איך לבחור משאבת דיאפרגמה: טיפים וסקירות. סוגי משאבות דיאפרגמה

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

משאבות הן יחידות שנמצאות בשימוש נרחב בתעשיות שונות, כמו גם בפתרון כמה בעיות בחיי היומיום. ישנם סוגים רבים של מכשיר מסוג זה. משאבות דיאפרגמה הן מהפופולריות והמעשיות ביותר בשימוש. הפופולריות שלהם ברוסיה הולכת וגוברת. מהן תכונות העיצוב שלהם? מה היתרונות של משאבות כאלה? מה יש לקחת בחשבון במהלך הפעולה שלהם?

איך המשאבה פועלת

איך פועלת משאבת דיאפרגמה? התכנית היא כזו. מכשיר זה מורכב משני חללים הממוקמים אחד מול השני. הם מופרדים על ידי ממברנה - צלחת גמישה מאוד, אבל באותו זמן חזקה. חלל אחד מלא באוויר, השני בנוזל. ביניהם, בתורו, מפיץ הפועל על הממברנה כך שהוא נע קדימה ואחורה עם משרעת קטנה.

כתוצאה מכך, נפח מסוים של נוזל נעקר מחלל אחד, ונספג לתוך השני. כאשר הממברנה תופסת את המיקום ההפוך - החומר נע במישור האופקי - עקב הנוכחות במבנהמכלול שסתום מיוחד. משאבת הסרעפת פועלת לפיכך על עיקרון תזוזת החומר - כמו, אכן, מכשירים מסוג בוכנה. אבל באחרון, ככלל, אין חלקים גמישים כמו קרום. ערכת הייצור של היחידה מבטיחה יציבות גבוהה של המכשיר.

בשל תכונות העיצוב, תא משאבת הסרעפת כמעט ואינו מזוהם. בהקשר זה, מכשירים מסוג זה במהלך הפעולה המעשית מתנהגים בצורה אמינה יותר מאשר הבוכנה המסורתית. משאבות דיאפרגמה מתאימות ביותר לשאיבת מים, נוזלים בעלי צפיפות וצמיגות מוגברת, ותלושים.

חומרי בנייה

דיאפרגמת המשאבה עשויה בדרך כלל מגומי או פלדה גמישה וחזקה במיוחד. בתורו, גוף המכשיר עשוי בדרך כלל מחומרים עמידים בפני קורוזיה וכימיקלים (אם מניחים את הפרטים המתאימים לשימוש בהם). הנוזלים או התמיסות המסופקים נשלחים לצינור הלחץ, שגם הוא עשוי לרוב מגומי או PVC.

היתרונות של משאבות דיאפרגמה

למשאבת הדיאפרגמה יש מספר יתרונות. ראשית, זוהי קלות הביצוע יוצאת הדופן (במרבית המימושים הטכנולוגיים). ככלל, ביחידות מסוג זה אין חלקים ומנועים מסתובבים. אותם מנגנונים שמניעים את המשאבות אינם מכשירים מתוחכמים מבחינה טכנולוגית. ככלל, משאבות דיאפרגמה מודרניות - עםכונן חשמלי בעיצוב פשוט למדי, עם מערכת פניאומטית, או אפילו מהלך ידני. שנית, יחידות אלה פועלות עם מינימום הסתברות לכשל - למעשה, תכונה זו שלהן נובעת בדיוק מפשטות התכנון. משאבת הדיאפרגמה היא מכשיר שיחזיק מעמד לאורך זמן. שלישית, מכשירים אלה קלים מאוד להתקנה ולהרכבה, ואינם דורשים תנאי אחסון והובלה. טמפרטורה, לחות אוויר וגורמים סביבתיים אחרים למעשה אינם משפיעים על הפונקציונליות של המשאבות.

ביצועים טכנולוגיים

היחידות המדוברות שונות. בין הנפוצים ביותר היא המשאבה הפנאומטית. יחידת ממברנה מסוג זה פועלת ללא השתתפות של כונן חשמלי, התקני שידור מורכבים אחרים ורכיבי ציוד. מכשיר כזה נוח במיוחד מבחינת תחבורה. מאפיינים נוספים ראויים לציון כוללים היעדר חימום בולט, כמו גם אטימות, אשר במקרים מסוימים מאפשרת שימוש במכשיר מתחת למים. כפי שציינו לעיל, קיימות משאבות דיאפרגמה מונעות חשמלית. הם גם נפוצים למדי בשל הרבגוניות שלהם (הם מותאמים לרוב מערכות החשמל המשמשות ברוסיה), ביצועים גבוהים ומחירים סבירים. יש גם משאבות מונעות הידראולית.

