Дозировочные насосы: виды, характеристики

Содержание:

Применение насосов-дозаторов

Виды дозировочных насосов

Плунжерные насосы

Диафрагменные (мембранные) насосы

Перистальтические насосы

Объемное дозирование различных жидких сред представляет собой важную инженерную задачу, актуальную для многих отраслей промышленности и хозяйственной деятельности. В большинстве случаев она решается с помощью специальных дозировочных насосов. Это оборудование обеспечивает подачу под напором строго определенного объема чистых, химически нейтральных, активных, токсичных, вязких жидкостей, суспензий, эмульсий.

Ключевыми характеристиками устройств является производительность (она варьируется от нескольких миллилитров до десятков кубометров в час) и максимальное рабочее давление. Также большое значение имеет материал, из которого изготовлена проточная часть насоса. Он определяет химическую совместимость с перекачиваемыми средами. Чаще всего проточная часть изготавливается из коррозионностойких сталей и специальных полимеров.

Применение насосов-дозаторов

Основной сферой, где применяются дозировочные насосы, является водоочистка. Подавляющее большинство применяемых технологий очистки, включая флотацию, коагуляцию, дезинфекцию, коррекцию химического состава требуют точного дозирования реагентов. В системах центрального водоснабжения вода обеззараживается с помощью хлора. Также в отдельных случаях в нее добавляется фтор. Без насосов-дозаторов невозможна нормальная эксплуатация современных бассейнов. Оборудование позволяет поддерживать оптимальную степень хлорирования воды с помощью подачи гипохлорита натрия.

Дозирующие устройства используются также для очистки бытовых и промышленных сточных вод. Для обеззараживания стоков и связывания опасных химических соединений в жидкость подается известковый раствор и другие реагенты. Кроме того, дозировочные насосы применяются для контроля роста водорослей в естественных и искусственных водоемах, путем добавления в воду специального вещества – альгицида.

Водоочистка – далеко не единственная отрасль, где активно используются дозаторы. Также устройства нашли применение для решения следующих задач:

• смешивание, дозировка, растворение компонентов, присадок, огнеопасных и токсичных веществ на химических предприятиях;
• добавление и дозировка цветных добавок в горюче-смазочные материалы для транспортных средств;
• впрыск добавок и присадок в устье скважины на нефтегазовых вышках;
• обработка химикатных систем на электростанциях, опреснительных станциях, многокаскадных испарителях, в паровых генераторах;
• подача жировых кислот, овощных и фруктовых пюре, майонеза, масел, соусов, сиропов и других продуктов в упаковку на предприятиях пищевой промышленности;
• добавление красителей, консервантов и других компонентов при изготовлении алкогольных и безалкогольных напитков;
• дозировка и перемешивание сырья и присадок при производстве различных полимеров;
• подача красителей и основной массы в распылительное устройство при изготовлении посуды и других керамических изделий;
• прочистка оборудования от окалины на сталелитейных заводах;
• высокоточная дозировка химических веществ в лабораториях;
• подача красителей, гидроизолирующих смол, ингибиторов, наполнителей при производстве бумаги;
• борьба с отложениями и создание защитных пленок на поверхности трубопроводов и котельного оборудования тепловых сетей;
• регулировка работы гидроусилителей в системах рулевого управления автомобилей и специальной техники.

Виды дозировочных насосов

В зависимости от конструкции и принципа действия различают следующие разновидности устройств:

• плунжерные,
• мембранные (диафрагменные);
• перистальтические.

Также дозаторы классифицируются по типу привода. Он может быть электрическим, механическим, пневматическим и гидравлическим.

В целом практически любой насос, вне зависимости от вида, состоит из нескольких основных элементов. К ним относится электромотор, редуктор, управляющая система, гидравлический цилиндр, устройство регулировки.

Плунжерные насосы

Это оборудование предназначено для перекачки больших объемов среды и создания высокого напора. Оно может работать с агрессивными и опасными жидкостями, плотность которых может составлять 2000 кг/м³ и более. Принцип работы этих дозировочных насосов основан на перемещении поршня внутри цилиндра. Он образует разрежение, за счет которого нужный объем среды втягивается в рабочую камеру через всасывающий клапан. Обратный ход плунжера приводит к движению жидкости через нагнетательный клапан в выпускной патрубок. Для защиты поршня от агрессивного воздействия перекачиваемой среды могут использоваться фторопластовые уплотнения, которые разделяют проточную и приводную части насоса.

