Как установить мембранный бак для водоснабжения? Все про расширительный бак для водоснабжения: принцип работы, виды, самостоятельный монтаж Как работает мембранный

При нагревании любой теплоноситель расширяется и увеличивается в размерах. В результате давление в закрытой системе отопления постепенно растет и достигает критической отметки. Мембранный расширительный бак системы отопления предназначен предотвратить разрушение узлов и трубопровода вследствие расширения теплоносителя.

Основной функцией расширительного бачка является оптимизация рабочего напора в системе обогрева. Закрытые системы отопления не могут нормально работать, если к ним не подключен мембранный бак для отопления.

Устройство мембранного расширительного бака

Хотя мембранные расширительные баки в зависимости от производителя и предназначения могут отличаться, но некоторые детали остаются неизменными в любой приобретаемой модели. А именно:

Корпус из металла - обязательным условием производства баков является возможность выдерживать предельные нагрузки без нарушения герметичности.
Мембрана - должна быть высокоэластичной и способной реагировать на изменяющееся давление, связанное с нагревом теплоносителя. Одновременно к мембране предъявляются высокие требования относительно прочности. Обычно при производстве мембраны используют резину.

Устройство мембранного бака отопления для закрытых систем отопления подразумевает использование баков со сменными и несменными диафрагмами. У каждой конструкции есть как свои преимущества, так и недостатки.

Как работает мембранный расширительный бак

Принцип работы мембранного расширительного бака-накопителя основан на использовании физических законов. После нагревания теплоносителя происходит следующее:

Вода или антифриз начинает расширяться, в результате увеличивается его объем в системе.
Конструкция расширительного бака мембранного типа подразумевает его наполнение газом.
Мембрана является своего рода прослойкой между газом и теплоносителем.
При нагревании жидкость, расширяясь и создавая давление, поступает в бачок и вытесняет воздух или газ.
После того как давление теплоносителя падает газ выталкивает теплоноситель из бачка с помощью мембраны.
Работа клапана безопасности в системе отопления с мембранным баком заключается в сбросе излишнего давления газа в случае большого расширения теплоносителя. Клапан сброса давления обеспечивает безопасность работы системы в случае перегрева жидкости или антифриза.

Для нормальной работы отопления в мембранном баке должно быть давление соответственное высоте верхней точки. Если бачок устанавливается в двухэтажный дом и максимальная высота от котла на первом этаже до радиатора на верхнем 7 метров, тогда в расчеты принимаем 0,7 и прибавляем к нему 0,5. Получаем первоначальное давление при подаче теплоносителя в системе. Полученный коэффициент для бачка должен быть ниже на 0,2. Получается, что норма давления в расширительном бачке мембранного типа в этом случае 1 атм.

Как и все отопительное оборудование, мембранный бачок нуждается в обслуживании. В нем необходимо поддерживать соответствующее рабочее давление и заправлять газом или воздухом время от времени.

Виды расширительных бачков системы отопления

Каждый производитель вносит в конструкцию закрытого расширительного бачка нововведения. Но в основном все модификации можно разделить на несколько групп в зависимости от используемой мембраны. А именно:

Мембрана расширительного бачка в виде диафрагмы. Такое устройство больше напоминает бочонок, разделенный подвижной резиновой перегородкой. Поступая в свой отдел жидкость, наполняет резервуар, а после под давлением начинает сжимать газ, постепенно двигая мембрану. Это устройство не всегда эффективно для домов с малой отапливаемой площадью.
Круглые мембранные баки баллонного типа. В этом случае воздушная камера находится по периметру всего резервуара. Она окружает камеру для воды. Во время увеличения давления эта камера начинает расширяться подобно надуваемому резиновому шарику. Уникальность такого устройства состоит в том, что с его помощью удается более точно контролировать давление теплоносителя, даже в закрытых системах с небольшим объемом жидкости в трубопроводе.
Несъемная мембрана. Диафрагма крепится по всему периметру. Предназначены несъемные мембраны для использования в частных системах отопления и для обогрева коттеджей. Допускается ограниченное использование и монтаж в небольших промышленных объектах.
Бак со сменной мембраной. Представляют собой полую грушу. Съемные мембраны способны эффективно работать в системах с большой интенсивностью нагревания теплоносителя и высоким атмосферным давлением. Преимуществом такого устройства является возможность замены диафрагмы. Недостатком то, что к выполнению работ по смене мембраны предъявляются высокие требования. Не допускается перекоса мембраны при ее установке.

