Характеристика мембран

Мембрана — один из основных элементов, влияющих на работоспособность и надёжность рассматриваемых систем. её форма может быть диафрагменной, шаровой и баллонной. При больших объёмах баков в верхней части мембраны баллонного типа расположено отверстие для стравливания воздуха при первом пуске и периодического обслуживании системы. Для вертикальных баков больших размеров используют мембраны грушевидной формы. Некоторые типы мембран представлены на рис. 7.

мембраны

РИС 7
Типы мембран

Материал мембраны определяет надёжность и долговечность системы. К сожалению, универсального материала не бывает. Перечислим основные моменты, на которые следует обратить внимание при выборе материала и типа мембран:
— рабочий диапазон температур;
— санитарно-гигиенические требования;
— динамичность работы системы;
— долговечность;
— стойкость к диффузии воды.

Существует два основных способа производства мембран: первый основан на компрессионном формовании мембран из листовой сырой резины с последующей вулканизацией;второй-связан с экструзионным заполнением термопластическими эластомерами пресс-форм с последующими фиксацией и охлаждением.
Единого стандарта на форму мембран нет. Даже фланцы мембран у разных заводов -разные. Крупные изготовители баков имеют свои небольшие заводы по производству наиболее массовых моделей мембран. А мембраны больших размеров выпускаются на специализированных предприятиях. На ряд материалов, применяемых для пищевой промышленности, существуют международные сертификаты.
Если рассматривать современные методы изготовления мембран, то все они основаны на применении термопластических эластомеров (ТРЕ), обозначающих ряд полимерных составов, которые имеют некоторые свойства резины (мягкость, упругая «память», гибкость), но, в отличие от резины, определенно обладают способностью быть переплавляемыми, как любой другой термопластический материал. Экструзионный метод изготовления занимает меньше времени и позволяет автоматизировать процесс изготовления мембран.
В последнее время наибольшее распространение получили мембраны из следующих материалов:
EPDM (Ethylene Propylene Diene Monomer) — этилен-пропилен-диен-мономер (тройной полимер, который состоит из трех отдельных мономеров); резиновый материал (основные составляющие — этилен и пропилен). Гибкая резиновая основа создается при добавлении в смесь малого количества диена. EPDM бывает усиленным и неусиленным, а также в вулканизированном и невулканизированном состоянии.
Данный материал эластичен, хорошо выдерживает температуру до 95°С, может применяться для санитарной воды. Главное его преимущество — долговечность. Мембраны из него выдерживают 10Отыс. циклов динамического нагружения. Цвет — чёрный.
BUTYL — синтетическая бутиловая резина, менее эластичная, чем резина из EPDM, но обладает меньшей водопроницаемостью при высоких температурах. Применима для работы до 99°С. Выдерживает до 60 тыс. циклов динамического нагружения. Цвет — чёрный.
Резина из натурального каучука — натуральная резина для питьевой и непитьевой воды. Диапазон рабочих температур — до 40°С. Наиболее эластичная резина, но обладает наименьшей стойкостью к диффузии воды и слабой динамической стойкостью. Выдерживает до 5 тыс. циклов реального рабочего нагружения. Цвета -от серого до желтого.
SBR (Styrene-Butadiene Rubber) -стирол-бутадиеновая резина; вид синтетической резины, применяемой только для систем отопления. Один из самых дешевых материалов. Допустимый диапазон эксплуатации до 100°С. Менее эластична, чем перечисленные выше материалы. Цвет – чёрный.
NBR (Nitril-Butadiene Rubber) — материал, используемый для изготовления мембран, работающих в среде более активных сред (масло, топливо), температура эксплуатации — от -10 до +100°С. Цвет- чёрный.
В последнее время находят применение хлор-бутиловые мембраны, что обусловлено конкретными технологическими процессами, для которых мембраны предназначены. Это наиболее долговечные и экологически чистые (но и одни из самых дорогих) материалы, используемые в пищевой промышленности. В табл. 1 представлены требования стандарта и технические характеристики наиболее часто применяемых материалов при изготовлении мембран для рассматриваемого оборудования.