Может ли диафрагменный насос работать всухую?

Да. В отличие от центробежных насосов, которые полагаются на перекачиваемую жидкость для охлаждения и смазки, диафрагменные насосы могут работать всухую неограниченное время без повреждений. Эластичная диафрагма просто сжимается в пустой камере.

Почему мой AODD насос постоянно останавливается?

Наиболее распространённой причиной является залипание воздушного клапана из-за влажного, загрязнённого или маслянистого сжатого воздуха. Установите фильтр и лубрикатор (блок FRL) на каждом насосе. Осушитель воздуха предотвращает конденсацию, вызывающую обледенение клапана.

Что такое диафрагменный насос

Q: Для чего используется диафрагменный насос?

Диафрагменные насосы перекачивают агрессивные химические вещества, абразивные шламы, высоковязкие жидкости, а также жидкости, содержащие крупные твердые частицы или волокнистые материалы. Типичные области применения включают перекачку химикатов, водоотлив в горной промышленности, подачу на фильтр-прессы, перекачку керамического шликера и очистку сточных вод.

Q: В чем разница между пневматическими мембранными насосами AODD и электрическими мембранными насосами EODD?

Насосы AODD используют сжатый воздух и по своей природе безопаснее для взрывоопасных зон. Насосы EODD используют электродвигатель и более энергоэффективны для непрерывных режимов работы. Насосы AODD предпочтительны для прерывистого режима; насосы EODD — для непрерывной работы и точного контроля расхода.

Q: Какой материал диафрагмы следует выбрать для агрессивных химических веществ?

Мембраны из PTFE (тефлона) обеспечивают максимальную химическую стойкость к сильным кислотам и растворителям. Для абразивных шламов сантопрен обеспечивает лучшую износостойкость, но ограниченную химическую совместимость. Всегда проверяйте совместимость материала с конкретным химическим веществом при рабочей температуре.

Q: Может ли диафрагменный насос работать с твердыми частицами?

Да. Конструкции клапанов-захлопок пропускают твердые частицы размером до нескольких сантиметров. Шаровые и конические конструкции клапанов работают с более мелкими твердыми частицами. Отсутствие плотных зазоров и вращающихся рабочих колес означает, что твердые частицы проходят через оборудование, не вызывая механических повреждений.

Краткий ответ

A мембранный насос — это тип объемного насоса, в котором используется гибкая мембрана (диафрагма), совершающая возвратно-поступательное движение внутри рабочей камеры для перекачивания жидкостей. В отличие от центробежных насосов, работающих за счет вращательной скорости, мембранные насосы захватывают фиксированный объем жидкости и проталкивают его через выпускной патрубок за каждый ход. Ключевые характеристики включают:

Self-priming capability
— мембранные насосы могут поднимать жидкость из-под уровня входа без ручного залива, что делает их идеальными для осушения приямков и перекачки из резервуаров.
Устойчивость к работе на сухом ходу — гибкая мембрана сжимается в пустой камере без повреждений, в отличие от центробежных насосов, которые зависят от перекачиваемой жидкости для охлаждения и смазки.
Пропуск крупных твердых частиц — некоторые конструкции мембранных насосов пропускают твердые частицы диаметром до нескольких сантиметров, работая с пульпами, которые забили бы стандартные центробежные рабочие колеса.
Бессальниковая конструкция — мембрана изолирует перекачиваемую жидкость от приводного механизма, устраняя динамические уплотнения вала, которые протекают в абразивных или коррозионных средах.

В промышленных процессах часто встречаются жидкости, которые бросают вызов традиционным конструкциям насосов — коррозионные кислоты, абразивные шламы, высоковязкие пасты и пульпы, содержащие крупные твердые частицы. Центробежный насос может забиться волокнистым материалом, шестеренчатый насос может заклинить на абразивных частицах, а стандартный химический насос может пропускать опасные жидкости через изношенные механические уплотнения. Насос мембранный насос решает эти проблемы благодаря принципиально иному механизму перекачки — такому, который отделяет жидкость от компонентов привода и пропускает твердые частицы, которые вывели бы из строя другие типы насосов.

Компания Changyu Pump уже более двух десятилетий проектирует и поставляет объемные насосы для химической, горнодобывающей и промышленной отраслей. В этом руководстве объясняется, как работают мембранные насосы, какие материалы и конструкции доступны, а также как определить, является ли мембранный насос правильным выбором для вашего применения.

