Autokombi.ru

Авто-портал
5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Мембранный топливный насос и его конструкция

Мембранные (диафрагменные) насосы: принцип работы, разновидности, применение

Благодаря развитию технологий на современном рынке регулярно появляются новые виды оборудования и технических средств, отвечающих более высоким требованиям потребителей. Именно к такому оборудованию можно отнести и мембранный насос, который также называют диафрагменным. Основным рабочим органом данного насоса является мембрана (диафрагма), на возвратно-поступательном движении которой и основан принцип работы данного механического объемного устройства. Принудительно и с определенной цикличностью изменяя размеры рабочей камеры такого насоса, с его помощью можно выполнять перекачку как жидких, так и газовых сред.

Мембранный вакуумный насос во взрывозащитном исполнении

Мембранный вакуумный насос во взрывозащитном исполнении

Принцип действия и конструктивные особенности

Основными элементами конструкции мембранного насоса, которые располагаются в его неподвижном корпусе, являются:

  • подвижная диафрагма или мембрана;
  • рабочая камера устройства;
  • шток (поршень), который соединяет мембрану с приводным валом;
  • кривошипно-шатунный механизм;
  • клапаны, которые предотвращают обратное всасывание перекачиваемой среды;
  • входной и выходной патрубки.

Мембранный насос с механическим приводом

Мембранный насос с механическим приводом

В том случае, если диафрагменный насос используется в лабораторных целях, его оснащают вакуумметрами, защитными фильтрами, а также дополнительными элементами автоматики, которые предохраняют такое устройство от возможных перегрузок и связанного с ними перегрева.

В зависимости от модели у мембранных насосов может быть одна или две рабочие камеры. Модели с одной камерой являются типовым вариантом такого оборудования и используются наиболее часто. Двухкамерные диафрагменные насосы, камеры которых могут соединяться между собой по последовательной или параллельной схеме, применяются в тех случаях, когда требуется использование более мощного насосного оборудования.

Внутреннее устройство мембранного насоса

Внутреннее устройство мембранного насоса

Принцип работы мембранного или диафрагменного насоса заключается в следующем.

  • В момент запуска насоса шток, связанный с эластичной мембраной, начинает выгибать ее в сторону, обратную от рабочей камеры, в результате чего объем данной камеры увеличивается.
  • За счет резкого увеличения объема в рабочей камере создается эффект вакуума, и в нее через входной патрубок начинает поступать перекачиваемая среда.
  • Посредством кривошипно-шатунного механизма мембране сообщается обратное перемещение, и объем рабочей камеры резко уменьшается, что приводит к выталкиванию из нее перекачиваемой среды через выходной патрубок. В тот момент, когда мембрана начинает совершать обратное движение, входной патрубок автоматически блокируется при помощи специального клапана.

Мембранные насосы отдельных моделей оснащаются сразу двумя диафрагмами, которые располагаются друг напротив друга и соединяются между собой при помощи эксцентрикового механизма. За счет того, что перекачивание среды осуществляется попеременно каждой из мембран, применение таких устройств является более эффективным.

Рабочие такты двухмембранного насоса

Рабочие такты двухмембранного насоса

Отдельные производители используют для насосов структурированные мембраны. Наряду с другими преимуществами, мембраны данного типа отличаются увеличенным эксплуатационным сроком, соответственно, реже нуждаются в замене, что делает их использование экономически более выгодным.

Конструктивные элементы мембранных насосов в процессе эксплуатации могут контактировать с различными типами рабочих сред и подвергаться их активному воздействию. Именно поэтому в зависимости от назначения вакуумно-мембранного или диафрагменного насоса следует выбирать модели, которые предназначены для тех типов сред, с которыми будет работать такое устройство. Если пренебречь этим требованием и выбрать оборудование с несоответствующими техническими характеристиками, можно столкнуться с тем, что оно очень быстро выйдет из строя.

Виды мембран для оснащения диафрагменных насосов

Вполне естественно, что от того, какого типа мембраны используются для оснащения диафрагмовых насосов, зависит не только долговечность такого оборудования, но и эффективность его использования. По конструктивному исполнению среди мембран для насосов выделяют три основных типа.