Роль расширительного бака в системе отопления не сводится исключительно к амортизации избыточного давления. Перед выбором подходящего устройства необходимо определить, с какой именно целью его планируют использовать.

Как рассчитать объем расширительного бака мембранного типа

Выбирая резервуар необходимо обращать внимание на следующие несколько показателей:

Диапазон температур, считающихся рабочими для устройства.
Эластичность мембраны.
Диффузионная устойчивость.
Динамические показатели.

Помимо этих четырех критериев важно произвести расчёт давления в отопительной системе с бачком мембранного типа. Данные о давление помогут подобрать наиболее подходящую модель бака. Требования к выполнению расчетов в сложных системах закрытого типа предъявляются высокие. Правильно сделать подсчеты можно по следующей формуле:

V=(V сис ×K)÷D

Объем расширительного бака для закрытой системы отопления составляет согласно этой формуле произведение объема системы V сис и коэффициента увеличения теплоносителя К (он составляет 4%) разделенное на эффективность самого бачка.

D=(Pmax-P нач)÷(Pmax+1)

P - в данном случае является сокращением обозначающим максимальное и начальное давление. С помощью этих двух формул можно легко выполнить расчет и подобрать необходимую модель.

Кроме стандартного круглого устройства можно приобрести прямоугольный расширительный бак мембранного типа, он более удобен в эксплуатации и имеет привлекательный внешний вид.

Как установить расширительный бак мембранного типа

Установка расширительного бака в закрытой системе отопления выполняется достаточно просто. Единственным условием для подключения является понимание основных принципов работы. Выполнить монтаж можно соблюдая следующие рекомендации:

Расширительный бачок лучше установить перед, а не после циркуляционного насоса, это поможет избежать скачков в напоре. Остальных ограничений относительно места установки не существует.
После установки необходимо проверить соответствует ли рабочее давление устройства с тем, которое необходимо. Сделать проверку можно достаточно просто, если при подключении установить датчик давления в баке. Датчик, измеряющий давление в баке устанавливается непосредственно на входе. Если существующие показатели не соответствуют требуемым, необходимо сбросить воздух и прокачать устройство заново, до тех пор, пока напор диафрагмы не будет соответствовать требуемому.
Расширительный бачок при закрытой системе отопления правильно монтируется таким образом, чтобы впускной клапан (водяной патрубок) был направлен вниз. Это позволит слить теплоноситель, даже в случае выхода мембраны из строя. Некоторые модели имеют указатель уровня теплоносителя, позволяющий определить, выполнен ли слив жидкости из системы полностью.

Установка мембранного бачка является обязательным условием для монтажа схемы отопления закрытого типа. Некоторые котлы уже укомплектованы таким устройством, в таком случае при необходимости допускается монтаж дополнительного резервуара.

Насосы - это агрегаты, которые находят самое широкое применение в различных отраслях промышленности, а также при решении некоторых задач в быту. Существует большое количество разновидностей данного типа приборов. В числе самых востребованных и практичных в использовании - мембранные насосы. Их популярность в России растет. Каковы особенности их конструкции? Какими преимуществами такие насосы обладают? Что необходимо учитывать в процессе их эксплуатации?

Как работает насос

По какому принципу работает мембранный насос? Схема такова. Данное устройство состоит из двух полостей, размещенных одна напротив другой. Разделены они мембраной - очень гибкой, но в то же время прочной пластиной. Одна полость наполняется воздухом, другая - жидкостью. Между ними, в свою очередь, располагается распределитель, который воздействует на мембрану так, чтобы она двигалась взад и вперед с небольшой амплитудой.

