Comment fonctionne une pompe à membrane ?

Qu’est-ce qu’une pompe à membrane ?

Une pompe à membrane, également connue sous le nom de « diaphragm pump », est une pompe compacte, durable, à maintenance réduire et à déplacement positif qui utilise l'action de retour d’une membrane flexible ou de diaphragmes pour déplacer les liquides et les gaz ou pour générer un vide ou une pression. Contrairement aux autres types de pompes, les pompes à membrane n’utilisent pas d’autres pièces mécaniques entrant en contact avec le fluide transféré, excepté les clapets. À la place, elles utilisent la course vers le haut et vers le bas de la membrane afin d’aspirer ou de refouler les liquides ou les gaz.

Quelle est la fonction de la membrane dans une pompe à membrane ?

Dans une pompe à membrane, la membrane remplit une fonction critique, car elle agit comme un joint dynamique entre le liquide ou le gaz véhiculé et l’entraînement de la pompe, ainsi que l’environnement. Elle réduit également les fuites à un niveau quasi nul. La membrane rend également les pompes à membrane idéales pour la manipulation de fluides corrosifs, abrasifs ou sensibles, car le risque de contamination ou de dommages sur les composants de la pompe sont considérablement réduits.

Principe de fonctionnement des pompes à membrane

Les pompes à membrane fonctionnent sur un principe simple mais efficace, consistant en ce que le processus de pompage implique deux courses : la course vers le bas est la course d’aspiration, et la course vers le haut, qui est la course de refoulement.

• Course vers le bas : Pendant la course vers le bas, la membrane s’éloigne de l’entrée, créant une pression dans la chambre de la pompe inférieure à la pression d’entrée. Ce vide provoque l’ouverture du clapet d’entrée, permettant au liquide ou au gaz d’être attiré dans la chambre en passant à travers le clapet d’entrée. Pendant ce temps, le clapet de sortie reste fermé, empêchant le reflux du fluide depuis le côté refoulement.
• Course vers le haut : Pour extraire le fluide de la chambre de la pompe, la course vers le haut déplace la membrane vers la sortie, exerçant une pression sur le fluide dans la chambre. Cette pression entraîne la fermeture du clapet d’entrée afin d’empêcher un reflux alors que le clapet de sortie s’ouvre, laissant sortir le fluide sous pression.

Applications pour les pompes à membrane

Avec leurs caractéristiques exceptionnelles, leur haute précision et leur longue durée de vie, les pompes à membrane ont des applications généralisées dans de nombreux secteurs dont le médical, la chimie, l’alimentaire et les boissons, le secteur pharmaceutique, l’énergie, l’impression à jet d’encre et les instruments d’analyse.

Parmi ces secteurs, la capacité de traiter une vaste gamme de produits chimiques sensibles, agressifs ou corrosifs est une des principales utilisations de la technologie des pompes à membrane. La capacité des pompes à membrane à créer un vide fiable et à résister à la corrosion chimique et à l’abrasion en font également un atout précieux dans les applications de laboratoire dont l’évaporation rotative, la filtration et l'extraction en phase solide, assurant la sécurité et l’intégrité du processus de pompage.

Toutefois, l’utilisation de pompes à membrane n’est pas limitée à ces secteurs. Les pompes à membrane sont des outils polyvalents et précieux, et leur adoption, très répandue à travers d’autres secteurs, peut être attribuée au fait qu’elles assurent un approvisionnement et un transfert fluides et efficaces des fluides et des gaz avec une précision totale, une grande fiabilité et une grande sécurité, tout en assurant l’intégrité du fluide qu’elles manipulent.

Les caractéristiques des pompes à membrane

Outre leur design compact, les pompes à membrane ont toute une gamme de caractéristiques uniques qui les distinguent des autres types de pompes, faisant d’elles un choix populaire pour une vaste gamme d’applications industrielles. Leur conception et leurs caractéristiques techniques contribuent également à leur performance et à leur fiabilité exceptionnelle.

