Bei der Auswahl einer Membran für eine druckluftbetriebene Doppelmembranpumpe (AODD) sind frühere Erfahrungen immer ein sehr hilfreicher Leitfaden, aber neue Anwendungen erfordern oft Forschung und Beratung von außen, um die geeignete Membran zu bestimmen, die spezifische Anwendungsanforderungen und Parameter erfüllt.

Bei der Auswahl einer Membran sind sieben Hauptfaktoren zu berücksichtigen:

1. Chemische Beständigkeit - Materialverträglichkeit mit der zu pumpenden Flüssigkeit. Das Spektrum der gepumpten Flüssigkeiten kann von Wasser bis hin zu aggressiven Säuren und Laugen reichen. Jedes Membranmaterial wurde getestet, um seine Kompatibilität mit vielen Chemikalien zu messen. Der Betreiber sollte die gepumpte Flüssigkeit anhand veröffentlichter Richtlinien zur chemischen Verträglichkeit bewerten.

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2. Temperaturbereiche - Fähigkeit, bei niedrigen Temperaturen flexibel zu bleiben und sich bei hohen Temperaturen nicht zu verschlechtern. Die Temperatur ist ein sehr kritischer Faktor, und der Arbeitsbereich von Membranmaterialien variiert stark. Die Art der Flüssigkeit kann auch den Arbeitstemperaturbereich des Materials beeinflussen.

3. Abriebfestigkeit - Fähigkeit, Verschleiß und Reibung durch Kontakt mit Feststoffen und Partikeln in der zu pumpenden Flüssigkeit zu widerstehen. Membranen sind für Flüssigkeiten erhältlich, die von klaren über schwere Schlämme bis hin zu Trockenpumpen reichen.

4. Hygienestandards – Anforderungen, dass die Membran den hygienischen oder hygienischen Standards entspricht. Anwendungen in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie müssen Membranen verwenden, die den Standards der US Food and Drug Administration (FDA) 21 CFR 177 entsprechen. Membranen, die in der pharmazeutischen Industrie verwendet werden, müssen den Standards der Klasse VI der United States Pharmacopeia Convention (USP) entsprechen.

5. Einlasszustand (gefluteter Saug- und Sauglift) – Fähigkeit, Flüssigkeit von einem Ort zum anderen zu pumpen. Für unterschiedliche Pumpenkonfigurationen und -bedingungen sind bestimmte Membranmaterialien effizienter und langlebiger als andere. Beratung von außen durch einen Experten wie einenWildenDer Distributor kann bei der Bestimmung des optimalen Materials für bestimmte Anwendungen behilflich sein.

6. Flex Life - Erwartete Langlebigkeit der Membran, bevor ein Austausch erforderlich ist. Das Erreichen der maximalen mittleren Zeit zwischen Reparaturen (MTBR) ist ein wichtiges Ziel bei der Auswahl einer Membran. Einige Materialien haben jedoch selbst unter idealen Bedingungen eine von Natur aus kürzere Biegelebensdauer als andere.

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7. Kosten – Die Gesamtbetriebskosten werden durch mehrere Faktoren wie den Anfangspreis, die Nennlebensdauer für die Anwendung und die Kosten für Ausfallzeiten und Membranaustauscharbeiten bestimmt. Aufgrund der vielen beteiligten Variablen kann die Beratung durch einen externen Fachhändler bei der Auswahl der leistungsstärksten und kostengünstigsten Option für einzelne Anwendungen sehr hilfreich sein.

Im Laufe der Jahre wurden eine Reihe von Materialien für den Einsatz in Membranen in AODD-Pumpen getestet. Diese Materialien können in drei Hauptfamilien eingeteilt werden: Gummi, TPE (thermoplastisches Elastomer) und PTFE (Polytetrafluorethylen oder Teflon). Jede Familie und die Materialien innerhalb jeder Familie bieten Eigenschaften und Eigenschaften, die sie für verschiedene Anwendungen geeignet machen.

Gummimembranen

Gummimembranen werden aus synthetischem Kautschuk mit einem Nylongewebegewebe geformt, das innerhalb des Gummis positioniert ist, um die Biegeeigenschaften der Membran zu verbessern. Folgende Gummimembranmaterialien sind erhältlich:

• Neopren ist eine außergewöhnliche Allzweck-, kostengünstige Membran. Entwickelt für nicht aggressive chemische Anwendungen wie wasserbasierte Schlämme, Brunnenwasser oder Meerwasser, bietet es eine gute Biegefähigkeit und Abriebfestigkeit.

• Buna-N wird in Anwendungen mit Flüssigkeiten auf Erdöl-/Ölbasis wie verbleitem Benzin, Heizölen, Kerosin, Terpentin und Motorölen eingesetzt. In der gesamten kraftstoffverarbeitenden Industrie wird Buna-N auch als Nitril bezeichnet und bietet eine moderate Biegelebensdauer und eine moderate Abriebfestigkeit. Für Lebensmittel- und Getränkeanwendungen sind Versionen erhältlich, die den FDA 21 CFR 177-Standards entsprechen.

• EPDM eignet sich für extrem kalte Temperaturen und ist eine wirtschaftliche Alternative beim Pumpen von verdünnten Säuren oder Laugen. EPDM-Membranen werden in der Fertigungs-, Lebensmittel-, Pharma- und Farben-/Beschichtungsindustrie eingesetzt. Das Material weist eine gute Biegefestigkeit und moderate Abriebfestigkeit auf und ist in Versionen erhältlich, die den Standards FDA 21 CFR 177 entsprechen. EPDM ist auch eine gute Wahl, wenn statisch ableitfähige Materialien benötigt werden.

