Domov / Správy / Správy z priemyslu / Ako funguje membránové čerpadlo? Vysvetlenie princípu fungovania a kľúčových komponentov

Ako funguje membránové čerpadlo? Vysvetlenie princípu fungovania a kľúčových komponentov

Membránové čerpadlo funguje tak, že ohýba pružnú membránu tam a späť vo vnútri uzavretej komory, čím vytvára sanie na vstupnom zdvihu a pretlak na výstupnom zdvihu. Je to objemové čerpadlo, čo znamená, že každý zdvih pohybuje pevným objemom kvapaliny bez ohľadu na výtlačný tlak. Pretože membrána plne izoluje čerpanú kvapalinu od hnacieho mechanizmu, čerpadlo dokáže spracovať korozívne, abrazívne a vysokoviskózne kvapaliny bez úniku tesnenia hriadeľa a bez upchávania rotujúceho obežného kolesa.

Tieto tri charakteristiky, výtlak s pevným objemom, hermetické oddelenie a jednoduchá konštrukcia, vysvetľujú, prečo sú membránové čerpadlá štandardným nástrojom v chemických, potravinárskych, vodárenských, baníckych a námorných závodoch. V nižšie uvedených častiach nájdete prehľad o princípe fungovania, dvoch hlavných typoch pohonu, komponentoch, ktoré budete udržiavať, a faktoroch výberu, ktoré určujú, či čerpadlo bude fungovať dobre alebo bude sklamať.

Princíp činnosti membránového čerpadla

Membránové čerpadlo prenáša tekutinu opakovaným rozťahovaním a sťahovaním uzavretej komory za pružnou membránou. Membrána je poháňaná tam a späť vratným mechanizmom. Počas sacieho zdvihu sa membrána odtiahne od komory na kvapalinu, čím sa zväčší objem komory a vnútorný tlak klesne pod atmosférický tlak. Vstupný spätný ventil sa otvorí a atmosférický tlak na zásobnej nádrži vytlačí tekutinu do komory. Počas výtlačného zdvihu membrána tlačí do komory, zvyšuje tlak, usadí sací ventil, núti výtlačný ventil otvoriť a posiela tekutinu do výstupného potrubia.

Výstup je pulzujúci, ale predvídateľný. Každý zdvih poskytuje takmer pevný objem, takže celkový prietok je výsledkom objemu zdvihu a frekvencie zdvihu. Vďaka tomu sa čerpadlo ľahko ovláda. Pri vzduchom ovládaných modeloch sa prietok nastavuje regulátorom tlaku a ihlovým ventilom na prívode vzduchu. V elektrických modeloch sa nastavuje pomocou otáčok motora alebo frekvenčného meniča.

Pretože sa čerpaná kvapalina dotýka iba membrány, guľôčok ventilov, sediel ventilov a komory na kvapalinu, pri špecifikácii čerpadla je prvou vecou, ​​ktorú treba skontrolovať kompatibilitu materiálu. Pre silné kyseliny, oxidanty a chlórované rozpúšťadlá a PVDF membránové čerpadlo je bežné odporúčanie, pretože časti zmáčané PVDF odolávajú chemikáliám, ktoré by napádali hliník alebo polypropylén.

Custom 1 Vlastné 1 Shanghai Haoyang Pump Valve Manufacturing Co., Ltd je špičkový čínsky výrobca 1' PVDF membránových čerpadiel a zákazková továreň, prívod / výstup kvapaliny ... Zobraziť produkt →

Ako funguje vzduchom ovládané čerpadlo s dvojitou membránou

Vzduchom ovládané čerpadlá s dvojitou membránou (AODD) sú najpoužívanejšou konfiguráciou membránových čerpadiel v priemysle a ich prevádzková logika je jednoduchá: malý riadiaci ventil premiestňuje stlačený vzduch medzi dve membránové komory, pričom tieto dve membrány pohybuje striedavo v opačných smeroch, aby sa vytvorilo kontinuálne, samonasávacie čerpanie bez motora a bez rotujúceho hriadeľa.