  • Наиболее простые по конструкции диафрагмы плоского типа позволяют достигать высокой степени сжатия. Соединение такой диафрагмы со штоком осуществляется за счет отверстия, специально выполненного в ее центральной части. Наличие такого отверстия часто становится причиной ухудшения герметичности мембраны, которая может начать пропускать во вторую камеру насоса перекачиваемую им среду. Кроме того, элементы резьбового соединения, при помощи которых мембрана соединяется со штоком, находятся в постоянном контакте с прокачиваемой средой, что часто нежелательно.
  • Формованные мембраны соединяются со штоком насоса при помощи винта, запрессованного в диск выпуклой формы, устанавливаемый с обратной стороны от рабочей камеры. Таким образом, при использовании подобных мембран для насосов исключается контакт перекачиваемой среды с металлическими крепежными элементами. Между тем мембранные насосы, на которых устанавливаются диафрагмы данного типа, характеризуются меньшей производительностью. Объясняется это тем, что, по сравнению с плоскими моделями, выпуклые мембраны отличаются меньшей упругостью.
  • Наибольшей производительностью, максимальным сроком службы и минимальными затратами на обслуживание характеризуются насосы мембранные, на которых установлены структурированные диафрагмы. Такие мембраны, кроме специально разработанной формы, отличаются улучшенными механическими характеристиками. При использовании данных мембран практически исключены утечки перекачиваемой среды, кроме того, последняя не контактирует с металлическими крепежными элементами.
Читайте так же:
Признаки, причины и последствия обрыва ремня ГРМ

Мембраны для насосов. Верхний ряд – мягкие сантопреновые (похожие на резиновые), нижний ряд – тефлоновые (более жесткие)

Мембраны для насосов. Верхний ряд – мягкие сантопреновые (похожие на резиновые), нижний ряд – тефлоновые (более жесткие)

Сферы использования

Мембранные насосы за счет особенностей своей конструкции являются абсолютно герметичными устройствами, поэтому среда, которая подвергается перекачке с их помощью, не контактирует с окружающим воздухом. Именно благодаря такому качеству, а также принципу, по которому работают мембранные насосы, их применение особенно актуально в тех случаях, когда важны стерильность и отсутствие утечек перекачиваемых сред. Использование абсолютно герметичных мембранных насосов, что также важно, позволяет защитить людей, которые находятся рядом с ними, а также окружающую среду от вредного воздействия перекачиваемой среды, если она характеризуется высокой токсичностью. Вакуумные устройства в отличие от механических насосов относятся к оборудованию безмасляного типа.

Мембранные вакуумные насосы благодаря перечисленным выше качествам наиболее активно используются в следующих сферах:

  • медицинской и фармацевтической промышленности;
  • производстве пищевой продукции и напитков;
  • атомной промышленности;
  • полиграфии;
  • лабораториях различной направленности;
  • обслуживании химических процессов на различных предприятиях, при котором необходим мембранный дозирующий насос;
  • производстве лакокрасочной продукции, где не обойтись без мембранных насосов-дозаторов;
  • оснащении различных вакуумных систем – фильтров, присосок, массажеров, манипуляторов и др.

Мембранные пневматические насосы для отраслей химической промышленности выпускаются в полипропиленовых или алюминиевых корпусах

Мембранные пневматические насосы для отраслей химической промышленности выпускаются в полипропиленовых или алюминиевых корпусах

Насосы мембранного типа, как уже было сказано выше, нужны не только для перекачки газа, для воды и других жидких сред. Часто встречается использование мембранных насосов в качестве дозаторов. В частности, мембранные дозировочные насосы успешно применяются на химических предприятиях, где с их помощью выполняют дозировку и смешивание реагентов, в нефтеперерабатывающей отрасли, на опреснительных станциях и т.д.

Мембранный насос высокого давления позволяет создавать чистый вакуум в различных емкостях или других закрытых системах. Кроме того, такое оборудование может быть использовано как пневматический компрессор.