• Viton eignet sich hervorragend für extrem heiße Temperaturen und bietet außergewöhnliche Leistung bei aggressiven Flüssigkeiten wie aromatischen / chlorierten Kohlenwasserstoffen und starken, aggressiven Säuren. Viton ist oft das einzige Membranmaterial, das aufgrund seiner hohen Temperaturgrenze und chemischen Widerstandsfähigkeit für Anwendungen geeignet ist, bei denen aggressive Chemikalien verwendet werden. Es bietet eine moderate Biegelebensdauer und eine moderate Abriebfestigkeit.

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Membranen aus thermoplastischen Elastomeren (TPE)

TPE-Membranen werden im Spritzgussverfahren hergestellt. Aufgrund ihrer Dimensionsstabilität und Zugfestigkeit benötigen TPE-Membranen keine Gewebeverstärkung. Im Folgenden sind die verfügbaren Arten von TPE-Membranen aufgeführt:

• Polyurethan ist eine Allzweckmembran für nicht aggressive chemische Anwendungen wie Wasser, Abwasser und Meerwasser. Es bietet eine ausgezeichnete Biegelebensdauer, Abriebfestigkeit und Haltbarkeit zu einem günstigen Preis.

• Wil-Flex bietet eine kostengünstige Alternative zu PTFE zu einem Preis, der mit Neopren vergleichbar ist. Wil-Flex aus Santopren wird mit sauren und ätzenden Flüssigkeiten wie Natronlauge, Schwefel- oder Salzsäure verwendet. Mit seiner Biegelebensdauer, Abriebfestigkeit, Temperaturbereich und Haltbarkeit ist es in der chemischen Prozess-, Lebensmittel-, Pharma- und Abwasserindustrie weit verbreitet. Es sind Versionen von Wil-Flex erhältlich, die den FDA 21 CFR 177-Standards für Lebensmittel- und Getränkeanwendungen entsprechen.

• Saniflex eignet sich für Anwendungen in der Lebensmittelverarbeitung. Hergestellt aus Hytrel, zeigt es eine gute Biegefähigkeit und ausgezeichnete Abriebfestigkeit. Hytrel bietet aufgrund seiner niedrigen Druckverformungsresteigenschaften auch eine überlegene Dichtung oder Dichtungsenergie. Es sind Saniflex-Versionen erhältlich, die den Standards FDA 21 CFR 177 entsprechen.

• Geolast weist eine verbesserte Ölbeständigkeit und geringe Ölquellen auf, was es ideal für Anwendungen in der Erdölindustrie macht. Geolast entspricht Nitril (Buna-N) und bietet eine moderate Biegefestigkeit und gute Abriebfestigkeit über einen weiten Temperaturbereich zu geringeren Kosten als gewebeverstärktes Buna-N.

Polytetrafluorethylen (PTFE)-Membranen

Da es sich um eine der chemisch inertesten Verbindungen handelt, kann PTFE mit einer extrem breiten Palette von Flüssigkeiten verwendet werden. PTFE, auch bekannt als Teflon, wird mit hochaggressiven Flüssigkeiten wie aromatischen oder chlorierten Kohlenwasserstoffen, Säuren, Laugen, Ketonen und Acetaten verwendet. Seine Eigenschaften bieten eine ausgezeichnete Biegefähigkeit und moderate Abriebfestigkeit. Darüber hinaus erfüllt PTFE die Standards FDA 21 CFR 177 und USP Class VI für Lebensmittel-, Getränke- und Pharmaanwendungen. Da PTFE nicht elastisch ist, muss eine Backup-Membran aus einem anderen Material verwendet werden, um Flexibilität und Speicher bereitzustellen. Materialoptionen für Backup-Membranen sind Neopren, Saniflex und Hochtemperatur-Buna-N.

Bewertung und Vergleich von Membranmaterialien

Unter Verwendung umfangreicher Materialprüfungen und Felddaten,Wilden, Grand Terrace, CA, USA, hat einen Membranauswahlleitfaden zusammengestellt, der die Biegelebensdauer, Abriebfestigkeit, chemische Beständigkeit, Temperaturgrenzen und relativen Kosten jedes Materialtyps vergleicht und bewertet. Es ist wichtig zu beachten, dass diese Tabelle nur als Richtlinie und in Verbindung mit gründlicher zusätzlicher Forschung und Expertenberatung verwendet werden sollte, um die Eignung von Membranmaterialien für einzelne Anwendungen zu bestimmen, da ein Faktor einen anderen beeinflussen kann.

Streben Sie bei der Verwendung des Diagramms immer eine Bewertung von "A" oder "B" an und halten Sie die maximale Flüssigkeitstemperatur der Anwendung so nahe wie möglich an der Mitte der "Betriebstemperaturgrenzen". Die Auswahl von C-bewerteten Materialien wird im Allgemeinen nicht empfohlen, kann aber in seltenen Ausnahmen, in denen Flüssigkeiten hochspezialisiert sind oder unter extremen Bedingungen verarbeitet werden, erforderlich sein. Für einige Anwendungen können zwei verschiedene Materialien geeignet sein, wobei die Kosten der entscheidende Faktor sind.

Weitere Faktoren, die bei der Auswahl der richtigen Membran zu berücksichtigen sind, sind die Hardwarekonfiguration der Pumpe, Art und Häufigkeit der Reinigungsflüssigkeiten, der Pumpenbetrieb (intermittierend oder kontinuierlich) und die Häufigkeit, mit der Membranen ausgetauscht werden. Im Durchschnitt rechtfertigen Membranen, die häufiger als alle drei Monate ausgetauscht werden müssen, eine weitere Beurteilung der richtigen Passform für die Anwendung.