Charakteristika, princip činnosti a vlastnosti membránových vývěv

Membrána z polymerového materiálu se pohybuje nahoru a dolů pomocí pístu. Při pohybu membrány „od komory“ se objem komory zvětší a vytvoří se v ní podtlak, v důsledku čehož je část čerpaného média nasávána do čerpadla. Při opačném pohybu membrány se zvyšuje tlak, zmenšuje se objem pracovní komory a médium je vytlačováno. Pro fungování čerpadla jsou kromě membrány důležité vstupní a výstupní ventily, které pracují zrcadlově. Při nasávání se otevře vstupní ventil, který umožňuje průchod čerpaného média z původní nádoby do pracovní komory čerpadla, výstupní ventil je v tomto okamžiku uzavřen pro udržení nízkého tlaku v komoře. Po vysunutí se výstupní ventil otevře, umožní médiu opustit komoru a díky tomu, že se vstupní ventil uzavře, médium nevystoupí zpět do nádoby. Ventily pracují bez zvláštního vlivu pod průtokem čerpaného média.

Komora je hermeticky uzavřena od pohonu membránou. Čerpadla mohou mít dvě hlavy, v takovém případě je dosaženo nižšího podtlaku. Minimální vakuum dosažitelné pomocí membránových vývěv je 2 mbar.

Výhody

• Žádná kontaminace produktu
• Kompaktnost, nízká hmotnost a rozměry čerpadla
• Hladký (nepřerušovaný) provoz
• Snadná obsluha, snadná údržba a instalace
• Bezolejový systém – do čerpaného média se nemůže dostat žádné mazivo
• Spolehlivost a odolnost konstrukce – žádný motor ani rotující části

Konstrukční schémata čerpadel

K vytvoření různých stupňů vakua používá společnost KNF (Německo) tři konstrukční schémata membránových vývěv:

Jedna pracovní komora	Dvě pracovní komory, sériové připojení	Dvě pracovní komory, paralelní připojení

V závislosti na typu čerpaného média existují dvě skupiny membránových čerpadel:

1. Plyn (vývěvy). Tato čerpadla jsou určena pro čerpání směsí plyn-vzduch a vytváření vakua. Mohou být také použity jako kompresory. Čerpadla tohoto typu jsou zcela suchá, extrémně snadno ovladatelná a udržují si dlouhou životnost i při nepřetržitém provozu.
2. Hydraulické (kapalné) – slouží k čerpání kapalných médií. Kapalinová čerpadla mají samonasávací funkce a ochranu proti chodu nasucho. Jsou vybaveny regulátorem a slouží k přesnému dávkování kapalin.

Vlastnosti membránových vývěv

Typy membrán používaných v čerpadlech

1. Plochá membrána

Klasickým typem membrány je pryžový kotouč s otvorem ve středu, který je připevněn k pístu pomocí přídržného kotouče a šroubu. Čerpadla s robustními plochými membránami poskytují vysoké kompresní poměry díky tuhému spojení s pístem.

Mezi nevýhody tohoto typu membrán patří možnost netěsnosti otvorem v membráně a přímý kontakt fixačního kotouče a šroubu s čerpaným médiem.

2. Lisovaná membrána

Tato membrána je vyrobena ve formě pryžového disku konvexního na opačné straně než pracovní komora. Do spodní strany membrány je vtlačen šroub, kterým je připevněna k pístu. Ve srovnání s plochou membránou má tvarovaná membrána stejné velikosti nižší výkon v důsledku nižší elasticity ve středové části.

Výhoda lisované membrány oproti ploché membráně spočívá v tom, že lisovaná membrána nemá žádné kovové části v kontaktu s čerpaným médiem.

3. Strukturovaná membrána KNF (Německo)

Strukturovaná membrána je patentovaným vynálezem KNF a díky svému speciálnímu tvaru povrchu nabízí výhody plochých i lisovaných membrán. Strukturovaná membrána nemá na vnější straně žádné kovové součásti jako plochá membrána a má lepší mechanické vlastnosti (a tedy vyšší výkon) než lisovaná membrána. Konstrukční vlastnosti této membrány chrání před úniky čerpaného média.

