Мембранный насос: виды и конструкция диафрагменных насосов

Мембранные вакуумные насосы

Принцип его работы и устройство аналогичны рассмотренному варианту. Устройства обладают полной герметичностью, что предотвращает попадание внутрь всевозможных примесей. Учитывая данную особенность вакуумного мембранного насоса, его применяют там, где требуется стерильность процессов и недопустимы утечки, например:

  • атомная промышленность;
  • медицина;
  • полиграфия;
  • лабораторные исследования;
  • пищевая индустрия;
  • химические процессы.

Мембранный вакуумный насос

Эти устройства, из-за своей конструкции, полностью безопасны для окружающей среды, человека и животных. Поэтому ими оснащаются индивидуальные доильные аппараты. Положительными показателями использования таких насосов на молочных животноводческих комплексах можно считать:

  • компактность, делает возможным размещение аппарата на мобильной тележке с флягами;
  • бесшумность и отсутствие вибрации;
  • малое энергопотребление;
  • min процент механических загрязнений;
  • стойкость к парообразованию;
  • небольшая стоимость.

Вакуумные электронасосы мембранные используют для перекачки газа и создания вакуума в замкнутых системах и емкостях. Применяют их и в виде компрессора.

На территории стран СНГ самой распространенной моделью, является мембранный вакуумный насос НВМ (безмасляный) российского производства. Мембраны аппарата имеют повышенный ресурс, 3000 часов непрерывной работы, достигающийся модернизированным приводом мембран. Они перемещаются вверх-вниз параллельно, а не как обычно качаясь.

Отсутствие трущихся поверхностей в конструкции, как у поршневых агрегатов, обуславливает их повышенный ресурс.

Мембранные (диафрагменные) насосы: принцип работы, разновидности, применение

Благодаря развитию технологий на современном рынке регулярно появляются новые виды оборудования и технических средств, отвечающих более высоким требованиям потребителей. Именно к такому оборудованию можно отнести и мембранный насос, который также называют диафрагменным. Основным рабочим органом данного насоса является мембрана (диафрагма), на возвратно-поступательном движении которой и основан принцип работы данного механического объемного устройства. Принудительно и с определенной цикличностью изменяя размеры рабочей камеры такого насоса, с его помощью можно выполнять перекачку как жидких, так и газовых сред.

Мембранный вакуумный насос во взрывозащитном исполнении

Внутреннее устройство мембранного насоса

Устройство мембранного насоса

В устройство мембранного насоса в классическом исполнении с механическим приводом включает:
1 шариковый клапан
2 ограничитель
3 гайка
4 уплотнительные кольца
5 патрубок
6 шпилька
7 крышка
8 мембрана
9 тарелка
10 поршень
11 шатун
12 корпус насоса
13 эксцентрик
14 червячное колесо
15 пробка
16 гильза поршня.

Шариковый клапан 1 необходит для предотвращения обратного тока жидкости или воздуха.

Ограничители 2 необходимы удерживания шариковых клапанов в пределах седла.

Работа мембранного насоса заключается в следующем. При вращении колеса 14, расположенного в корпусе 12, приходит в движение поршень 10, соединенный с колесом шатуном 11.

Поршень 10 соединен с мембранной 8 с помощью шпильки 6.

Мембрана является одной из стенок рабочей камеры. Под действием нагрузки мембрана изгибается, меняя объем рабочей камеры и жидкость находящаяся в этой камере вытесняется в область нагнетания насоса.

При обратном ходе мембрана выгибается в противоположную сторону, создавая вакуум в рабочей камере и затягивая в неё новую порцию рабочей среды. По принципу работы мембрана схожа с поршневым приводом насоса.

Рассмотрим этот процесс подробнее

Мембраны изготавливаются из как из тонкой металлической пластины, обладающей высокой упругостью, так и из неметаллических материалов, таких как резина, полимеры и кожа.

Мембранные насосы

Компания ENCE GmbH / Швейцария, готова разработать и поставить по Вашему индивидуальному техническому заданию мембранные насосы.

Данные насосные установки могут функционировать на сухом ходу без вреда для основного рабочего органа, их несложно обслуживать. Мембранные насосы исключительно проявили себя при перекачке тех сред, для которых не подходят центробежные насосы (когда существует вероятность повреждения среды).

Мембранный насос от производителя Flojet для топлива

  • Самовсасывающий до 2,4 метра
  • Предохранитель — 18A
  • Встроенный датчик давления ( включается на 2.1 бар (30psi) – выключается на 3.2 бар (45psi) )
  • Мембрана – Geolast, Buna
  • Работает на сухом ходу без повреждений
  • Прерывистый режим работы

Диафрагменный насос отличается несложным устройством. Диафрагменный насос состоит из мембраны, поршня, рабочей камеры и двух клапанов (входного и выходного). Схему работы можно представить следующим образом – с помощью поршня, который установлен на электродвигателе, мембрана может изменять объем рабочей камеры, которая расширяется при движении поршня вниз, благодаря чему перекачиваемая жидкость через входной клапан попадает внутрь камеры. Поднимаясь вверх, поршень выталкивает через выходной клапан жидкость, прижимая мембрану к верхней стенке рабочей камеры. Из данной схемы устройства ясно, что для того, чтобы поршневой насос мог нормально функционировать не потребуется моторов или цилиндрических редукторов. При работе данного типа насосного оборудования не вызывается искра, что обеспечивает полную безопасность при работе с легковоспламеняющимися жидкостями, поэтому именно эти помпы выбирают для их перекачки.

