Мембранний насос – це поршневий насос, який переміщує фіксовану кількість води під час одного циклу. Мембранні насоси використовують гнучку мембрану для стимулювання руху рідини через насос та переважно підходять для етапу відновлення.

Мембранні насоси доступні в таких формах, як механічна/електрична, пневматична та з гідравлічним приводом. Комерційні мембранні насоси доступні в будь-яких розмірах, з різними можливостями та з різноманітних матеріалів. Великий спектр матеріалів, різні види приводів та геометричні форми мембранних насосів дозволяють ним загалом викачувати різноманітні речовини, а не лише питну воду, у тому числі напіврідку масу різної в’язкості, з будь-яким ступенем корозійної активності, з твердими часточками та іншими характеристиками. Мембранні насоси також доступні в конфігураціях, спроєктованих спеціально для видобутку рідини з-під землі із глибокої свердловини.

Проєктні міркування

Мембранні насоси працюють завдяки розширенню і скороченню мембрани, яка використовуються для забезпечення руху рідини, наприклад, для постачання води на поверхню. Такі насоси є надійним варіантом для густих чи в’язких речовин, але часто не є підходящими, якщо потрібна велика швидкість потоку. Матеріальна сумісність із рідиною, яка викачується, має бути ретельно проаналізована. Зазвичай виробники пропонують кілька варіантів корпусу насосу та матеріалу мембрани для того, щоб вони підходили для більшості видів викачуваних рідин, і з ними потрібно проконсультуватися щодо сумісності.

Усі поршневі насоси спроможні генерувати великий тиск на напірну сторону, тому потрібно бути обережними щодо забезпечення того, що ці насоси не працюють із закритими клапанами чи блокуванням без методу захисту клапанів та арматури вниз за течією; в інакшому випадку тиск буде продовжувати наростати в системі, допоки не відбудеться перевантаження двигуна або не зламається найслабша труба вниз за течією.

Мембранні насоси також можна експлуатувати вручну, вони можуть працювати від двигуна або живитися пневматично чи гідравлічно. Гідронасос Vergnet Hydro – це один із прикладів мембранного насосу для глибокої свердловини, який експлуатується за допомогою ніг із використанням педалі, та він має максимальну рекомендовану висоту підняття у 60 метрів. Рух плунжера передається гідравлічно через гнучкий шланг до гумової мембрани внизу в насосному елементі, та розширення і скорочення мембрани використовується для постачання води на поверхню.

Всмоктувальна сила обмежена атмосферним тиском, проєктом насосу та матеріалом і конфігурацією всмоктувальної труби. Окремо обраний насос потрібно оцінити з огляду на вимоги щодо висоти всмоктування.

Матеріали

Мембранні насоси доступні з різноманітних металевих і неметалевих матеріалів. Потрібно проконсультуватися з виробником чи фахівцем для визначення сумісності матеріалу із викачуваною рідиною та середовищем. Варіанти живлення мембранних насосів включають електричні двигуни, стиснене повітря чи гідравлічну рідину.

Придатність

Мембранні насоси не підходять для великомасштабного викачування води для громадського використання. Натомість вони є більш корисними для невеликої, контрольованої швидкості потоку, для дозування хімікатів і корозійних рідин (наприклад, хлору) або для викачування води із твердими частками (наприклад, для викачування води, яка містить високий відсоток зважених твердих часток, наприклад, при відкачуванні води чи для круговороту шламу під час буріння свердловин). Оскільки є варіанти, які не залежать від електроенергії, відкачування води з використанням мембранних насосів можна досягнути завдяки стисненому повітрю, за можливості.

Експлуатація та обслуговування

Принцип експлуатації мембранних насосів є простим, і насоси легко обслуговувати. Мембранні насоси зазвичай мають менше частин, які зношуються, ніж у випадку інших насосів із механізмами, які обертаються, та підшипниками. Мембранні насоси, які працюють від двигуна, мають деякі механічні частини, що швидко зношуються, але мембранні насоси, які працюють пневматично чи гідравлічно, не мають частин, що швидко зношуються, окрім гнучкої мембрани, яка рухається завдяки різниці в тиску між викачуваною та робочою рідиною. Багато мембранних насосів спроєктовані з вхідним та вихідним клапанами як невід’ємними частинами насосу. Потрібно проконсультуватися з виробником для визначення очікуваного строку експлуатації мембрани та частин, які швидко зношуються, з огляду на умови обслуговування, навантаження та викачувані рідини.

Здоров’я та безпека

Потрібно завжди дотримуватися кращих практик безпеки під час роботи з механічним обладнанням. Спресоване повітря та гідравлічна енергія можуть зменшувати електричні загрози, проте все одно можуть бути небезпечними чи смертельними при неналежному поводженні. При викачуванні хімікатів потрібно одягати належне особисте захисне спорядження, і потрібно дотримуватися рекомендацій виробника. При використанні насосів, які працюють від двигуна, потрібно оцінити потенційні ризики для здоров’я, пов’язані з викидами.

Витрати

Вартість невеликого мембранного насосу залежить від обраного матеріалу. У випадку невеликої швидкості потоку (до 5 літрів на секунду) ціни зазвичай варіюються від кількох сотень до кількох тисяч доларів США. Стандартні термопластичні чи алюмінієві варіанти зазвичай є менш дорогими, тоді як спеціалізовані термопластичні компоненти чи компоненти з нержавіючої сталі зазвичай є більш дорогими. Термопластичні або алюмінієві насоси можуть бути відносно доступними та стійкими порівняно з іншими варіантами комерційних насосів. Варіанти живлення насосів варто враховувати під час підрахунку витрат. Спресоване повітря, яке постачається бензиновим компресором, забезпечує гнучкість для викачування рідини без потреби в електроенергії, проте це може спричинити вищі поточні витрати порівняно з варіантами з електричним двигуном.

Соціальні та екологічні аспекти

Кінцеві користувачі системи водопостачання зазвичай не взаємодіють із цими насосами. Складність експлуатації та обслуговування системи потрібно брати до уваги, проте завжди потрібен кваліфікований та компетентний персонал. У випадку менших простих мембранних насосів, наприклад, ручного насосу Vergnet, потрібні мінімальне навчання та обслуговування. У випадку насосів, які працюють від двигуна, значні екологічні міркування пов’язані з використанням розхідників (мастила, масла, хімікатів) та джерел енергії. Має бути план належного зберігання та утилізації розхідників. У випадку менших насосних систем реально використовувати гібридні системи живлення із сонячними панелями, і вони часто мають менший вплив на навколишнє середовище та швидку окупність.