Мембранный насос высокого давления Triplex применяется в системах распыления, фильтрации, охлаждения или дозирования

Мембранный насос высокого давления Triplex применяется в системах распыления, фильтрации, охлаждения или дозирования

Вакуумные насосы мембранного типа часто применяют для оснащения молочных ферм, где посредством таких устройств приводятся в действие индивидуальные доильные аппараты. Насос диафрагменный отличается компактными размерами, что позволяет легко размещать его на тележках, которые операторы доильных аппаратов транспортируют вместе с бидонами по территории фермы. Немаловажно, что при работе вакуумных мембранных насосов создается минимум шума и вибраций. Это объясняется отсутствием в их конструкции вращающихся деталей. Другими преимуществами использования мембранных насосов для оснащения молочных ферм являются:

  • устойчивость к повышенной влажности;
  • обеспечение высокой чистоты перекачиваемой среды;
  • экономичность устройства с точки зрения энергопотребления;
  • доступная стоимость.

Преимущества применения

В чем заключаются преимущества насосов мембранного типа? Такие устройства:

  • отличаются долговечностью (которая выше, чем у подобного оборудования других типов из-за отсутствия в конструкции трущихся деталей);
  • обладают высокой надежностью;
  • не нуждаются в частом техническом обслуживании за счет простоты конструкции;
  • не требуют помощи квалифицированных специалистов для замены износившихся деталей;
  • характеризуются высокой универсальностью;
  • отличаются минимальным уровнем шума и вибрации при работе;
  • не нуждаются в смазочных веществах;
  • просты и удобны в использовании.

Промышленный мембранный насос, предназначенный для гидравлической транспортировки твердых материалов (рудничных вод, породных шламов и т. п.)

Промышленный мембранный насос, предназначенный для гидравлической транспортировки твердых материалов (рудничных вод, породных шламов и т. п.)

Выбирая мембранные насосы, которые на современном рынке представлены большим разнообразием моделей, следует обращать внимание на следующие параметры таких устройств:

Мембранный топливный насос и его конструкция

Современные автомобили, как известно, оборудуются мощными бензонасосами. Последние очищают и подают горючее, прокачивают его через топливоприводы. Резервуар с бензином находится ниже уровня карбюратора, поэтому применяться должен производительный агрегат, такой как мембранный топливный насос.

Подробнее о мембранных бензонасосах

Эту разновидность насоса принято также называть диафрагменным. Он используется часто на отечественных авто с карбюраторными системами. Работа производится посредством механического или электрического привода.

Как правило, насосы с электрическим приводом – удел инжекторных систем. Напротив, если привод механический, то насос применяется с карбюраторными системами. Электронасос устанавливают либо как механический, возле бака, либо внутри его, и тогда он называется погружным.

Читайте так же:
Как подмотать электронный и другие виды спидометров, в чем их различие

Автомобильные бензонасосы имеют особенности, связанные с неимоверно высокой широтой изменения подачи горючего. Она может варьироваться от нулевого значения до максимума. Критические показатели возникают в ходе оптимальной производительности, и в процессе заполнения камеры после долгой остановки силовой установки.

Насос схема

В целях защиты от переполнения или полного осушения камеры, насосное устройство обязано априори менять подачу. И это должно быть осуществлено в точном соответствии с расходом горючего. Для выполнения этой задачи в приводе задействована односторонняя жёсткая связь механизмов и мембраны. Последняя включает на насосе режим всасывания. Что касается режима нагнетания, то он производится за счёт действия пружины, характеристики которой подобраны так, чтобы давление не выходило за определённые значения, а диаметр был аналогичен с мембранным.

Таким образом, в диафрагмальных насосах задействуются оба клапана: впитывающий и качающий.

Более мощные двигатели часто не удовлетворяются работой одного насоса. Поэтому приходится устанавливать два или более функционирующих поршня, работающих синхронно. Придумано это в целях увеличить производительность устройства. А чтобы защитить клапаны от попадания сора, в полости насоса ставится отстойник и фильтр, способный задерживать крупные частички мусора.

Мембранное устройство обязательно оснащёно ручной подкачкой. Она помогает легко запускать мотор после продолжительной остановки. Если диафрагма находится в крайнем нижнем положении, следует провернуть коленвал на один оборот, а потом подкачать немного топлива в камеру в ручном режиме.

При повреждениях диафрагмы возникает риск попадания в моторный картер бензина. Чтобы предотвратить это, предусмотрено дренажное отверстие, по которому во время повреждения мембраны горючее сливается наружу.