В результате из одной полости вытесняется некий объем жидкости, а в другую - всасывается. Когда мембрана занимает противоположное положение - вещество продвигается в горизонтальной плоскости - благодаря наличию в конструкции агрегата особых клапанов. Мембранный насос, таким образом, функционирует по принципу вытеснения вещества - как, впрочем, и приборы поршневого типа. Но в последнем, как правило, нет гибких деталей наподобие мембраны. Схема изготовления агрегата гарантирует высокую стабильность работы устройства.

В силу особенностей конструкции, камера мембранного насоса практически не загрязняется. В связи с этим данного рода приборы в ходе практической эксплуатации ведут себя надежнее, чем традиционные поршневые. Наилучшим образом мембранные насосы справляются с перекачиванием воды, жидкостей с повышенной плотностью и вязкостью, а также суспензий.

Материалы конструкции

Мембрана насоса, как правило, изготавливается из резины или гибких и особо прочных сортов стали. В свою очередь, корпус устройства обычно выполняется из материалов, устойчивых к коррозии и воздействию химических веществ (если предполагается соответствующая специфика их задействования). Подаваемые жидкости или суспензии направляются в напорный трубопровод, который чаще всего также изготавливается из резины или ПВХ.

Преимущества мембранных насосов

Мембранный насос имеет ряд преимуществ. Во-первых, это исключительная простота исполнения (в большинстве технологических реализаций). Как правило, в агрегатах данного типа не предусмотрено вращающихся деталей и двигателей. Те механизмы, что приводят насосы в движение, не представляют собой технологически сложных приборов. Как правило, современные мембранные насосы - с электроприводом достаточно простой конструкции, с пневмосистемой, а то и вовсе ручного хода. Во-вторых, данные агрегаты работают с минимальной вероятностью выхода из строя - собственно, это их свойство обусловлено как раз таки простотой конструкции. Мембранный насос - прибор, который прослужит долго. В-третьих, данные устройства очень просты в установке и монтаже, не требовательны к условиям хранения и транспортировки. Температура, влажность воздуха и иные факторы окружающей среды практически не влияют на функциональность насосов.

Технологические исполнения

Агрегаты, о которых идет речь, бывают разными. В числе самых распространенных - Мембранный агрегат такого типа работает без участия электропривода, иного рода сложных передающих устройств и элементов оснастки. Такое устройство особенно удобно с точки зрения транспортировки. В числе других примечательных свойств - отсутствие заметного нагрева, а также герметичность, что в некоторых случаях позволяет использовать прибор под водой. Как мы уже отметили выше, есть мембранные насосы с электроприводом. Они также достаточно распространены в силу универсальности (они адаптированы к большинству элетросистем, применяемых в России), высокой производительности, умеренной цены. Есть также насосы, приводимые в движение гидравлическим приводом.

Таким образом, основной критерий классификации приборов - тип моторчика. В целом, принцип работы устройства каждого вида одинаковый: мембрана (или, как ее еще называют, диафрагма) изгибается под воздействием механического двигателя, воздуха (если речь идет о пневматическом приводе) или воды (при использовании гидравлической системы), вследствие чего обеспечивается движение подаваемого вещества. В некоторых конструкциях насосов предусмотрено две мембраны. На одну воздействует вследствие чего она изгибается, продвигая подаваемое вещество к выходному клапану. Одновременно,на участке, где расположена вторая мембрана, образуется вакуум, в который в силу естественных физических закономерностей вещество всасывается. И так с каждым движением привода. Две мембраны в этом случае соединяет механический вал. Также в перекачке вещества участвуют воздушные клапаны, действующие автоматически. Таким образом, в насосе происходят два процесса - всасывание (когда первая мембрана разрежает воздух при движении от стенок) и нагнетание (когда вторая диафрагма передает давление пневмопотока на жидкость, что успела попасть в корпус, тем самым обеспечивая движение вещества к выходному отверстию). Показатели давления в области задней стенки той мембраны, которая выпускает жидкость, и той, что расположена на участке входа, таким образом, равны. Часто агрегат, о котором идет речь, носит иное наименование - "вакуумный насос". Мембранный механизм при этом есть во всех технологических реализациях прибора. Причина тому - его простота и, в то же время, высокая эффективность. Что касается двухмембранных насосов - они, как правило, пневматические.