Привод плунжерных устройств чаще всего электрический. Он обеспечивает передачу крутящего момент от электродвигателя и его преобразование с помощью кривошипно-шатунного механизма в возвратно-поступательное движение поршня. Регулировка процессов всасывания и нагнетания осуществляется за счет слаженной работы впускных и выпускных клапанов.

Существует несколько разновидностей плунжерных дозировочных насосов:

• с горизонтальным расположением цилиндров;
• с вертикальным расположением цилиндров;
• с герметичными цилиндрами;
• одноплунжерные;
• многоплунжерные;
• дифференциальные;
• бесклапанные;
• агрегаты микродозирования.

К особенностям устройств плунжерного типа относится: высокая точность дозирования, большое давление нагнетания, возможность перекачивания вязких жидкостей и агрессивных сред, возможность регулировки частоты вращения, хорошая надежность и ремонтопригодность.

Диафрагменные (мембранные) насосы

Эти устройства относятся к насосам объемного действиях. Основой их конструкции является эластичная мембрана, которая приводится в действие механическим, электромагнитным, пневматическим или гидравлическим приводом. Принцип работы оборудования схож с плунжерными механизмами, только вместо движения поршня за всасывание и нагнетание среды отвечают колебания диафрагмы, которая одновременно выполняет функции рабочей камеры. Для обеспечения непрерывного движения жидкости устройства оснащаются двумя соединенными между собой рабочими камерами.

К преимуществам мембранных насосов относится:

• полная герметичность. Благодаря этому диафрагменные устройства хорошо подходят для сохранения высокой чистоты жидкостей, что очень важно для фармацевтической и пищевой промышленности, позволяют перекачивать токсичные и взрывоопасные среды;
• высокая устойчивость к коррозии и воздействию агрессивных веществ. Это качество обуславливает широкое применение мембранных дозировочных насосов в химической промышленности;
• отсутствие застойных зон в рабочей камере. Благодаря этому оборудование позволяет работать на линиях по фасовке пищевых продуктов и без проблем дозировать жидкости с абразивными и твердыми частицами.

Есть у оборудования диафрагменного типа и определенные недостатки. Главный из них заключается в сравнительно невысокой точности дозирования. Это вызвано тем, что режим растягивания и сжатия мембраны сильно зависит от температуры среды, «усталости» диафрагмы и некоторых других факторов. Также данные насосы не рассчитаны на работу с жидкостями, которые содержат крупные механические включения, способные разрушить рабочую камеру или привести к потере герметичности. Кроме того, оборудование имеет ограничения по производительности и создаваемому давлению, что связано с физическими характеристиками мембраны.

В то же время, современные конструкции диафрагменных дозировочных насосов способны частично или полностью устранить указанные недостатки. Это достигается за счет применения новых эластомеров для производства мембран, усовершенствования привода, использования сдвоенных мембран и других технических решений.

Перистальтические насосы

Эти агрегаты объемного действия отличаются по принципу работы от мембранных и плунжерных устройств. Проточной частью перистальтических насосов выступают гибкие шланги с перекачиваемой средой. Движение жидкости обеспечивается за счет периодического сжимания и разжимания трубки. Шланги изготавливаются из прочных и эластичных материалов, которые отличаются повышенной химической стойкостью. Перекачиваемая среда не соприкасается с металлическими элементами дозировочного насоса – она контактирует только с внутренней поверхностью трубок. При этом шланги полностью химически нейтральны по отношению к большинству жидкостей. Благодаря этому, перистальтические устройства отлично подходят для дозировки пищевых продуктов и косметических средств.

Помимо этого, среди достоинств данных насосов можно выделить:

• очень высокую герметичность, отсутствие уплотнений, через которые может произойти утечка;
• простоту установки, обслуживания, чистки, настройки;
• возможность перекачивания сред с газообразными и твердыми включениями;
• низкая шумность;
• возможность работы в прямом и реверсном режиме;
• очень высокая точность подачи.

Перистальтические дозировочные насосы завоевывают все большую популярность у потребителей. Они востребованы в сельском хозяйстве, медицине, фармакологии, пищевой индустрии, лабораторных исследованиях, строительстве. Кроме того, их используют для аэрации воды, дозирования кормов и солевых растворов в пресноводных и морских аквариумах.

Другие статьи