Мембранные пневматические насосы

Если вам нужен максимально недорогой мембранный пневматический насос, то обратите внимание на линейку насосов ADP, SDP. Они выпускаются в корпусе из алюминия, полипропилена или нержавеющей стали. Несмотря на невысокую цену, эти насосы весьма качественно сделаны. По конструкции и материалам они идентичны американским насосам ARO и Sandpiper.

Когда насосам приходится работать в тяжелых условиях (24 часа в сутки, высокое противодавление, частые пуски/остановки, много грязи в воздушной линии), то присмотритесь к линейке Yamada NDP (сделаны в Японии!). Эти насосы надежны, как автомат Калашникова. Они лучше всего приспособлены для российских условий эксплуатации типа «поставил и забыл». Ремонтировать их приходится значительно реже по сравнению с конкурентами.

Иногда нужен насос с минимальным расходом сжатого воздуха. Это бывает, когда приходится работать на слабых компрессорах. Или обеспечить высокую энергоэффективность установки. В этих случаях мы рекомендуем модели Yamada G15 (15 мм), Yamada NDP-25 (25 мм), SDP-S15 (40 мм), SDP-20 (50 мм), SDP-30 (80 мм).

Если вам нужно перекачать кислоту, щелочь или иную агрессивную жидкость, то по умолчанию мы рекомендуем мембранные насосы Duotek (Италия). Эти насосы бывают из полипропилена для разбавленных жидкостей или из фторопласта PVDF для концентрированных кислот и щелочей. При этом насосы Duotek могут похвастаться европейской сборкой и умеренной ценой.
Если в линии будет высокое давление (более 6 бар), то мы рекомендуем использовать насосы Yamada NDP из полипропилена или Debem Boxer из фторопласта (особенно в типоразмерах 50 и 80 мм). Они стоят дороже, но у них выше запас прочности.
Для подбора химических насосов следует пользоваться этой таблицей: https://zenova.ru/uploads/attachment/599/Chemical-compatibility-table_Seko_Duotek.pdf.

Для экстремально агрессивных жидкостей (с которыми не справляется фторопласт PVDF) следует предпочесть мембранный насос Debem Boxer FPC-100, чей корпус целиком сделан из фторопласта PTFE (тефлона). Этот насос является более дешевым аналогом для немецких насосов Almatec и польских насосов Tapflo. 

Для перекачивания нефтепродуктов или ЛВЖ следует использовать алюминиевые насосы с мембранами из Hytrel, NBR или PTFE. Обычно мы предлагаем Zenova Pneumatic ADP или Yamada NDP. При этом российский сертификат взрывозащиты имеют только насосы Yamada NDP. 

Для перекачивания растворителей лучше выбрать мембранный насос из нержавеющей стали. Бюджетный вариант – это ADP. Вариант подороже – итальянские Duotek AF. Самый дорогой и долговечный вариант – японские Yamada NDP.

Для перекачивания клеев подойдут мембранные металлические насосы с двух-трех кратным запасом по производительности. Обычно это Zenova Pneumatic или Yamada NDP. 

Для перекачивания пищевых жидкостей мы рекомендуем линейку насосов Duotek FOOD из полированной нержавеющей стали AISI 316.

Если в жидкости много абразивных частиц, то следует выбирать насосы из чугуна Yamada NDP или ADP из нержавеющей стали. При этом лучше использовать мембраны из Santoprene, Hytrel, Neoprene или NBR. 

В некоторых случаях нашим покупателям необходимы насосы с минимальным количеством вибраций и пульсаций потока жидкости. В этих случаях мы рекомендуем использовать насосы с дополнительными демпферами пульсаций Zenova (пассивными) или Duotek (активными).

Для примера посмотрите сравнительную таблицу цен на разные мембранные пневматические насосы с присоединением 25 мм и более-менее похожей производительностью:

	Vetlan Pneumatic SDP-S1FB1A	Vetlan Pneumatic ADP-66612B-344	Duotek AF0160P	Duotek AF0160K	Yamada NDP-25BAS	Yamada NDP-25BPT-PP
Страна производства	Китай	Китай	Италия	Италия	Япония	Япония
Макс. расход, м3/час	10	8	10,2	10,2	10,2	10,2
Макс. давление, м.в.ст.	86	83	80	80	70	70
Присоединение, мм	25
Проточная часть	Алюминий	Нерж. сталь	Полипропилен	PVDF	Алюминий	Полипропилен
Материал мембран	Сантопрен	PTFE	PTFE	PTFE	Сантопрен	PTFE
Макс. температура жидкости, °C	82	104	65	95	100	82
Диаметр твердых включений, мм	6	3,2	7,5	7,5	3	3
Ценовой уровень	бюджетный	бюджетный	средний	средний	высокий	высокий
Цена	357$ (≈25141 руб)	570$ (≈40226 руб)	552€ (≈45141 руб)	1481€ (≈73656 руб)	730€ (≈59723 руб)	906€ (≈74159 руб)

Рублевые цены указаны только для ориентира; они меняются в зависимости от курса валюты.

