Alle Arten von Membranpumpen sind nicht abgedichtet und selbstansaugend und haben innerhalb ihres zulässigen Druck- und Durchflussbereichs variable Drücke und Durchflussraten. Membranpumpen mit mechanischen Antrieben können trocken betrieben werden und ihr Ausgangsströmungsweg kann geschlossen werden.
Der gebräuchlichste Typ dieser Pumpen sind Pumpen mit Zweikanal-Membran. Diese Pumpen verfügen über zwei Membrankammern und zwei flexible Membranen. Eine Verbindungsstange verbindet die Membranen und die Membranen werden am äußeren Rand festgebunden. Mit der Achse verbundene Membranen bewegen sich gleichzeitig in linearer Richtung. Druckluft, die hinter die linke Membran geleitet wird, bewegt die Membranen nach links, während die Luft hinter der rechten Membran in die Atmosphäre abgegeben wird. Nach Abschluss eines Hubs wird ein betätigt. Die Luft wird hinter die rechte Membran und die Luft dahinter gedrückt das linke Zwerchfell wird entladen. Durch die Kombination dieser kontinuierlichen Hin- und Herbewegung und der ordnungsgemäßen Funktion der Einwegventile wird ein intermittierender Flüssigkeitsfluss zur Innenseite und Außenseite jeder Kammer erzeugt, und schließlich wird durch die Zusammenarbeit in der Kammer eine sie erzeugen einen nahezu kontinuierlichen Fluss.
Eine luftbetriebene Membranpumpe verfügt über ein Luftverteilungsventil, das die Richtung der Luft am Ende des Hubs ändert. Luftmotoren verwenden häufig ein zweistufiges Ventil zur Steuerung der Hin- und Herbewegung der Pumpe (Abbildung 232). Das Pilotventil liefert ein Steuerluftdrucksignal für die gesamte Pumpenhubzeit, auch wenn Druckschwankungen auftreten das Pumpsystem. Das Baylot-Ventil ist nicht direkt mit der Pleuelstange der Membranen verbunden, sondern erzeugt stattdessen eine Totzone, um eine Fehlpositionierung des Leistungsventils unmittelbar nach dem Ende jedes Hubs zu verhindern. Die beiden Ansichten von Abb. 231 zeigen die Position der beweglichen Teile kurz bevor das Pilotventil durch seine Verbindung mit der Membranscheibe bewegt wird. Die Pilotstange setzt das große Ende des Luftventils je nach Position abwechselnd unter Druck und drückt es herunter. Bei anderen Ausführungen werden beide Enden des Verteilerventils unter Druck gesetzt und entleert.
Zwei gängige Arten von Rückschlagventilen, die in Membranpumpen verwendet werden, sind Zungenventile und Kugelventile. Pumpen mit Zungenventilen (Abbildungen 229 und 230) können Feststoffe in der Größe von Murmeln fördern. Bei diesen Pumpen erfolgt der Auslass vom Boden der Membrankammer und die Pumpe eignet sich zum Pumpen von Feststoffen in Suspensionslösungen, die zum Absetzen neigen, insbesondere wenn die Durchflussrate niedrig oder reduziert ist oder die Pumpe ausgeschaltet ist. Durch den Auslass an der Unterseite können Fremdkörper und Feststoffe problemlos aus dem Pumpengehäuse geleitet werden.
Am besten geeignet sind Doppelmembranpumpen mit Kugelventilen (Abbildung 232). Diese Pumpen haben einen Einlass am Boden der Membrankammer und einen Auslass an der Oberseite der Kammer, wodurch Luft oder Dämpfe leicht aus der Kammer gezogen werden können. Eingeschlossene Luft oder Dämpfe in Pumpen mit Bodenaustritt können die Volumenverdrängung der Pumpen verringern, da sich die Luft oder der Dampf abwechselnd ausdehnt und zusammenzieht, anstatt die Flüssigkeit zu verdrängen. Dieses Phänomen ist ein Problem bei Anwendungen mit geringem Durchfluss, relativ hohem Druck und viskoser Flüssigkeit. Bei Anwendungen mit höheren Durchflussraten gibt es ausreichende Turbulenzen und die Luft und Dämpfe werden mit der gepumpten Flüssigkeit vermischt und die Pumpkammer wird von Luft und Dämpfen entleert.
Die Leistungskurven einer herkömmlichen 2-Zoll-Membranpumpe mit Luftantrieb und Zwei-Tasten-Membran ähneln denen anderer Pumpentypen, verfügen jedoch anstelle der Stromverbrauchskurve über eine Luftverbrauchskurve. Bei konstantem Druckluftdruck fällt die Förderhöhenkurve wie bei Kreiselpumpen ab.
Membranpumpen mit Luftantrieb zeichnen sich durch folgende wesentliche Eigenschaften aus:
A) Im geschlossenen Ausgangsmodus entsteht kein Stromverbrauch.
Der Luftverbrauch ist ungefähr proportional zur Durchflussmenge. Bei einer Durchflussrate von Null ist die Luft gleich null und bei maximaler Durchflussrate ist auch der Luftverbrauch maximal. Aufgrund dieser Eigenschaft können Membranpumpen in Anwendungen eingesetzt werden, bei denen es erforderlich ist, die Durchflussmenge in einem weiten Bereich von Null bis zu Maximalwerten zu ändern.
b) Der Förderdruck der Pumpe bleibt
bei einer bestimmten Kapazität und einem bestimmten Luftdruck konstant, unabhängig vom spezifischen Gewicht der gepumpten Flüssigkeit. Die Förderhöhe variiert mit dem spezifischen Gewicht der Flüssigkeit, da der Druck und die Förderhöhe durch den Luftdruck erzeugt und aufrechterhalten werden. Bei Kreiselpumpen ist der Ausgangsdruck direkt proportional zum spezifischen Gewicht der gepumpten Flüssigkeit, während er an einem bestimmten Punkt der Kurve fixiert ist. Bei diesen Pumpen bestimmen der Druckluftdruck des Pumpenstroms und NPSH den Ausgangsdruck und nicht die Förderhöhe, was für Kreiselpumpen mit konstanter Drehzahl charakteristisch ist.
c) Die erforderlichen NPSH-Werte für eine luftbetriebene Membranpumpe
werden auf die gleiche Weise definiert wie für andere Kolbenpumpen. Das Kriterium zur Bestimmung des NPSH ist der messbare Wirkungsgradabfall (in der Regel 3 %) bei konstanter Drehzahl und konstantem Durchfluss.