Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Мембранный насос (диафрагменный) — объёмный насос возвратно-поступательного действия, у которого вытеснение среды выполняет упругая мембрана, а однонаправленный поток задают обратные клапаны. Чтобы понять, как работает мембранный насос, достаточно проследить два чередующихся такта: при прогибе мембраны в одну сторону в рабочей камере возникает разрежение и идёт всасывание, при обратном ходе — нагнетание. Полное разделение перекачиваемой среды и привода мембраной обеспечивает герметичность без уплотнений вала, поэтому такие насосы применяют для агрессивных, вязких и загрязнённых жидкостей. Ниже разобраны устройство, принцип действия, типы привода, материалы мембран и области применения.
Мембранный насос относится к объёмным насосам с прямолинейным возвратно-поступательным движением рабочего органа. По действующей терминологии стандартизованное наименование — диафрагменный насос: возвратно-поступательный насос, у которого рабочие органы выполнены в виде упругих диафрагм. В отличие от поршневых и плунжерных машин, роль вытеснителя здесь играет гибкая мембрана (диафрагма), которая циклически меняет объём рабочей камеры, попеременно создавая в ней зоны пониженного и повышенного давления. Названия «мембранный» и «диафрагменный» равнозначны.
Главная особенность, определяющая назначение, — мембрана полностью отделяет перекачиваемую среду от приводного механизма. Благодаря этому насос обходится без сальников и уплотнений вала, не имеет трущихся пар в контакте со средой и пригоден для перекачивания агрессивных, абразивных, вязких жидкостей, суспензий с твёрдыми включениями, а в ряде конструкций — и газов.
Мембрана выполняет сразу две задачи: вытесняет среду и герметично разделяет проточную часть и привод.
Базовый комплект элементов мембранного насоса прост и логично вытекает из принципа вытеснения.
Каждая рабочая камера снабжена парой обратных клапанов: всасывающим на входе и нагнетательным на выходе. Клапаны открываются и закрываются автоматически под действием перепада давления, синхронно с ходом мембраны, и исключают обратное перетекание среды. Коллекторы объединяют входы и выходы камер в общие всасывающий и напорный патрубки.
В простейшем исполнении камера одна. В промышленных конструкциях, особенно с пневмоприводом, применяют две зеркально расположенные камеры с двумя мембранами, соединёнными общим штоком: пока одна мембрана нагнетает, вторая всасывает. Это выравнивает подачу и снижает пульсации.
Рабочий цикл состоит из двух тактов, которые непрерывно чередуются за счёт колебаний мембраны.
Направление потока задаёт не мембрана, а пара обратных клапанов: они пропускают среду только «вход → камера → выход».
В двухмембранном насосе такты сдвинуты по фазе: общий шток связывает мембраны так, что нагнетание в одной камере совпадает со всасыванием в другой. Поэтому подача идёт практически непрерывно, а пульсации меньше, чем у одномембранной схемы.
Конструктивная герметичность — следствие самого принципа: мембрана образует сплошную перегородку между проточной частью и приводом. У насоса нет уплотнения вала, через которое возможна утечка, и нет контакта среды с движущимися деталями привода. Это даёт несколько практически важных свойств.
Конкретные пределы по сухому ходу, вязкости, размеру включений и высоте всасывания зависят от типоразмера и конструкции и указываются в руководстве по эксплуатации насоса.
Способ, которым мембране сообщаются колебания, определяет область применения насоса и точность дозирования.
В пневматическом насосе две мембраны закреплены на общем штоке, а сжатый воздух распределяется золотниковым механизмом: он попеременно подаёт воздух в воздушную камеру за одной мембраной (такт нагнетания) и стравливает его из-за другой (такт всасывания). Электропитание не требуется, что удобно во взрывоопасных и удалённых зонах; частота циклов и подача регулируются давлением и расходом подводимого воздуха.
Мембрана — расходный элемент, и её материал подбирают по совместимости с перекачиваемой средой, температуре и наличию абразива. Ниже — ориентиры по типовым эластомерам и фторопласту; точную совместимость для конкретной среды и концентрации проверяют по таблицам химической стойкости и документации производителя.
