Do czego wykorzystywane są pompy membranowe?

Budowa pomp membranowych

W pompach membranowych elementem roboczym jest membrana, określana też mianem przepony. Obecnie wykonuje się ją z różnych materiałów, takich jak np. PTFE, EPDM (nordel), TPO (santopren), neopren, geolast, viton, nitryl, teflon, hytrel czy guma. Z tych samych surowców produkowane są również zawory kulkowe (kule nierzadko ze stalowym rdzeniem), obecnie dominujące w wielu rodzajach pomp membranowych. W zaworach pomp membranowych wykorzystywane są też materiały ceramiczne oraz poliuretan. W pompach przeznaczonych do celów sanitarnych czy do przetłaczania cieczy zawierających duże cząstki stałe, stosowane są zawory klapowe. Same korpusy i inne części pomp wykonuje się ze stali, żeliwa, aluminium lub wytrzymałych tworzyw sztucznych, często wzbogacanych grafitem w celu uniknięcia powstawania elektryczności statycznej.

Urządzenia te mogą być zasiane na różne sposoby. Najstarsze modele pomp przeponowych były napędzane ręcznie przez dźwignię (cięgno) przymocowaną do pojedynczej elastycznej membrany, która była wykonana ze skóry, a w późniejszych czasach także z gumy, tworzywa sztucznego lub rzadko z cienkiej stalowej blachy.

Obecnie do napędzania pomp membranowych wykorzystywane są różnorakie silniki: elektryczne, pneumatyczne lub hydrauliczne, choć na rynku dostępne są też mobilne modele zaopatrzone w silniki spalinowe: benzynowe lub wysokoprężne. W specjalistycznych zastosowaniach, takich jak precyzyjne dozowanie pompowanych materiałów, stosowane są pompy z silnikiem krokowym o cyfrowo regulowanej prędkości pracy.

Modele elektryczne są popularne w zastosowaniach konsumenckich, podczas gdy w użyciu profesjonalnym chętniej wykorzystuje się pozostałe typy napędów.

W pompach z silnikami pneumatycznymi za napęd odpowiada układ zaworów powietrznych, który wprawia w ruch wał wraz z membranami.

Podobną budowę mają pompy dwumembranowe. Jak sama nazwa wskazuje, posiadają one dwie membrany, które zamocowane są na każdym końcu umieszczonego centralnie w pompie wału. Ten zaś jest wprowadzany w ruch posuwisto-zwrotny.

Zasada działania pomp membranowych

Działanie pomp membranowych opiera się na przetłaczaniu medium przez kolektor pompy za pomocą membrany. W pompach jednomembranowych, w momencie, kiedy elastyczna membrana jest pociągana cięgłem, następuje wypełnienie komory przez wpływające przez zawór ssący medium. W czasie ruchu powrotnego cięgła membrana wypycha pobraną do komory zawartość przez zawór tłoczny.

Z kolei w pompach dwumembranowych wał wprawia naprzemiennie w ruch posuwisto-zwrotny dwie membrany, które na zmianę zasysają i tłoczą transportowaną treść. W przypadku, kiedy za ruch membrany odpowiada ciśnienie powietrza, jego dopływ powoduje wypychanie pompowanego medium do kolektora tłocznego, zaś spadek ciśnienia skutkuje powrotem membrany, która wytwarza podciśnienie po stronie ssawnej pompy. To sprawia, że zawartość zostaje samoczynnie zasysana. Cofaniu się cieczy zapobiegają zawory zwrotne.

Pompy pneumatyczne podczas pracy nie wymagają chłodzenia ani smarowania, co pozwala na bezawaryjną pracę tych urządzeń na sucho. Ponadto większość urządzeń membranowych pozostaje odporna na pracę na sucho. Automaty są zdolne do silnego samozasysania pompowanej zawartości.

Zalety pomp membranowych

Do najważniejszych zalet pomp membranowych, poza wspomnianym powyżej samozasysaniem i odpornością na suchobieg, należą:

• odporność na ścieranie,
• możliwość pompowania cieczy zawierających zanieczyszczenia, w tym też włókniste,
• możliwość pracy z żywnością przy minimalnym ryzyku jej zanieczyszczenia lub wycieku.

Pompy o napędzie pneumatycznym są doskonałym rozwiązaniem w środowiskach, w których istnieje potencjalnie wysokie zagrożenie wybuchem, ponieważ nie wytwarzają iskier, zaś ich metalowe obudowy chronią przed powstawaniem wyładowań statycznych. Ich pracę można łatwo i płynnie regulować poprzez zastosowanie zaworu na dopływie sprężonego powietrza, a dzięki wyeliminowaniu części obrotowych wymagających uszczelnienia charakteryzują się bardzo dużą szczelnością.

Do czego wykorzystywane są pompy membranowe?

Pompy membranowe są chętnie wykorzystywane w wielu gałęziach przemysłu. Z uwagi na mnogość materiałów stosowanych do budowy tych urządzeń znajdują one zastosowanie do przetłaczania różnorakich cieczy materiałów, np. takich jak:

• czysta woda,
• woda zawierająca drobne ciała stałe czy włókna,
• gęste ciecze i szlamy,
• ciecze palne,
• substancje żrące,
• lepkie ciecze,
• różnego rodzaju smary,
• lotne rozpuszczalniki,
• oleje,
• żele, np. dżemy w przemyśle spożywczym,
• emulsje, np. kremy w kosmetyce i farmacji,
• drobne ciała stałe,
• powietrze lub gazy techniczne.

Pompy membranowe stosuje się też jako napędy w urządzeniach do odwróconej osmozy czy ultrafiltracji, urządzeniach CIP (Clean-In-Place), a także w systemach kotłowniczych. Popularne są też w laboratoriach, gdzie służą do przetłaczania różnych płynów, a nawet do pompowania powietrza oraz innych gazów.

W gospodarstwach domowych dużą popularnością cieszą się proste pompy membranowe do wody czystej lub zanieczyszczonej jedynie w niewielkim stopniu.