Гарантией полного отсутствия утечек опасных веществ служит отсутствие сальниковых уплотнителей. По принципу работы оборудование относится к насосам объемного действия. Принцип действия основывается на том, что под воздействием на гибкую мембрану, которая может быть, как металлической, так и неметаллической, изменяется объем рабочей камеры. Поскольку насосы обладают столь важной функцией, как самовсасывание, нередко установка их производится прямо на емкость (сверху), которую необходимо опорожнить.

Каждая модель, выбрать которую можно в нашем интернет – магазине, имеет отличные технические характеристики. Все модели представлены в каталоге качественно выполненной фотографией и краткой информацией. Также в каталоге можно ознакомиться с техническими характеристиками любой из них. Если испытываете сложности с определением, какой именно поршневой насос нужен, обратитесь к нашим консультантам, они полностью владеют информацией и подскажут, какой модели стоит отдать предпочтение в каждом конкретном случае.

Принцип работы диафрагменных мембранных насосов

Современные диафрагменные насосы зарекомендовали себя как надежные устройства для создания низкого и высокого вакуума. Разрешение технических и экономических проблем привело к разработке диафрагменных насосов с предельным остаточным давлением от 100 до 0,1 мм рт. ст. и быстротой действия до 200 л/мин. Диафрагменные насосы в отличие от других механических вакуумных насосов можно изготавливать из материалов с высокой химической стойкостью. Поэтому одним из основных видов применения этих насосов в качестве автономных устройств стало создание вакуума в химических лабораториях. В качестве насосов предварительного разрежения и форвакуумных насосов для современных безмасляных высоковакуумных насосов они открывают путь к высокому и сверхвысокому вакууму без использования масел. Многочисленные виды применения включают нанесение покрытий и производство полупроводников, вакуумную металлургию и производство аналитических приборов.

На рис. 1 показано устройство современного диафрагменного насоса.

Рис.1. Схема ступени диафрагменного насоса: 1 — картер; 2 — клапаны; 3 — крышка головки цилиндра; 4 — зажимной диск диафрагмы; 5 — диафрагма; 6 — поддерживающий диск диафрагмы; 7 — шатун; 8 — эксцентриковая втулка.

Камерой откачки называется объем между головкой цилиндра и диафрагмой, которая присоединяется к шатуну посредством зажимного диска. Благодаря движению шатуна происходит сжатие и расширение газа в камере. Шатун подсоединяется к коленчатому валу, приводимому в движение двигателем. Впускной и выпускной клапаны расположены между крышкой головки цилиндра и крышкой картера. Это пластинчатые клапаны, открывающиеся под давлением потока газа.

Увеличение камеры откачки вращательного насоса объемного действия (например двухроторного насоса) приводит к тому, что отношение стоимости насоса к его производительности (л/мин) уменьшается с увеличением быстроты действия. В случае диафрагменного насоса, напротив, увеличение размеров приводит к техническим проблемам при его производстве и эксплуатации (сокращает срок службы диафрагмы). Поэтому для получения большей быстроты откачки цилиндры располагают параллельно.

Применение диафрагменных насосов главным образом ограничивается лабораторными системами в силу их малых размеров и экономических соображений.

Степень сжатия одной ступени диафрагменного насоса, как правило, составляет более 10, поэтому одноступенчатые диафрагменные насосы имеют предельное остаточное давление на уровне 70 мм рт. ст. Для более низких уровней предельного остаточного давления цилиндры соединяют последовательно. Предельное остаточное давление ограничивается эффективностью работы пластинчатых клапанов. В зависимости от динамической характеристики отдельного клапана, в корреляции с его массой, геометрией, модулем упругости и потоком газа, это давление составляет приблизительно 1 мм рт. ст. Поэтому только последовательное соединение не более четырех насосных ступеней имеет практический смысл.

В многоступенчатых диафрагменных насосах выпуск одной ступени соединяется с впуском следующей. Шатуны двух ступеней, соединенные с одним коленчатым валом, как правило, имеют сдвиг по фазе в половину цикла: во время расширения на первой ступени, вторая сжимает газ, и наоборот. Эта конструкция является удобной, но не единственной. Ступени могут быть расположены также V-образно или иметь рядное расположение.

Принцип работы диафрагменного насоса, открытие и закрытие клапанов, а также движение потока газа показаны на рис. 2.

Рис. 2. Принцип работы двухступенчатого диафрагменного насоса, открытие и закрытие клапанов, движение потока газа от впуска к выпуску в течение одного цикла откачки.

