Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Выбрать мембранный или центробежный насос — это прежде всего выбор между объёмным и динамическим принципом перекачивания. Мембранный (диафрагменный) насос относится к объёмным: пара мембран попеременно отсекает и вытесняет порцию среды, обеспечивая самовсасывание, безопасную работу всухую и стабильную подачу при изменении противодавления. Центробежный — динамический насос: рабочее колесо разгоняет жидкость, преобразуя кинетическую энергию в напор. Для маловязких жидкостей при больших подачах и стабильном напоре он эффективнее и компактнее, но требует залива, чувствителен к сухому ходу и не любит вязкие или абразивные среды.
Грамотный выбор учитывает свойства среды (вязкость, абразивность, агрессивность, наличие твёрдых включений и пузырьков газа), требуемые подачу и напор, режим работы (постоянный, периодический, дозирование), условия монтажа (высота всасывания, длина трубопроводов), требования по взрывозащите и санитарии. Ниже сравниваются принципы действия, рабочие характеристики и типовые границы применения мембранных и центробежных насосов.
Термины и определения для насосов закреплены в ГОСТ ISO 17769-1-2014 «Насосы жидкостные и установки. Основные термины, определения, количественные величины, буквенные обозначения и единицы измерения. Часть 1. Жидкостные насосы». По принципу действия все насосы делятся на две большие группы.
Принцип действия определяет ключевые эксплуатационные различия: способность к самовсасыванию, чувствительность к вязкости и противодавлению, поведение при сухом ходе, форму напорной характеристики и устойчивость к абразивной нагрузке.
Мембранный (диафрагменный) насос — это объёмный возвратно-поступательный насос, в котором вытесняющим органом служит гибкая мембрана. Промышленные модели чаще всего выполняются по схеме с двумя мембранами (AODD — Air-Operated Double Diaphragm, пневматический двухмембранный насос).
Две симметричные рабочие камеры разделены гибкими мембранами и связаны через общий шток. Каждая камера снабжена парой обратных клапанов — впускным (всасывающим) и выпускным (нагнетательным), как правило, шарикового типа. Центральный пневмораспределительный (воздухораспределительный) клапан попеременно подаёт сжатый воздух в одну из подмембранных полостей: мембрана вытесняет жидкость через нагнетательный клапан, одновременно вторая мембрана через шток отходит и через всасывающий клапан создаёт разрежение, заполняя свою камеру. По окончании хода распределитель переключается, цикл повторяется. В электроприводных мембранных насосах (EODD) сжатый воздух заменён эксцентриково-кулачковым приводом от мотор-редуктора.
Материалы выбираются под среду — по химической стойкости, температурному диапазону, требованиям санитарии и взрывозащиты.
Центробежный насос — это динамический насос, в котором передача энергии жидкости осуществляется вращающимся рабочим колесом с криволинейными лопастями. Колесо вращается в проточной части (улитке / спиральной камере или направляющем аппарате), разгоняет жидкость к периферии, а в диффузоре кинетическая энергия преобразуется в давление.
Основные узлы — рабочее колесо (одноступенчатое или многоступенчатое), вал, спиральный корпус (улитка), всасывающий и нагнетательный патрубки, торцевое уплотнение или сальник, опорные подшипники. Колесо может быть закрытого, полуоткрытого или открытого типа в зависимости от среды (для чистых жидкостей — закрытое с максимальным КПД; для пульп и жидкостей с включениями — полуоткрытое или открытое). Привод — электродвигатель, напрямую или через муфту.
Поведение центробежного насоса описывается характеристикой H-Q (напор-подача). С ростом подачи Q напор H снижается; при нулевой подаче (закрытый кран) насос развивает максимальный напор. Кривая КПД насоса имеет максимум при определённой подаче — это точка наилучшего КПД (BEP, Best Efficiency Point). Эксплуатация вблизи BEP даёт минимальные потери, низкие вибрации и максимальный ресурс уплотнений и подшипников; работа далеко от BEP — особенно при малых подачах — повышает рециркуляцию, нагрев и износ.