Для совмещения химической стойкости и эластичности применяют двухслойные мембраны: сторона, контактирующая со средой, выполняется из PTFE, а пневматическая (приводная) сторона — из эластомера (например, EPDM). Так фторопласт защищает от агрессивной среды, а эластичная подложка обеспечивает ресурс при изгибах.
Превышение номинального давления привода и работа за пределами температурного диапазона материала ускоряют усталостное разрушение мембраны. Рабочие параметры выбирают по паспорту насоса и материала.
Как у любого объёмного насоса, подача мембранного насоса определяется вытесняемым за цикл объёмом и частотой циклов, а не напором сети.
Qт = q · n · z
Практический вывод: подачу регулируют изменением частоты циклов (для пневмопривода — расходом и давлением воздуха, для электромагнитного — частотой импульсов), а не дросселированием напорной линии. Закрытие напорной линии у объёмного насоса ведёт к недопустимому росту давления, поэтому в схему вводят предохранительный или перепускной клапан.
Сочетание герметичности, самовсасывания и стойкости к загрязнениям определяет круг задач мембранных насосов.
Химическая промышленность — перекачка кислот, щелочей и растворителей; водоподготовка и водоочистка — дозирование реагентов, флокулянтов, коагулянтов; лакокрасочное производство — краски, лаки, клеи; керамика и стройматериалы — абразивные шликеры и суспензии; пищевая и фармацевтическая отрасли — перекачка продуктов при условии применения совместимых материалов. Пневматические двухмембранные насосы востребованы во взрывоопасных зонах, где нежелателен электропривод.
Частые причины отказов: подбор материала мембраны без учёта среды, превышение давления привода, эксплуатация за пределами температурного диапазона, перекрытая или засорённая напорная линия, неверный монтаж клапанов. Контроль состояния мембраны и клапанов входит в регламентное обслуживание.
Гибкая мембрана колеблется и меняет объём рабочей камеры. При увеличении объёма создаётся разрежение и через всасывающий клапан в камеру заходит среда; при уменьшении объёма давление растёт и среда выталкивается через нагнетательный клапан. Клапаны пропускают поток только в одну сторону.
Из мембраны (диафрагмы), рабочей камеры, двух обратных клапанов на каждую камеру (всасывающего и нагнетательного), корпуса с крышками и коллекторами, а также привода, сообщающего мембране колебания.
Оба относятся к объёмным возвратно-поступательным насосам, но в мембранном вытеснителем служит упругая мембрана, а не поршень. Мембрана герметично отделяет среду от привода, поэтому нет уплотнения вала и контакта среды с движущимися металлическими деталями — это удобно для агрессивных и загрязнённых жидкостей.
Мембрана образует сплошную перегородку между проточной частью и приводом. У насоса нет сальника вала, через который возможна протечка, поэтому конструкция герметична по своей сути.
Да. Камера создаёт разрежение и при заполнении воздухом, поэтому насос самовсасывающий и переносит кратковременную работу без жидкости без поломки. Конкретные пределы указываются в руководстве по эксплуатации.
По совместимости со средой. PTFE (фторопласт) даёт наиболее универсальную химстойкость; EPDM подходит для воды, слабых кислот и щелочей, но не для масел; NBR — для масел и топлив, но не для озона и сильных кислот; FKM — для масел, топлив и высоких температур. Для абразивных сред выбирают термоэластопласт или комбинированные мембраны.
В нём две мембраны на общем штоке приводятся сжатым воздухом через золотниковый воздухораспределитель: пока одна камера нагнетает, другая всасывает. Электропитание не нужно, что удобно во взрывоопасных зонах; подачу регулируют давлением и расходом воздуха.
Нет. У объёмного насоса перекрытие напорной линии вызывает резкий рост давления. В обвязку вводят предохранительный или перепускной клапан, а подачу регулируют частотой циклов, а не дросселированием.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.