Что такое мембранный насос?

Мембранный насос относится к семейству объемных насосов — вместо придания жидкости скорости, как это делает центробежный насос, он захватывает фиксированный объем жидкости и проталкивает его через выпускное отверстие. Рабочее действие обеспечивается гибкой мембраной, обычно изготовленной из резины, термопласта или PTFE, которая движется вперед и назад внутри герметичной камеры.

При ходе всасывания мембрана отходит от стенки камеры, создавая вакуум, который затягивает жидкость через впускной обратный клапан в камеру. При ходе нагнетания мембрана движется вперед, создавая давление в жидкости и проталкивая ее через выпускной обратный клапан к выпускному патрубку. Два однонаправленных обратных клапана — один на впуске, один на выпуске — обеспечивают движение жидкости только в одном направлении.

Эта конструкция дает три определяющие характеристики, которые отличают мембранные насосы от других типов насосов:

Полная изоляция жидкости: Мембрана образует статическое уплотнение между перекачиваемой жидкостью и приводным механизмом насоса. Нет вращающегося вала, проникающего в корпус насоса, нет динамического механического уплотнения, которое могло бы изнашиваться или протекать. Для опасных, коррозионных или стерильных жидкостей это является фундаментальным преимуществом в безопасности.
Самовсасывание и работа на сухом ходу: Поскольку мембранный насос захватывает и вытесняет фиксированный объем за каждый ход, он может удалять воздух из всасывающей линии и поднимать жидкость из-под уровня входа насоса. Он также может работать при закрытом нагнетании в течение длительного времени без повреждений — насос просто останавливается, когда давление нагнетания уравнивается с давлением подаваемого воздуха.
Способность обрабатывать твердые частицы: Благодаря отсутствию малых зазоров, вращающегося рабочего колеса и зацепляющихся шестерен, мембранный насос может пропускать твердые частицы, которые забили бы или повредили другие типы насосов. Единственным ограничением является размер обратных клапанов и внутренних проходов.

Мембранные насосы доступны в двух основных конфигурациях привода: пневматический двухмембранный (AODD), где сжатый воздух приводит мембрану в возвратно-поступательное движение, и электрический двухмембранный (EODD), где электродвигатель и кривошипный механизм обеспечивают возвратно-поступательное движение. Различия между этими двумя типами рассматриваются в Разделе 3.

Как работает мембранный насос?

Рабочий цикл мембранного насоса можно понять, изучив его основные компоненты: мембрану, обратные клапаны и — для насосов AODD — систему воздушного клапана.

Мембранный узел

В двухмембранном насосе две мембраны соединены общим валом. Когда сжатый воздух (или электрический привод) толкает одну мембрану наружу при ходе нагнетания, соединенный вал тянет противоположную мембрану внутрь при ходе всасывания. Это переменное действие обеспечивает непрерывный, хотя и пульсирующий, поток.

Материал мембраны является наиболее критическим решением при выборе спецификации для любого применения мембранного насоса. Мембрана должна быть достаточно гибкой, чтобы выдерживать миллионы циклов без усталостного разрушения, химически стойкой к перекачиваемой жидкости и механически прочной, чтобы выдерживать любые твердые частицы, присутствующие в потоке. Распространенные материалы и их применение рассматриваются в Разделе 4.

Система обратных клапанов

Две пары обратных клапанов — одна впускная пара и одна выпускная пара — управляют направлением потока жидкости через насос. При ходе всасывания впускные клапаны открываются, когда вакуум в камере затягивает жидкость; выпускные клапаны остаются закрытыми под действием противодавления. При ходе нагнетания впускные клапаны закрываются по мере повышения давления в камере, а выпускные клапаны открываются, позволяя жидкости выходить.

Конструкция обратного клапана напрямую влияет на способность насоса обрабатывать твердые частицы и высоту всасывания. Шаровые клапаны обеспечивают надежное уплотнение и являются стандартной конфигурацией. Конические клапаны лучше обрабатывают вязкие и волокнистые материалы, чем шаровые. Лепестковые клапаны пропускают самые крупные твердые частицы, но обеспечивают менее надежное уплотнение. Правильный тип обратного клапана зависит от конкретных характеристик жидкости — эта тема рассматривается в Разделе 4.

