоса в качестве погружного или если насос установлен над открытым резервуаром, его внешние детали могут соприкасаться с жидкостью или её парами. Данная ситуация требует более детального внимания к химической совместимости материалов.

Мембраны насоса и его клапаны, подверженные естественному механическому износу, являются расходными материалами. Проверка их состояния входит в стандартную процедуру технического осмотра, а максимальный срок службы зависит от конкретной модели насоса. К примеру, комбинированная термопластичная мембрана насосов Ruby может обеспечить до 60 млн. циклов.