Мембранные и поршневые вакуумные насосы

В нашем каталоге есть поршневые вакуумные насосы PVP и RP. А еще есть мембранные DP. Какой насос подойдет вам?

У поршневых и мембранных насосов есть общие свойства:

• Отсутствие как масла, так и графита в перекачиваемом воздухе. Воздух, пройдя через насос, остается чистым.
• Компактность, небольшие размеры, невысокая производительность.
• Простота обслуживания. Как правило, безмасляные насосы могут работать без постоянного контроля со стороны оператора. Достаточно лишь раз в несколько тысяч рабочих часов заменять мембраны или уплотнения поршня. 
• Легкость установки. Насосы достаточно подключить к вакуумируемой линии и подать питание. Никакой настройки не требуется. А небольшая масса аппаратов позволяет выполнить монтаж без применения спец-инструментов. 
• Относительно низкий шум. И мембранные и поршневые насосы издают меньше шума, чем равные по производительности пластинчато-роторные.

Однако между поршневыми и мембранными вакуумными насосами есть отличия. Посмотрите сравнительную таблицу:  

На стороне поршневых насосов более высокая производительность и более низкая цена. Мембранные насосы могут похвастать меньшим уровнем шума, а также они не боятся влаги и небольшого количества пыли в откачиваемом воздухе.

Теперь можно перейти к выбору. 

Если к насосу не предъявляется каких-то специальных требований, то сначала лучше рассмотреть к покупке поршневые насосы: они банально дешевле. И лишь если поршневой насос для вашей задачи не подходит, стоит обратить внимание на насосы с мембраной. 

Для удобства вашего выбора мы сравнили серии насосов различных производителей.

• Самые недорогие вакуумные насосы в нашей линейке, это поршневые китайские Zenova RP. Это лучшие из китайских насосов, что мы нашли на рынке. У них неплохое качество сборки, качественные комплектующие и высокая заявленная долговечность. К тому же в линейке есть модель с производительностью аж до 15,6 м³/час. Это довольно много для поршневого насоса. По результатам наших собственных испытаний эти насосы немного не выдают заявленный вакуум (у одноступенчатой модели 110 мбар остаточного давления вместо заявленных 80 мбар). При этом производительность и потребляемый ток даже чуть лучше заявленных параметров. По уровню шума они чуть шумнее чем их тайваньские собратья PVP. В общем, отличные насосы за свою цену. 
• Если для вас важен опыт завода и соответствие заявленным характеристикам, то присмотритесь к поршневым вакуумным насосам Stairs Vacuum PVP (Тайвань). Уровень сборки этих насосов примерно такой же как у насосов RP. Зато насосы PVP работают чуть тише и лучше соответствуют заявленным заводом параметрам. Правда и стоят насосы PVP дороже чем аналоги из линейки RP. 
• Если для вас очень важен акустический комфорт, стойкость к влаге и пыли, то лучше выберите мембранные насосы Stairs Vacuum DMA (Тайвань). Благодаря своей гигиеничности мембранные вакуумные насосы DMA применяются в лабораториях, медицине, полиграфической сфере и для решения других задач связанных с вакуумом. Цены на них выше, чем на поршневые аналоги.

Рублевые цены приведены ориентировочно и могут меняться по мере изменения курсов валют. 

Чаще всего безмасляные мембранные и поршневые насосы используются в лабораторном, медицинском, автосервисном, полиграфическом и упаковочном оборудовании, а также в пищевой, электронной и нефтехимической промышленности.

• В медицине мембранные насосы могут использоваться для электроотсосов и вакуумных осушителей, так как они не боятся влажного воздуха и попадания жидкости.
• В полиграфии — для вакуумных захватов, прижима и раздува листов.
• И мембранные и поршневые насосы могут применяться для небольших упаковочных линий, если требуется маленькая производительность по воздуху: например, упаковка конфет и ювелирных изделий. 

Зачастую выбор между мембранным и поршневым вакуумным насосом - дело вкуса, но если откачиваемый воздух содержит пары влаги или небольшое количество пыли, то лучше предпочесть именно мембранный вакуумный насос. 

Поршневой насос — это один из самых распространенных типов объемных насосов для воздуха. Он состоит из поршня, цилиндра, двух клапанов и двигателя. Его устройство показано на анимации ниже:  

Анимация 1: устройство поршневого вакуумного насоса

Как правило, поршневые насосы оснащены двигателем на 220 вольт переменного тока. Хотя, по запросу, производители могут их оснастить и двигателями постоянного тока на 12 или 24 вольта. 

Основное достоинство поршневого насоса — простота конструкции. Даже несмотря на относительно большое количество движущихся частей, каждая часть насоса может быть изготовлена на простом и легко автоматизируемом оборудовании. Второе достоинство таких насосов — относительное безразличие к давлению на входе. В отличие от пластинчато-роторных насосов, поршневой насос может работать как с атмосферным давлением на входе, так и с любой глубиной вакуума. Основная сложность при производстве безмасляных поршневых насосов — это уплотнение между цилиндром и поршнем. Именно от качества этого уплотнения в первую очередь зависит глубина достигаемого вакуума. Также поршневой насос, обычно, быстрее развивает необходимый вакуум, чем мембранные модели, и поддерживает более стабильное давление в системе (быстрее откачивая возникающие натекания воздуха).

Из конструкции поршневого насоса вытекают и ограничения, накладываемые на его эксплуатацию:

Перекачиваемый газ не должен взаимодействовать с материалами насоса. Так как поршень и цилиндры чаще всего изготавливают из металла, то перекачивать агрессивные газы таким насосом запрещено. Так же запрещено перекачивать и газы, содержащие более 22 % кислорода. 