Ploché membránové čerpadlo	Lisované membránové čerpadlo	Čerpadlo se strukturovanou membránou KNF (Německo)

Hlavní moderní materiály pro výrobu membrán čerpadel:

• Butadien-nitrilový kaučuk (Buna-N) – pro čerpání paliv a maziv a abrazivních médií. Je rozšířený díky kombinaci nízké ceny s poměrně vysokou odolností vůči oleji a relativně dobrou odolností proti opotřebení. Nevýhoda: nízká odolnost vůči vysokým teplotám. Vhodné pro potravinářský průmysl. Průměrná životnost.
• Wil-Flex™ – používá se k výrobě chemicky odolných membrán, vhodných pro čerpání kyselých a alkalických médií. Vyznačuje se zvýšenou odolností proti opotřebení, nízkou cenou a dlouhou životností.
• Viton (syntetický fluorovaný kaučuk) – chemicky odolný vůči široké škále médií, ideální pro čerpání super agresivních médií. Vitonové membrány mají zvýšenou tepelnou odolnost a odolnost proti opotřebení.
• Geolast (vyvinutý společností ExxonMobil) – vhodný pro širokou škálu prostředí s výjimkou většiny kyselin a látek obsahujících chlór. Univerzální membrány střední elasticity a odolné proti oděru.
• Neopren (chloroprenová pryž) – používá se v membránách do neutrálního a středně agresivního prostředí. Vyznačuje se střední odolností proti oděru, vysokou pevností v tahu, požární odolností a nízkou cenou.
• Polyuretan – vhodný pouze do neutrálního prostředí. Vyznačuje se mechanickou odolností proti opotřebení, vysokou pevností v tahu a roztržení a v důsledku toho dlouhou životností, nízkou cenou a je nejlevnější z moderních materiálů s dostatečnou odolností a dlouhou životností.
• Fluoroplast (PTFE, teflon) – má vysokou chemickou odolnost, vysokou přilnavost, pevnost v roztržení a odolnost proti oděru. Dlouhá životnost, vhodné do nejagresivnějšího prostředí. Splňuje nejvyšší hygienické standardy, díky čemuž je vhodný pro použití v lékařství a potravinářské výrobě.
• Ethylenpropylenový kaučuk (EPDM) je materiál s vysokou chemickou odolností vůči kyselinám, zásadám, rozpouštědlům, alkoholům a roztokům solí. Široký teplotní rozsah (od -50 do +150°C).

Membrány ve vývěvách KNF jsou obvykle vyrobeny z polymeru PTFE, FFPM.

Membránový stabilizační systém vakuové pumpy

Při otevření vstupního ventilu (spodní poloha pístu) je tlak v pracovní komoře membránového plynového čerpadla roven vstupnímu tlaku (tlaku v nádobě, ve které je vytvořeno vakuum). Při provozu čerpadla vstupní tlak klesá, tím tlak na vnější straně membrány rovný atmosférickému tlaku přitlačuje membránu ke stěně pracovní komory, v důsledku čehož klesá výkon čerpadla (obr. 1).

Aby se tomuto efektu zabránilo, používají membránové vývěvy KNF mechanismus stabilizace membrány. Na vnější straně pracovní membrány je vytvořena izolovaná dutina pomocí stabilizační membrány. Vstupní tlak a tlak na vnější straně pracovní membrány jsou vyrovnávány pomocí speciálního kanálu. (obr. 2)

Obr. 1	Obr. 2

Pokud potřebujete poradit ohledně vlastností membránových čerpadel, kontaktujte nás prosím telefonicky na čísle +7 (495) 223-18-03, 8-800-600-18-03, e-mailem na [email protected] nebo vyplňte formulář žádosti. Katalog si můžete prohlédnout zde.

To je zajímavé. Vakuové pumpy KNF vakuové stanice KNF

Stažení Katalog Laboratorní čerpadla 1.44 MV