Диафрагма железная

Диафрагма на насосах может быть в единичном или множественном исполнении. К примеру, на моторах ЗМЗ, УМЗ помимо 2-слойной диафрагмы, используется ещё и вторая. Она устанавливается на тот же шток, где сидит основная.

Одним словом, принцип действия диафрагменного насоса основан на изменении рабочего объёма полости, путём нивации на гибкую кулису, какой и считается мембрана.

Сама она выполнена из тончайшей полоски, характеризующей чудеса упругости. В некоторых случаях, в качестве материала для диафрагмы может быть выбрана резина, полимерная ткань, кожа и т. д.

Как правило, диафрагменными насосами называют те устройства, которые оснащены не железными всасывателями, а мембранными – нагнетатели топлива с тончайшей железной полоской. Позитура работы у обоих устройств одинакова, поэтому разницы между ними не ставят.

Мембрана обязана быть жёстко закреплённой внутри рабочей полости устройства и герметично закрытой. Получается, что она становится одной из частей насоса, гибкой и упругой.

На чём основан принцип функционирования

Разборка бензонасоса

Работу бензонасоса можно представить себе так.

  1. Всё горючее, поступившее в насос в режиме всасывания из резервуара, вытесняется качающими топливо механизмами за счёт пружины. Головка штока прижата к приводному рычагу. Камера наполняется.
  2. По мере увеличения ватерпаса горючего в карбюраторе, профиль запорного механизма начинает уменьшаться, это вызывает рост давления в нагнетательных устройствах. Как правило, если противодавление достигнет 0,025МПа, верхняя часть штока отлепляется от приводного стержня, априори уменьшая ход диафрагмы. Пружина не даёт возможности штоку полностью оторваться, так как сама сконструирована так, чтобы целиком не распрямляться. В этом режиме нагнетатель развивает оптимальную степень давления (именно это значение указывается в технической литературе, как показатель при нулевой передаче).

По причине давления, оказываемого на мембрану, она проминается, убавляя масштаб камеры насосного устройства. Горючее, находящееся в полости насоса, под напором вытесняется в нагнетательные каналы. В другом режиме работы оно засасывается в полость из подающего топливопривода.

Примечательно, что насос имеет рабочий и холостой режимы. Первым называют процесс нагнетания топлива в карбюратор, вторым – всасывающий режим. Оба цикла могут проводиться вручную, с использованием рычажного механизма.

Важнейшими параметрами при анализе техсостояния насоса является его оптимальная производительность без противодавления. Также учитывается определённая частота вращения привода и высота засасывания горючего сухой диафрагмой.

Что такое паровая пробка

Параметры и значения насосов

Обеспечение нормальных условий для функционирования – обязательное условие бесперебойной работы насоса. И значимое место здесь занимает полное исключение или минимизация формирования паровых пробок (ПП).

Читайте так же:
Летняя на зимнюю – когда менять покрышки?

Что это за пробка. Она подразумевает неожиданную остановку подачи горючего, внешне проявляемую, как при засорении. Происходит из-за перегрева бензина в магистралях перед входом в насос. Возможна паровая пробка также по причине увеличения вакуума, что происходит из-за засорения фильтров.

Паровая пробка представляет собой газовые пузыри, образующиеся в конечном счёте из-за выкипания низкокипящих частей топлива. Устройство в результате этого оказывается целиком заполненным парами горючего.

Такая ситуация часто усугубляется плохой герметизацией клапанов. При перекачке горючего влияние паровой пробки проявляется в наивысшей фазе.

Паровой пробке менее подвержены насосы, расположенные в нижней части автомобильного двигателя. Например, такие установлены на Ваз классике, ГАЗ. Посему, запросы к его техсостоянию на входе минимальны, в основном, проверяется герметичность каналов.

Напротив, если насос расположен в верхней части ДВС, риск появления ПП возрастает. Это касается автомобилей ЗИЛ, ВАЗ нового поколения и т. д. Паровая пробка не заставит себя долго ждать, если не предусмотрена защита от перегревания, и не устранены проблемы плохой герметичности. В некоторой степени, устранить паровую пробку помогают более производительные насосы, которые мощнее обычных в два или три раза.

Причины возникновения паровой пробки

Защита от перегрева подразумевает использование козырьков. Они успешно и эффективно предохраняют топливные магистрали и сам насос от высоких температур.