Ключевой параметр работы центробежного насоса — надкавитационный запас (NPSH, Net Positive Suction Head). Различают NPSHR (требуемый, паспортный, при котором падение напора на первой ступени не превышает 3 % — определяется кавитационными испытаниями по ГОСТ 6134-2007) и NPSHA (имеющийся, определяется системой). Для устойчивой работы NPSHA должен превышать NPSHR с инженерным запасом. При несоблюдении этого условия в проточной части возникает кавитация: образование и схлопывание пузырьков пара приводят к падению напора, шуму, вибрациям и кавитационной эрозии лопастей колеса.
NPSHA = (Pатм − Pнп) / (ρ·g) ± Hгс − Hпот
Мембранный насос относится к самовсасывающим. В сухом состоянии (с пустым всасывающим трактом) насос способен создать разрежение и поднять жидкость с заметной геометрической высоты; после заполнения линии высота всасывания достигает большего значения. Конкретные цифры зависят от типоразмера, конструкции клапанов, материала мембраны и плотности перекачиваемой жидкости и приводятся в паспорте на конкретный насос. Сухой ход допустим неограниченно: при отсутствии жидкости мембраны продолжают совершать ход, нагрев минимален, повреждения не наступают. Это критически важно для линий с переменным уровнем (опорожнение бочек, ёмкостей с пенообразованием, всасывание с поплавковым выключателем).
Стандартный центробежный насос — не самовсасывающий. Рабочее колесо в воздухе создаёт небольшое разрежение, недостаточное для подъёма жидкости с реальной высоты. Перед пуском всасывающий тракт и улитку необходимо заполнить (залить) жидкостью; для этого монтируют приёмный клапан со встроенным фильтром или применяют пуск из ёмкости с подпором. Существуют конструкции самовсасывающих центробежных насосов: со встроенным сепаратором газа, с боковым каналом, с эжектором — они способны откачать воздух из всасывающей линии за несколько минут.
Сухой ход для центробежного насоса с торцевым уплотнением запрещён. В сухом состоянии торцевое уплотнение работает без отвода тепла и без смазки рабочей жидкостью, температура в паре трения мгновенно растёт, материал уплотнения разрушается. На ответственных линиях ставят защиту по сухому ходу — реле потока, реле тока двигателя, реле уровня в приёмной ёмкости, поплавковые датчики.
Поведение насоса при росте вязкости среды — одно из ключевых различий между мембранным и центробежным.
В центробежном насосе с ростом вязкости падает КПД, снижается напор и подача, растёт потребляемая мощность. Поправки к рабочим характеристикам центробежных насосов при перекачивании вязких жидкостей нормирует ГОСТ 33967-2016 «Насосы центробежные для перекачивания вязких жидкостей. Поправки к рабочим характеристикам». На практике центробежные насосы общего назначения экономически целесообразно применять при вязкостях до сотен сСт; за этой границей преимущество переходит к объёмным насосам.
Мембранный насос значительно менее чувствителен к вязкости. С её ростом снижается производительность за счёт неполного заполнения камер и роста гидравлических потерь, но насос продолжает перекачивать густые краски, клеи, латексы, шламы. Для высоковязких сред применяют исполнения с увеличенным сечением клапанов и увеличенным временем такта.
Здесь решает не принцип действия, а правильно подобранные материалы.
Форма характеристики H-Q принципиально различна для двух типов.
У центробежного насоса при росте подачи напор плавно снижается по характеристике, заданной геометрией колеса и улитки. Жёсткость характеристики (наклон H-Q) определяет реакцию насоса на изменение противодавления: при росте сопротивления в системе подача падает, насос «уходит» по характеристике влево. Диапазон создаваемых напоров центробежных насосов — широкий, от единиц до сотен метров водяного столба; в многоступенчатых исполнениях напор достигает многих сотен метров и более. Подача может составлять от единиц до многих тысяч кубометров в час.
У мембранного насоса максимальное давление на выходе примерно равно давлению подаваемого сжатого воздуха (для пневмопривода) — отсюда классический предел напора большинства серийных AODD на уровне давления компрессорной сети промышленного предприятия. Подача линейно зависит от давления воздуха и расхода через распределитель и при заданном давлении воздуха почти не зависит от противодавления вплоть до его выравнивания с давлением воздуха. При достижении этого порога мембранный насос останавливается без аварийных последствий — это самозащита от перегрузки.