Система воздушного клапана (насосы AODD)

В пневматическом двухмембранном насосе пневматический Система воздушного клапана (насосы AODD).

В пневматическом диафрагменном насосе с двойной диафрагмой.

пневматический

распределительный клапан — обычно называемый воздушным клапаном или челночным клапаном — попеременно направляет сжатый воздух на заднюю сторону каждой диафрагмы. Воздушный клапан является наиболее чувствительным к обслуживанию компонентом в насосе AODD. Загрязненный или влажный сжатый воздух вызывает залипание клапана и нестабильную работу насоса. Высококачественные насосы AODD используют пилотные воздушные клапаны, а не простые золотниковые клапаны — пилотная конструкция уменьшает залипание в условиях загрязненного воздуха и увеличивает срок службы клапана.

Двухдиафрагменные насосы с пневматическим приводом (AODD)

Надежность воздушного клапана напрямую определяет общую надежность насоса. Диафрагменный насос, который останавливается в середине цикла — распространенная жалоба на месте эксплуатации — редко страдает от отказа диафрагмы. Воздушный клапан залип из-за грязного или влажного сжатого воздуха. Это первый компонент, который следует проверить при неисправности насоса AODD.

Каковы основные типы диафрагменных насосов?.

Диафрагменные насосы широко классифицируются по их приводному механизму. Выбор между пневматическим и электрическим приводом влияет на эксплуатационные расходы, возможности управления и требования к установке.

Насосы AODD используют сжатый воздух в качестве источника энергии. Распределительный воздушный клапан попеременно подает давление на заднюю сторону каждой диафрагмы, создавая возвратно-поступательное действие перекачивания. Насосы AODD по своей сути более безопасны для опасных зон — не имея электрических компонентов, они устраняют необходимость во взрывозащищенных корпусах двигателей. Для применений, требующих формальной сертификации для опасных зон, проверьте соответствие ATEX или эквивалентным стандартам для конкретной модели насоса и классификации зоны. Насосы AODD также являются саморегулирующимися: насос останавливается, когда давление нагнетания равно давлению подаваемого воздуха, обеспечивая встроенную защиту от превышения давления без предохранительных клапанов или реле давления.

Основными эксплуатационными расходами для насосов AODD является сжатый воздух. Производство сжатого воздуха является энергоемким — обычно в три-пять раз дороже на единицу передаваемой гидравлической мощности, чем прямой электрический привод. Для применений с непрерывным режимом работы эта разница в стоимости энергии может доминировать в экономике жизненного цикла. Насосы AODD наиболее рентабельны в применениях с прерывистым режимом работы, в опасных зонах, где электродвигатели потребовали бы дорогих взрывозащищенных корпусов, или там, где существующая заводская инфраструктура сжатого воздуха делает предельные эксплуатационные расходы низкими.

Электрические диафрагменные насосы с двойной диафрагмой (EODD)

Фактор	Насосы EODD используют электродвигатель и механический приводной механизм — обычно кривошипно-шатунный механизм или эксцентриковый кулачок — для возвратно-поступательного движения диафрагм. Электрический привод обеспечивает несколько преимуществ по сравнению со сжатым воздухом: более высокую энергоэффективность, постоянную скорость потока, независимую от колебаний давления воздуха, и точное управление потоком с помощью частотно-регулируемых приводов. Насосы EODD не требуют подачи сжатого воздуха, что делает их пригодными для удаленных установок, где сжатый воздух недоступен.	Оборотной стороной является механическая сложность. Кривошипный механизм и подшипники двигателя требуют смазки и периодического обслуживания, которого избегает более простая конструкция AODD. Насосы EODD не являются по своей сути взрывозащищенными и требуют соответствующих корпусов двигателей для обслуживания в опасных зонах.
Сравнение AODD и EODD	Насос AODD	Насос EODD
Приводная мощность	Сжатый воздух	Электродвигатель
Стоимость энергии (относительная)	Выше — сжатый воздух энергоемок в производстве	Ниже — прямой электрический привод более эффективен
Управление потоком	Регулировка давления воздуха или дросселирование нагнетания	Регулировка скорости двигателя с помощью ПЧ
Самовсасывающие	Взрывозащита	По своей сути безопаснее — нет электрических компонентов; проверьте сертификацию ATEX для конкретных требований
Требуется взрывозащищенный корпус двигателя	Отлично — до 6–8 м высоты сухого всасывания	Отлично — до 6–8 м высоты сухого всасывания
Лучшее для	Хорошо — до 4–5 м высоты сухого всасывания	Работа всухую

Инженеры Changyu Pump отмечаютДа — отсутствие повреждений при работе всухую.