Впуск первой ступени — это впуск насоса. На рис. 2, а показана первая ступень во время впуска (расширения газа). По мере увеличения объема камеры откачки впускной клапан открывается в результате перепада давлений между объемом, подлежащим вакуумированию, и камерой откачки, и поток газа поступает в насос. Диафрагмы имеют две мертвые точки при максимальном и минимальном объеме камеры откачки, как показано на рис. 2, б. В этих неподвижных точках газовый поток в насос не поступает — клапаны закрыты под действием равновесного давления. Давление в объеме, подлежащем вакуумированию, соответствует давлению на первой ступени, а давление на второй ступени соответствует давлению на выпуске первой ступени.

Читайте также:  Насос для повышения давления воды в квартире: выбираем повышающий насос высокого давления

Процесс откачки продолжается так, как показано на рис. 2, в. Откачанное количество газа передается с первой ступени на вторую. Диафрагма на первой ступени перемещается в противоположном направлении, и впускной клапан закрывается. Выпускной клапан второй ступени закрывается под действием атмосферного давления. Перепад давлений между двумя ступенями поддерживает в открытом состоянии выпускной клапан первой ступени и впускной клапан второй ступени, и поэтому газ перетекает из первой во вторую ступень. Рис. 2, г представляет собой зеркальное отображение этапа, представленного на рис. 2, б, с точки зрения работы ступеней насоса.

Процесс откачки продолжается так, как показано на рис. 2, в. Откачанное количество газа передается с первой ступени на вторую. Диафрагма на первой ступени перемещается в противоположном направлении, и впускной клапан закрывается. Выпускной клапан второй ступени закрывается под действием атмосферного давления. Перепад давлений между двумя ступенями поддерживает в открытом состоянии выпускной клапан первой ступени и впускной клапан второй ступени, и поэтому газ перетекает из первой во вторую ступень. Рис. 2, г представляет собой зеркальное отображение этапа, представленного на рис. 2, б, с точки зрения работы ступеней насоса.

Справочная информация.

Мембранные насосы относятся к насосам объемного типа. Насосы созданы для выполнения промышленных, многообразных функций, для перекачки различных жидкостей и газов. Существует 3 вида мембранных насосов: пневматический, вакуумный и самовсасывающий. Мембранные пневматические насосы в отличии от центробежных насосов, позволяют закачивать или перекачивать вязкую, плотную, абразивную жидкость, имеют конструкцию с периферийными гидравлическими камерами. Пневматические мембранные Насосы для вязких и густых продуктов надежны и выносливы, устойчивость к коррозии позволяет погрузить насос в жидкость. Для своей работы мембранный насос, по другому его называют диафрагменным пневматическим насосом, получает энергию от компрессора, не от электродвигателя. При этом в насос поступает сжатый воздух и его энергия преобразовывается в энергию колебания мембран, эти мембраны заставляют жидкость двигаться.


Дизайн и конструкция мембранного насоса – это изящество и простота, легкость управления, удобны в эксплуатации, для стабильной работы не требует особого обслуживания. Насос можно легко разобрать, отремонтировать и в течении короткого времени его собрать. Корпус изготавливается из нержавеющей стали или алюминиевых сплавов.

Принцип действия диафрагменных насосов

Как и поршневые аналоги, данные аппараты обладают системой клапанов, обеспечивающих впуск и выпуск, перекачиваемых веществ, поочерёдной блокировкой которых создается направление приложения мембранного усилия.

Простейшая схема работы подразумевает следующие шаги:

1. Впускной клапан открыт, выпускной закрыт.

2. Привод приводит в действие мембрану, которая на обратном ходе, создает отрицательное давление, и состав поступает в рабочую камеру.

3. Впускной клапан закрыт, выпускной клапан открыт.

4. Привод приводит в действие мембрану, которая на прямом ходе создаёт положительное давление, и перекачиваемый состав выталкивает давлением через выпускной клапан.

Без условно простота и надёжность конструкции даёт им ряд преимуществ перед поршневыми насосами. Диафрагменные насосы, являются одними из основных узлов при автоматизации множества процессов на промышленном производстве. Существуют различные сферы и методы применения, диафрагменных насосов, и как следствие огромное количество конфигураций. Насосы данной конструкции универсальны, их легко приспосабливать под требуемые цели и задачи.

Принцип действия диафрагменного насоса

Насос содержит 2-е рабочих камеры, 2-е воздушных камеры и 2-е пластинки. В любой двойке камер, рабочая и воздушная камеры поделены меж собою эластичной мембраной.

Каждая диафрагма зажата 2-я основными тарелками и прикручена к единому штоку. Данный участок в сборе (2 пластинки в штоке) передвигается вперед и обратно под влиянием атмосферы, что поочередно заполняет то правую, то левую воздушные камеры. Переназначение воздуха совершается благодаря перемещению золотника в воздушном клапане.