Le fait de comprendre ces caractéristiques distinctives fournira des éléments expliquant pourquoi les pompes à membrane sont le choix préféré pour diverses opérations de traitement des liquides et des gaz à travers différents secteurs. Les principaux avantages des pompes à membranes sont :

• Auto-amorçage : La conception de la pompe fait qu’elle peut s’amorcer elle-même pour générer de la pression et démarrer le pompage sans amorçage manuel.
• Sécurisées contre un fonctionnement à sec : Les pompes qui transfèrent des liquides peuvent fonctionner pendant de longues périodes sans avoir suffisamment de liquide, voire à sec, sans être endommagées.
• Fonctionnement sans huile : L’huile utilisée dans n’importe quelle pièce est tenue à l’écart des pièces entrant en contact avec les fluides afin d’éviter une contamination et assurer une utilisation propre.
• Résistance chimique : Les pièces de la tête de pompe et les membranes des pompes à membrane, ainsi que les clapets, peuvent être fabriquées dans différents matériaux afin d'assurer leur compatibilité avec presque tous les produits chimiques.
• Forte étanchéité aux gaz : Même sans membrane de sécurité, les pompes à membrane sont étanches aux gaz. Afin de réduire encore plus le risque de fuite de gaz, une membrane de sécurité peut être installée si la membrane primaire est endommagée.

Une des caractéristiques principales des pompes à membrane est le flux pulsé qu’elles génèrent en raison de l'action réciproque de la membrane. Toutefois, des pulsations excessives peuvent entraîner des vibrations ou des bruits pouvant s’avérer indésirables dans le cadre de certaines applications, ou causer des dommages sur le système. Pour résoudre ce problème, les pompes à membrane peuvent être installées avec des têtes multiples et / ou des amortisseurs de pulsations ou des silencieux.

Les têtes multiples peuvent être utilisées dans une seule et même pompe pour réduire les pulsations. En alternant le mouvement des membranes, il est possible de rendre plus homogène le flux du fluide, réduisant ainsi l’effet de pulsation. En outre, les amortisseurs de pulsations peuvent être installés sur le côté d’aspiration ainsi que sur le côté du refoulement de la pompe.

Les caractéristiques des pompes à membrane

Sélectionner la bonne pompe à membrane pour une application spécifique est une décision qui peut avoir un impact considérable sur l’efficacité opérationnelle et la performance générale. Avec une vaste gamme de types de pompes, chacun des types étant conçu pour répondre à des besoins spécifiques, faire un choix éclairé nécessite de prendre en compte certains facteurs dont :

• Caractéristiques des liquides : Évaluer la compatibilité chimique, la viscosité et le niveau de particules présentes dans le liquide afin d’assurer que la pompe et sa conception conviennent. Dans certains cas, une pompe à liquide visqueux peut s’avérer plus adaptée pour atteindre le débit requis.
• Caractéristiques des gaz : Les gaz nécessitent également une compréhension totale de leurs caractéristiques. Par exemple, les exigences s’appliquant à la pompe à membrane peuvent varier en fonction du type de gaz, de son exposant isentropique, de sa densité, de son humidité ou de sa température.
• Débit et pression : Déterminer le débit nécessaire et la pression pour sélectionner une pompe à membrane capable de répondre aux besoins de l'application.
• Facteurs environnementaux : Les facteurs environnementaux que rencontre une pompe à membrane varient d’une application à l’autre. Par exemple, il peut être important de tenir compte de la température, de la pression, de l’encombrement et de la présence d’atmosphères volatiles pour sélectionner une pompe pouvant fonctionner efficacement et en toute sécurité dans cet environnement.

Connaissance des pompes à membrane et assistance de la part de KNF.

Les pompes à membrane sont un atout fiable, efficace et de haute performance pour diverses industries. Comprendre leur fonctionnement, leurs caractéristiques spécifiques et leurs besoins en maintenance aidera à sélectionner la bonne pompe à membrane pour des applications spécifiques, assurant longévité et une performance optimale.

En tant que fabricants de pompes à membrane de qualité supérieure destinées aux équipementiers, aux applications de processus et aux environnements de laboratoire, nos experts techniques KNF ont une expertise étendue leur permettant d’aider les clients à mieux comprendre ces pompes.