Прерывистый режим, опасные зоны, существующий заводской воздух

Непрерывный режим, точное управление потоком, удаленные места без сжатого воздуха.

: Насосы AODD являются предпочтительным выбором на объектах с установленной инфраструктурой сжатого воздуха — химические заводы, очистные сооружения сточных вод и горнодобывающие предприятия. Простота пневматической работы в сочетании со сниженным риском поражения электрическим током и саморегулирующимся контролем давления перевешивает более высокую стоимость энергии для большинства применений с прерывистым режимом работы. Насосы EODD выбираются, когда применение требует точного, регулируемого управления потоком в течение длительных периодов работы или когда сжатый воздух недоступен в месте установки.

Материал	Лучшее для	Предельная температура	Ограничения
Какие материалы лучше всего подходят для смачиваемых компонентов диафрагменного насоса?	Диафрагма является наиболее критической спецификацией материала в любом диафрагменном насосе. Она должна изгибаться миллионы раз без усталостного разрушения, одновременно сопротивляясь химическому воздействию перекачиваемой жидкости. Обратные клапаны — шары, седла и уплотнительные кольца — должны одновременно обеспечивать надежное уплотнение и противостоять той же химической и абразивной среде.	100°C	Выбор материала диафрагмы
PTFE (Тефлон)	Сильные кислоты, растворители, высокотемпературные химикаты	Жестче, чем эластомеры — требует более низких скоростей цикла; подвержен порезам и перфорации от острых частиц в абразивных шламах	Santoprene (ТПЭ)
Абразивные шламы, хвосты обогащения, керамические шликеры	100°C (проверьте конкретную марку для применения; механические свойства ухудшаются при повышенных температурах)	150°C	Не подходит для сильных кислот, растворителей или масел
EPDM	Viton / FKM	80°C	Высокотемпературные масла, топливо, ароматические углеводороды
NBR (нитрил)	Не подходит для кетонов, сложных эфиров или сильных щелочей	80°C	Жидкости на водной основе, разбавленные кислоты, пищевые применения

Не подходит для минеральных масел или углеводородных жидкостей

Масла, топливо, гидравлические жидкости

Не подходит для сильных окисляющих кислот или кетонов: Стандартная конфигурация. Шар садится на уплотнительное кольцо или механически обработанное седло. Шаровые клапаны обеспечивают наиболее надежное уплотнение и используются для чистых и умеренно загрязненных жидкостей. Материал шара — PTFE, Santoprene, нержавеющая сталь или керамика — выбирается исходя из химической совместимости с перекачиваемой жидкостью.
Конические клапаны: Элемент конической формы садится в ответное коническое седло. Увеличенное проходное сечение по сравнению с шаровым клапаном того же размера позволяет более эффективно работать с вязкими жидкостями и волокнистыми материалами. Конические клапаны применяются для шламов, пульп и полимерных растворов, в которых шаровые клапаны могут залипать.
Откидные клапаны: Гибкий лепесток шарнирно закреплен с одного края и полностью открывается во время нагнетательного хода. Откидные клапаны обеспечивают наибольший проход твердых частиц — обычно 2–5 см в зависимости от размера насоса — и используются для горнорудных пульп, водоотливных работ и жидкостей, содержащих крупные включения. Компромисс заключается в менее надежном уплотнении при низких перепадах давления по сравнению с шаровыми или коническими клапанами.
Плоские тарельчатые клапаны: Используются в конструкциях высоконапорных диафрагменных насосов, особенно поршневых диафрагменных насосов для подачи на фильтр-прессы и перекачки пульпы на большие расстояния. Плоская тарелка обеспечивает жесткую уплотнительную поверхность, способную выдерживать давление свыше 100 бар.

