Pompy membranowe a pompy tłokowe - jakie są kluczowe różnice i zastosowania w przemyśle?

Ocena:

5/5 | 1 głosów

Pompy membranowe i pompy tłokowe to zdecydowanie najpopularniejsze typy pomp wyporowych. Co je różni? Jakie jest ich zastosowanie w przemyśle? Odpowiedzi na te i inne pytania znajdują się w niniejszym artykule.

 

 

Wprowadzenie: Pompy wyporowe w przemyśle

Pompy membranowe i pompy tłokowe to dwa główne rodzaje pomp wyporowych, które znajdują szerokie zastosowanie w przemyśle. W praktyce oba typy urządzeń różnią się nie tylko budową i sposobem działania, ale również parametrami roboczymi i zakresem zastosowań. Znajomość różnic umożliwia zatem dobór urządzeń do konkretnego procesu technologicznego.

Zasada działania i konstrukcja pomp membranowych

Pompy membranowe, występujące głównie w wersji dwumembranowej działają na zasadzie ruchu elastycznych membran, co powoduje naprzemienne zasysanie i wypychanie cieczy z komory płynowej na zewnątrz. Membrany współdziałają z zaworami kulowymi, klapowymi lub innymi, poprzez które odbywa się zasysanie lub wytłaczanie płynu. W pneumatycznych pompach membranowych ruch membran wywołany jest sprężonym powietrzem. Cechą konstrukcyjną pomp membranowych jest brak dynamicznych uszczelnień, co powoduje, że pompowana ciecz nie ma bezpośredniego kontaktu z elementami napędowymi, co pozytywnie wpływa zarówno na bezpieczeństwo pracy, jak i odporność na agresywne media.

Zasada działania i konstrukcja pomp tłokowych

Charakteryzują się stosunkowo małymi wydajnościami, ale z możliwością generowania wysokich ciśnień. Pompy tłokowe działają na zasadzie ruchu posuwisto-zwrotnego tłoka w cylindrze, który powoduje naprzemienne zasysanie i tłoczenie cieczy. Pompy tłokowe to specjalna konstrukcja z ruchomym uszczelnieniem co sprawia, że są to pompy dwustronnego działania. Pompa tłoczy ciecz przy ruchu tłoka w obydwu kierunkach. Duże przełożenia (od 1:1 do 65:1), czyli stosunek ciśnienia produktu na wyjściu z pompy do ciśnienia sprężonego powietrza zasilającego pompę pozwalają generować wysokie ciśnienie, nawet powyżej 500 barów pozwalają m. in. na przetłaczanie produktów na duże odległości lub natryskiwanie wysokolepkich mas czy wytłaczanie materiałów z beczki do punktu przeznaczenia. Konstrukcja pompy tłokowej obejmuje cylinder, tłok, zawory ssące i tłoczne, uszczelnienia oraz element napędowy, który porusza tłok.

Porównanie kluczowych cech i parametrów

Pompy membranowe charakteryzują się prostą konstrukcją oraz ze względu na szeroki wybór materiałów konstrukcyjnych są uniwersalne w zastosowaniu. Ich zasada działania polega na ruchu elastycznej membrany, która zapewnia transport cieczy. Są idealne do pompowania wszelkiego rodzaju mediów płynnych o niskich i średnich lepkościach, łatwopalnych, agresywnych chemicznie, czystych czy też zawierających zanieczyszczenia stałe. Maksymalne ciśnienie robocze pomp membranowych wynosi zazwyczaj do 8,5 bara (modele specjalne do 20 barów), co sprawia, że nie nadają się do zastosowań wymagających ekstremalnych warunków ciśnieniowych. Ponadto, pompy membranowe są łatwe w konserwacji i utrzymaniu, a ich koszt eksploatacji jest stosunkowo niski.

Pompy tłokowe oferują znacznie wyższe ciśnienie robocze niż pompy membranowe, ponieważ może ono sięgać nawet powyżej 500 barów. Działają na zasadzie ruchu posuwisto-zwrotnego tłoka. Są idealne w zastosowaniach, gdzie konieczne jest osiągnięcie wysokiego ciśnienia do przetłaczania produktów, takich jak kleje polimerowe, skrobiowe, winacetowe, uszczelniacze, smary, mastyki, szczeliwa czy pasty drukarskie i żywice. Jednak ze względu na bardziej złożoną konstrukcję wymagają większej uwagi operatora. Pompy tłokowe mają ograniczoną odporność na ciała stałe w cieczy prowadzące do uszkodzenia elementów metalowych i niszczenia uszczelnień.