Каждая рабочая ячейка содержит по 2 возвратных шариковых клапана, что автоматом осуществляет контроль преодоление перекачиваемой воды изнутри насоса: паровпускной распределитель — рабочая ячейка — выпускной распределитель. Сжатое воздушное пространство подается в атмосферный вентиль. Внутри клапана, проникая через систему каналов, воздушное пространство устремляется в правую либо левую воздушную камеру насоса, в связи с расположением золотника. Рост давления в воздушной камере вынуждает искривляться диафрагму, тем самым выталкивая перекачиваемую жидкость в сторону напорного патрубка. Так как пластинки объединены между собою штоком, 2-ая диафрагма в данный период выгибается к середине насоса, тем самым засасывая новую порцию перекачиваемой воды. Обратные шариковые клапаны раскрываются и закрываются один за другим с целью заполнения камер и избегания противотока. При передвижении штока оболочек в крайнюю точку, золотник воздушного клапана автоматом смещается в место, противоположное предыдущему, тем самым, обеспечивая готовность насоса к возобновлению цикла, только с обратного края. Давление, формируемое насосом, непосредственно сопряжено с нажимом подачи атмосферы: 6,8 бар сдавленной атмосферы = 6,8 бар в напорном трубопроводе.

Перечень материалов, входящих в состав диафрагменных насосов, достаточно широк. Первоначально, это пластик, устойчивый к химикатам: полимер, поливинилденфторид, волокно. А кроме того — металл и сталь.

Винтовой насос

Эти насосы функционируют в размашистом спектре давлений, от атмосферного уровня, до 0,04 мбар. Они гарантируют эффективность вплоть до 600 м3/ч. Вследствие отсутствия трения в вакуумной камере и специализированных покрытий рабочих компонентов данные установки имеют все шансы применяться как альтернатива водокольцевым и пластинчато-роторным насосам с целью высоковакуумной откачки газов и паров жидкостей (в том числе агрессивных). При этом перемещаемый газ никак не загрязняется парами воды и масла. За счет неимения трущихся компонентов в криогенной камере данные установки фактически не требуют сервиса.

Учитывая приведенные превосходства, винтовые насосы Elmo-Rietschle свободно используются в химической, фармацевтической, электрической индустрии, при нанесении покрытий, в научно-экспериментальных работах и т.д. Главные технологические процессы: осушение, дистилляция, выпаривание, дегазация, криогенная упаковка, пылеудаление и т.д.

Лабораторные вакуумные насосы

Принцип работы

Сжатый воздух подается в пневмораспределительный механизм и, проходя через золотник, попадает в центральный блок, где по направляющим каналам поступает в левую или правую воздушную камеру насоса (это зависит от положения золотника пневмораспределительного механизма). В воздушной камере сжатый воздух давит на заднюю поверхность первой мембраны, заставляя ее изгибаться в сторону боковой крышки. Нижний клапан закрыт и под действием избыточного давления открывается верхний клапан и жидкость выталкивается из рабочей камеры в нагнетательный коллектор. Так как первая и вторая мембраны жестко соединены штоком, то вторая мембрана в этот момент времени изгибается к центру насоса, поскольку верхний клапан закрыт это движение мембраны вызывает явление разряжения, открывается нижний клапан и в рабочую камеру из всасывающего коллектора поступает жидкость. Каждый раз, когда в одной из двух рабочих камер происходит такт всасывания жидкости, в этот же момент времени в другой рабочей камере происходит такт нагнетание жидкости. При каждом перемещении штока мембран, золотник пневмораспределительного механизма автоматически перераспределяет давление воздуха на противоположную мембрану. Отработанный воздух сбрасывается в атмосферу, через выходное отверстие, которое расположено на центральном блоке и находится с обратной стороны подвода воздуха. Выходное отверстие имеет внутреннюю резьбу для подсоединения пневмоглушителя.

Пневмоглушитель входит в комплект поставки мембранно-пневматического насоса и необходим для снижения уровня шума сбрасываемого сжатого воздуха, а также для защиты механизмов от попадания грязи и пыли. Самыми распространенными материалами изготовления пневмоглушителей это бронза и пластик.

Из-за многократных резких движений мембраны во время работы насоса, на выходе образуется турбулентный пульсирующий поток жидкости. Для частичного уменьшения величины пульсаций применяют гаситель (демпфер) пульсаций. Например, очень удобно использование гасителя пульсаций в тех случаях, когда перекачиваемый продукт имеем склонность к вспениванию. В подборе материала гасителя пульсаций руководствуются теми же принципами, что и для подбора материалов деталей насоса.

Мембрана, диафрагма, определение мембранного насоса

Есть у мембранного дозировочного насоса и другие наименования ─ насос НДМ, насос-дозатор НДМ. В вышеупомянутом ГОСТ 17398-72 среди множества терминов словосочетание мембранный насос отсутствует. В нем вообще нет слов «мембрана» или «мембранный». Зато сказано о диафрагменных насосах.

Слово «диафрагма», происходящее от греческих diaphragma и diaphrasso (перегородка и перегораживаю соответственно), широко используется в самых разных областях знаний ─ анатомии, оптике, акустике, гидравлике. Существительное «мембрана» (от лат. membrana кожица, перепонка) считается синонимом диафрагмы. Но говорить об абсолютной смысловой идентичности мембраны и диафрагмы в русском языке не приходится. Не всегда мембрану можно безболезненно заменить диафрагмой, и наоборот. Но применительно к насосам диафрагменный насос и мембранный насос ─ это фактически одно и то же.

Можно встретить и такое «тонкое» толкование: простое изделие плоской или сферической формы ─ это мембрана насоса, а в случае сложной конфигурации ─ уже диафрагма.