Celý cyklus prebieha v piatich krokoch:

  1. Stlačený vzduch vstupuje do vzduchovej komory za ľavou membránou a tlačí membránu smerom von.
  2. Pohyb smerom von vytláča kvapalinu z ľavej komory na kvapalinu, čím sa otvára spätný ventil na výtlaku, zatiaľ čo spätný ventil nasávania zostáva utesnený.
  3. Spoločný spojovací hriadeľ súčasne vtiahne pravú membránu dovnútra. Pravá kvapalinová komora sa rozširuje, tlak klesá a kvapalina vstupuje cez pravý sací ventil.
  4. Keď ľavá membrána dokončí svoj zdvih, vzduchový ventil sa posunie a pošle stlačený vzduch do pravej vzduchovej komory.
  5. Pravá membrána je vytlačená smerom von a vypúšťa tekutinu, zatiaľ čo ľavá membrána sa stiahne, naplní a znova začne.

Dve membrány sú namontované na spoločnom hriadeli, takže jedna strana sa plní presne, zatiaľ čo druhá sa vypúšťa. Nie je zapojený žiadny motor časovania, vačka ani prevodovka. Čerpadlo sa môže tiež bezpečne zastaviť proti uzavretému výtlačnému ventilu, pretože tlak vzduchu sa jednoducho vyrovnáva cez dve membrány; keď sa ventil znovu otvorí, čerpadlo sa samo reštartuje. Toto správanie je dôvodom, prečo sú čerpadlá AODD bežné pri vyprázdňovaní cisterien, podávaní kalolisov a pri preprave chemických sudov.

Kľúčové komponenty a ich funkcie

Membránové čerpadlo sa skladá z piatich hlavných komponentov a membrána je časťou, ktorá definuje výkon aj náklady na údržbu. Poznanie týchto dielov vám pomôže porovnať modely, plánovať zásoby náhradných dielov a odhaliť chyby špecifikácií pred nákupom.

Komponenty jadrového membránového čerpadla, ich úlohy v cykle a typické výbery materiálov.
Komponent Funkcia v cykle Typický výber materiálu
Membrána Ohyby na roztiahnutie a stiahnutie komory na tekutinu; oddeľuje stranu kvapaliny od strany pohonu PTFE, Santoprén, Nitril, EPDM
Vzduchový ventil (AODD) Smeruje stlačený vzduch striedavo do dvoch vzduchových komôr Acetál, hliník, nehrdzavejúca oceľ
Spätné ventily so sedlami Povoľte prietok iba jedným smerom, čím vytvoríte nasávanie a vypúšťanie PTFE, nehrdzavejúca oceľ, EPDM
Kvapalinová komora Uzatvára pracovný objem kvapaliny na každej strane čerpadla Hliník, nehrdzavejúca oceľ 316, PP, PVDF
Stredový blok Spája dve polovice čerpadla a obsahuje vzduchový ventil Acetal, hliník

Membrána je najnáročnejšia opotrebiteľná časť. Ohýba sa raz za zdvih, takže jeho chemická odolnosť a životnosť v ohybe určujú kompatibilitu čerpadla s kvapalinou a plán údržby. Guľôčky a sedlá ventilov sú na druhom mieste v dôležitosti; majú opakovaný náraz a škrtiaci tok a zvyčajne potrebujú výmenu súčasne s membránou.

Vzduchom poháňané vs. elektrické membránové čerpadlá

Membránové čerpadlá sa dodávajú vo verziách poháňaných vzduchom a elektromotorom a výber spočíva v jednom pravidle: vyberte si vzduchom poháňané pre nebezpečné oblasti a jednoduché ovládanie prietoku a vyberte si elektrické čerpadlo, keď proces beží nepretržite a na energetickej účinnosti záleží.

Porovnanie vzduchom ovládaných a elektrických membránových čerpadiel naprieč faktormi, ktoré najviac ovplyvňujú rozhodovanie o kúpe.
Funkcia Vzduchom ovládané (AODD) Elektrické membránové čerpadlo
Médium pohonu Stlačený vzduch Elektromotor s redukciou
Bezpečnosť proti výbuchu Iskrovo bezpečné, žiadne elektrické iskry V nebezpečných zónach vyžaduje motor odolný proti výbuchu
Úprava prietoku Tlak vzduchu a objem vzduchu Otáčky motora alebo pohon s premenlivou frekvenciou
Operácia mŕtvej hlavy Bezpečné; čerpadlo sa automaticky zastaví Vyžaduje pretlakový ventil
Náklady na energiu Vyššie v dôsledku strát stlačeného vzduchu Nižšie pre dlhodobú prevádzku
Typické použitia Chemické, banské, námorné, nátery Dávkovanie, dávkovanie, úprava vody, HVAC

Miesta, ktoré už majú spoľahlivé zásobovanie stlačeným vzduchom, zvyčajne uprednostňujú čerpadlá AODD, pretože inštalácia je len otázkou prepojenia vzduchových a kvapalinových potrubí. Miesta bez stlačeného vzduchu alebo s prísnymi energetickými rozpočtami sa prirodzene prikláňajú k elektrickým membránovým čerpadlám.