Подача горючего тоже модернизируется. Так, сегодня принято использовать системы подачи, в которых задействована циркуляция топлива. Её особенностью является наличие ответвлений, благодаря которым избыток горючего идёт обратно в бак. Всё организовано через жиклёр карбюратора.

Мембранный топливный насос и его конструкция

Современные автомобили, как известно, оборудуются мощными бензонасосами. Последние очищают и подают горючее, прокачивают его через топливоприводы. Резервуар с бензином находится ниже уровня карбюратора, поэтому применяться должен производительный агрегат, такой как мембранный топливный насос.

Подробнее о мембранных бензонасосах

Эту разновидность насоса принято также называть диафрагменным. Он используется часто на отечественных авто с карбюраторными системами. Работа производится посредством механического или электрического привода.

Как правило, насосы с электрическим приводом – удел инжекторных систем. Напротив, если привод механический, то насос применяется с карбюраторными системами. Электронасос устанавливают либо как механический, возле бака, либо внутри его, и тогда он называется погружным.

Автомобильные бензонасосы имеют особенности, связанные с неимоверно высокой широтой изменения подачи горючего. Она может варьироваться от нулевого значения до максимума. Критические показатели возникают в ходе оптимальной производительности, и в процессе заполнения камеры после долгой остановки силовой установки.

Насос схема

В целях защиты от переполнения или полного осушения камеры, насосное устройство обязано априори менять подачу. И это должно быть осуществлено в точном соответствии с расходом горючего. Для выполнения этой задачи в приводе задействована односторонняя жёсткая связь механизмов и мембраны. Последняя включает на насосе режим всасывания. Что касается режима нагнетания, то он производится за счёт действия пружины, характеристики которой подобраны так, чтобы давление не выходило за определённые значения, а диаметр был аналогичен с мембранным.

Таким образом, в диафрагмальных насосах задействуются оба клапана: впитывающий и качающий.

Более мощные двигатели часто не удовлетворяются работой одного насоса. Поэтому приходится устанавливать два или более функционирующих поршня, работающих синхронно. Придумано это в целях увеличить производительность устройства. А чтобы защитить клапаны от попадания сора, в полости насоса ставится отстойник и фильтр, способный задерживать крупные частички мусора.

Мембранное устройство обязательно оснащёно ручной подкачкой. Она помогает легко запускать мотор после продолжительной остановки. Если диафрагма находится в крайнем нижнем положении, следует провернуть коленвал на один оборот, а потом подкачать немного топлива в камеру в ручном режиме.

При повреждениях диафрагмы возникает риск попадания в моторный картер бензина. Чтобы предотвратить это, предусмотрено дренажное отверстие, по которому во время повреждения мембраны горючее сливается наружу.

Диафрагма железная

Диафрагма на насосах может быть в единичном или множественном исполнении. К примеру, на моторах ЗМЗ, УМЗ помимо 2-слойной диафрагмы, используется ещё и вторая. Она устанавливается на тот же шток, где сидит основная.

Одним словом, принцип действия диафрагменного насоса основан на изменении рабочего объёма полости, путём нивации на гибкую кулису, какой и считается мембрана.

Читайте так же:
Мало купить, нужно установить: 3 способа закрепить детское кресло в машине

Сама она выполнена из тончайшей полоски, характеризующей чудеса упругости. В некоторых случаях, в качестве материала для диафрагмы может быть выбрана резина, полимерная ткань, кожа и т. д.

Как правило, диафрагменными насосами называют те устройства, которые оснащены не железными всасывателями, а мембранными – нагнетатели топлива с тончайшей железной полоской. Позитура работы у обоих устройств одинакова, поэтому разницы между ними не ставят.

Мембрана обязана быть жёстко закреплённой внутри рабочей полости устройства и герметично закрытой. Получается, что она становится одной из частей насоса, гибкой и упругой.

На чём основан принцип функционирования

Разборка бензонасоса

Работу бензонасоса можно представить себе так.