Кстати, «ГОСТ 24856-2014 Арматура трубопроводная. Термины и определения» устанавливает использование к арматуре, в которой в качестве чувствительного или запирающего элемента применена мембрана, названия «мембранная арматура», одновременно подчеркивая нежелательность использования термина «диафрагмовая арматура».

Читайте также:  Ремонт насоса Малыш своими руками: как разобрать?

Исходя из вышесказанного и вслед за ГОСТ 17398-72, можно констатировать, что диафрагменный (мембранный) насос ─ это возвратно-поступательный насос, у которого рабочие органы выполнены в виде упругих диафрагм (мембран).

Мембранные насосы широко применяются в самых разных промышленных технологиях и в быту. От сельского хозяйства ─ мембранный вакуумный насос приводит в действие индивидуальные доильные аппараты, которыми оснащены молочные фермы. До приборостроения ─ мембранные насосы задействованы в тонких и чувствительных магниторазрядных течеискателях.

Мало кому не известен (хотя бы по названию ─ т. н. «Лягушка») самовсасывающий мембранный насос типа НДНМ-4.

Важнейшим элементом карбюратора является мембранный топливный насос, от которого во многом зависит его надежная работа. У некоторых моделей (автомобилисты знают) топливный насос является «проблемным» местом автомобиля.

Мембранный насос для масла эксплуатируют в маслораздаточных установках складов ГСМ.

Мембранный водяной насос высокого давления обеспечивает подъем и транспортировку воды по трубопроводам автономных систем водоснабжения. Достоинство водяных мембранных насосов ─ не ломаться после работы без воды (на сухую).

Исходя из вышесказанного и вслед за ГОСТ 17398-72, можно констатировать, что диафрагменный (мембранный) насос ─ это возвратно-поступательный насос, у которого рабочие органы выполнены в виде упругих диафрагм (мембран).

Диафрагменный насос

Скорость откачивания неагрессивных газов зависит от объема камеры и мощности пневмопривода, которым оснащается мембранный насос. Чем больше диафрагма, тем больше камера, а значит, и быстродействие установки будет возрастать. Благодаря тому, что система абсолютно безопасна и не способна взорваться ни при каких условиях, ее можно использовать в любых помещениях и для различных целей. Чтобы система не перегревалась, ее оснащают системой охлаждения, которая представлена темлообменником.

Пневмопривод диафрагменного насоса перекачивает рабочую жидкость за счет работы диафрагмы, которая вытесняет ее. Сначала он воздействует на диафрагму с одной стороны, затем с другой. В ходе его работы происходит поочередное выталкивание и всасывание рабочей жидкости. Для изменения настройки быстродействия используется гидрораспределитель.

Одним из основных элементов насосов данного типа является мембранный клапан. Он состоит из седла, гибких пластин, уплотнительных колец. Гибкие пластины конструируются в корпус установки. Для соединения обеих частей используется общий вал. Применение установкам с диафрагмой находится на различных предприятиях. Кроме этого ими активно пользуются исследовательские лаборатории. Благодаря тому, что мембранные насосы могут выполнять различные задачи, они и являются столь популярными. Производительность не важна для лабораторий, поскольку там для процессов берется небольшое количество материалов.

При помощи мембранного оборудования обрабатывается небольшое количество жидких и газообразных веществ. Нередко они встречаются и на промышленных заводах, но в этом случае их габариты намного внушительнее. Производительность установок в этом случае также намного выше. Зачастую с использованием насосов производится перекачка различного рода жидкостей между двумя емкостями.

Мембранные насосы различной производительности имеют следующие достоинства:

  • удобную самовсасывающую систему, используемую на емкости, из которой производится откачивание жидкости;
  • способность к откачиванию жидкости, имеющую высокую динамическую взякость;
  • мощность насоса и его конструктивные особенности позволяют откачивать вещество, которое находится на большой высоте;
  • насос работает без материалов для смазки;
  • нормальная работа установки происходит без применения смазочных материалов;
  • удобное управление;
  • большая периодичность проведения технического обслуживания.

Мембранные насосы прочно держат свой сегмент рынка за счет надежности, экономичности, низкой стоимости. Их используют предприятия различного типа для получения низкого и среднего вакуума.

Мембранные насосы прочно держат свой сегмент рынка за счет надежности, экономичности, низкой стоимости. Их используют предприятия различного типа для получения низкого и среднего вакуума.

Принцип действия электрического мембранного насоса для воды

Для инженерных систем, зачастую требуется применение надежного насосного оборудования.

Промышленностью, для этих нужд выпускается множество моделей насосов разных типов.

Одним из наиболее универсальных и простых вариантов стал мембранный насос.


По принципу действия мембранный насос напоминает поршневой, только вместо возвратно-поступательного движения поршня воздействие осуществляется за счет изменения конфигурации гибкой мембраны (диафрагмы).

Принцип работы насоса

Крыльчатые насосы являются разновидностью поршневых насосов. Насосы этого типа были изобретены в середине 19 века.
Насосы являются двухходовыми, то есть подают воду без холостого хода.
Применяются, в основном, в качестве ручных насосов для подачи топлива, масел и воды из скважин и колодцев.

