Автор: Инженерная команда Pinmotor | Последнее обновление: 24 октября 2023 г.

Проверено: старшим дизайнером Вэй Чжаном.

При проектировании устройства, работающего за счет движения жидкости или газа — будь то медицинский монитор или промышленный струйный принтер — необходимо учитывать следующее:диафрагменный насосСердце вашей системы — это «сердечко». Если сердце остановится, вся система выйдет из строя.

В компании Pinmotor мы годами проводили лабораторные испытания, тестируя тысячи циклов работы насосов. Мы точно видели, где конструкции дают сбои, а где – преимущества. В этом руководстве подробно разбираются основные компоненты конструкции диафрагменных насосов и приводятся «профессиональные советы», полученные нами в ходе реальной инженерной практики.

1. Диафрагма: критическая точка «гибкости».

Диафрагма — наиболее нагруженная часть насоса. Она должна быть достаточно гибкой, чтобы двигаться, но при этом достаточно прочной, чтобы выдерживать миллионы оборотов.

Что мы узнали в лаборатории:

Выбор материала — это не только вопрос химического состава; это также вопрос усталостной прочности.

EPDM:Отлично подходит для очистки воздуха и воды. Экономичен и долговечен.
ПТФЭ (тефлон):Это «золотой стандарт» химической стойкости. Однако он более жесткий. Если в вашей конструкции используется ПТФЭ, вашему двигателю потребуется больший крутящий момент, чтобы преодолеть эту жесткость.
Витон:Наилучший вариант для использования в условиях высоких температур или воздействия масла, где EPDM разбухает и разрушается.

Полезный совет:Для применений с высоким давлением мы рекомендуем использовать многослойную диафрагму, чтобы предотвратить преждевременный разрыв по краям.

2. Двигатель и приводная система: энергетическая станция

Эффективность насоса напрямую зависит от двигателя, приводящего его в движение. В микродиафрагменных насосах мы обычно используем бесщеточные двигатели постоянного тока (BLDC) по одной причине:Долголетие.

Бесщеточные двигатели:Незаменимы для круглосуточной работы в промышленных условиях. Они обеспечивают лучшее рассеивание тепла и нулевой износ щеток.
Эксцентричное колесо:Это преобразует вращательное движение в линейное «тяговое и толкающее». Распространенная ошибка — использование пластикового эксцентрика в условиях высоких нагрузок. Мы используем прецизионно обработанные металлические эксцентрики, чтобы обеспечить постоянный ход поршня на протяжении всего срока службы насоса.

3. Клапанная система: предотвращение обратного потока

Обратные клапаны регулируют направление потока. Если они не обеспечивают герметичность, насос теряет напор (давление) и эффективность.

Зонтичные клапаны против заслоночных клапанов:Для скоростной езды на велосипеде мы предпочитаем...зонтичные клапаныпотому что они обеспечивают более симметричное уплотнение и быстрее реагируют на изменения давления.
Проблема «мусора»:В большинстве случаев поломки клапанов происходят не из-за износа, а из-за попадания мельчайших частиц. Мы всегда рекомендуем устанавливать 50-микронный фильтр на входе для защиты седел клапанов.

4. Инженерные решения для повышения эффективности: сокращение «мертвого объема»

«Мертвый объем» — это объем воздуха, остающийся в камере после полного хода поршня. Если этот объем слишком велик, насосу будет трудно самостоятельно заполниться воздухом (самовсасывание).

Как мы это оптимизируем:

Точное соответствие формы поршневой головки изгибу камеры насоса позволяет минимизировать остаточное пространство. Это приводит к более быстрому всасыванию и более высоким уровням вакуума.

Сравнение: Выбор материала для диафрагмы

Материал	Лучше всего подходит для	Плюсы	Минусы
EPDM	Общие сведения о воздухе/воде	Дешево, долго.	Низкая маслостойкость
ПТФЭ	Агрессивные химикаты	Высокоинертный	Жесткий, требует большей мощности
Витон	Высокие температуры/кислоты	Устойчив к набуханию	Дороже

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Как долго должен служить диафрагменный насос?

В контролируемой среде с бесщеточным двигателем высококачественный насос должен превосходить10 000 часовдля непрерывной работы. Однако срок службы диафрагмы сокращается при перекачивании коррозионных жидкостей.

Почему мой насос теряет давление?

Проверьте две вещи: во-первых, осмотрите клапаны на наличие мусора. Во-вторых, проверьте диафрагму на наличие «микротрещин» — признака усталости материала.

Могут ли эти насосы работать всухую?

Да. Одним из главных преимуществ диафрагменных насосов является их способность работать всухую неограниченно долго без повреждений, в отличие от центробежных насосов.