Мембранный насос — универсальное решение для сложных сред, переменных режимов и опасных зон при ограниченных подаче и напоре. Центробежный — оптимален для перекачивания больших объёмов маловязких жидкостей со стабильной системой и высоким КПД.
Выбор зависит от среды и задачи. Мембранный (объёмный) насос предпочтителен для агрессивных, вязких, абразивных сред, для перекачивания жидкостей с твёрдыми включениями, для работы с переменным уровнем и всухую, а также во взрывоопасных зонах при наличии пневмосети. Центробежный (динамический) насос — выбор для больших подач маловязких жидкостей со стабильным подпором, когда важны высокий КПД и непрерывный поток без пульсаций.
Принципом действия: мембранный — объёмный (вытесняющий), центробежный — динамический (лопастной). Мембранный самовсасывающий и допускает сухой ход; центробежный требует залива и сухого хода не выдерживает. У мембранного подача почти не зависит от противодавления до порога останова; у центробежного подача снижается с ростом напора по кривой H-Q. Мембранный лучше работает с вязкими и абразивными жидкостями; центробежный — с маловязкими при больших объёмах.
Нет. Сухой ход для центробежного насоса с торцевым уплотнением приводит к перегреву и разрушению пары трения уплотнения за десятки секунд. Кроме того, в сухом состоянии насос не способен поднять столб жидкости. На ответственных линиях устанавливают защиту по сухому ходу — реле потока, реле уровня, реле тока двигателя.
Да. Мембранный насос самовсасывающий в сухом состоянии. Конкретная высота всасывания зависит от типоразмера, материалов мембран и клапанов, плотности и вязкости среды и приводится в паспорте на насос. После первого заполнения линии высота всасывания возрастает.
При средних и высоких вязкостях преимущество у объёмных насосов, включая мембранный. У центробежного насоса с ростом вязкости резко падает КПД и снижаются напор и подача — поправки к рабочим характеристикам нормирует ГОСТ 33967-2016. Мембранный насос продолжает работать на густых средах: клеях, латексах, шламах, лаках — с уменьшенной производительностью, но без аварийных последствий.
Оба типа выпускаются в исполнениях для агрессивных сред — выбор зависит не от принципа действия, а от подбора материалов. Для кислот и щелочей у мембранных насосов корпус делают из полипропилена или PVDF, мембраны и шарики — из PTFE; у центробежных применяют корпуса из полимеров (PP, PVDF), футеровку ПТФЭ или нержавеющие и дуплексные стали. Решающие факторы — конкретный состав среды, температура, давление и наличие твёрдых включений.
NPSH (Net Positive Suction Head) — надкавитационный запас. NPSHR (требуемый) — паспортная характеристика насоса, при которой падение напора не превышает 3 %; определяется кавитационными испытаниями по ГОСТ 6134-2007. NPSHA (имеющийся) — параметр системы: учитывает атмосферное давление, давление насыщенных паров жидкости при рабочей температуре, геометрию всасывания и потери в линии. Условие отсутствия кавитации — NPSHA > NPSHR с инженерным запасом. У мембранных насосов аналогом служит допустимая высота всасывания, нормируемая паспортом.
Пневматический мембранный насос AODD не имеет электрических компонентов в проточной части, что упрощает применение во взрывоопасных зонах при наличии сертификации по соответствующим требованиям взрывозащиты — для российского рынка это ТР ТС 012/2011, для международного — ATEX (с токопроводящими материалами, заземлением, выбором уплотнений и шариков под среду). Центробежный насос для взрывоопасных зон требует взрывозащищённого исполнения электродвигателя и соответствующего исполнения узла уплотнения.
Из-за возвратно-поступательного движения мембран подача AODD изменяется циклически с частотой переключения распределителя. На линиях, чувствительных к пульсациям (точное дозирование, длинные напорные тракты, тонкостенные трубопроводы), на нагнетании устанавливают демпфер пульсаций — камеру с эластичной мембраной и предварительно заданным давлением воздуха или газовой подушкой. Демпфер сглаживает скачки давления и расхода до уровня, близкого к непрерывному.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.