Конструкция:
Внутри чугунного корпуса размещены рабочие органы насоса: крыльчатка, совершающая возвратно-поступательные движения и две пары клапанов (впускные и выпускные). При движении крыльчатки происходит перемещение перекачиваемой жидкости из всасывающей полости в нагнетательную. Система клапанов препятствует перетоку жидкости в обратном направлении

Насосы этого типа имеют в своей конструкции сильфон (“гармошку”), сжимая который производят перекачку жидкости. Конструкция насоса очень простая и состоит всего из нескольких деталей.
Обычно, такие насосы изготавливают из пластика (полиэтилена или полипропилена).
Основное применение – выкачивание химически активных жидкостей из бочек, канистр, бутылей и т.п.

Низкая цена насоса позволяет использовать его в качестве одноразового насоса для перекачивания едких и опасных жидкостей с последующей утилизацией этого насоса.

Пластинчато-роторные (или шиберные) насосы представляют собой самовсасывающие насосы объемного типа. Предназначены для перекачивания жидкостей. обладающих смазывающей способностью (масла. дизельное топливо и т.п.). Насосы могут всасывать жидкость “на сухую”, т.е. не требуют предварительного заполнени корпуса рабочей жидкостью.

Принцип работы: Рабочий орган насоса выполнен в виде эксцентрично расположенного ротора, имеющего продольные радиальные пазы, в которых скользят плоские пластины (шиберы), прижимаемые к статору центробежной силой.
Так как ротор расположен эксцентрично, то при его вращении пластины, находясь непрерывно в соприкосновении со стенкой корпуса, то входят в ротор, то выдвигаются из него.
Во время работы насоса на всасывающей стороне образуется разрежение и перекачиваемая масса заполняет пространство между пластинами и далее вытесняется в нагнетательный патрубок.

Шестеренные насосы с наружным зацеплением шестерен предназначены для перекачивания вязких жидкостей, обладающих смазывающей способность.
Насосы обладают самовсасыванием (обычно, не более 4-5 метров).

Принцип действия:
Ведущая шестерня находится в постоянном зацеплении с ведомой и приводит её во вращательное движение. При вращении шестерён насоса в противоположные стороны в полости всасывания зубья, выходя из зацепления, образуют разрежение (вакуум). За счёт этого в полость всасывания поступает жидкость, которая, заполняя впадины между зубьями обеих шестерён, перемещается зубьями вдоль цилиндрических стенок в корпусе и переносится из полости всасывания в полость нагнетания, где зубья шестерён, входя в зацепление, выталкивают жидкость из впадин в нагнетательный трубопровод. При этом между зубьями образуется плотный контакт, вследствие чего обратный перенос жидкости из полости нагнетания в полость всасывания невозможен.

Насосы аналогичны по принципу работы обычному шестеренному насосу, но имеют более компактные размеры. Из минусов можно назвать сложность изготовления.

Принцип действия:
Ведущая шестерня приводится в действие валом электродвигателя. Посредством захвата зубьями ведущей шестерни, внешнее зубчатое колесо также вращается.
При вращении проемы между зубьями освобождаются, объем увеличивается и создается разряжение на входе, обеспечивая всасывание жидкости.
Среда перемещается в межзубьевых пространствах на сторону нагнетания. Серп, в этом случае, служит в качестве уплотнителя между отделениями засасывания и нагнетания.
При внедрении зуба в межзубное пространство объем уменьшается и среде вытесняется к выходу из насоса.

Название этого насоса происходит от формы рабочего органа – диска, выгнутого по синусоиде. Отличительной особенностью синусных насосов является возможность бережного перекачивания продуктов содержащих крупные включения без их повреждения.
Например, можно легко перекачивать компот из персиков с включениями их половинок (естественно, что размер перекачиваемых без повреждения частиц зависит от объема рабочей камеры. При выборе насоса нужно обращать на это внимание).

Размер перекачиваемых частиц зависит от объема полости между диском и корпусом насоса.
Насос не имеет клапанов. Конструктивно устроен очень просто, что гарантирует долгую и безотказную работу.

На валу насоса, в рабочей камере, установлен диск, имеющий форму синусоиды. Камера разделена сверху на 2 части шиберами (до середины диска), которые могут свободно перемещаться в перпендикулярной к диску плоскости и герметизировать эту часть камеры не давая жидкости перетекать с входа насоса на выход (см. рисунок).
При вращении диска он создает в рабочей камере волнообразное движение, за счет которого происходит перемещение жидкости из всасывающего патрубка в нагнетательный. За счет того, что камера наполовину разделена шиберами, жидкость выдавливается в нагнетательный патрубок.

Основной рабочей частью эксцентрикового шнекового насоса является винтовая (героторная) пара, которая определяет как принцип работы, так и все базовые характеристики насосного агрегата. Винтовая пара состоит из неподвижной части – статора, и подвижной – ротора.

Статор – это внутренняя n+1-заходная спираль, изготовленная, как правило, из эластомера (резины), нераздельно (либо раздельно) соединенного с металлической обоймой (гильзой).