• Химическая и нефтехимическая промышленности: способны перекачивать сильные кислоты, щелочи, различные растворители, суспензии, клеи, смазки, отходы нефтепереработки, нефтяные масла и др.
• Пищевая промышленность: используются как фильтр-пресс на пивоваренных компаниях, для переработки масел, вязких жидкостей (карамель, джем), сред с твердыми включениями (пасты с орехами или кусочками фруктов) и др.
• Керамическая промышленность: перекачивание керамических шликеров и лаков, глазури, откачивание шахтных вод.
• Лакокрасочная промышленность: перекачивание паст, затирок и лаков; Герметичность мембранных насосов обеспечивает требования по взрывобезопасности.
• Стекольное и стекловолоконное производство: перекачивание полировочной пасты для оптических линз, отработанных стоков со станков механической обработки и резки стекла.

Любой пользователь для своей задачи рассмотрит в первую очередь центробежный насос, поскольку тот прост и понятен. Попробуем ответить на вопрос, какой смысл в выборе мембранного насоса по сравнению с центробежным. Итак, по пунктам:

1. Мембранный насос обладает высоким КПД?

Конечно, нет. Мембранный пневматический насос более энергозатратен по сравнению с электрическим. Сначала компрессор превращает электрическую энергию в энергию сжатого воздуха. Затем мембранный насос использует сжатый воздух и преобразует его в кинетическую энергию движения жидкости. Двойное преобразование энергии несомненно ведет к потерям эффективности. Диафрагменные насосы традиционного дизайна потребляют до 4-5 раз больше энергии по сравнению со своими центробежными собратьями. Технологически продвинутые диафрагменные насосы, например, Almatec (Германия) или насосы с технологией DirectFlo от Samoa (Испания) позволяют сократить потери до 2,5 раз.

2. Мембранный насос очень прост в эксплуатации?

Скорее да, чем нет. Чаще всего мембранный насос перестает работать по причине разрыва мембран. Некоторые задачи подразумевают частую замену мембран: раз в несколько месяцев. Это вроде бы не очень удобно. Однако замена мембран для опытного оператора может занять всего 15-20 минут.

Чуть сложнее ситуация для мембранного насоса с выходом из строя воздушного клапана мембранного насоса. Такой клапан может состоять из нескольких десятков деталей. Большинство производителей делают внешнюю часть воздушного клапана заменяемой снаружи - без разбора проточной части насоса. Такая замена также будет длится всего несколько минут. А вот замена внутренней части воздушного клапана может занять больше часа. Впрочем, внутренняя часть клапана ломается редко и часто служит столько же, сколько сам насос.

В любом случае ремонт мембранного пневматического насоса по сложности не идет ни в какое сравнение с ремонтом прочих объемных насосов. Если вдруг сломается шестеренный, кулачковый или винтовой насос, то разборка, ремонт и сборка такого насоса может длиться часами, а то и сутками.

Резюмируем так. Мембранные пневматические насосы требуют более частого обслуживания, прежде всего, замены мембран. Но зато само это обслуживание во много раз легче по сравнению с другими типами объемных насосов. Ложка дегтя здесь в том, что стоимость запасных частей на мембранный насос может составлять от 20 до 60% от стоимости самого насоса.

Рисунок 3. В воздушном клапане насоса американской фирмы Ingersoll Rand мы насчитали 32 детали. У Wilden 17 деталей, у Graco 9. А вот испанцы Samoa умудрились сделать воздушный клапан единой деталью.

3. Мембранные насосы могут работать при экстремальных температурах?

Нет, не могут. Мембранные насосы выдерживают максимальную температуру от до 60 до +100 °С в зависимости от материала корпуса и материала мембран. У некоторых производителей (например, Almatec, Германия) мембранные насосы могут выдерживать до +120 °С. Высокотемпературные же центробежные насосы могут работать при температурах до +300 и даже до +400 °С.

