مضخة غشائية

مضخة الحجاب الحاجز ( المعروفة أيضًا باسم مضخة الغشاء ) هي مضخة إزاحة موجبة تستخدم مزيجًا من الحركة الترددية لغشاء مطاطي أو لدائن حرارية أو تفلون وصمامات مناسبة على جانبي الغشاء ( صمام عدم الرجوع ، صمامات الفراشة، صمامات الرفرفة، أو أي شكل آخر من صمامات الإغلاق) لضخ سائل .

توجد ثلاثة أنواع رئيسية من مضخات الحجاب الحاجز:

• تلك التي يكون فيها الغشاء محكم الإغلاق، حيث يكون أحد جانبيه مغمورًا في السائل المراد ضخه، والآخر في الهواء أو السائل الهيدروليكي . ينثني الغشاء، مما يؤدي إلى زيادة حجم حجرة المضخة ونقصانه. ويمنع زوج من صمامات عدم الرجوع التدفق العكسي للسائل. ^{[ 1 ]}
• تستخدم هذه الأنظمة تقنية الإزاحة الحجمية الموجبة، حيث يكون المحرك الرئيسي للحجاب الحاجز كهروميكانيكيًا، يعمل من خلال ذراع تدوير أو محرك تروس، أو ميكانيكيًا بحتًا، كما هو الحال مع الرافعة أو المقبض. تعمل هذه الطريقة على ثني الحجاب الحاجز من خلال حركة ميكانيكية بسيطة، ويكون أحد جانبي الحجاب الحاجز مفتوحًا للهواء. ^{[ 2 ]}
• تستخدم هذه الأجهزة غشاءً واحداً أو أكثر غير محكم الإغلاق، حيث يتم ضخ السائل من كلا الجانبين. يتم ثني الغشاء (أو الأغشية) مرة أخرى، مما يؤدي إلى تغيير الحجم.

عند زيادة حجم حجرة أي نوع من المضخات (بتحرك الغشاء لأعلى)، ينخفض ​​الضغط، فيُسحب السائل إلى داخل الحجرة. ^{[ 3 ]} وعندما يرتفع ضغط الحجرة لاحقًا نتيجة انخفاض الحجم (بتحرك الغشاء لأسفل)، يُدفع السائل المسحوب سابقًا إلى الخارج. ^{[ 4 ]} وأخيرًا، يسحب الغشاء، بتحركه لأعلى مرة أخرى، السائل إلى داخل الحجرة، مُكملاً بذلك الدورة. يُشبه هذا العمل عمل الأسطوانة في محرك الاحتراق الداخلي . تُوفر مضخات الغشاء إحكامًا تامًا بين آلية التشغيل وحجرة الضغط، مما يسمح للمضخة بنقل السائل وضغطه وإخراجه دون الحاجة إلى مُزلق .

يمكن استخدام غشاء مطاطي كحاجز مانع للتسرب ديناميكي متعدد الاستخدامات، مما يزيل العديد من القيود الموجودة في طرق منع التسرب الأخرى. فهو لا يتسرب، ويتميز باحتكاك منخفض، ويمكن تصنيعه ليكون حساسًا للضغط المنخفض. مع مراعاة اختيار المواد المناسبة، يمكن للأغشية أن تعمل بكفاءة عالية في نطاق واسع من الضغوط ودرجات الحرارة دون الحاجة إلى التشحيم أو الصيانة.

خصائص مضخة الحجاب الحاجز هي:

• ذاتية التنظيم: يمكن ضبط معدل تدفق مضخة الحجاب الحاجز التي تعمل بالهواء بسهولة من الصفر إلى الحد الأقصى بمجرد تعديل صمام مدخل الهواء أو صمام مخرج السائل. لا حاجة لإيقاف تشغيل المضخة قبل إغلاق صمام مخرج السائل، حيث ستتوقف المضخة تلقائيًا دون استهلاك طاقة أو ارتفاع درجة حرارتها. إعادة فتح الصمام ستؤدي إلى إعادة تشغيل المضخة واستئناف عملها. ^{[ 5 ]}
• تتميز بخاصية التحضير الذاتي وخصائص رفع شفط جيدة.
• يمكن تصميمها للتعامل مع الحمأة والمواد الطينية الكاشطة ذات المحتوى العالي نسبياً من الحبيبات والمواد الصلبة. ^{[ 6 ] [ 7 ]}
• تتمتع بخصائص جيدة للتشغيل الجاف.
• تتعامل المضخة الغشائية مع السوائل بسلاسة وعناية، كما أنها تتجنب حدوث أضرار ميكانيكية أو كيميائية للسائل أثناء النقل: فلا قص، ولا رغوة، ولا تسخين. ^{[ 8 ]}
• يفصل تصميم المضخة سوائل المضخة عن الأجزاء الداخلية الحساسة المحتملة للمضخة. ^{[ 9 ]}
• يمكن اختيار العديد من أنواع المطاط الصناعي المختلفة المستخدمة في صناعة الأغشية، مما يسمح بالتوافق مع المحاليل شديدة التآكل. ^{[ 6 ]}
• يمكنها التعامل مع السوائل ذات اللزوجة المنخفضة إلى المتوسطة. [6] يمكن استخدام مخطط تصحيح اللزوجة ^{كأداة للمساعدة في} منع اختيار مضخات AOD ذات الحجم غير المناسب.
• يمكن تشغيلها بكفاءة بواسطة الهواء المضغوط أو الكهرباء. وعادةً ما تحقق الإصدارات التي تعمل بالهواء متطلبات السلامة اللازمة للعمل في الأجواء القابلة للاشتعال أو الانفجار.
• تُعد الإصدارات التي تعمل بالهيدروليك مناسبة لضغط التفريغ حتى 1200 بار .
• يمكن تعليق الأجزاء الداخلية للمضخة وعزلها داخل الزيت، لتعزيز عمر المضخة.
• يمكن أن تصل كفاءتها إلى 97%.

• 
  مضخة غشائية مزدوجة الفعل على سطح ناقلة نفط
• 
  رسوم متحركة لمضخة غشائية

تُستخدم مضخات الحجاب الحاجز الصغيرة التي تعمل ميكانيكيًا كضواغط هواء ومصدر لتفريغ منخفض. بالمقارنة مع التصاميم الأخرى، تتميز ضواغط الحجاب الحاجز بهدوئها وانخفاض تكلفتها، كما أنها لا تحتوي على أجزاء متحركة في مجرى الهواء. وهذا يسمح باستخدامها دون الحاجة إلى تزييت إضافي عند ملامستها للهواء، مما يضمن نقاء الهواء المضغوط الناتج. ومن الأمثلة على ذلك مضخة الهواء المستخدمة في أحواض السمك.