Так как создать идеальное динамическое уплотнение невозможно, небольшая часть откачиваемого газа будет неизбежно просачиваться через уплотнение поршня в атмосферу. Поэтому таким насосом нельзя перекачивать ядовитые, токсичные и радиоактивные газы. 

Уплотнение цилиндра постепенно изнашивается в процессе эксплуатации насоса. В результате, глубина создаваемого вакуума со временем падает. И в этой ситуации приходится выбирать: чаще менять уплотнения, или мириться с падением глубины вакуума. 

Нельзя перекачивать поршневым насосом и газы, содержащие пыль и другие твердые частицы. Даже небольшое содержание пыли существенно ускорит выход уплотнения из строя. 

Поршневыми насосами нельзя перекачивать взрывоопасные газы, так как перед выпуском в атмосферу газ сильно разогревается в результате сжатия. 

Перекачка влажного воздуха может ускорить износ уплотнений поршня. 

Попадание жидкости в поршневой насос крайне нежелательно — это может привести к повреждению клапанов. 

Еще одно условное преимущество — низкий уровень звукового давления: как правило, поршневые насосы несколько тише мембранных, и значительно тише пластинчато-роторных моделей. 

PVP-40V – это самый компактный насос в модельном ряду с одной рабочей камерой. Его производительность составляет 2,8 м3/ч, а глубина вакуума достигает 100 мбар.

PVP-140V, 200V – двухкамерные насосы с параллельным подключением (одноступенчатые). Насосы имеют увеличенную производительность, но меньшую глубину вакуума (по сравнению с насосами H). Производительность 7,1 - 9,9 м3/ч, глубина вакуума до 70 мБар.

PVP-90H, 140H, 200H – двухкамерные насосы с последовательным подключением (двухступенчатые). Модели со знаком H достигают более глубокого вакуума (до 15 мБар), но имеют меньшую производительность.

Так же поршневые насосы могут поставляться в виде откачных постов — это насос со всем необходимым установленным оборудованием: вакуумметр, обратный и отсечной клапан и сепаратор конденсата. Такие посты будут полезны, если вы покупаете вакуумный насос с нуля, и не хотите самостоятельно монтировать дополнительное оборудование. 

Основной элемент мембранного насоса — эластичная мембрана, периодически прогибаемая поршнем. Мембрану в действии можно увидеть на анимации ниже: 

Анимация 2: принцип работы мембранного вакуумного насоса

Механический привод мембранного насоса похож на аналогичный привод поршневого насоса: на вал электрического двигателя установлен кривошипно-шатунный механизм, поршневая часть которого и толкает эластичную мембрану. Как и у поршневых насосов, мембранные вакуумные насосы могут быть как однокамерными, так и двухкамерными. Камеры также могут соединяться параллельно для увеличения производительности, или последовательно — для увеличения глубины достигаемого вакуума.

Основным преимуществом мембранного насоса перед поршневым является герметичность. Таким насосом, как правило, допускается перекачивать токсичные и ядовитые газы — пока мембрана не повреждена, они не попадут в атмосферу. Кроме того, мембранные насосы более толерантны к наличию в перекачиваемом воздухе пыли, влаги и твердых включений. Даже при случайном попадании жидкости в рабочую камеру, большинство мембранных насосов продолжат работать в том же режиме. Стоит лишь учитывать, что насосы с корпусом из стали при длительном контакте с водой могут покрыться коррозией. Но это не мешает использовать мембранные насосы для перекачивания насыщенных паров жидкостей. 

К недостаткам вакуумного мембранного насоса можно отнести чуть более высокий уровень вибрации и шума, а также необходимость чаще заменять расходники, в сравнении с поршневыми насосами. Условно, к недостаткам насосов с гибкими диафрагмами можно отнести внезапность разрыва мембраны. Если у поршневого насоса эффективность откачки воздуха будет снижаться постепенно с течением времени, то мембранный насос будет сохранять одну и ту же эффективность вплоть до разрыва мембраны. Так что, если вы собираетесь перекачивать опасные газы, то заменяйте мембраны заранее — до того, как они выйдут из строя.

Мембранные вакуумные насосы наиболее часто применяются в следующих областях:

Монтаж и ремонт холодильного оборудования — для удаления воздуха и отработанного хладагента из радиаторов;

Молекулярная дистилляция — мембранные вакуумные насосы позволяют достаточно быстро очистить необходимый реактив;

Медицинский дренаж и вакуумные отсосы — мембранные вакуумные насосы не боятся попадания жидкости, и потому не требуют дорогих фильтров-отделителей перед ними.

Можно использовать диафрагменные вакуумные насосы и в работе печатных машин, и в вакуумных печах, и для массажеров, присосок и манипуляторов.

Отдельная область применения мембранных вакуумников — перекачка дорогих и редких газов. В отличие от насосов с динамическими уплотнениями, ни одна молекула перекачиваемого газа не просочится за пределы мембранного вакуумного насоса.

Первая модель — одноступенчатая DP-60V. Она обеспечивает стандартную производительность и глубину вакуума: 65 л/мин (3,9 м³/час) с остаточным давлением до 80 мБар (8% от атмосферного давления).

Вторая модель двухступенчатая DP-60H. Она обеспечивает более глубокий вакуум до 30 мБар (3% от атмосферного давления), но при этом имеет сниженную производительность до 40 л/мин (2,4 м³/час).