Przemysłowe pompy membranowe i perystaltyczne – plusy i minusy

 

Zarówno pompy membranowe, jak i pompy perystaltyczne (jelitowe) należą do grupy pomp wyporowych, które znajdują zastosowanie w najbardziej wymagających aplikacjach przemysłowych. Pracują w bardzo wielu instalacjach produkcyjnych w branży chemicznej, spożywczej, farmaceutycznej, uzdatniania i oczyszczania wody, gospodarki odpadami, obróbki metali oraz branży automotive. Pomimo że oba typy pomp zaliczane są do grupy urządzeń wyporowych i podobne jest ich zastosowanie, to zupełnie różna jest ich konstrukcja i zasada działania. Każdy z typów ma plusy i minusy — co postaramy się nakreślić.

Zasada działania — istotna różnica

Zasada działania to istotna różnica między pompą membranową a pompą perystaltyczną, co jednocześnie przekłada się na możliwość ich zastosowań. Zasada działania pomp membranowych polega na przetłaczaniu medium przez kolektory pompy za pomocą dwóch membran zamocowanych na dwóch końcach wału umieszczonego centralnie w pompie. Układ zaworów powietrznych w napędzie pompy wprawia wał z membranami w ruch posuwisto-zwrotny. Podczas każdego cyklu, ciśnienie powietrza z tyłu membrany wypycha znajdującą się ciecz w komorze w stronę kolektora tłocznego. Zawory zwrotne natomiast nie pozwalają na cofanie się cieczy w pompie. Cofająca się membrana powoduje powstanie podciśnienia po stronie ssawnej pompy, a co za tym idzie, samoczynne zasysanie medium. Zasada działania pomp perystaltycznych natomiast polega na przesuwaniu medium, które znajduje się w specjalnym, grubościennym wężu, za pomocą obrotowej głowicy z rolkami, które go dociskają. Cykliczne otwarcia węża tłoczonego, powodują powstanie podciśnienia po stronie ssawnej pompy, a to powoduje, że pompa ma bardzo dobre własności samossące.

Co łączy pompy perystaltyczne i pompy membranowe

Zarówno pompy membranowe, jak i pompy perystaltyczne, charakteryzują się bardzo dobrą zdolnością wytwarzania podciśnienia po stronie ssawnej pompy. Pozwala to na zasysanie medium z większej odległości lub o podwyższonej gęstości/lepkości w stosunku do tradycyjnych pomp wirowych. Oba rodzaje pomp mogą pracować w tzw. suchobiegu ("na sucho"). Konstrukcja napędu pomp nie ma kontaktu z pompowaną cieczą, nie posiadają też uszczelnienia mechanicznego, które musi być na bieżąco smarowane tłoczonym medium.

 

Sprawdź też: Pompa membranowa - zasada działania, budowa, zastosowanie

 

Pompy perystaltyczne i membranowe znajdują zastosowanie przy pompowaniu substancji zawierających cząstki stałe oraz inne zanieczyszczenia, jednak każda z nich ma pewne ograniczenia w kwestii ich dopuszczalnej średnicy. Oba warianty pomp przy poprawnym doborze ich wykonania materiałowego, charakteryzują się bardzo dużą niezawodnością i łatwością w wykonaniu przeglądów serwisowych i eksploatacyjnych.

 

Sprawdź też: Pompy perystaltyczne - rozwiązaniem w tłoczeniu tlenku magnezu

 

Słabe i mocne strony pomp perystaltycznych i pomp membranowych

Z omawianych rodzajów pomp, niewątpliwie bardziej rozpowszechnione są pompy membranowe. Przyczyną takiego stanu rzeczy są szerokie możliwości zastosowania i dopasowania wykonania materiałowego do pompowanego medium, prosta konstrukcja i stosunkowo niewielka ilość części, które mogą się zużyć podczas eksploatacji. Dodatkowym atutem pomp membranowych, jest stosunkowo niska cena zarówno nowych pomp, jak i części zamiennych w stosunku do innych rozwiązań pompowych dla nietypowych mediów.