Инженеры Changyu Pump рекомендуют: Для абразивных пульп, содержащих песок, абразивную крошку или керамические частицы — распространенных в горнодобывающей промышленности, керамическом производстве и очистке сточных вод — следует указывать диафрагмы из Santoprene с коническими или откидными обратными клапанами. Эластичность Santoprene поглощает энергию удара частиц без абразивного износа, который повреждает более твердые, менее гибкие материалы. Диафрагмы из PTFE, хотя и химически инертны, подвержены порезам и проколам острыми частицами при работе с абразивными средами, что приводит к преждевременной утечке. Для абразивных применений требуется эластомерная диафрагма. Диафрагма из PTFE, установленная в системе перекачки абразивной пульпы, подвержена порезам и проколам острыми частицами, что приводит к преждевременной утечке.

Когда следует выбирать диафрагменный насос вместо других насосов?

Диафрагменные насосы конкурируют с несколькими другими типами объемных насосов — наиболее часто с перистальтическими (шланговыми) насосами и одновинтовыми насосами. Каждый тип насоса имеет свою рабочую область, и выбор зависит от конкретных характеристик жидкости и эксплуатационных требований.

Диафрагменный насос vs Перистальтический насос vs Одновинтовой насос

Фактор	Диафрагменный насос (AODD)	Перистальтический (шланговый) насос	Вихревой насос
Прохождение твердых частиц	Отлично — до нескольких сантиметров с откидными клапанами	Умеренно — ограничено внутренним диаметром шланга	Умеренно — ограничено размером полости статора
Устойчивость к работе на сухом ходу	Отлично — без повреждений	Отлично — без повреждений	Отсутствует — статор разрушается в течение минут
Самовсасывающие	Отлично — до 6–8 м сухого всасывания	Отлично — до 8–9 м сухого всасывания	Хорошо — до 4–5 м
Пульсации потока	Высокая — требуется гаситель пульсаций для плавного потока	Низкая — непрерывное вытеснение	Очень низкая — непрерывное перемещение полости
Сдвиг	От низкого до умеренного	Очень низкий	Очень низкий
Риск утечки через уплотнение	Отсутствует — конструкция без уплотнений	Низкий — риск разрыва шланга; отсутствие динамического уплотнения вала	Умеренный — требуется механическое уплотнение
Профиль технического обслуживания	Замена диафрагмы и обратных клапанов	Замена шланга — просто, быстро	Замена статора — средней сложности
Лучшее для	Прерывистый режим, крупные твердые включения, опасные жидкости	Точное дозирование, жидкости, чувствительные к сдвигу, непрерывный режим	Перекачка шламов и пульп под высоким давлением в непрерывном режиме

Когда диафрагменный насос является предпочтительным выбором

Диафрагменный насос является подходящим выбором, когда одно или несколько из следующих условий определяют применение:

Крупные твердые включения или мусор в потоке жидкости — диафрагменные насосы с откидными клапанами пропускают твердые частицы размером до нескольких сантиметров, что недоступно ни перистальтическим, ни одновинтовым насосам.
Опасные или коррозионные жидкости, где любая утечка недопустима — конструкция диафрагменного насоса без уплотнений, особенно с компонентами, контактирующими со средой, из PTFE, обеспечивает наивысший уровень герметизации для агрессивных химикатов.
Применения с прерывистым режимом работы — насосы AODD выдерживают частые пуски и остановы без повреждений и могут оставаться под давлением между циклами без перегрева.
Отсутствие электропитания в месте установки насоса — насосы AODD работают исключительно на сжатом воздухе, что позволяет устанавливать их в удаленных приямках и взрывоопасных зонах без электрической инфраструктуры.

Когда диафрагменный насос может быть не лучшим выбором

Высокопроизводительные применения с непрерывным режимом работы — стоимость энергии сжатого воздуха для насосов AODD становится prohibitive для крупных непрерывно работающих систем. В этом сценарии одновинтовые или центробежные насосы обычно обеспечивают более низкую стоимость жизненного цикла.
Точное дозирование, требующее стабильного, непульсирующего потока — перистальтические насосы и одновинтовые насосы обеспечивают более плавный поток с меньшей пульсацией. Хотя гасители пульсаций снижают пульсацию потока AODD, они увеличивают стоимость и сложность.
Очень высокое давление нагнетания (> 15–20 бар) — стандартные насосы AODD ограничены доступным давлением сжатого воздуха. Конструкции высоконапорных диафрагменных насосов (поршневых диафрагменных или гидравлических диафрагменных) существуют, но представляют собой другую категорию насосов.

Для получения подробного руководства по выбору типов насосов для подачи на фильтр-прессы и высоконапорного обезвоживания см. наше руководство по Выбору насоса для обезвоживания пульпы.

