Мембранный компрессор: как устроен и как работает

Мембранный компрессор качает воздух двумя резиновыми мембранами, которые двигает магнит между двумя электромагнитными катушками. Вала, подшипников, поршня с кольцами и масла в нём нет, поэтому он работает тихо, не требует смазки и годами выдерживает круглосуточный режим. Такие аппараты ещё называют линейными: привод в них не вращается, а качается взад и вперёд. По этой схеме работают, например, компрессоры HIBLOW HP и AIRMAC DB.

Ниже устройство по узлам с ценами запчастей, рабочий цикл по шагам, что в компрессоре изнашивается, что происходит при разрыве мембраны и какой ремонт можно сделать самому.

Из чего состоит мембранный компрессор

Разберём на примере HIBLOW HP-60 и HP-80: у этих моделей общие запчасти, и каждая продаётся отдельно. У других воздушных мембранных компрессоров на 220 В набор узлов тот же, различаются размеры и крепёж.

Принцип работы: один цикл по шагам

Всё движение внутри создаёт переменный ток из сети. Цикл повторяется непрерывно, пока компрессор включён:

1. Ток 220 В идёт на обе катушки. Ток переменный, 50 Гц, поэтому магнитное поле катушек меняет направление 100 раз в секунду.
2. Магнит между катушками каждый раз отталкивается в противоположную сторону и качается: 50 полных ходов туда и обратно за секунду.
3. Магнит тянет за собой мембрану, камера под ней расширяется, и через впускной лепестковый клапан в неё входит воздух, прошедший через входной фильтр.
4. На обратном ходе мембрана сжимает камеру. Впускной клапан закрывается, выпускной открывается, и воздух уходит во внутренние трубки, к патрубку и дальше в шланг.
5. Вторая мембрана на другом конце магнита работает в противофазе: пока одна камера набирает воздух, другая его выталкивает. Поэтому поток на выходе ровнее, чем дала бы одна камера.

По шлангу воздух доходит до аэратора на дне аэротенка септика или пруда и выходит мелкими пузырями, насыщая воду кислородом. Чем отличаются аэраторы и как их подобрать, разобрано в статье дисковый или трубчатый аэратор.

Именно так описан принцип работы в карточке AIRMAC DB-40: магнитный сердечник движется в переменном электромагнитном поле 50 Гц и приводит в действие резиновые мембраны. По паспорту DB-40 даёт 40 л/мин при 13 кПа, потребляет 45 Вт и шумит на 48 дБ. Подача мембранного компрессора привязана к частоте сети, поэтому у части моделей её указывают вместе с частотой: в карточке SECOH SV-20 записано «23 л/мин (50Гц)». В российской сети как раз 50 Гц.

Почему внутри нечему тереться

В поршневом компрессоре с коленчатым валом есть подшипники, шатун и поршень с кольцами, и все эти пары изнашиваются от трения. В мембранном магнит качается в магнитном поле и ни о что не трётся, а воздух сжимают сами мембраны. Изнашивается только резина: мембраны и лепестки клапанов.

Из этого следуют три практических вывода:

• Смазка не нужна и не предусмотрена. В карточке AIRMAC DB-40 так и сказано: трение деталей в конструкции отсутствует, смазка ей не нужна. Масло в мембранный компрессор не заливают, и детали им не смазывают.
• Шум и вибрация низкие: HIBLOW HP-20 по паспорту даёт 31 дБ, HP-60 35 дБ. Шум всех моделей по классам собран в статье тихий компрессор для септика и пруда.
• Ресурс определяет резина, а не металл. Поэтому ремонт обычно сводится к замене мембран или ремкомплекта, а не всего аппарата.

Почему подача указана при рабочем давлении

У каждой модели в характеристиках две главные цифры: подача в литрах в минуту и рабочее давление в килопаскалях. Подача указана именно при рабочем давлении: HP-60 даёт 60 л/мин при 14,7 кПа.

Давление нужно, чтобы продавить воздух через слой воды над аэратором. Каждый метр воды добавляет около 9,8 кПа противодавления, к этому прибавляются потери в шланге и в самом аэраторе. Если противодавление выше рабочего, подача становится меньше паспортной. Рабочее давление HIBLOW HP и столб воды, которому оно соответствует:

Для септика отсюда простое правило: производительность берут по станции, а не с запасом. Цифра в названии станции равна расчётному числу пользователей: 3-4 человека это 40 л/мин, 5-6 это 60 л/мин, 7-8 это 80 л/мин, 9-10 это 100 л/мин. Модель мощнее расчётной ставить нельзя, переаэрация вредит станции так же, как нехватка воздуха. Методика подбора в статье как выбрать компрессор для септика.

Что изнашивается и когда менять

Мембраны это главный расходник. На HP-60 и HP-80 их меняют комплектом мембран за 4 900 рублей или ремкомплектом за 6 500 рублей, в котором кроме двух мембран есть две клапанные крышки и предохранительный винт. Для AIRMAC DB-60 и DB-80 продаются комплект мембран за 4 900 рублей и ремкомплект за 5 500 рублей. Как выбрать под свою модель, разобрано в статье как подобрать ремкомплект.

Забитый фильтр не просто пропускает меньше воздуха: компрессор начинает перегреваться и работать с перегрузкой. Поэтому фильтр под верхней крышкой проверяют раз в полгода, новый входной фильтр для HP-20/40/60/80 стоит 250 рублей.