Критерии эффективности насосов

Исходя из каких критериев насосы мембранного типа оцениваются в аспекте эффективности и качества работы? Эксперты выделяют следующую совокупность параметров.

Во-первых, насос пневматический мембранный (или же тот, что оснащен электроприводом) должен бесперебойно работать без необходимости ремонта, дополнительной настройки, смазывания и иных процедур, которые требуют затрат производственных ресурсов.

Во-вторых, агрегаты данного типа должны быть экологичными. В принципе, этот критерий соблюдается в отношении большинства современных моделей мембранных насосов. Не так много устройств функционирует, к примеру, на бензине или газе.

В-третьих, желательно, чтобы имела место работоспособная и простая в пользовании система регулирования скорости и объемов подаваемых веществ. То есть насос не должен работать только в режиме "включено" и "выключено". Необходимо иметь возможность подстраивать интенсивность всасывания под тип вещества и задачу, решаемую на производстве.

В-четвертых, конструкция насосов должна быть такой, что в случае попадания внутрь полостей твердых предметов это не привело к механическим повреждениям устройства и его поломке.

Также некоторые технические специалисты считают важным наличие у насосов системы защиты от скачков напряжения (если речь идет об агрегатах на электроприводе), а также экономичность - касательно того же типа приборов.

Сфера применения

Существует несколько классов приборов, о которых идет речь. Есть дозировочный мембранный насос, ручной, вакуумный - и все они успешно используются в самых разных отраслях. Как правило, это промышленность - нефтегазовая, пищевая, лакокрасочная. химическая, а также строительство. Постепенно приборы осваиваются и частными лицами - в фермерских хозяйствах, например. Достаточно популярными становятся миниатюрные устройства. В частности, некоторые из них могут потреблять совсем немного электричества (несмотря на это, в руках пользователя будет полноценный мембранный насос) - 12 Вольт. Подобного рода приборы часто используются дачниками для конструирования систем полива или же небольшого водопровода. Отзывы многих владельцев приусадебных участков характеризуют небольшие бытовые мембранные насосы исключительно с позитивной стороны.

Перекачивать эти механизмы, особенно те, что адаптированы к использованию в промышленности, могут самые разные вещества - воду, жидкости с более высокой плотностью и вязкостью, а также те, что допускают твердые включения (в зависимости от модификации устройства, их допустимый размер варьируется от миллиметров до нескольких сантиметров). Некоторые модели адаптированы для прокачки химически агрессивных веществ.

Дозирующие насосы

Существует подтип рассматриваемых нами агрегатов - дозирующие насосы. Мембранные механизмы в них, в принципе, те же, что и в обычных устройствах даного типа, однако спектр их назначения, как правило, более узок. Многие модели устройств адаптированы к работе как раз таки с химически активными веществами - когда есть необходимость в их периодической дозировке.

Каковы особенности их конструкции? Мембранные насосы-дозаторы, как правило, прецизионные, обладающие исключительной герметичностью корпуса. Их производительность (интенсивность перекачки веществ) очень гибко регулируется. При этом в современных моделях предусмотрены варианты с заданием нужных параметров - как в режиме текущей работы агрегата, так и в процессе предварительной настройки. В зависимости от конструкции и технологического типа прибора, это может осуществляться вручную или с помощью элементов привода.

В числе примечательных особенностей насосов-дозаторов - особая легкость обслуживания. В частности, сконструированы они, как правило, в виде блоков - это обуславливает простоту и минимальную потребность в трудозатратах при сборке или монтаже устройств. Такие насосы обычно снабжены клапанами, адаптированными к воздействию вредных сред. Это особенно важно, так как данные элементы достаточно чувствительны.

Дозирующего типа устройства обладают достаточно большим количеством ходов (движений) - порядка 100-150 в минуту. При этом можно настраивать амплитуду - в современных моделях это можно сделать, используя интервал 0-100 %.

