Une pompe à membrane est un type spécial de pompe volumétrique. Il repose sur le mouvement alternatif d’un diaphragme pour modifier le volume de la chambre de travail, aspirant et évacuant ainsi le liquide.
Une pompe pneumatique à membrane se compose principalement de deux parties : le système de transmission et la culasse à membrane. Le système de transmission est le mécanisme d’entraînement qui déplace le diaphragme d’avant en arrière. Ses méthodes de transmission comprennent les transmissions mécaniques, hydrauliques et pneumatiques, la transmission hydraulique étant la plus largement utilisée. La partie active de la pompe à membrane se compose principalement d'un mécanisme de bielle à manivelle-, d'un piston, d'un cylindre, d'un diaphragme, d'un corps de pompe, d'une soupape d'admission et d'une soupape de refoulement. Le mécanisme d'entraînement, composé du vilebrequin, de la bielle, du piston et du cylindre, est très similaire à celui d'une pompe à piston alternatif.
Lorsque la pompe à membrane fonctionne, le mécanisme de bielle à manivelle-, entraîné par un moteur électrique, entraîne le piston dans un mouvement alternatif. Le mouvement du piston est transmis au diaphragme par le fluide de travail (généralement de l'huile) présent dans le cylindre, provoquant un mouvement de va-et-vient du diaphragme.
La culasse d'une pompe pneumatique à membrane est principalement constituée d'un diaphragme qui sépare le liquide pompé du fluide de travail. Lorsque le diaphragme se déplace vers le mécanisme d’entraînement, une pression négative est créée à l’intérieur du cylindre de la pompe, aspirant le liquide. Lorsque le diaphragme se déplace de l’autre côté, le liquide est évacué. Le liquide pompé est séparé du fluide de travail par le diaphragme situé à l'intérieur du cylindre de la pompe, en contact uniquement avec le cylindre de la pompe, la soupape d'aspiration, la soupape de refoulement et le côté interne de la pompe du diaphragme, sans entrer en contact avec le piston ou les dispositifs d'étanchéité. Cela garantit que les composants critiques tels que le piston fonctionnent entièrement dans le milieu huileux, maintenant ainsi des conditions de fonctionnement optimales.
Le diaphragme doit posséder une bonne flexibilité et une bonne résistance à la corrosion, généralement constitué de matériaux tels que le polytétrafluoroéthylène (PTFE) ou le caoutchouc. Les parties perforées en forme de pot-des deux côtés du diaphragme sont conçues pour empêcher une déformation localisée excessive du diaphragme et sont généralement appelées limiteurs de diaphragme. Les pompes pneumatiques à membrane offrent de bonnes performances d'étanchéité, permettent d'obtenir facilement un fonctionnement sans fuite et peuvent être utilisées pour pomper des liquides corrosifs tels que des acides, des alcalis et des sels, ainsi que des liquides à haute viscosité-.
Chacune des deux chambres de travail symétriques de la pompe contient un diaphragme, relié par une bielle centrale. L'air comprimé pénètre dans la vanne de distribution d'air par l'entrée de la pompe, et le mécanisme de distribution d'air introduit l'air comprimé dans une chambre, poussant le diaphragme à l'intérieur de cette chambre à se déplacer, tandis que le gaz est évacué de l'autre chambre. Une fois la fin de la course atteinte, le mécanisme de distribution d'air introduit automatiquement de l'air comprimé dans l'autre chambre de travail, poussant le diaphragme à se déplacer dans la direction opposée, provoquant ainsi un mouvement alternatif continu et synchrone des deux diaphragmes. Dans le schéma, l'air comprimé entre dans la vanne de distribution d'air, provoquant le déplacement du diaphragme vers la droite. La force d'aspiration de la chambre aspire le fluide à travers l'entrée, poussant le robinet à tournant sphérique dans la chambre. Le robinet à bille se ferme alors en raison de l'aspiration. Le fluide contenu dans la chambre est comprimé, ce qui pousse le robinet à tournant sphérique à s'ouvrir et s'écoule par la sortie, tout en fermant simultanément le robinet à tournant sphérique pour empêcher tout écoulement. Ce cycle se répète continuellement, provoquant l'aspiration continue du fluide depuis l'entrée et son évacuation depuis la sortie.