לכן, הקריטריון העיקרי לסיווג מכשירים הוא סוג המנוע. באופן כללי, עקרון הפעולה של כל סוג של מכשיר זהה: קרום (או, כפי שהוא נקרא גם, דיאפרגמה)מתכופף בהשפעת מנוע מכני, אוויר (במקרה של הנעה פניאומטית) או מים (במקרה של מערכת הידראולית), וכתוצאה מכך מובטחת תנועת החומר המסופק. לחלק מתכנוני המשאבה יש שתי דיאפרגמות. אוויר דחוס פועל על אחד, וכתוצאה מכך הוא מתכופף, מקדם את החומר המסופק אל שסתום היציאה. במקביל, באזור בו נמצא הממברנה השניה נוצר ואקום שלתוכו, עקב חוקים פיזיקליים טבעיים, החומר נספג. וכך בכל תנועה של הכונן. שני ממברנות במקרה זה מחוברות על ידי פיר מכני. בהעברת החומר משתתפים גם שסתומי אוויר הפועלים אוטומטית. כך מתרחשים במשאבה שני תהליכים - שאיבה (כאשר הממברנה הראשונה מנדירה את האוויר בתנועה מהקירות) והזרקה (כאשר הסרעפת השנייה מעבירה את לחץ הזרימה הפנאומטית לנוזל שהצליח להיכנס לבית., ובכך להבטיח את תנועת החומר לשקע). לפיכך, מדדי הלחץ באזור הדופן האחורית של הממברנה המשחררת את הנוזל, וזה הממוקם באזור הכניסה, שווים. לרוב ליחידה המדוברת יש שם אחר - "משאבת ואקום". מנגנון הממברנה קיים בכל המימושים הטכנולוגיים של המכשיר. הסיבה לכך היא הפשטות שלו ובמקביל, היעילות הגבוהה. לגבי משאבות דיאפרגמה כפולה, הן בדרך כלל פנאומטיות.

קריטריונים ליעילות משאבה

בהתבסס על אילו קריטריונים מוערכים משאבות דיאפרגמההיבט של יעילות ואיכות העבודה? מומחים מזהים את קבוצת הפרמטרים הבאה.

ראשית, משאבת דיאפרגמה פניאומטית (או כזו המצוידת בהנעה חשמלית) חייבת לפעול בצורה חלקה ללא צורך בתיקונים, התאמות נוספות, שימון והליכים אחרים הדורשים משאבי ייצור.

שנית, יחידות מסוג זה חייבות להיות ידידותיות לסביבה. באופן עקרוני, קריטריון זה מתקיים ביחס לרוב הדגמים המודרניים של משאבות דיאפרגמה. לא הרבה מכשירים פועלים על בנזין או גז, למשל.

שלישית, רצוי שתהיה מערכת פעילה וקלה לשימוש לוויסות המהירות והנפח של החומרים המסופקים. כלומר, המשאבה לא אמורה לעבוד רק במצב "מופעל" ו"כבוי". יש צורך להתאים את עוצמת היניקה לסוג החומר ולמשימה הנפתרת בייצור.

רביעית, עיצוב המשאבות חייב להיות כזה שאם חפצים מוצקים נכנסים לתוך החללים, הדבר לא יוביל לנזק מכני למכשיר ולקלקול שלו.

כמו כן, כמה מומחים טכניים רואים חשיבות שלמשאבות תהיה מערכת הגנה מפני נחשולי מתח (אם אנחנו מדברים על יחידות חשמליות), כמו גם יעילות - לגבי אותו סוג של מכשירים.

היקף היישום

ישנן מספר סוגים של מכשירים המדוברים. יש משאבת דיאפרגמה מינון, ידנית, ואקום - וכולם נמצאים בשימוש מוצלח במגוון תעשיות. ככלל, זהתעשייה - שמן וגז, מזון, צבע ולכה. כימי, כמו גם בנייה. בהדרגה משתלטים על מכשירים פרטיים - בחוות, למשל. מכשירים מיניאטוריים הופכים פופולריים למדי. בפרט, חלקם יכולים לצרוך מעט מאוד חשמל (למרות זאת, למשתמש תהיה בידיו משאבת ממברנה מלאה) - 12 וולט. מכשירים כאלה משמשים לעתים קרובות על ידי תושבי הקיץ לתכנון מערכות השקיה או מערכת אספקת מים קטנה. ביקורות של בעלי בתים רבים מאפיינות משאבות דיאפרגמה ביתיות קטנות אך ורק בצד החיובי.