Каковы типичные области применения диафрагменных насосов?

Диафрагменные насосы используются в тех областях, где другие типы насосов выходят из строя — обычно из-за содержания твердых частиц, химической агрессивности или необходимости работы без утечек. Универсальность диафрагменной конструкции позволяет одному типу насоса работать в отраслях от химической переработки до горнодобывающей промышленности и пищевого производства.

Химическая обработка: Перекачка кислот, щелочей, растворителей и коррозионных отходов. Диафрагмы из PTFE и корпуса насосов из коррозионно-стойких материалов (полипропилен, PVDF или нержавеющая сталь) обеспечивают химическую совместимость во всем диапазоне pH.
Горнодобывающая промышленность и обогащение полезных ископаемых: Водоотлив из приямков, перекачка сгущенного продукта из сгустителей и подача на фильтр-прессы. Диафрагмы из Santoprene с откидными или коническими клапанами выдерживают абразивные пульпы, содержащие песок, минеральные частицы и хвосты.
Очистка сточных вод: Дозирование полимеров, перекачка известкового шлама и обработка осадка. Мембранные насосы выдерживают волокнистые материалы, абразивные частицы и переменное содержание твердых веществ, характерные для городских и промышленных сточных вод.
Перекачка керамического шликера и глазури: Пневматические мембранные насосы перекачивают абразивные керамические суспензии без загрязнения металлом, которое обесцвечивает глазури. Бережное перекачивающее действие сохраняет структуру чувствительных к сдвигу глиняных шликеров.
Продукты питания и напитки: Санитарные конструкции мембранных насосов соответствуют стандартам 3-A и EHEDG для перекачки вязких продуктов — шоколада, сиропов, теста и фруктовых пюре — без ухудшения качества продукта.

Для получения рекомендаций по выбору насоса для абразивных керамических суспензий обратитесь к нашему специализированному руководству по Керамический шламовый насос для шликера: Передача абразивной глазури и каолина.

Как устранить неисправности мембранных насосов?

Мембранные насосы механически проще большинства других типов насосов, но они не застрахованы от неисправностей. Полевой опыт показывает, что большинство проблем с насосами AODD связаны с тремя основными причинами: загрязненный или влажный сжатый воздух, химически несовместимые материалы мембраны или уплотнений, а также накопление твердых частиц в обратных клапанах.

Руководство по устранению неисправностей мембранных насосов

Симптом	Вероятная причина	Корректирующие меры
Насос останавливается в середине цикла	Залипание воздушного клапана из-за влажного или загрязненного сжатого воздуха	Очистите или замените воздушный клапан; установите осушитель воздуха или влагоотделитель выше по потоку
Сниженный расход	Изношенные обратные клапаны неправильно герметизируют; накопление твердых частиц в седлах клапанов	Осмотрите и замените шарики, седла или уплотнительные кольца обратных клапанов; удалите мусор из седел клапанов
Неравномерный или пульсирующий поток (сверх нормальной пульсации)	Неравномерная подача воздуха; частично засорена всасывающая линия	Проверьте давление и расход воздуха; осмотрите и очистите всасывающий фильтр
Разрыв мембраны	Химическая несовместимость; усталость от чрезмерной скорости цикла; повреждение мембраны твердыми частицами	Проверьте совместимость материала с перекачиваемой жидкостью; снизьте скорость цикла; выберите более износостойкий материал мембраны
Обледенение выхлопа воздуха	Охлаждение при расширении сжатого воздуха во влажной среде	Установите осушитель воздуха; используйте нагретый сжатый воздух в холодных условиях
Чрезмерный шум или вибрация	Ослабленные крепежные элементы; кавитация из-за недостаточного NPSH; гидравлический удар в напорной линии	Затяните все крепежные элементы; увеличьте диаметр всасывающей линии; установите гаситель пульсаций

Инженеры Changyu Pump отмечают: Воздушный клапан является сердцем насоса AODD и наиболее распространенной причиной жалоб на работу. Мембранный насос, который останавливается с перебоями или работает неравномерно, почти никогда не страдает от отказа мембраны — воздушный клапан залипает из-за влаги, грязи или масла в подаче сжатого воздуха. Установка фильтра и лубрикатора (блок FRL) на каждом насосе решает большинство проблем с надежностью AODD. Для наружных установок или влажных помещений осушитель воздуха выше по потоку от насоса предотвращает конденсацию, вызывающую обледенение и залипание клапана.