Катушки рассчитаны на 220 В. Вода в компрессорном отсеке вызывает окисление и замыкание, скачки напряжения выводят их из строя так же. Компрессор подключают через УЗО на 30 мА, а на улице ставят в вентилируемый короб: так указано в карточке HIBLOW HP-60. Затопленный аппарат чаще всего ремонтировать невыгодно, что делать в этом случае, описано в статье затопило септик с компрессором. Про перепады в сети есть отдельный разбор: нужен ли стабилизатор напряжения.

Что происходит, когда рвётся мембрана

Мембраны удерживают магнит в рабочем ходе. Когда одна из них рвётся или растягивается, магнит меняет амплитуду и начинает биться об электромагнитные катушки и клапанные крышки. Крошка резины, пластика и магнита уходит по шлангу и оседает в системе станции. Поэтому с порванной мембраной компрессор работать не оставляют.

На этот случай во многих компрессорах есть защита: когда ход сердечника увеличивается, срабатывает микровыключатель, и аппарат останавливается сам. У HIBLOW на корпусе стоит предохранительный болт, который выскакивает при разрыве мембраны. Если болт выщелкнут, менять нужно мембраны, а не болт: он только следствие. Детали защиты продаются отдельно: система защиты HP-60/80/150/200 за 1 800 рублей и предохранительный болт за 200 рублей.

Износ мембран обычно заметен заранее:

• воздуха стало заметно меньше, в аэротенке пропало равномерное «кипение»;
• звук изменился и стал более гулким;
• компрессор гудит, а воздух не идёт: это почти наверняка порванная мембрана, аппарат нужно выключить, пока магнит не разбил катушки.

Пошаговая проверка в статьях диагностика компрессора для септика и компрессор HIBLOW не работает: диагностика за 5 шагов.

Мембраны и ремкомплекты HIBLOW и AIRMAC: что внутри

* Наличие уточняйте у менеджера.

Разница между комплектом мембран и ремкомплектом в клапанных крышках. Если компрессор стал слабее качать, а пластины клапанов ровные, хватает мембран. Если мембрана порвалась и магнит успел побить клапанные крышки или пластины покоробились, берут ремкомплект.

У других моделей принцип тот же, отличаются детали. У HIBLOW DUO-60 и DUO-80 есть перепускной клапан, который подаёт воздух то на первый, то на второй выход: это нужно станциям с двумя циклами работы. HIBLOW XP-60 при той же подаче 60 л/мин и давлении 14,7 кПа потребляет 39 Вт против 51 Вт у HP-60 и весит 4,3 кг против 7 кг. Для SECOH EL в каталоге есть отдельная катушка (соленоид) за 2 700 рублей.

Что можно сделать самому, а что лучше отдать в мастерскую

Без опыта ремонта можно:

• чистить входной фильтр раз в полгода: это поролоновая подушка под верхней крышкой;
• заменить мембраны на HP-60 и HP-80: это 20-30 минут и одна крестовая отвёртка, порядок действий в статье замена мембраны HIBLOW HP-60/80 своими руками;
• проверить, не выщелкнут ли предохранительный болт и не пережат ли шланг до станции.

В мастерскую компрессор стоит везти, если он не включается, если после замены мембран воздуха всё равно мало или если аппарат побывал в воде. Тогда нужно проверять катушки и магнит, а это делают на стенде. Диагностика при ремонте у нас бесплатная. Регламент обслуживания по срокам описан в статье обслуживание компрессора для септика.

По деньгам разница заметная: комплект мембран для HP-60/80 стоит 4 900 рублей, новый HIBLOW HP-60 20 500 рублей. Замена мембран обходится меньше чем в четверть цены нового аппарата.

Если не уверены, что именно сломалось, позвоните по телефону +7 985 922-27-15 или +7 495 960-91-40 либо оставьте номер: инженер по симптомам подскажет, хватит ли мембран или нужен ремкомплект, и подберёт запчасти под модель. Склад в Москве, Проспект Мира 150, ежедневно с 9:00 до 20:00, своя ремонтная мастерская, официальный дилер HIBLOW.

Вопросы и ответы

Нужно ли смазывать мембранный компрессор?

Нет. Трущихся пар внутри нет: магнит качается в магнитном поле, воздух сжимают резиновые мембраны. Смазка конструкцией не предусмотрена, обслуживание сводится к чистке фильтра раз в полгода и замене мембран по износу.

Компрессор гудит, а воздуха нет. Что сломалось?

Почти наверняка порвана мембрана. Выключите компрессор: с порванной мембраной магнит бьётся о катушки и клапанные крышки, и замена мембран превращается в дорогой ремонт. На HP-60 и HP-80 мембраны меняют за 20-30 минут, нужен комплект мембран или ремкомплект.

Сколько служат мембраны?

У HIBLOW HP замену рекомендуют раз в 2-3 года при круглосуточной работе, у аппаратов аквариумного класса срок меньше. Подробнее о ресурсе в статье срок службы компрессоров HIBLOW.

Подходят ли мембраны от HP-60 к HP-80?

Да, у этих моделей общий комплект: мембраны для HP-60/80 и ремкомплект HP-60/80 подходят к обеим. У остальных моделей свои комплекты: мембраны для HP-40 стоят 3 900 рублей, для HP-100/120 8 400 рублей, для HP-150/200 9 900 рублей.

Чем мембранный компрессор отличается от поршневого?

В поршневом есть вал, подшипники и поршень с кольцами, которые изнашиваются от трения. В мембранном трущихся пар нет, изнашиваются только мембраны и лепестки клапанов, поэтому он тише и рассчитан на круглосуточную работу. Для септика и пруда нужен как раз постоянный поток воздуха при небольшом давлении. Типы компрессоров сравниваются в статье типы компрессоров для септика.