В ряде случаев специфика производства предполагает задействование "гибридной" модели приборов. А именно: может потребоваться Он сочетает в себе преимущества диафрагменного, а также "классического". Рассмотрим специфику агрегатов такого типа.

Особенности мембранно-поршневых насосов

Как таковой, (мембранный), в силу особенности конструкции, не всегда рассчитан на обработку веществ с большой плотностью. К тому же, как считают некоторые технические эксперты, его КПД не всегда оптимален. Поэтому целесообразно использовать насос, обладающий признаками как мембранного, так и поршневого. Данного типа устройства во многих случаях работают с более высоким КПД и пониженными энергозатратами.

Кроме того, область применения мембранно-поршневых насосов, как правило, шире, чем у диафрагменных. В частности, они могут использоваться не только для перекачки жидкостей, но также и для перемещения шламов, в фильтр-прессах, в составе конструкции распылительных сушилок. Некоторые мембранно-поршневые насосы гидравлического типа могут использоваться также и в в ТЭЦ, в керамической индустрии, в металлургии. Таким образом, устройства данного типа, обладая преимуществами, свойственными как мембранным, так и поршневым вариантам, во многих модификациях более универсальны. То есть если диафрагменные устройства в большей степени адаптированы для перекачки жидкостей (с некоторым процентом твердых включений), то "гибридные" вполне могут справиться с перемещением веществ, в которых, в свою очередь, концентрация нерастворимых элементов может быть выше.

Вместе с тем, такого типа агрегаты, как правило, намного дороже, чем поршневые или диафрагменные в отдельности. Однако при должной оптимизации производственного процесса затраты могут окупить себя. К тому же энергозатраты, благодаря более эффективному КПД "гибридных" насосов, меньше - хотя бы в этой части издержки бизнеса будут снижены. Также, в силу конструкционных особенностей мембранно-поршневых насосов, износ деталей на них зачастую ниже, чем при использовании диафрагменных устройств.

Как выбрать насос?

Исходя из каких критериев следует выбирать мембранный насос (если речь идет о приборе, не относящемся к гибридному типу)? Ключевые параметры, которые могут говорить о производительности приборов данного типа, следующие:

Давление на выходном клапане (в большинстве случаев минимальный показатель должен составлять 60 бар - но все зависит от предполагаемой области использования насоса);

Высота всасывания (желательно, чтобы не менее 4-5 метров);

Интенсивность подачи вещества (измеряется в куб. метрах за час - разброс рекомендуемых параметров очень разный - от 0,5 до десятков единиц, все зависит от целевого назначения устройства);

Расстояние передачи напора (длительность трубы, по которой подается вещество - не менее 50 метров);

Давление сжатого воздуха (как правило, в интервале 0,2-0,6 МПа, но могут быть и иные значения);

Допустимый интервал температуры перекачиваемых веществ (как правило, 0-80 градусов);

Диаметр отверстий на входе и на выходе, а также того, куда подается воздух (указывается в сантиметрах или в дюймах - обычно для импортных моделей);

Предельный диаметр твердых включений (может варьироваться от нескольких миллиметров до сантиметров).

Вместе с тем, классификация насосов и спектр их назначения настолько обширны, что подбор оптимальных параметров при выборе данного рода прибора всегда будет зависеть от конкретной сферы их применения.

Недостатки

Преимуществ у рассматриваемого прибора предостаточно. Это универсальность - использоваться может мембранный насос для воды и большого количества других жидкостей с разными физическими свойствами. Это экологичность - как правило, в конструкции устройств используются приводы без выхлопов и газов. Это широта технического исполнения - есть электрический, гидравлический, пневматический, ручной мембранный насос. Но следует также сказать и о недостатках, что свойственны агрегатам данного типа.

Во-первых, мембрана или диафрагма насоса все время находятся в движении. Это со временем приводит к их износу - они становятся менее герметичными, а то и вовсе выходят из строя. Но, как правило, современные производители техники прилагают к поставляемому комплекту несколько запасных мембран, а если и они закончатся - всегда можно заказать новые. Например, фирма НВМ, поставляя свой флагманский продукт - насос вакуумный мембранный (НВМ специализируется на таких приборах), дополняет комплекты запасными деталями.