Пример применения мембранного насоса: решение проблемы засорения при перекачке химических отработанных кислот

Химический завод в Юго-Восточной Азии использовал центробежные насосы с механическими уплотнениями для перекачки отработанной кислоты, содержащей осажденные твердые вещества и непрореагировавшие органические материалы. Отработанная кислота — смесь серной и соляной кислот с pH 1–2 — содержала кристаллические твердые частицы, оседавшие в корпусе насоса, и волокнистые органические остатки, наматывавшиеся на рабочее колесо.

Центробежные насосы требовали замены механического уплотнения каждые 3–4 месяца из-за воздействия кислоты на уплотнительные поверхности и уплотнительные кольца. Рабочие колеса засорялись волокнистым материалом примерно каждые две недели, что требовало разборки насоса и ручной очистки. Каждое внеплановое техническое обслуживание приводило к 4–6 часам простоя производства, пока резервуар с отработанной кислотой изолировался, а насос обслуживался.

Компания Changyu Pump заменила центробежные насосы на пневматические мембранные насосы AODD с мембранами из ПТФЭ и коническими обратными клапанами. Конструкция мембраны исключила механическое уплотнение — наиболее частую точку отказа в исходной установке. Конические обратные клапаны пропускали волокнистые органические остатки, которые ранее засоряли рабочие колеса центробежных насосов. Смачиваемые компоненты из ПТФЭ обеспечили полную химическую совместимость с потоком смешанной кислоты.

За три года эксплуатации после замены: ни одного внепланового простоя насоса. Замена мембраны проводилась в рамках планового профилактического обслуживания с интервалом 18 месяцев. Завод перевел четыре дополнительных позиции перекачки отработанной кислоты с центробежных на мембранные насосы в течение следующих двух лет.

Ключевой вывод: Для коррозионных жидкостей, содержащих твердые частицы или волокнистые материалы, бессальниковая конструкция мембранного насоса и способность обрабатывать твердые частицы устраняют два наиболее распространенных режима отказа центробежных насосов в этом применении — утечку механического уплотнения и засорение рабочего колеса. Мембранный насос в данном случае не является альтернативой центробежному насосу; это подходящий тип насоса.

Часто задаваемые вопросы о мембранных насосах

В: Для чего используется мембранный насос?
О: Мембранные насосы перекачивают коррозионные химикаты, абразивные суспензии, высоковязкие жидкости и жидкости, содержащие крупные твердые частицы или волокнистые материалы. Типичные области применения включают перекачку химикатов, водоотлив в горной промышленности, подачу на фильтр-прессы, перекачку керамического шликера и очистку сточных вод. Бессальниковая конструкция делает их пригодными для опасных жидкостей, где любая утечка недопустима.

В: Может ли мембранный насос работать на сухую?
О: Да. В отличие от центробежных насосов, которые полагаются на перекачиваемую жидкость для охлаждения и смазки, мембранные насосы могут работать на сухую неограниченное время без повреждений. Гибкая мембрана просто сжимается в пустой камере. Это делает их идеальными для осушения приямков, опорожнения резервуаров и применений, где подача жидкости прерывиста.

В: В чем разница между мембранными насосами AODD и EODD?
О: Насосы AODD используют сжатый воздух в качестве источника энергии и по своей сути более безопасны для взрывоопасных зон, устраняя необходимость во взрывозащищенных корпусах двигателей. Насосы EODD используют электродвигатель и более энергоэффективны для непрерывных режимов работы. Насосы AODD предпочтительны для прерывистой работы и взрывоопасных зон; насосы EODD предпочтительны для непрерывной работы и точного контроля расхода.

В: Какой материал диафрагмы следует выбрать для агрессивных химических сред?
О: Диафрагмы из ПТФЭ (тефлона) обеспечивают максимальную химическую стойкость к сильным кислотам, растворителям и агрессивным химикатам. Для абразивных шламов сантопрен обеспечивает лучшую износостойкость, но ограниченную химическую совместимость. Всегда проверяйте совместимость материала диафрагмы с конкретным химическим веществом при рабочей температуре.