Výhody a obmedzenia membránových čerpadiel

Membránové čerpadlo vyhráva v štyroch možnostiach: je bez tesnenia, samonasávacie, odolné voči chodu nasucho a šetrné k kvapaline. Neexistuje žiadne mechanické tesnenie alebo upchávka, ktorá by sa mohla opotrebovať a netesniť. Čerpadlo môže čerpať kvapalinu z nižšej úrovne bez externého nasávania. Vzduchom poháňané modely môžu bežať nasucho donekonečna bez poškodenia, pretože membrány sa pri mazaní alebo chladení nespoliehajú na čerpanú kvapalinu. A pomalé hladenie je šetrné k výrobkom citlivým na strih, ako sú latex, emulzie a prísady do potravín.

Obmedzenia si zaslúžia rovnakú pozornosť. Výboj pulzuje, pretože tekutina odchádza v diskrétnych ťahoch a amplitúda týchto impulzov môže rušiť prístroje alebo potrubia v smere prúdenia. Pulz sa ľahko vyhladzuje pomocou a tlmič pulzácií inštalované na výtlačnom potrubí. Vzduchom poháňané modely tiež spotrebujú viac energie na meter kubický kvapaliny ako odstredivé čerpadlo, pretože výroba stlačeného vzduchu je vo svojej podstate neefektívna. Napokon, maximálne prietoky sú mierne; 3-palcové membránové čerpadlo sa pohybuje približne 40 až 60 kubických metrov za hodinu, čo je ďaleko pod odstredivým čerpadlom podobnej veľkosti príruby.

Custom Pulsation Dampener Manufacturers, Factory - Shanghai Haoyang Pump Valve M Výrobcovia vlastných tlmičov pulzácií, továreň - ventil čerpadla Shanghai Haoyang M Shanghai Haoyang Pump Valve Manufacturing Co., Ltd je špičkový výrobca tlmičov pulzácií v Číne a zákazková továreň, Zobraziť produkt →

Kde sa používajú membránové čerpadlá

Membránové čerpadlá sú prvou voľbou v chemickom spracovaní, vode a odpadových vodách, náteroch a keramike, potravinárstve a nápojoch, farmaceutickom, baníckom, tlačiarenskom, textilnom a námornom priemysle. Vzor je konzistentný: keď je kvapalina korozívna, abrazívna, viskózna alebo ľahko kontaminovaná, inžinieri uprednostňujú membránové čerpadlo namiesto odstredivej alternatívy. The novinky v priemysle membránových čerpadiel pravidelne dokumentuje nové inštalácie v týchto sektoroch, od chemických dávkovacích zariadení až po komunálne stanice na úpravu vody.

Chemické spracovanie

Prenos kyselín, zásad a rozpúšťadiel bez úniku alebo fugitívnych emisií.

Voda a odpadová voda

Dávkovanie polymérov, vápna, aktívneho uhlia, flokulantov a chlórnanu sodného.

Nátery a keramika

Pohyblivé glazúry, pigmenty, kĺzačky a kaly s vysokým obsahom pevných látok, ktoré by upchali ostatné čerpadlá.

Jedlo a nápoje

Sirupy, rastlinný olej, smotana, arómy a dužina s hygienicky zmáčanými časťami.

Farmaceutický

Hygienický prenos a filtrácia s časťami zmáčanými z nehrdzavejúcej ocele a bez rizika kontaminácie.

Ťažba a stavebníctvo

Odvodňovanie, manipulácia s kalom, injektážna malta a injektáž cementu na odľahlých alebo drsných miestach.