Во-вторых, в силу интенсивности эксплуатации, изнашиваются также и клапаны приборов. Также в некоторых случаях возможно их засорение твердыми веществами, что присутствуют в подаваемых жидкостях. Однако и их можно заменять.

Некоторые сложности в работе насосов могут быть обусловлены периодическим появлением паровых пробок в момент всасывания жидкости (если идет обработка веществ, для которых характерно высокое давление паров - например, метилхлорид).

Вместе с тем, отмеченные три недостатка компенсируются высокой ремонтопригодностью насоса, а также легкостью замены износившихся деталей. Кроме того, чтобы минимизировать вероятность повреждения мембран и клапанов, одновременно с агрегатами (а в ряде случаев - в составе их конструкции) могут использоваться различного рода демпфирующие устройства, призванные сглаживать импульсы, возникающие вследствие движения диафрагм. Так или иначе, мембранные насосы использовать предпочтительнее, чем их традиционные аналоги. Экономическая рентабельность многих производств часто предопределяется возможностью задействовать именно такие агрегаты.

К преимуществам мембранных насосов можно отнести простоту конструкции, а именно: отсутствие деталей, которые совершают вращательные движения, отсутствие редуктора, двигателя и сальниковых уплотнений. Отсутствие торцевых уплотнений важно для пищевых производств, т.к. в данной отрасли особое значение имеет невозможность попадания смазочных материалов в продукт. Благодаря вышеописанным параметрам, данный агрегат является более стойким к износу и гарантирует безопасность от утечек. Кроме этого, насосные установки обладают малым весом и небольшими размерами, их применение универсально (работают с водой, вязкими веществами и веществами с фрагментами размером до 10 мм). Агрегаты неприхотливы (не требуют смазки механизмов), просты в обслуживании, экономичны, недороги (если сравнивать с кулачковыми и винтовыми насосами мембранные дешевле приблизительно на 30- 40%), безопасны для окружающей среды.

Основные достоинства мембранных насосов

- Самовсасывание и работа при “сухом ходе”

Отсутствие трущихся деталей в конструкции насоса значительно снижает влияние отрицательных эффектов работы “всухую”, так как не возникает точек локального нагрева, способных приводить к повреждению и разрушению отдельных деталей насоса. Способность перекачивать газовую среду обеспечивает наличие самовсасывания, высота которого может достигать 6 метров при отсутствии предварительной заливки, и 9-10 метров при наличии предварительной заливки.

- Компактность, простота конструкции и эксплуатации

Плотная компоновка деталей обуславливает малые габариты мембранных насосов, а отсутствие вращающихся и подверженных трению деталей (исключая мембрану) значительно упрощает конструкцию насоса в сравнении с другими типами. Эти преимущества в купе делают данный вид гидравлических машин простыми в ремонте и обслуживании, так как единственной подверженной сильным нагрузкам и износу деталью является мембрана. Кроме того, малые габариты и отсутствие громоздких приводов позволяют создавать мобильные мембранные насосы, которые не привязаны к точкам крепления. К примеру, бочковые насосы устанавливаются сразу на емкость, откуда будет происходить откачка содержимого, после чего их можно легко отсоединить.

- Отсутствие необходимости в смазке

Мембранные насосы лишены необходимости в дополнительной смазке, что значительно снижает количество ответственных деталей, вывод из строя которых может привести к поломке насоса. Основная причина этого - отсутствие в конструкции вращающихся элементов, подверженных трению.

- Возможность перекачивать высоко образивные среды

Мембранные насосы способны перекачивать жидкости с большим процентом (до 90%) твердых включений, размеры которых могут достигать 50 мм и более. Перекачивание может происходить без серьезного влияния на структуру включений. Важно отметить, что с ростом абразивного воздействия сто стороны перекачиваемой среды резко снижается срок службы мембраны ввиду ее повышенного износа, что диктует использование износостойких материалов для мембраны.