В: Почему мой насос AODD постоянно останавливается?
О: Наиболее распространенной причиной является залипание воздушного клапана из-за влажного, загрязненного или маслянистого сжатого воздуха. Установите фильтр и смазочное устройство (блок FRL) на каждом насосе. Если насос работает во влажной среде, осушитель воздуха предотвращает конденсацию, вызывающую обледенение и залипание клапана.

В: Может ли диафрагменный насос перекачивать твердые частицы?
О: Да — это одно из основных преимуществ диафрагменных насосов. Конструкции с откидными клапанами пропускают твердые частицы диаметром до нескольких сантиметров. Конструкции с шаровыми и коническими клапанами работают с более мелкими твердыми частицами. Отсутствие малых зазоров и вращающихся рабочих колес означает, что твердые частицы проходят через насос, не вызывая механических повреждений.

Контрольный список мер по предотвращению неисправностей для инженеров компании Changyu Pump

Согласуйте материал диафрагмы как с химической средой, так и с абразивным содержанием жидкости. ПТФЭ для чистых агрессивных химикатов. Сантопрен для абразивных шламов. Химически совместимая диафрагма, выходящая из строя из-за истирания, так же бесполезна, как и та, что выходит из строя из-за химического воздействия.
Выбирайте тип обратного клапана в зависимости от содержания твердых частиц и вязкости перекачиваемой жидкости. Шаровые клапаны для чистых жидкостей и стандартных условий. Конические клапаны для вязких или волокнистых материалов. Откидные клапаны для крупных твердых частиц и жидкостей с большим количеством мусора.
Устанавливайте фильтр и смазочное устройство (блок FRL) на каждом насосе AODD. Загрязненный сжатый воздух является самой распространенной причиной неисправности насоса AODD. Блок FRL не является опцией — он необходим для надежной работы.
Используйте осушитель воздуха для наружных установок или влажных помещений. Конденсат в линиях сжатого воздуха вызывает обледенение и залипание воздушного клапана. Это особенно часто встречается в тропических и прибрежных районах.
Не выбирайте диафрагменный насос для непрерывных высокопроизводительных применений, где источником энергии является сжатый воздух. Стоимость энергии сжатого воздуха делает насосы AODD неэкономичными для крупных непрерывно работающих систем. Рассмотрите альтернативы в виде насосов EODD или одновинтовых насосов.
Для опасных или агрессивных жидкостей, где любая утечка недопустима, выбирайте диафрагмы из ПТФЭ и проверяйте химическую совместимость всех смачиваемых компонентов — корпуса насоса, шаровых клапанов, седел и уплотнительных колец.
Держите запасные диафрагмы и комплекты обратных клапанов на складе. Диафрагмы являются расходным изнашиваемым компонентом. Плановая замена предотвращает незапланированные простои.
Убедитесь, что диаметр всасывающей линии соответствует минимальным спецификациям производителя насоса. Зауженные всасывающие линии вызывают кавитацию, снижение расхода и ускоренный износ диафрагмы из-за возникающей вибрации.

Заключение

Диафрагменный насос — это объемный насос, характеризующийся своей безсальниковой конструкцией, способностью перекачивать твердые частицы, а также устойчивостью к работе на сухом ходу и самовсасыванию. Гибкая диафрагма изолирует перекачиваемую жидкость от приводного механизма, устраняя динамическое уплотнение вала, которое является наиболее распространенной точкой отказа в центробежных и других роторных насосах. Насосы AODD (пневматические сдвоенные диафрагменные) доминируют в применениях с прерывистым режимом работы, во взрывоопасных зонах и при перекачивании твердых частиц, где доступен сжатый воздух. Насосы EODD (электрические сдвоенные диафрагменные) используются в применениях с непрерывным режимом работы и точным контролем расхода. Выбор материалов — диафрагмы, типа обратного клапана и корпуса насоса — должен учитывать как химическую агрессивность, так и абразивное содержание перекачиваемой жидкости. При правильном подборе диафрагменный насос обеспечивает надежную, герметичную работу в тех областях, где другие типы насосов выходят из строя.

Завод по производству диафрагменных насосов: Changyu Pump

Инженерная команда Changyu Pump предоставляет рекомендации по насосам для конкретных применений, основанные на более чем 20-летнем опыте в химической переработке, горнодобывающей промышленности и промышленных жидкостных системах.

Свяжитесь с Changyu Pump для бесплатной технической оценки →