Jak funguje membránové čerpadlo: princip činnosti a vlastnosti

Membránová membránová čerpadla jsou zařízení objemového typu. Vlivem cyklických změn objemu prostoru pracovní komory čerpají plyny a kapaliny.

Membránové (membránové) čerpadlo

Princip činnosti

U čerpadel jiných typů (plunžr, píst) dochází k podobným změnám v důsledku vratného pohybu plunžru, a tedy i pístu. U membránových jsou prováděny elastickou membránou upevněnou na stěně pracovní komory.

Princip činnosti membránového čerpadla (bez ohledu na model) je následující:

• Při vyklenutí „od komory“ membrána čerpadla zvětší vnitřní objem komory. Tím se sníží tlak v pracovní komoře, což zajistí nasávání další části dopravované vody (jiné kapaliny).
• Vyklenutím membrána zmenšuje objem pracovní komory. Tlak roste. Kapalina v něm obsažená je tlačena do linky. Membránové čerpadlo poskytuje průtok 27-1060 litrů za minutu. Maximální tlak membránového čerpadla je do 8 barů.

Čerpadlo a potřebné příslušenství k němu můžete zakoupit u nás internetový obchod.

Princip činnosti: vlevo – sání, vpravo – výtlak

Ventily

Zmíněného efektu nelze dosáhnout bez prvků, jako jsou ventily. Jsou instalovány na vjezdových a výstupních linkách a fungují ve dvojicích:

• režim sání – ventil instalovaný na vstupu je otevřený. Kapalina z vnější nádoby se pohybuje do pracovní komory čerpadla.

Výstupní ventil membránového čerpadla zůstává uzavřený, což udržuje stávající vakuum v komoře.

• Ejekční režim – zajišťuje otevření ventilu na výstupu, zajišťující odstranění kapaliny z komory.

Vstup je uzavřen, což zabraňuje návratu dopravované vody do nádoby.

Společná činnost ventilů vytváří proudění kapaliny ve směru: zásobník-komora čerpadla-hlavní.

Na ventily nejsou žádné vnější ovládací vlivy. K otevírání a zavírání dochází v důsledku proudu pohybující se kapaliny. Mohou mít různé vzory (nejoblíbenější modely jsou kuličkového typu).

Pro správnou funkci membránových čerpadel není rozhodující varianta provedení. Hlavní je jejich nepřetržitá a efektivní práce. Mnohem důležitější je typ pohonu, který membránu pulsuje.

Typy pohonů

S přihlédnutím k provozním podmínkám se pro různé druhy vody používá membránové čerpadlo. Při zachování principu činnosti, který je základní pro všechny modely čerpadel uvažovaného typu, se konstrukčně liší způsobem přenosu síly pohonem na membránu. Jsou rozděleny podle typu:

• elektromagnetické

Především jsou vybaveny dávkovacími čerpadly.

Elektromagnetická membránová dávkovací čerpadla

Nejsou schopny přečerpat významné objemy kapaliny za jednotku času, ale jsou vynikající v ovládání pohybovaných objemů se značnou přesností.

Toho je dosaženo použitím solenoidu v podobné roli. Tak se nazývá elektromagnetická cívka, která má jádro, které se v ní volně pohybuje.

Jádro se pohybuje magnetickým polem vytvořeným ve vinutí cívky po elektrickém impulsu. Tento prvek působí na membránu, která způsobuje pohyb membrány směrem k pracovní komoře. Magnetické pole zmizí poté, co zmizí napájení. Membrána spolu s jádrem je do původní polohy posunuta speciální vratnou pružinou.

Frekvence pulzů a jejich počet určují výkon čerpadla.

• Elektromechanické – namontované na čerpadlech používaných k čerpání velkých objemů kapaliny.

Elektromechanické membránové čerpadlo

Zpětný chod tlačníku je rovněž prováděn pružinou. Je možné nastavit jeho zdvih, čímž se mění objem čerpané kapaliny. Přesnost účetnictví je nižší.

Maximální výkon zařízení s podobnými mechanickými pohony je dán objemem stávající pracovní komory, výkonem pohonu a pracovní frekvencí instalované převodovky.