Mówiąc o słabych stronach pomp membranowych, należy wspomnieć o rodzaju zastosowanego napędu, który zasilany jest w większości przypadków przez sprężone powietrze, a którego koszty wytworzenia są bardzo wysokie. Problem nie jest tak widoczny w sytuacji, kiedy użytkownik posiada i wykorzystuje instalację sprężonego powietrza do innych celów. Jednak w przypadku braku takiego źródła, koszty wykonania instalacji i zakupu odpowiedniej sprężarki są dosyć wysokie. Co więcej, konstrukcja napędu pneumatycznego generuje dosyć duży hałas podczas pracy. Wynika to z konieczności rozprężenia przez tłumik pobieranego powietrza przy każdym cyklu poruszających się membran.

W zależności od wielkości pompy powstają ograniczenia w dopuszczalnej maksymalnej średnicy tłoczonych zanieczyszczeń w medium. Zbyt duża ilość lub wielkość zanieczyszczeń może spowodować zatkanie, lub zabrudzenie zaworów zwrotnych w pompie, a to spowoduje zatrzymanie pompowania. Przy stosowaniu pomp membranowych należy pamiętać również o występującej pulsacji pompowanego medium, co może być problematyczne w aplikacjach precyzyjnego dozowania, filtracji.

Pompy perystaltyczne są szeroko stosowne w technice dozowania. Mówimy ti jednak o małych pompkach znajdujących zastosowanie w urządzeniach AGD (pralki, zmywarki) czy w laboratoriach chemicznych. Duże pompy przemysłowe to dosyć specjalistyczne urządzenie, znajdujące zastosowanie w aplikacjach gdzie powszechne rozwiązania pompowe nie zdają egzaminu. Uniwersalność to główna zaleta. Pompy jelitowe bez problemu pompują media bardzo abrazyjne, zanieczyszczone lub o szerokim składzie chemicznym. Prawidłowo eksploatowana pompa zapewnia praktycznie ciągłą i bezawaryjną pracę, a ilość części, które mogą się zużyć, została ograniczona praktycznie do jelita "węża" pompy oraz gliceryny, która chłodzi wirniki z rolkami.

Wysoka tolerancja na zanieczyszczenia stałe oraz włókniste, bardzo dobre parametry podciśnienia ssącego oraz możliwość pracy na sucho, niewątpliwie można zaliczyć do głównych zalet pompy. Pompa podczas pracy nie przenosi większych drgań z uwagi na pracę na stosunkowo niskich obrotach oraz nie powoduje pulsacji medium.

Pomimo wielu zalet konstrukcji pompy jelitowej, jest to produkt bardzo niszowy. Główną przyczyną jest bardzo wysoka cena tego rozwiązania pompowego, której największa część przypada na stosowany napęd składający się z silnika elektrycznego i motoreduktora. Kosztowne mogą być także fabryczne części zamienne — w zależności od wielkości samej pompy i średnicy jelita. Należy jeszcze zaznaczyć, że pompa jelitowa podczas pracy może osiągać dość znaczne temperatury. Zjawisko podobne do przegrzania wynika z pracy rolek przesuwających się po jelicie. W wyniku tarcia powstającego podczas nacisku rolki na wąż wytwarza się ciepło, którego zastosowana do chłodzenia gliceryna nie jest w 100% zniwelować. Zwłaszcza jeśli pompa pracuje w halach i wysokich temperaturach zewnętrznych.

Podsumowanie

Pomimo kompletnie różnych konstrukcji i zastosowanych technologii pompy membranowe i perystaltyczne charakteryzują się podobnymi cechami w zakresie obsługiwanych aplikacji i parametrów pracy. Różni je sam charakter pracy oraz koszty eksploatacyjne. Wybór lepszego rozwiązania powinien być rozpatrywany pod względem specyfikacji całej instalacji, miejsca montażowego, charakteru pracy oraz kosztów źródeł zasilania. Pompy membranowe i perystaltyczne to urządzenia dedykowane dla przemysłu i wymagających aplikacji. Odpowiednio dobrane i użytkowane zapewniają długą i ekonomiczną pracę.