Дозувальні насоси мембранного типу (діафрагмові): принцип, переваги та застосування

У мембранних (діафрагмових) дозувальних насосах всмоктування та виштовхування речовини з робочої камери відбувається за рахунок вимушеного коливання мембрани, яка є однією зі стінок робочої камери.

 Ключові переваги діафрагмових насосів

Використання еластичної мембрани як своєрідного “поршня” обумовлює низку важливих переваг:

• Надчисте дозування: Повна відсутність рухомих частин у робочій камері виключає потрапляння механічних домішок у рідину, що перекачується. Це робить мембранні насоси ідеальними для дозування надчистих реагентів або ультрачистої води у фармацевтичній та електронній галузях.
• Висока корозійна стійкість: можливість повного виготовлення робочої камери з корозійностійких матеріалів, що здатні витримувати контакт практично з будь-яким агресивним середовищем.
• Робота з суспензіями: відсутність «застійних» зон у робочій камері дозволяє перекачувати рідини, що містять абразиви (наприклад, мастильно-охолоджувальні рідини — МОРи).

Ці переваги роблять мембранні насоси-дозатори одними з найбільш популярних на ринку.

Недоліки та шляхи Їх подолання

Основним недоліком мембранних насосів-дозаторів є невисока точність дозування порівняно з плунжерними^. Це пов’язано з кількома факторами:

1. Непередбачуваність коливань мембрани: складність передбачення режиму розтягування/стиснення еластомеру, особливо при змінах температури середовища.
2. Втома матеріалу: накопичена з часом «втома» матеріалу мембрани призводить до втрати початкових характеристик, розтягування та погіршення точності дозування.
3. Механічна міцність: вплив великих механічних включень може призвести до руйнування мембрани та втрати герметичності.

Конструктори постійно працюють над усуненням цих недоліків, вносячи зміни у конструкцію та покращуючи склад еластомерів. Наприклад, Харківським насосним заводом розроблено насос-дозатор зі здвоєною діафрагмою НДР-2М, що дозволяє контролювати стан робочої мембрани та попереджати про її руйнування.

Типи приводів мембранних насосів

Незважаючи на конструктивні зміни, основний принцип дії мембранного насоса залишається незмінним. Існує три основні типи приводів:

1. Електромагнітний (соленоїдний) привід:
   • Найбільш традиційний привід.
   • Коливальний рух штока, що рухається в електромагнітному полі соленоїда, передається на мембрану.
   • Регулювання дозування відбувається зміною амплітуди та частоти ходу штока.
   • Має рівну тривалість коротких періодів всмоктування та нагнітання протягом одного робочого циклу.
2. Механічний привід:
   • Другий за поширеністю тип приводу.
   • Обертальний момент електродвигуна передається на зворотно-поступальний рух поршня через кривошипно-шатунний механізм.
3. Гідравлічний привід:
   • Найбільш «екзотичний» привід для дозувальних мембранних насосів.
   • Забезпечує дуже точне дозування (хоча дещо поступається плунжерним).
   • Використовується для корозійних, токсичних, абразивних, забруднених чи в’язких рідин.
   • Подача може досягати 2500 л/год при високому тиску.
   • Принцип дії: коливання робочої мембрани здійснюються за рахунок коливань рідини, що знаходиться з іншого боку мембрани, які, своєю чергою, викликаються скороченням/збільшенням обсягу цієї рідини (традиційними або пневматичними приводами).
   • Головна перевага: на робочу мембрану впливає рідина, а не шток (поршень). Це рівномірно розподіляє навантаження на всю поверхню мембрани та продовжує термін служби еластомеру. Діафрагма може бути одинарною або подвійною.