מנגנונים אלו, במיוחד אלו המותאמים לשימוש בתעשייה, ניתנים לשאיבה על ידי מגוון חומרים - מים, נוזלים בעלי צפיפות וצמיגות גבוהים יותר, וכן כאלו המאפשרים תכלילים מוצקים (בהתאם לשינוי של מכשיר, הגודל המותר שלהם משתנה בין מילימטרים למספר סנטימטרים). חלק מהדגמים מותאמים לשאיבת חומרים אגרסיביים מבחינה כימית.

משאבות מינון

יש תת-סוג של היחידות שאנו שוקלים - משאבות מינון. מנגנוני ממברנה בהם, באופן עקרוני, זהים למכשירים רגילים מסוג זה, אך טווח ייעודם, ככלל, צר יותר. דגמים רבים של מכשירים מותאמים לעבוד בדיוק אותו הדבר עם חומרים פעילים כימית - כאשר יש צורך במינון התקופתי שלהם.

מהן תכונות העיצוב שלהם? משאבות מדידת דיאפרגמהככלל, דיוק, עם אטימות יוצאת דופן של התיק. הפרודוקטיביות שלהם (עוצמת השאיבה של חומרים) מווסתת בצורה גמישה מאוד. במקביל, דגמים מודרניים מספקים אפשרויות להגדרת הפרמטרים הדרושים - הן במצב הפעולה הנוכחי של היחידה, והן בתהליך של תצורה מוקדמת. בהתאם לעיצוב ולסוג הטכנולוגי של המכשיר, ניתן לעשות זאת באופן ידני או באמצעות רכיבי הנעה.

בין המאפיינים הבולטים של משאבות מדידה היא קלות התחזוקה המיוחדת שלהן. בפרט, הם מתוכננים, ככלל, בצורה של בלוקים - זה מוביל לפשטות ועלויות עבודה מינימליות בעת הרכבה או התקנה של מכשירים. משאבות כאלה מצוידות בדרך כלל בשסתומים המותאמים למדיה המסוכנת. זה חשוב במיוחד מכיוון שאלמנטים אלה רגישים למדי.

למכשירים מסוג מינון יש מספר די גדול של תנועות (תנועות) - בערך 100-150 לדקה. במקביל, ניתן להתאים את המשרעת - בדגמים מודרניים ניתן לעשות זאת באמצעות המרווח 0-100%.

במקרים מסוימים, המפרט של הייצור כרוך בשימוש בדגם "היברידי" של מכשירים. כלומר: ייתכן שתידרש משאבת דיאפרגמה-בוכנה. הוא משלב את היתרונות של דיאפרגמה, כמו גם "קלאסי". שקול את הפרטים של סוג זה של אגרגטים.

תכונות של משאבות דיאפרגמה בוכנה

ככזה, משאבת הוואקום (דיאפרגמה), בשל תכונות העיצוב, לא תמידנועד להתמודד עם חומרים בצפיפות גבוהה. בנוסף, לדברי כמה מומחים טכניים, היעילות שלו לא תמיד אופטימלית. לכן, רצוי להשתמש במשאבה בעלת מאפיינים גם של דיאפרגמה וגם של בוכנה. מכשיר מסוג זה פועל במקרים רבים ביעילות גבוהה יותר ובעלויות אנרגיה נמוכות יותר.

בנוסף, ההיקף של משאבות דיאפרגמה בוכנה, ככלל, רחב יותר מזה של משאבות דיאפרגמה. בפרט, הם יכולים לשמש לא רק לשאיבת נוזלים, אלא גם להעברת בוצות, במכבשי סינון, כחלק מתכנון מייבשי ריסוס. כמה משאבות דיאפרגמה בוכנה הידראולית יכולות לשמש גם בתעשיית הכרייה, בתחנות כוח תרמיות, בתעשיית הקרמיקה, במטלורגיה. לפיכך, מכשירים מסוג זה, בעלי היתרונות הגלומים הן בגרסאות הממברנה והן בגרסאות הבוכנה, מגוונים יותר בשינויים רבים. כלומר, אם מכשירי דיאפרגמה מותאמים יותר לשאיבת נוזלים (עם אחוז מסוים של מוצקים), אז אלה "היברידיים" יכולים די להתמודד עם תנועה של חומרים, שבהם, בתורו, ריכוז היסודות הבלתי מסיסים יכול להיות גבוה יותר.

עם זאת, יחידות מסוג זה הן בדרך כלל הרבה יותר יקרות מיחידות בוכנה או דיאפרגמה בנפרד. עם זאת, עם אופטימיזציה נכונה של תהליך הייצור, העלויות יכולות להחזיר את עצמן. בנוסף, עלויות האנרגיה, בשל היעילות היעילה יותר של משאבות "היברידיות", נמוכות יותר -לפחות בחלק זה של עלויות העסק יופחתו. כמו כן, בשל המאפיינים העיצוביים של משאבות דיאפרגמה בוכנה, השחיקה של החלקים עליהן היא לרוב נמוכה יותר מאשר בעת שימוש בהתקני דיאפרגמה.

