Дозуючі насоси мембранного типу (діафрагмові)
У мембранних (діафрагмових) дозуючих насосах всмоктування та виштовхування речовини з робочої камери відбувається за рахунок вимушеного коливання мембрани, яка фактично є однією із стінок робочої камери. Використання як своєрідне «поршня» еластичної мембрани зумовлює і переваги, і недоліки діафрагмових насосів. До переваг слід віднести насамперед відсутність будь-яких рухомих частин у робочій камері, що виключає попадання в середовище, що перекачується, будь-яких механічних домішок при роботі насоса.
Саме тому насоси мембранного типу використовують для дозування надчистих реагентів або ультрачистої води в електронній та фармацевтичній галузях промисловості. Друге, незаперечна перевага діафрагмових насосів-дозаторів – можливість повного виготовлення робочої камери з корозійностійких матеріалів, здатних витримувати контакт практично з будь-яким агресивним середовищем.
Ця перевага дозуючих насосів зумовила їхнє широке застосування в хімічній промисловості. І, нарешті, відсутність «застійних» зон у робочій камері насоса дозволяє перекачувати за допомогою рідини, що містять абразиви (наприклад, СОЖи). Тому мембранні насоси-дозатори — одні з найбільш популярних на ринку.
Основним недоліком мембранних насосів-дозаторів слід вважати невисоку точність дозування (порівняно з плунжерними). Це пов’язано: а) з циклом коливань мембрани (неможливо передбачити режим розтягування/стиснення еластомеру, особливо при змінах температури середовища, що перекачується); б) з накопиченої з часом «втоми» матеріалу мембрани (еластомер втрачає свої початкові характеристики, розтягується і, зрештою, погіршується як точність дозування, а й основні характеристики насоса).
Другий негативний фактор використання насосів-дозаторів цього типу знову ж таки пов’язаний з мембранами, точніше з їх механічною міцністю. Вплив великих механічних включень на поверхню мембрани може призвести до руйнування, і як наслідок, до втрати герметичності робочої камери.
Перелічені недоліки не дають спокою конструкторам: фірми-виробники постійно вносять зміни в конструкцію діафрагмових насосів, працюють над складом еластомерів, вводячи наповнювачі для поліпшення характеристик мембран міцності і т.д.
Фахівцями “Харківського насосного заводу” розроблено насос-дозатор зі здвоєною діафрагмою НДР-2М, конструкція якого дозволяє “визначати” стан робочої мембрани і навіть “повідомляти” власника про її руйнування.
І все ж ці зміни носять лише вузькоспрямований характер і не стосуються основного принципу дії та конструкції мембранного насоса, що дозує. Найбільш традиційний привід мембранних насосів-дозаторів – електромагнітний (соленоїдний). При цьому коливальний рух штока, що рухається в електромагнітному полі соленоїда, передається на мембрану. Регулювання дозування здійснюється за допомогою зміни амплітуди та частоти ходу штока.
Особливості такої конструкції приводу зумовлюють рівну тривалість щодо коротких періодів всмоктування та нагнітання насоса протягом одного робочого циклу. До другого, за ступенем поширення, тип приводу для мембранних насосів відносять привід з передачею обертального моменту електродвигуна на зворотно-поступальний рух поршня через кривошипно-шатунний механізм.
І, нарешті, найбільш «екзотичний» привід для мембранних насосів, що дозують, — гідравлічний. Оснащені ним діафрагмові насоси-дозатори відрізняються дуже точним дозуванням, але все ж таки дещо поступаються плунжерним насосам. Їх використовують для корозійних, токсичних, абразивних, забруднених чи в’язких рідин.
Діафрагма у них може бути як одинарною, так і подвійною. Подача реагентів насосами цього типу може досягати 2500 л/год при високому тиску. Виникнення коливальних рухів робочої мембрани під час використання гідравлічного приводу здійснюється з допомогою коливань рідини, що є з іншого боку мембрани.
Ці коливання викликаються скороченням/збільшенням обсягу цієї рідини як за рахунок традиційних приводів, так і за рахунок пневматичних пристроїв. Їхньою основною перевагою є те, що на робочу мембрану таких насосів впливає не шток (поршень), а рідина. Це дозволяє рівномірно розподілити навантаження на всю поверхню мембрани і продовжити термін служби еластомеру.