  1. Всё горючее, поступившее в насос в режиме всасывания из резервуара, вытесняется качающими топливо механизмами за счёт пружины. Головка штока прижата к приводному рычагу. Камера наполняется.
  2. По мере увеличения ватерпаса горючего в карбюраторе, профиль запорного механизма начинает уменьшаться, это вызывает рост давления в нагнетательных устройствах. Как правило, если противодавление достигнет 0,025МПа, верхняя часть штока отлепляется от приводного стержня, априори уменьшая ход диафрагмы. Пружина не даёт возможности штоку полностью оторваться, так как сама сконструирована так, чтобы целиком не распрямляться. В этом режиме нагнетатель развивает оптимальную степень давления (именно это значение указывается в технической литературе, как показатель при нулевой передаче).

По причине давления, оказываемого на мембрану, она проминается, убавляя масштаб камеры насосного устройства. Горючее, находящееся в полости насоса, под напором вытесняется в нагнетательные каналы. В другом режиме работы оно засасывается в полость из подающего топливопривода.

Примечательно, что насос имеет рабочий и холостой режимы. Первым называют процесс нагнетания топлива в карбюратор, вторым – всасывающий режим. Оба цикла могут проводиться вручную, с использованием рычажного механизма.

Важнейшими параметрами при анализе техсостояния насоса является его оптимальная производительность без противодавления. Также учитывается определённая частота вращения привода и высота засасывания горючего сухой диафрагмой.

Что такое паровая пробка

Параметры и значения насосов

Обеспечение нормальных условий для функционирования – обязательное условие бесперебойной работы насоса. И значимое место здесь занимает полное исключение или минимизация формирования паровых пробок (ПП).

Что это за пробка. Она подразумевает неожиданную остановку подачи горючего, внешне проявляемую, как при засорении. Происходит из-за перегрева бензина в магистралях перед входом в насос. Возможна паровая пробка также по причине увеличения вакуума, что происходит из-за засорения фильтров.

Паровая пробка представляет собой газовые пузыри, образующиеся в конечном счёте из-за выкипания низкокипящих частей топлива. Устройство в результате этого оказывается целиком заполненным парами горючего.

Такая ситуация часто усугубляется плохой герметизацией клапанов. При перекачке горючего влияние паровой пробки проявляется в наивысшей фазе.

Паровой пробке менее подвержены насосы, расположенные в нижней части автомобильного двигателя. Например, такие установлены на Ваз классике, ГАЗ. Посему, запросы к его техсостоянию на входе минимальны, в основном, проверяется герметичность каналов.

Напротив, если насос расположен в верхней части ДВС, риск появления ПП возрастает. Это касается автомобилей ЗИЛ, ВАЗ нового поколения и т. д. Паровая пробка не заставит себя долго ждать, если не предусмотрена защита от перегревания, и не устранены проблемы плохой герметичности. В некоторой степени, устранить паровую пробку помогают более производительные насосы, которые мощнее обычных в два или три раза.

Причины возникновения паровой пробки

Защита от перегрева подразумевает использование козырьков. Они успешно и эффективно предохраняют топливные магистрали и сам насос от высоких температур.

Подача горючего тоже модернизируется. Так, сегодня принято использовать системы подачи, в которых задействована циркуляция топлива. Её особенностью является наличие ответвлений, благодаря которым избыток горючего идёт обратно в бак. Всё организовано через жиклёр карбюратора.

Принцип работы мембранного (диафрагменного) насоса

Мембранные (они же диафрагменные) насосы принадлежат к категории насосного оборудования так называемого объёмного типа – перекачка жидкости в таких агрегатах осуществляется за счёт циклического изменения объёма рабочей камеры. Если у поршневых и плунжерных насосов эти изменения происходят при возвратно-поступательных движениях соответственно поршня или плунжера, то у мембранных за это отвечает эластичная мембрана (диафрагма), закреплённая на одной из стенок камеры.

Основной принцип

Базовый принцип работы мембранного насоса любой конструкции заключается в следующем: мембрана, выгибаясь в сторону «от камеры», увеличивает её объём и тем самым создаёт в камере область пониженного давления, в результате чего в насос засасывается порция жидкости. При выгибании диафрагмы в противоположную сторону объём камеры уменьшается, повышается давление – и жидкость выталкивается наружу.