- Высокая степень герметичности

Поскольку в конструкции насоса отсутствуют подвижные детали, требующие уплотнения, а утечка перекачиваемой среды через корпус возможна только в случае его разрушения, потери жидкости в ходе работы практически невозможны. Однако стоит заметить, что значительные утечки возможны в случае разрушения мембраны, что приведет к попаданию перекачиваемой жидкости за мембранное пространство.

- Возможность перекачивать агрессивные среды

Высокая степень герметичности, а также высокая химическая стойкость корпуса и мембраны позволяет насосам эффективно перекачивать как агрессивные, так и пожаро и взрывоопасные среды. Полипропилен, значительно уступая в цене нержавеющей стали, в то же время обладает соизмеримой химической стойкостью. Химическая стойкость тефлона (PTFE) даже выше, чем у полиэтилена, поэтому его применяют при работе с наиболее сильными кислотами, однако его устойчивость к абразивному износу можно охарактеризовать как умеренною. Полиэтилен, напротив, обладая крайне высокой износоустойчивостью, менее стоек к химическому воздействию, чем тефлон, однако остается на уровне с полипропиленом.

Недостатки

- Повышенный износ мембраны

Мембрана, являясь основным рабочим органом насоса, также является и наиболее уязвимой его частью. Исключая клапаны, мембрана - единственная подвижная деталь в насосе, при этом она подвержена постоянным циклическим деформациям, что обуславливает ее недолгий срок службы. Кроме того, повреждение или разрыв мембраны не только приведет к поломке насоса, но и может повлечь за собой значительные утечки перемещаемой среды. Поэтому крайне важно следить за состоянием мембраны и производить своевременную ее замену с целью избегания выхода насоса из строя.

- Повышенные требования к клапанам

Стабильная и безошибочная работа обратных клапанов на входе и выходе из рабочей камеры насоса крайне важна для его правильной работы. Поэтому клапаны являются вторым по важности элементом в насосе после мембраны, от которого зависит способность гидравлической машины выполнять свои функции.

24 декабря 2014

Как работает насос

Материалы конструкции

Преимущества мембранных насосов

Технологические исполнения

Агрегаты, о которых идет речь, бывают разными. В числе самых распространенных - насос пневматический. Мембранный агрегат такого типа работает без участия электропривода, иного рода сложных передающих устройств и элементов оснастки. Такое устройство особенно удобно с точки зрения транспортировки. В числе других примечательных свойств - отсутствие заметного нагрева, а также герметичность, что в некоторых случаях позволяет использовать прибор под водой. Как мы уже отметили выше, есть мембранные насосы с электроприводом. Они также достаточно распространены в силу универсальности (они адаптированы к большинству элетросистем, применяемых в России), высокой производительности, умеренной цены. Есть также насосы, приводимые в движение гидравлическим приводом.

Таким образом, основной критерий классификации приборов - тип моторчика. В целом, принцип работы устройства каждого вида одинаковый: мембрана (или, как ее еще называют, диафрагма) изгибается под воздействием механического двигателя, воздуха (если речь идет о пневматическом приводе) или воды (при использовании гидравлической системы), вследствие чего обеспечивается движение подаваемого вещества. В некоторых конструкциях насосов предусмотрено две мембраны. На одну воздействует сжатый воздух, вследствие чего она изгибается, продвигая подаваемое вещество к выходному клапану. Одновременно,на участке, где расположена вторая мембрана, образуется вакуум, в который в силу естественных физических закономерностей вещество всасывается. И так с каждым движением привода. Две мембраны в этом случае соединяет механический вал. Также в перекачке вещества участвуют воздушные клапаны, действующие автоматически. Таким образом, в насосе происходят два процесса - всасывание (когда первая мембрана разрежает воздух при движении от стенок) и нагнетание (когда вторая диафрагма передает давление пневмопотока на жидкость, что успела попасть в корпус, тем самым обеспечивая движение вещества к выходному отверстию). Показатели давления в области задней стенки той мембраны, которая выпускает жидкость, и той, что расположена на участке входа, таким образом, равны. Часто агрегат, о котором идет речь, носит иное наименование - "вакуумный насос". Мембранный механизм при этом есть во всех технологических реализациях прибора. Причина тому - его простота и, в то же время, высокая эффективность. Что касается двухмембранных насосов - они, как правило, пневматические.