Zalety i wady pomp membranowych

Zalety pomp membranowych:

• wysoka odporność chemiczna i mechaniczna,

• możliwość pracy na sucho bez ryzyka uszkodzenia,

• brak dynamicznych uszczelnień, co zmniejsza ryzyko wycieków,

• prosta konserwacja i niskie koszty eksploatacji,

• tolerancja na ciecze zanieczyszczone i ciecze o stosunkowo szerokim zakresie lepkości.

Czy pompy membranowe mają wady? Oczywiście, że tak. Wymienić wśród nich należy stosunkowo niskie ciśnienie robocze, ograniczoną możliwość zastosowania ich jako pompy dozujące oraz w przypadku pneumatycznych pomp membranowych potrzebę dostępności sprężonego powietrza u potencjalnego użytkownika.

Zalety i wady pomp tłokowych

Jakie są zalety pomp tłokowych? Wymienić wśród nich należy przede wszystkim bardzo wysokie ciśnienie robocze, co można wykorzystać przy tłoczeniu płynów wysokolepkich przy operacjach przetłaczania na duże odległości czy natrysku w procesach nanoszenia warstw zabezpieczających. Są to pompy specjalistyczne do wykorzystania w szczególnie wymagających warunkach. Wady pomp tłokowych to z kolei między innymi:

• wysokie wymagania konserwacyjne,

• niska odporność na cząstki stałe,

• możliwość powstawania wycieków przez uszczelnienia,

• złożona konstrukcja, a co za tym idzie, wyższe koszty ewentualnych napraw.

Typowe obszary zastosowań pomp membranowych

Pompy membranowe to urządzenia, które znajdują zastosowanie w wielu różnych branżach. Powszechnie wykorzystywane są m.in. w:

• przemyśle chemicznym (kwasy, zasady, rozpuszczalniki),
• przemyśle spożywczym (zawiesiny, koncentraty),
• oczyszczalniach ścieków (chemikalia),
• przemyśle kosmetycznym i farmaceutycznym,
• rolnictwie (nawozy, środki ochrony roślin).

Ich głównym atutem w przypadku wyżej wymienionych zastosowań jest odporność na agresywne substancje i zabrudzenia. W efekcie pompy membranowe są bardzo uniwersalne jako zastosowania pomp przemysłowych.

Typowe obszary zastosowań pomp tłokowych

Pompy tłokowe doskonale sprawdzają się w aplikacjach wymagających dużego ciśnienia, takich jak:

• dozowanie składników przy produkcji elektroniki,
• systemy wysokociśnieniowego czyszczenia,
• przemysł samochodowy,
• przemysł poligraficzny, meblarski, opakowaniowy,
• stanowiska testowe i laboratoryjne.

Ich zdolność do pracy pod ekstremalnym ciśnieniem sprawia, że są niezastąpione tam, gdzie wymagana jest najwyższa trwałość w trudnych warunkach.

Kiedy wybrać pompę membranową, a kiedy tłokową?

Wybór między pompą membranową a pompą tłokową zależy przede wszystkim od wymagań aplikacji oraz specyfiki pracy w danym procesie przemysłowym. Pompy membranowe będą najlepszym wyborem w przypadku mediów, które są zanieczyszczone, lepkie lub zawierają cząstki stałe. Ze względu na prostą konstrukcję i brak bezpośredniego kontaktu medium z napędem, pompy membranowe są idealne do pracy z agresywnymi chemikaliami, kwasami, zasadami oraz w przemyśle spożywczym czy farmaceutycznym, gdzie konieczna jest higiena i odporność na zanieczyszczenia. Ich ciśnienie robocze, zazwyczaj do 8,5 bara (pompy wysokociśnieniowe do 20 barów), sprawia, że sprawdzają się w średnio wymagających aplikacjach. Dodatkowo, pompy membranowe są łatwiejsze i tańsze w utrzymaniu, co czyni je atrakcyjnym rozwiązaniem w wielu branżach.

Pompy tłokowe powinny być wybierane natomiast wtedy, gdy proces wymaga wysokiego ciśnienia roboczego, które może wynosić nawet do 500 barów. Pompy tłokowe są niezastąpione w aplikacjach wymagających tłoczenia na duże odległości i w pracy z wysokolepkimi produktami.

Podsumowując, należy stwierdzić, że wybór pomiędzy pompą membranową i tłokową powinien uwzględniać nie tylko zasadę działania obu typów urządzeń, ale również to, do czego będą one służyć. Porównanie pomp przemysłowych umożliwi wówczas ich optymalne dopasowanie do zastosowania.