4. Мембранные насосы могут перекачивать легковоспламеняющиеся жидкости и работать во взрывоопасной среде?

Да. Отсутствие электродвигателя у мембранного насоса резко облегчает решение вопросов со взрывозащитой. Корпус взрывозащищенного диафрагменного насоса должен быть выполнен из алюминия, нержавеющей стали или кондуктивного полимера (кондуктивные полипропилен, ацеталь, фторопласт).

5. Мембранные насосы обладают хорошей химической стойкостью?

Да, но при условии использования соответствующих материалов корпуса и мембран. Например, корпус из полипропилена и мембрана из сантопрена обеспечат хорошую химическую стойкость, а корпус из фторопласта и мембрана из тефлона обладают превосходной химической стойкостью.

6. Мембранные насосы обладают хорошей самовсасывающей способностью?

Да. Самовсос до 4 метров водяного столба без предварительной заливки всасывающей линии обеспечит практически любая модель. Некоторые насосы (например, Wilden) обеспечивают самовсос до 6 метров без предварительной заливки и до 9,5 метров с  предварительной заливкой всасывающей линии. Что касается центробежных насосов, то, во-первых, самовсасывающие модели стоят дороже, во-вторых, занимают больше места, а в третьих, гораздо хуже переносят наличие твердых частиц.

7. Мембранные насосы не так боятся сухого хода как центробежные?

Не боятся. Далеко не все центробежные насосы могут выдержать даже 2-3 минуты работу без жидкости. Вал крутится со скоростью 3000 оборотов в минуту, что быстро приводит к нагреву и дальнейшему повреждению втулок, уплотнений и подшипников. Конечно, существуют более технологичные (и дорогие) модели, которые могут работать по сухому. А вот любые диафрагменные насосы сухого хода боятся гораздо в меньшей степени. Конкретное время безопасной работы “по сухому” может отличаться у различных производителей.

8. Мембранные насосы не боятся твердых частиц?

Не боятся. В зависимости от типоразмера диафрагменного насоса он может перекачивать твердые частицы от 0,4 до 35 мм, при этом доля твердых частиц в жидкости может достигать 90%. Однако следует помнить, что наличие абразивных частиц может сказаться на сроке службы мембран, поэтому для твердых частиц лучше выбирать абразивостойкие мембраны (например, Hytrel).

9. Диафрагменные насосы могут перекачивать вязкие жидкости?

Да, в этом они существенно превосходят своих центробежных собратьев. Допустимая вязкость перекачиваемой жидкости в зависимости от модели от 10 000 до 30 000 сстокс, в то время как центробежные пасуют перед вязкостью более 30 сстокс (до 1000 сстокс у продвинутых моделей центробежных насосов). 

10. Мембранные насосы можно перемещать на другое место?

Да, конечно. Они весят гораздо меньше своих центробежных собратьев и не требуют стационарной установки. Мобильность - очень важное преимущество диафрагменных насосов.

11. Мембранные насосы герметичны?

Да, но с оговоркой. Они не требуют уплотнений в отличии от центробежных собратьев, поэтому при нормальной работе насоса жидкость не может попасть наружу. Однако в случае разрыва мембраны жидкость может вытечь через глушитель.

12. Мембранный насос может работать в погруженном состоянии?

Может, главное, чтобы корпус и внешние детали насоса подходили под соответствующую жидкость. При этом следует обеспечить отвод отработанного воздуха наружу. С центробежным электрическим насосом такой фокус не пройдет.

Резюме

Мембранные насосы в силу своей низкой энергоэффективности и необходимости покупки компрессора используют, если невозможно применить центробежный насос. Пневматический диафрагменный насос - это палочка-выручалочка для ситуаций, когда несколько тяжелых условий присутствуют одновременно. Например, когда одновременно необходим самовсос, в жидкости присутствуют твердые частицы и жидкость при этом еще и вязкая, центробежный насос уже не поставишь. Добавьте сюда химическую активность жидкости и необходимость обеспечить взрывозащиту и у Вас останется один единственный вариант выбора насоса.

Обычно, производители указывают производительность насоса при перекачке воды. На эти данные можно ориентироваться при работе с большинством жидкостей. Однако, следует иметь в виду, что с ростом вязкости жидкости производительность насоса падает. На графике ниже показано, как падает расход насоса при перекачке жидкостей с разной вязкостью. Кроме того, обратите внимание, что у насосов есть показатель предельной вязкости, с которой они могут работать.