Ротор – это внешняя n-заходная спираль, которая изготавливается, как правило, из стали с последующим покрытием или без него.

Читайте также:  Ремонт насоса отопления (циркуляционного) своими руками

Стоит указать, что наиболее распространены в настоящее время агрегаты с 2-заходными статором и 1-заходным ротором, такая схема является классической практически для всех производителей винтового оборудования.

Важным моментом, является то, что центры вращения спиралей, как статора, так и ротора смещены на величину эксцентриситета, что и позволяет создать пару трения, в которой при вращении ротора внутри статора создаются замкнутые герметичные полости вдоль всей оси вращения. При этом количество таких замкнутых полостей на единицу длины винтовой пары определяет конечное давление агрегата, а объем каждой полости – его производительность.

Винтовые насосы относятся к объемным насосам. Эти типы насосов могут перекачивать высоковязкие жидкости, в том числе с содержанием большого количества абразивных частиц.
Преимущества винтовых насосов:
– самовсасывание (до 7. 9 метров),
– бережное перекачивание жидкости, не разрушающее структуру продукта,
– возможность перекачивания высоковязких жидкостей, в том числе содержащих частицы,
– возможность изготовления корпуса насоса и статора из различных материалов, что позволяет перекачивать агрессивные жидкости.

Насосы этого типа получили большое распространение в пищевой и нефтехимической промышленности.

Насосы этого типа предназначены для перекачивания вязких продуктов с твердыми частицами. Рабочим органом является шланг.
Преимущество: простота конструкции, высокая надежность, самовсасывание.

Принцип работы:
При вращении ротора в глицерине башмак полностью пережимает шланг (рабочий орган насоса), расположенный по окружности внутри корпуса, и выдавливает перекачиваемую жидкость в магистраль. За башмаком шланг восстанавливает свою форму и всасывает жидкость. Абразивные частицы вдавливаются в эластичный внутренний слой шланга, затем выталкиваются в поток, не повреждая шланга.

Вихревые насосы предназначены для перекачивания различных жидкотекучих сред. насосы обладают самовсасыванием (после залива корпуса насоса жидкостью).
Преимущества: простота конструкции, высокий напор, малые размеры.

Принцип действия:
Рабочее колесо вихревого насоса представляет собой плоский диск с короткими радиальными прямолинейными лопатками, расположенными на периферии колеса. В корпусе имеется кольцевая полость. Внутренний уплотняющий выступ, плотно примыкая к наружным торцам и боковым поверхностям лопаток, разделяет всасывающий и напорный патрубки, соединенные с кольцевой полостью.

При вращении колеса жидкость увлекается лопатками и одновременно под воздействием центробежной силы закручивается. Таким образом, в кольцевой полости работающего насоса образуется своеобразное парное кольцевое вихревое движение, почему насос и называется вихревым. Отличительная особенность вихревого насоса заключается в том, что один и тот же объем жидкости, движущейся по винтовой траектории, на участке от входа в кольцевую полость до выхода из нее многократно попадает в межлопастное пространство колеса, где каждый раз получает дополнительное приращение энергии, а следовательно, и напора.

Газлифт (от газ и англ. lift — поднимать), устройство для подъёма капельной жидкости за счёт энергии, содержащейся в смешиваемом с ней сжатом газе. Газлифт применяют главным образом для подъёма нефти из буровых скважин, используя при этом газ, выходящий из нефтеносных пластов. Известны подъёмники, в которых для подачи жидкости, главным образом воды, используют атмосферный воздух. Такие подъёмники называют эрлифтами или мамут-насосами.

В газлифте, или эрлифте, сжатый газ или воздух от компрессора подаётся по трубопроводу, смешивается с жидкостью, образуя газожидкостную или водо-воздушную эмульсию, которая поднимается по трубе. Смешение газа с жидкостью происходит внизу трубы. Действие газлифта основано на уравновешивании столба газожидкостной эмульсии столбом капельной жидкости на основе закона сообщающихся сосудов. Один из них — буровая скважина или резервуар, а другой — труба, в которой находится газожидкостная смесь.

Мембранные насосы относятся к объемным насосам. Существуют одно- и двухмембранные насосы. Двухмембраные, обычно выпускаются с приводом от сжатого воздуха. На нашем рисунке показан именно такой насос.
Насосы отличатся простотой конструкции, обладают самовсасыванием (до 9 метров), могут перекачивать химически агрессивные жидкости и жидкости с большим содержанием частиц.

Принцип работы:
Две мембраны, соединенные валом, перемещаются вперед и назад под воздействием попеременного нагнетания воздуха в камеры позади мембран с использованием автоматического воздушного клапана.

Всасывание: Первая мембрана создает разрежение, когда она движется от стенки корпуса.
Нагнетание: Вторая мембрана одновременно передает давление воздуха на жидкость, находящуюся в корпусе, проталкивая ее по направлению к выпускному отверстию. Во время каждого цикла давление воздуха на заднюю стенку выпускающей мембраны равно давлению, напору со стороны жидкости. Поэтому мембранные насосы могут работать и при закрытом выпускном клапане без ущерба для срока службы мембраны

Шнековые насосы часто путают с винтовыми. Но это совершенно разные насосы, как можно увидеть в нашем описании. Рабочим органом является шнек.
Насосы этого типа могут перекачивать жидкости средней вязкости (до 800 сСт), обладают хорошей всасывающей способностью (до 9 метров), могут перекачивать жидкости с крупными частицами (размер определяется шагом шнека).
Применяются для перекачивания нефтешламов, мазутов, солярки и т.п.

