Membranpumpen (dies sind auch Membranpumpen) gehören zur Kategorie der Pumpvorrichtungen des sogenannten volumetrischen Typs - das Pumpen von Flüssigkeit in solchen Einheiten erfolgt durch eine zyklische Veränderung des Volumens der Arbeitskammer. Wenn bei Kolben- und Kolbenpumpen diese Änderungen während Hin- und Herbewegungen des Kolbens bzw. des Kolbens auftreten, ist bei Membranpumpen eine flexible Membran (Membran) dafür verantwortlich, die an einer der Kammerwände befestigt ist.
Grundprinzip
Das Grundprinzip einer Membranpumpe jeder Konstruktion ist wie folgt: Die Membran, die sich von der Kammer verbiegt, erhöht ihr Volumen und erzeugt dadurch eine Niederdruckzone in der Kammer, wodurch ein Teil der Flüssigkeit in die Pumpe angesaugt wird. Wenn sich die Membran in die entgegengesetzte Richtung biegt, nimmt das Volumen der Kammer ab, der Druck steigt an - und die Flüssigkeit wird herausgedrückt.
Ventile
Ein solcher Effekt wäre jedoch ohne zwei weitere notwendige Elemente – Einlass- und Auslassventile - nicht möglich gewesen. Sie arbeiten paarweise gleichzeitig, spiegeln aber wider:
- während der Ansaugbewegung der Membran öffnet sich das Einlassventil, so dass Flüssigkeit aus dem Originalbehälter in die Arbeitskammer fließen kann - während das Auslassventil geschlossen ist, um den Druck in der Kammer niedrig zu halten;
- Wenn die Membran herausgedrückt wird, öffnet sich das Auslassventil, sodass Flüssigkeit aus der Kammer entweichen kann, und das Einlassventil schließt sich, um zu verhindern, dass die Flüssigkeit zurück in den Behälter austritt.
Zum Starten der Ventile ist keine externe Steuerwirkung erforderlich, sie schließen und öffnen sich unter Einwirkung des Flüssigkeitsstroms selbstständig.
Die Ventile können im Design variieren (meistens werden einfache und zuverlässige Kugelhähne verwendet), aber die Konstruktion der Ventile ist für die ordnungsgemäße Funktion der Membranpumpe nicht entscheidend - die Hauptsache ist, dass sie sauber und rechtzeitig arbeiten. Viel wichtiger ist der Antriebstyp, der die Impulsbewegung der Membran direkt ermöglicht.
Datenträgertypen
Es gibt verschiedene Arten von Membranpumpen, die für den Einsatz in verschiedenen Prozessumgebungen bestimmt sind. Bei demselben grundlegenden volumetrischen Funktionsprinzip unterscheiden sich Membranpumpen in der Konstruktion - insbesondere in den Antriebstypen und in der Art, wie Kraft vom Antrieb zur Membran übertragen wird.
1. Elektromagnetischer Antrieb. Es wird am häufigsten in der Konstruktion von Membrandosierpumpen verwendet, die nicht zum Pumpen großer Mengen flüssiger Substanzen bestimmt sind, aber in der Lage sind, das Pumpvolumen mit einer ungewöhnlich hohen Genauigkeit von mehreren Millilitern pro Stunde zu steuern. Diese Genauigkeit wird durch die Verwendung eines Elektromagneten als Antrieb erreicht - einer elektromagnetischen Spule mit einem frei beweglichen Kern darin.
Wenn ein elektrischer Impuls an die Spulenwicklung angelegt wird, wird der Kern durch ein Magnetfeld, das in der Wicklung auftritt, aus ihm herausgedrückt. Der Kern drückt wiederum auf den mittleren Teil der Membran, wodurch er sich zur Arbeitskammer der Pumpe bewegt. Wenn die Spule ausgeschaltet ist, verschwindet das Magnetfeld; Der Kern und die Membran werden zusammen mit ihr durch eine Rückstellfeder in ihre Ausgangsposition zurückgesetzt.
Das Volumen der Flüssigkeit, die pro Zeiteinheit durch die Pumpe fließt, hängt von der Anzahl und Häufigkeit der Impulse ab. Bei einigen Modellen von Membrandosierpumpen ist es möglich, den Hub des Kerns zusätzlich einzustellen: Je kürzer der Hub, desto kleiner und genauer ist der Vorschub.
2. Der elektromechanische Antrieb ist komplizierter konstruiert. Membranpumpen mit diesem Antrieb sind in der Lage, deutlich größere Volumina zu pumpen, gemessen bereits in Hunderten von Litern pro Stunde. Ihr Design hat auch einen Schieber, der mit der Mitte der Membran verbunden ist - aber nicht durch ein elektromagnetisches Feld, sondern durch die Exzentrizität eines manuellen Getriebes wird der Druck auf ihn ausgeübt. Der Elektromotor wirkt wie ein Antriebsstrang, der den Getriebemechanismus dreht.
Die Rückwärtsbewegung des Stößels wird hier ebenfalls durch eine Feder gewährleistet; Ebenso kann der Schubhub eingestellt werden. Daher ist auch die Flüssigkeitszufuhr einstellbar - jedoch mit etwas geringerer Genauigkeit, da die Gesamtvolumina ziemlich groß sind. Die maximale Effizienz dieser Pumpentypen hängt vom Volumen der Arbeitskammer, der Häufigkeit des Getriebebetriebs und natürlich von der Leistung des elektrischen Antriebs ab.
3. Druckluftantrieb. Wird in industriellen Membranpumpen verwendet, die Tausende oder sogar Zehntausende Liter pro Stunde pumpen sollen. Sie zeichnen sich durch die originellste mechanische Konstruktion aus: Sie haben nicht eine Arbeitskammer, sondern zwei Spiegelreflexkameras, zwischen denen sich das hauptkonstruktive und funktionelle Element befindet – ein pneumatischer konzentrischer Wärmetauscher.
Die beiden Enden des Wärmetauscherschiebers sind an den beiden gegenüberliegenden Membranen fixiert, so dass bei Ausführung des Ansaugzyklus der Membran in einer Arbeitskammer der Ausstoßzyklus gleichzeitig in der anderen stattfindet.
Wenn der Schieber die Endposition im Wärmetauscher erreicht, schaltet der Regler automatisch um und der Schieber beginnt sich in die entgegengesetzte Richtung zu bewegen;Der Kameramodus ist umgedreht.
Trotz der großen Pumpmengen und der Unfähigkeit, den Schubhub einzustellen, sorgen die pneumatischen Membranpumpen immer noch für eine Durchfluss-Steuerung. Dies geschieht auf andere Weise, indem die Menge und der Druck der Luft im Luftkanal reguliert werden, der den pneumatischen Wärmetauscher der Pumpe mit dem Kompressor verbindet, der als Fernantrieb fungiert.