Ako vybrať správne membránové čerpadlo

Výber membránového čerpadla je väčšinou záležitosťou prispôsobenia zmáčaných materiálov kvapaline a veľkosti čerpadla požadovaného prietoku. Štyri otázky vedú k správnej špecifikácii: Aká je chémia tekutiny pri skutočnej prevádzkovej teplote? Aký prietok a výtlačný tlak sú potrebné? Obsahuje kvapalina pevné látky dostatočne veľké na to, aby ovplyvnili sedlo ventilu? A ako nepretržitý je pracovný cyklus? Správnym nastavením všetkých štyroch predídete dvom najčastejším poruchám: chemickým útokom na mokré časti a chronickému nedostatku prietoku.

  • Fluidná chémia určuje zmáčaný materiál: hliník pre všeobecné priemyselné použitie, nehrdzavejúca oceľ 316 pre potraviny alebo agresívne médiá, polypropylén pre mnohé kyseliny a PVDF pre silné oxidačné činidlá a chlórované rozpúšťadlá.
  • Prietok a tlak určujú veľkosť portu: 1/4-palcové a 1/2-palcové čerpadlá vyhovujú dávkovaniu a dávkovaniu; 1-palcový a 1-1/2-palcový model zvláda štandardný prenos; 2-palcové a 3-palcové čerpadlá premiestňujú veľké objemy na vykladanie cisterny a vypúšťanie z vane.
  • Obsah pevných látok ovplyvňuje výber ventilu: väčšie otvory a guľové spätné ventily prepúšťajú viac pevných látok ako konštrukcie s pružinou.
  • O type pohonu rozhoduje pracovný cyklus: nepretržitá viaczmenná prevádzka oprávňuje elektrické čerpadlo s pohonom s premenlivými otáčkami.

Pre typickú priemyselnú prenosovú aplikáciu až do niekoľkých metrov kubických za hodinu, a 1-palcové hliníkové membránové čerpadlo je ekonomický a spoľahlivý východiskový bod, najmä ak je kvapalina kompatibilná s hliníkovými dielmi. Ak namiesto toho aplikácia zahŕňa agresívne chemikálie, prejdite na časti zmáčané z PVDF alebo nehrdzavejúcej ocele. Je tiež rozumné poradiť sa s výrobcom ako Shanghai Haoyang Pump Valve Manufacturing Co., Ltd. , ktorá sa špecializuje na pneumatické membránové čerpadlá a súvisiace príslušenstvo, pre overené údaje o kompatibilite pred objednávkou.

Custom 1 Vlastné 1 Shanghai Haoyang Pump Valve Manufacturing Co., Ltd je špičkový výrobca 1'hliníkových membránových čerpadiel v Číne a zákazková továreň, prívod kvapaliny / ... Zobraziť produkt →

FAQ

Môže membránové čerpadlo bežať nasucho?

áno. Vzduchom ovládané čerpadlá s dvojitou membránou môžu bežať nasucho po dlhú dobu bez poškodenia, pretože membrány sa pri mazaní nespoliehajú na čerpanú kvapalinu. Elektrické membránové čerpadlá tolerujú kratšiu dobu chod na sucho; vždy skontrolujte odporúčanie výrobcu pre konkrétny model.

Je potrebné naplniť membránové čerpadlo?

Nie. Membránové čerpadlá sú samonasávacie a môžu čerpať kvapalinu z úrovne pod čerpadlom. Typický sací zdvih je okolo 5 až 7 metrov vodného stĺpca, v závislosti od modelu, materiálu membrány a špecifickej hmotnosti kvapaliny.

Prečo prietok membránového čerpadla pulzuje?

Pretože výboj sa vyskytuje v diskrétnych ťahoch. Každý zdvih vytlačí pevný objem, takže výstupný tlak stúpa počas výtlačného zdvihu a klesá počas sacieho zdvihu. Inštalácia tlmiča pulzácií na výtlačnom potrubí znižuje tieto tlakové skoky až o 90 percent a chráni nástroje v smere prúdenia.

Aké veľkosti sa dodávajú membránové čerpadlá?

Väčšina výrobcov ponúka veľkosti portov od 1/4 palca do 3 palcov. Malé čerpadlá zvládajú dávkovanie a dávkovanie, zatiaľ čo veľké čerpadlá sa pohybujú desiatkami kubických metrov za hodinu. Správna veľkosť závisí od požadovaného prietoku, výtlačného tlaku a dostupného objemu stlačeného vzduchu alebo výkonu motora.