איך בוחרים משאבה?

בהתבסס על אילו קריטריונים יש לבחור במשאבת דיאפרגמה (אם מדובר במכשיר שאינו מסוג היברידי)? הפרמטרים העיקריים שיכולים להצביע על הביצועים של מכשירים מסוג זה הם כדלקמן:

- לחץ בשסתום היציאה (ברוב המקרים, הנתון המינימלי צריך להיות 60 בר - אבל הכל תלוי באזור המיועד של שימוש המשאבה);

- גובה יניקה (רצוי לפחות 4-5 מטרים);

- עוצמת אספקת החומר (נמדדת במטר מעוקב לשעה - טווח הפרמטרים המומלצים שונה מאוד - מ-0.5 עד עשרות יחידות, הכל תלוי במטרת המכשיר);

- מרחק העברת לחץ (משך הצינור שדרכו מסופק החומר - לפחות 50 מטר);

- לחץ אוויר דחוס (ככלל, בטווח של 0, 2-0, 6 MPa, אך עשויים להיות ערכים אחרים);

- טווח טמפרטורות מותר של חומרים שאובים (בדרך כלל 0-80 מעלות);

- קוטר החורים בכניסה וביציאה, כמו גם היכן מסופק האוויר (מצוין בסנטימטרים או אינצ'ים - בדרך כלל עבור דגמים מיובאים);

- קוטר מגביל של תכלילים מוצקים (יכול להשתנות מכמה מילימטרים לסנטימטרים).

במקביל, סיווג המשאבות וטווח ייעודן כה נרחב עדבחירת הפרמטרים האופטימליים בעת בחירת סוג זה של מכשיר תהיה תמיד תלויה בהיקף הספציפי של היישום שלהם.

פגמים

למכשיר המדובר יש הרבה יתרונות. זוהי צדדיות - משאבת דיאפרגמה יכולה לשמש למים ולמספר רב של נוזלים אחרים בעלי תכונות פיזיקליות שונות. זוהי ידידותיות לסביבה - ככלל, כוננים ללא פליטות וגזים משמשים בתכנון של מכשירים. זהו רוחב הביצועים הטכניים - יש משאבת דיאפרגמה חשמלית, הידראולית, פניאומטית, ידנית. אבל צריך לומר גם על החסרונות האופייניים ליחידות מסוג זה.

ראשית, דיאפרגמת המשאבה או הדיאפרגמה של המשאבה בתנועה כל הזמן. זה מוביל בסופו של דבר לבלאי - הם הופכים פחות אטומים, או אפילו נכשלים לחלוטין. אבל, ככלל, יצרני ציוד מודרניים מצמידים כמה ממברנות חילוף לערכה המסופקת, ואם הם נגמרים, אתה תמיד יכול להזמין חדשים. כך למשל, חברת HBM, המספקת את מוצר הדגל שלה - משאבת דיאפרגמה ואקום (HBM מתמחה במכשירים כאלה), משלימה את הערכה עם חלקי חילוף.

שנית, בגלל עוצמת הפעולה, גם שסתומי המכשירים נשחקים. כמו כן, במקרים מסוימים, הם עלולים להיסתם במוצקים הנמצאים בנוזלים המסופקים. עם זאת, ניתן גם להחליף אותם.

כמה קשיים בהפעלת משאבות עשויים לנבוע מהופעה תקופתית של נעילות אדים בזמן שאיבת הנוזל (אםחומרים בעלי לחץ אדים גבוה עוברים עיבוד, כגון מתיל כלוריד).

במקביל, שלושת החסרונות שצוינו מתוגמלים על ידי יכולת התחזוקה הגבוהה של המשאבה, כמו גם הקלות שבהחלפת חלקים בלויים. בנוסף, על מנת למזער את הסבירות לפגיעה בממברנות ושסתומים, ניתן להשתמש בסוגים שונים של מכשירי שיכוך בו-זמנית עם היחידות (ובמקרים מסוימים, כחלק מתכנונן), המיועדים להחליק דחפים הנובעים מהתנועה של דיאפרגמות. בכל מקרה, משאבות דיאפרגמה עדיפות לשימוש מאשר המקבילות המסורתיות שלהן. הרווחיות הכלכלית של תעשיות רבות נקבעת לעתים קרובות מראש על ידי היכולת להשתמש רק ביחידות כאלה.