Внимание! Насосы НЕСАМОВСАСЫВАЮЩИЕ. Для работы в режиме всасывания требуется заливка корпуса насоса и всего всасывающего шланга)

Центробежные насосы являются самыми распространенными насосами. Название происходит от принципа действия: насос работает за счет центробежной силы.
Насос состоит из корпуса (улиитки) и расположенного внутри рабочего колеса с радиальными изогнутыми лопастями. Жидкость попадает в центр колеса и под действием центробежной силы отбрасывается к его перифирии а затем выбрасывается через напорный патрубок.

Насосы используются для перекачивания жидких сред. Существуют модели для химически активный жидкостей, песка и шлама. Отличаются материалами корпуса: для химических жидкостей используют различные марки нержавеющих сталей и пластика, для шламов – износостойкие чугуны или насосы с покрытием из резины.
Массовое использование центробежных насосов обусловлено простотой конструкции и низкой себестоимостью изготовления.

Многосекционные насосы – это насосы с несколькоми рабочими колесами, расположенными последовательно. Такая компоновка нужна тогда, когда необходимо большое давление на выходе.

Дело в том, что обычное центробежное колесо выдает максимальное давление 2-3 атм.

По этому, для получения более высоких значение напора, используют несколько последовательно установленных центробежных колес.
(по сути, это несколько последовательно соединенных центробежных насосов).

Такие типы насосов используют в качестве погружных скважинных и в качестве сетевых насосов высокого давления.

Трехвинтовые насосы предназначены для перекачивания жидкостей, обладающих смазывающей способностью, без абразивных механических примесей. Вязкость продукта – до 1500 сСт. Тип насоса объемный.
Принцип работы трехвинтового насоса понятен из рисунка.

Насосы этого типа применяются:
– на судах морского и речного флота, в машинных отделениях,
– в системах гидравлики,
– в технологических линиях подачи топлива и перекачивания нефтепродуктов.

Струйный насос предназначен для перемещения (откачки) жидкостей или газов с помощью сжатого воздуха (или жидкости и пара), подающегося через эжектор. Принцип работы насоса основан на законе Бернули (чем выше скорость течения жидкости в трубе, тем меньше давление этой жидкости). Этим обусловлена форма насоса.

Конструкция насоса чрезвычайно проста и не имеет движущихся деталей.
Насосы этого типа можно использовать в качестве вакуумный насосов или насосов для перекачивания жидкости (в том числе, содержащих включения).
для работы насоса необходим подвод сжатого воздуха или пара.

Струйные насосы, работающие от пара, называют пароструйными насосами, работающие от воды – водоструйными насосами.
Насосы, отсасывающие вещество и создающие разряжение, называются эжекторами. Насосы нагнетающие вещество под давлением – инжекторами.

Этот насос работает без подвода электроэнергии, сжатого воздуха и т.п. Работа насоса этого типа основана на энергии поступающей самотеком воды и гидроудара, возникающего при резком её торможении.

Принцип работы гидротаранного насоса:
По всасывающей наклонной трубе вода разгоняется до некоторой скорости, при которой отбойный подпружиненный клапан (справа), преодолевает усилие пружины и закрывается, перекрывая поток воды. Инерция резко остановленной воды во всасывающей трубе создает гидроудар (т.е. кратковременно резко возрастает давление воды в питающей трубе). Величина этого давления зависит от длины питающей трубы и скорости потока воды.
Возросшее давление воды открывает верхний клапан насоса и часть воды из трубы проходит в воздушный колпак (прямоугольник сверху) и отводящую трубу (слева от колпака). Воздух в колпаке сжимается, накапливая энергию.
Т.к. вода в питающей трубе остановлена, давление в ней падает, что приводит к открытию отбойного клапана и закрытию верхнего клапана. После этого вода из воздушного колпака выталкивается давлением сжатого воздуха в отводящую трубу. Так как отбойный клапан открылся, вода снова разгоняется и цикл работы насоса повторяется.

Принцип действия:
Ведущая шестерня находится в постоянном зацеплении с ведомой и приводит её во вращательное движение. При вращении шестерён насоса в противоположные стороны в полости всасывания зубья, выходя из зацепления, образуют разрежение (вакуум). За счёт этого в полость всасывания поступает жидкость, которая, заполняя впадины между зубьями обеих шестерён, перемещается зубьями вдоль цилиндрических стенок в корпусе и переносится из полости всасывания в полость нагнетания, где зубья шестерён, входя в зацепление, выталкивают жидкость из впадин в нагнетательный трубопровод. При этом между зубьями образуется плотный контакт, вследствие чего обратный перенос жидкости из полости нагнетания в полость всасывания невозможен.

Ссылка на основную публикацию