Критерии эффективности насосов

Сфера применения

Дозирующие насосы

В ряде случаев специфика производства предполагает задействование "гибридной" модели приборов. А именно: может потребоваться насос мембранно-поршневой. Он сочетает в себе преимущества диафрагменного, а также "классического". Рассмотрим специфику агрегатов такого типа.

Особенности мембранно-поршневых насосов

Как таковой, вакуумный насос (мембранный), в силу особенности конструкции, не всегда рассчитан на обработку веществ с большой плотностью. К тому же, как считают некоторые технические эксперты, его КПД не всегда оптимален. Поэтому целесообразно использовать насос, обладающий признаками как мембранного, так и поршневого. Данного типа устройства во многих случаях работают с более высоким КПД и пониженными энергозатратами.

Кроме того, область применения мембранно-поршневых насосов, как правило, шире, чем у диафрагменных. В частности, они могут использоваться не только для перекачки жидкостей, но также и для перемещения шламов, в фильтр-прессах, в составе конструкции распылительных сушилок. Некоторые мембранно-поршневые насосы гидравлического типа могут использоваться также и в горнодобывающей промышленности, в ТЭЦ, в керамической индустрии, в металлургии. Таким образом, устройства данного типа, обладая преимуществами, свойственными как мембранным, так и поршневым вариантам, во многих модификациях более универсальны. То есть если диафрагменные устройства в большей степени адаптированы для перекачки жидкостей (с некоторым процентом твердых включений), то "гибридные" вполне могут справиться с перемещением веществ, в которых, в свою очередь, концентрация нерастворимых элементов может быть выше.

Как выбрать насос?

Высота всасывания (желательно, чтобы не менее 4-5 метров);

Расстояние передачи напора (длительность трубы, по которой подается вещество - не менее 50 метров);

Давление сжатого воздуха (как правило, в интервале 0,2-0,6 МПа, но могут быть и иные значения);

Допустимый интервал температуры перекачиваемых веществ (как правило, 0-80 градусов);

Предельный диаметр твердых включений (может варьироваться от нескольких миллиметров до сантиметров).

Недостатки

Для чего нужен мембранный бак для водоснабжения? При организации автономного водообеспечения частного дома от скважин или колодцев необходимо создать аварийный запас воды. Для этих целей прекрасно подходит расширительный бак для водоснабжения. Эти емкости практичны, имеют большой объем, но для обеспечения нормального рабочего режима необходимо применить ряд устройств, а не ограничиться только одной установкой.

При включении в систему водоподачи бака существенно повышается автономность водообеспечения. Созданный запас позволит решить проблемы с подачей воды, которые могут возникнуть при и при проведении эксплуатационного ухода за оборудованием и скважиной. На данный момент промышленностью выпускается огромное количество различных моделей, что существенно осложняет выбор.

Расширительный бак для водоснабжения используется для поддержки нужного уровня давления при автономном водоснабжении. Наиболее часто для этих целей применяют мембранные (расширительные баки). Это емкости, внутри которых имеются резиновые мембраны, которые разделяют бак на камеры. Одна камера — водная, другая — воздушная.

Бак соединен с водопроводом автономной системы подачи воды так, что входная ветка подает воду в бак, наполняя его, и только после заполнения определенного объема происходит подача воды потребителям.

Принцип работы таков: когда система включена (запущена), то насос накачивает в водную камеру воду до ее заполнения. При этом объем второй камеры значительно сокращается. При сокращении воздушной камеры количество воздуха внутри нее не изменяется, поэтому увеличивается давление на мембрану. Соответственно, давление в системе увеличивается.

В расширительных баках используется мембрана, разделяющая его на 2 резервуара, один из которых с воздухом, а другой с жидкостью. При этом необходимо наличие в баке аппаратуры контроля давления (реле давления). Это необходимо для автоматического отключения насоса, этим же датчиком насос автоматически запускается при падении давления в резервуаре ниже запрограммированного значения. Это позволит осуществлять автоматическую работу всей системы водоснабжения.