• Pneumatické – tato verze se používá v průmyslových membránových čerpadlech.

Nemá žádné rotující části. Zařízení je schopno přečerpat mnoho tisíc litrů za hodinu. Jsou vybaveny dvojicí zrcadlově umístěných pracovních komor. Mezi nimi je namontován pneumatický výměník (typ zařízení, koaxiální). Jedná se o základní, z konstrukčního i funkčního hlediska, součást takového zařízení.

Konce tlačníku tohoto výměníku jsou připevněny ke středům protilehlých membrán. Toto řešení umožňuje v režimu „sání“ v jedné z komor vytvořit režim „tlačení“ ve druhé.

Elektricky poháněná membránová čerpadla

Posunovač po dosažení jedné z krajních poloh zahájí přepínání regulátoru v automatickém režimu, po kterém se začne pohybovat v opačném směru. Současně se obrátí provozní režimy implementované v kamerách.

V zařízeních tohoto typu je možné organizovat řízení posuvu. Toho je dosaženo regulací tlaku vzduchu a jeho množství přímo ve vzduchovodu od kompresoru (v tomto případě funguje jako dálkový pohon) do pneumatického výměníku.

Princip činnosti

Membránové čerpadlo umožňuje čerpat plyn, kapaliny i s pevnými částicemi. Operace se provádí vratným pohybem membrány, která je pracovním tělesem. Ten je připojen k pohonu. Při pohybu se objem pracovní komory mění.

Činnost membránového čerpadla je znázorněna na videu

Spuštění čerpadla způsobí ohnutí membrány. Tím se zvětší vnitřní objem pracovní komory a vznikne vakuum. Tím je dopravované médium přiváděno do pracovní komory čerpadla. Ohnutím v opačném směru membrána zmenšuje velikost komory a tlačí ji do výstupní trubky. V tomto okamžiku je vstup chráněn zpětným ventilem.

Membránové čerpadlo může obsahovat dvojici membrán uspořádaných v sérii. Tato konstrukce zvyšuje účinnost mechanismu a jeho spolehlivost.

Čerpadla tohoto typu, i když je jedna ze dvou instalovaných membrán poškozená, zůstávají v provozu. Zcela odpadá možnost smíchání dopravované kapaliny (plynu) s hnacím olejem.

Shlédnutím videa se můžete dozvědět o konstrukci a provozu dvoumembránového čerpadla

Kvalita membrány, stejně jako její design, přímo ovlivňují účinnost mechanismu. Kromě tradičních plochých membrán mohou být taková zařízení vybavena strukturovanými a lisovanými modely. Životnost tohoto čerpacího prvku je v průměru miliony cyklů.

Vestavěný řídicí systém, který reguluje polohu membrány, eliminuje možnost přetečení komory. V případě nouze, kdy taková situace nastane, se aktivuje instalovaná ochrana. Přebytečný olej se posílá do nádrže čerpadla.

Kromě membrán jsou velmi důležité prvky čerpadla:

• pracovní komora;
• zpětné ventily na vstupu a výstupu;
• tyč spojující hnací hřídel s membránou;
• kryt;
• bydlení;
• vstupní a výstupní potrubí.

Některé modely mají pár pracovních komor zapojených paralelně, sériově.

Toto jsou hlavní konstrukční prvky jakéhokoli modelu membránového čerpadla, jeho „rámce“. Navíc jsou na něm namontovány automatické ochranné prostředky (proti přehřátí a přetížení) a různé filtry.

Nejdůležitější znaky

Mezi hlavní výhody čerpadel této konstrukce je třeba poznamenat:

• pracovní dutina čerpadla je izolována od vnějšího prostředí;
• nepřítomnost rotujících konstrukčních prvků, což zvyšuje jeho trvanlivost a spolehlivost;
• schopnost samonasávání;
• schopnost pohybovat toxickými a vysoce agresivními médii velkých rozměrů (vysoce abrazivní).

Čerpadla tohoto typu jsou preferována při čerpání kapalin, které jsou zvláště citlivé na smyk (farmaceutické a kosmetické přísady, potravinářské výrobky).

Proč jste se rozhodli pro membránové čerpadlo? Jaké vlastnosti byly pro vás jeho hlavní předností?