Читайте так же:
Как работают механический, электрический, центробежный нагнетатели воздуха

Клапаны

Однако, подобный эффект был бы невозможен без ещё двух необходимых элементов – впускного и выпускного клапанов. Они работают в паре, одновременно, но зеркально:

  • при всасывающем движении мембраны открывается впускной клапан, разрешая проход жидкости из исходной ёмкости в рабочую камеру – выпускной же при этом закрыт для сохранения низкого давления в камере;
  • при выталкивающем ходе мембраны открывается выпускной клапан, давая выход жидкости из камеры – при этом входной клапан закрывается, чтобы жидкость не вышла обратно в ёмкость.

Для срабатывания клапанов какое-либо внешнее управляющее воздействие не требуется, они запираются и открываются самостоятельно, под влиянием тока жидкости.

Клапаны могут отличаться по конструкции (наиболее часто используются простые и надёжные клапаны шарикового типа), но конструкция клапанов не имеет определяющего значения для правильного функционирования мембранного насоса – главное, чтобы они срабатывали чётко и вовремя. Куда большее значение имеет тип привода, непосредственно обеспечивающего пульсирующие движения мембраны.

Виды приводов

Существует несколько видов мембранных насосов, разработанных для применения в различных технологических условиях. При одинаковом базовом объёмном принципе действия диафрагменные насосы различаются конструкционно – в частности, типами приводов и способом передачи усилия от привода к мембране.

1. Электромагнитный привод. Чаще всего используется в конструкции мембранных насосов-дозаторов, не рассчитанных на перекачку больших объёмов жидких веществ, но способных контролировать объём этой перекачки с крайне высокой степенью точности – от нескольких миллилитров в час. Такая точность достигается за счёт использования в качестве привода соленоида – электромагнитной катушки со свободно движущимся внутри неё сердечником.

При подаче электрического импульса к обмотке катушки сердечник выталкивается из неё возникающим в обмотке магнитным полем. В свою очередь, сердечник давит на центральную часть диафрагмы, заставляя её совершать движение в сторону рабочей камеры насоса. При отключении питания катушки магнитное поле исчезает; сердечник и мембрана вместе с ним возвращаются в исходное положение под действием возвратной пружины.

От количества и частоты импульсов зависит объём жидкости, проходящей сквозь насос за единицу времени. В некоторых моделях мембранных дозирующих насосов есть возможность дополнительной регулировки величины хода сердечника: чем короче ход, тем меньше и точнее подача.

2. Электромеханический привод с более сложной структурой. Мембранные насосы с таким приводом способны перекачивать значительно большие объёмы, измеряющиеся уже в сотнях литров в час. В их конструкции также присутствует толкатель, связанный с центром мембраны – но давление на него оказывает не электромагнитное поле, а эксцентрик механического редуктора. В качестве силового агрегата, вращающего механизм редуктора, выступает электромотор.

Работа мембранного насоса. Иллюстрация 3

Возвратное движение толкателя здесь так же обеспечивает пружина; аналогично, и ход толкателя может регулироваться. Соответственно, регулируется и подача жидкости – но с несколько меньшей точностью, так как общие объёмы достаточно велики. Максимальная производительность насосов этого типа зависит от объёма рабочей камеры, рабочей частоты редуктора и, естественно, от мощности электропривода.

3. Пневматический привод. Используется в промышленных мембранных насосах, разработанных для перекачки тысяч и даже десятков тысяч литров в час. Они обладают наиболее оригинальной с точки зрения механики конструкцией: у них не одна рабочая камера, а две, зеркально расположенных камеры, между которыми находится основной структурно-функциональный элемент – пневматический коаксиальный обменник.

Два конца толкателя обменника закреплены на двух противоположных мембранах таким образом, чтобы когда в одной рабочей камере осуществляется «всасывающий» такт работы мембраны, в другой одновременно происходил «выталкивающий» такт.

После достижения толкателем крайнего положения в обменнике происходит автоматическое переключение регулятора, и толкатель начинает двигаться в другую сторону; режим работы камер изменяется на противоположный.

Несмотря на высокие объёмы перекачки и отсутствие возможности регулировать величину хода толкателя, в пневматических мембранных насосах всё же предусмотрен контроль подачи. Он осуществляется иным методом – регулированием количества и давления воздуха в воздуховоде, соединяющем пневматический обменник насоса и компрессор, выступающий в роли удалённого привода.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию