Мембранные пневматические насосы

Расход и напор указаны на воде при максимальном давлении воздуха. Сухой самовсос — высота, на которую насос поднимает жидкость при пустой всасывающей линии.

Коротко о каждой серии:

• Arkad — самая широкая линейка Seko: 11 типоразмеров от 7 до 880 л/мин, вязкость до 55 000 сСт, твёрдые частицы до 12 мм. Воздухораспределитель не требует смазки.

• Duotek — итальянские насосы, которые делают под Миланом. Есть сверхкомпактные пластиковые модели на 7 и 18 л/мин для встраивания в оборудование. Сертифицированы по ATEX для зоны 2.

• Vetlan Pneumatic ADP — конструктивно повторяют насосы ARO и встают на их место по креплениям. Недорогие, с широким выбором мембран: PTFE, сантопрен, Hytrel.

• Vetlan Pneumatic SDP — аналоги Sandpiper. Самый большой расход в каталоге (до 64,7 м³/ч), модели на 40–80 мм экономно расходуют воздух. Самовсос скромнее, чем у остальных серий.

• Yamada NDP — японские насосы для тяжёлых режимов. Запускаются от 0,5 бар, есть исполнения из чугуна для шламов. У металлических моделей есть российский сертификат взрывозащиты.

• Debem Boxer и Cubic — итальянские насосы среднего класса. В линейке есть Boxer FPC 100 с корпусом из PTFE для жидкостей, с которыми не справляется PVDF.

В каталоге только двухмембранные насосы. Две мембраны соединены общим штоком и разделяют корпус на воздушные камеры в центре и рабочие камеры по краям.

Рисунок 1. Классический двухмембранный насос фирмы Wilden (США)

Теперь посмотрим на внутреннее устройство диафрагменных насосов и как они работают.

Рисунок 2. Внутреннее устройство двухмембранного насоса и его рабочие такты

 Насос работает в два такта:

1. Воздушный клапан подаёт сжатый воздух в левую воздушную камеру. Левая мембрана выталкивает жидкость из своей рабочей камеры в напорный патрубок. Правая мембрана, связанная с ней штоком, в это время создаёт разрежение и втягивает жидкость через всасывающий патрубок.

2. Клапан переключается, и всё повторяется зеркально: правая камера нагнетает, левая всасывает.

Направление потока задают четыре шариковых клапана: на каждом такте два из них открыты, два закрыты. Подачу регулируют давлением и расходом воздуха — частотный преобразователь не нужен.

• Химия и нефтехимия: кислоты, щёлочи, растворители, реагенты, нефтепродукты, отработанные масла.

• Лаки, краски, полиграфия: подача красок и лаков, клеёв, смол, пигментных паст.

• Керамика, стекло, стройматериалы: шликер, глазурь, шпаклёвки, полировальные суспензии.

• Водоподготовка и очистные: дозирование реагентов, подача шлама на фильтр-пресс, откачка приямков и отстойников.

• Гальваника и металлообработка: электролиты, травильные растворы, СОЖ.

• Склад и логистика: перекачка из бочек, еврокубов и цистерн.

Какой компрессор нужен для мембранного насоса?

Тот, который выдаёт нужный расход воздуха при рабочем давлении. Расход воздуха смотрите на графике модели в точке, где пересекаются ваши подача и напор. Берите компрессор с запасом: если воздуха не хватает, насос работает рывками и не выходит на заявленную подачу.

Как регулировать производительность?

Давлением и расходом воздуха на входе. Меньше воздуха — реже ходы мембран, меньше подача. Частотный преобразователь не нужен.

Какое давление создаёт насос?

Давление на выходе не превышает давление подаваемого воздуха. При 7 бар воздуха насос выдаст до 7 бар, то есть около 70 м напора.

Можно ли запускать насос всухую?

Да, насос сам заполняет всасывающую линию. Короткий сухой ход ему не вредит. Долго гонять всухую насос с мембранами из PTFE не стоит: мембраны изнашиваются быстрее.

Что чаще всего ломается?

Мембраны и шары клапанов — это расходные детали. Срок службы зависит от жидкости, давления и частоты ходов. Менять их можно на месте, ремкомплекты есть в разделе «Запчасти и аксессуары».

Почему насос обмерзает?

Сжатый воздух, расширяясь на выхлопе, сильно охлаждается, и влага из него замерзает в глушителе. Помогает осушение воздуха, снижение давления и насос большего типоразмера, который работает с меньшей частотой.

Можно ли поставить насос Vetlan вместо ARO или Sandpiper?

ADP повторяет конструкцию ARO, SDP — Sandpiper. По присоединительным размерам и креплениям они совпадают с оригиналами — сверьте артикул, расшифровка есть на страницах серий.

Материалы корпуса

• Полипропилен — самый доступный материал с широкой химической стойкостью. Для разбавленных кислот и щелочей. До +60…+65 °C.

• PVDF — фторопласт для концентрированных кислот и щелочей. До +95 °C. У Arkad — PVDF с углеволокном, токопроводящий.

• PTFE — фторопласт с максимальной химической стойкостью. В каталоге одна модель: Debem Boxer FPC 100.

• Ацеталь (POMc) — недорогой пластик для растворителей и углеводородов, стоек к истиранию. Для кислот и щелочей не подходит. До +80 °C.

• Алюминий — нейтральные жидкости, нефтепродукты, краски, клеи.

• Нержавеющая сталь AISI 304 и AISI 316 — растворители, пищевые и абразивные среды, коррозионно-активные жидкости.

• Чугун — толстостенные корпуса для шламов и абразива. В каталоге — Yamada NDP на 40, 50 и 80 мм.

Материалы мембран

• PTFE (тефлон) — подходит почти для любой жидкости. Мембрана двухслойная: к жидкости обращён PTFE, к воздуху — подложка из сантопрена или Hytrel. Минус — жёсткость: самовсос ниже, длительный сухой ход сокращает срок службы.

• Сантопрен (Santoprene) — термопласт с хорошей стойкостью к истиранию и многим кислотам и щелочам. С нефтепродуктами не работает. Хорошо переносит отрицательные температуры.

• Hytrel (хайтрел) — самый прочный и износостойкий материал. Для нейтральных жидкостей, нефтепродуктов, абразива.

• Неопрен — недорогая резина для нейтральных сред. В каталоге — на чугунных Yamada.

Шары и сёдла клапанов подбирают под корпус и мембрану. Для пластиковых насосов это обычно шары из PTFE и сёдла из материала корпуса. Для вязких и плотных жидкостей ставят шары из нержавеющей стали.

Производитель указывает расход на воде. С ростом вязкости подача падает: у каждой модели есть предельная вязкость, выше которой насос не работает.

Производители задают предел вязкости в сантипуазах (динамическая вязкость). На сайте он приведён в сСт: для жидкости плотностью 1 г/см³ эти величины численно совпадают. Если жидкость плотнее воды, пересчитайте или уточните у наших инженеров.

Кислоты, щёлочи, реагенты. Берите пластиковый корпус: полипропилен — для разбавленных растворов, PVDF — для концентрированных кислот и щелочей. Это Duotek и Arkad с индексами P и K, бюджетнее — Vetlan ADP и SDP из полипропилена, ADP из PVDF. Мембраны — PTFE. Совместимость конкретной жидкости проверяйте по таблице химической стойкости: нужны название, концентрация и температура.

Жидкости, с которыми не справляется PVDF. Debem Boxer FPC 100 — корпус целиком из PTFE. [!]

Растворители. Нержавеющая сталь: Vetlan ADP и SDP из AISI 304, Duotek и Arkad из AISI 316. Вариант дешевле нержавейки — Duotek и Arkad из ацеталя (индекс M). Насосы с алюминиевыми деталями в проточной части не используют для трихлорэтана, метиленхлорида и других галогенсодержащих растворителей.

Нефтепродукты, масла, топливо. Алюминиевый корпус, мембраны Hytrel или PTFE. Сантопрен для нефтепродуктов не подходит. Обычно это Vetlan ADP или SDP.

Взрывоопасная зона, ЛВЖ. Только металлический или токопроводящий корпус и обязательное заземление. Сертификаты у серий разные — см. раздел «Взрывозащита» ниже.

Шламы, шликер, абразив. Металлический корпус и мембраны из сантопрена или Hytrel: они устойчивее к истиранию, чем PTFE. Проверьте, что диаметр частиц меньше допустимого для модели, и берите насос с запасом по размеру — на малых оборотах клапаны и мембраны живут дольше.

Клеи, пасты, вязкие продукты. Нужен двух-трёхкратный запас по производительности, шары клапанов из нержавеющей стали, короткая всасывающая линия большого диаметра. Насос лучше ставить ниже уровня жидкости или рядом с ёмкостью.

Малые расходы, встраивание в станок или принтер. Duotek AF0007 и AF0018, Arkad J0007 и J0018, Debem Midgetbox и Cubic 15.

Слабый компрессор или важна экономия воздуха. Vetlan SDP на 40, 50 и 80 мм.

Жидкость ниже насоса. Смотрите на сухой самовсос в карточке. Больше всего он у алюминиевых Duotek (до 6 м), Vetlan ADP (до 5,7 м) и Yamada NDP (до 5,8 м). Vetlan SDP поднимает жидкость на 1,5–2,8 м — его ставят ближе к ёмкости.

Нужен ровный поток без пульсаций. К любому насосу добавьте демпфер пульсаций — активный или пассивный. Они лежат в разделе «Запчасти и аксессуары».

1. Жидкость. По названию, концентрации и температуре выберите материал корпуса, мембран, шаров и сёдел.

2. Расход и напор. В карточке указан максимум на воде. Рабочую точку берите в середине кривой: насос, который постоянно работает на пределе, быстрее изнашивает мембраны и расходует больше воздуха.

3. Вязкость. С ростом вязкости подача падает — поправку смотрите по графику ниже. У каждой модели есть предел: от 500 сСт у самых маленьких насосов до 55 000 сСт у крупных.

4. Твёрдые частицы. Допустимый диаметр зависит от типоразмера: 2–3 мм у небольших моделей, до 10–12 мм у насосов на 2–3".

5. Высота всасывания. Мембраны из PTFE всасывают хуже резиновых и термопластичных. Чем выше подъём, тем меньше подача: ориентировочно при 4 м она падает на 15 %, при 7 м — почти на 40 %.

6. Сжатый воздух. Проверьте давление в пневмосети (насосам нужно от 1,5–2 до 7–8,6 бар в зависимости от серии) и расход воздуха по графику модели. От этого зависит, хватит ли вашего компрессора.

• Воздух. На линии подачи ставят регулятор давления с манометром, запорный кран и регулятор расхода. Воздух должен быть чистым. Arkad, Duotek и Debem работают на сухом воздухе без смазки, а Yamada пересушенный воздух не любит — уточняйте по инструкции серии.

• Воздушный шланг. Если он длиннее метра, берите диаметр на один-два размера больше воздушного штуцера насоса, иначе подача упадёт.

• Установка. Насос ставят горизонтально, напорный коллектор — сверху. Трубопроводы подключают через гибкие вставки, корпус заземляют.

• Запуск и остановка. Насос запускается с пустой всасывающей линией. Останавливать его лучше перекрытием воздуха, а не задвижкой на жидкости: не все серии допускают работу на закрытую задвижку.

• Подпор на входе. Избыточное давление жидкости на всасывании сокращает срок службы мембран. Для Vetlan предел — 1 бар.

• Мороз. При температуре ниже 0 °C пневмопривод и глушитель обмерзают. Для таких условий лучше подходят металлические насосы с мембранами из сантопрена.

• Погружение. Насос можно опустить в жидкость, если с ней совместимы все наружные детали. Отработанный воздух выводят наружу отдельным шлангом.

• Разрыв мембраны. При разрыве жидкость попадает в воздушную часть и выходит через глушитель. На опасных жидкостях выхлоп отводят в безопасное место или ставят датчик разрыва мембраны.