پمپ چیست؟
ایجاد جریان سیال در هر سیستمی توسط پمپ ایجاد میشود لازم به ذکر است که پمپ ها فشار ایجاد نمیکنند و فقط به مقاومت ایجاد شده غلبه می کنند. پمپ ها تنها برای انتقال سیالات تراکم ناپذیر مورد استفاده قرار میگیرند. پمپ ها با توجه به نوع انتقال سیال به دوسته تقسیم می شوند که در ادامه آورده شده است.
- پمپ جابجایی مثبت
- پمپ سانتریفیوژ
معرفی انواع پمپ ها
پمپ سانتریفیوژ (Centrifugal Pumps) چیست؟
این پمپ ها با عنوان پمپ های گریز از مرکز شناخته می شوند. پمپ های سانتریفیوژ همانطور که از نامشان پیداست توسط نیروی گریز از مرکز سیال را انتقال می دهند. و این پمپ ها عموما به دو دسته جریان شعاعی و جریان محوری تقسیم بندی میشوند. علت نامگذاری آن ها نیز به نحوه ورود و خروج سیال مرتبط می باشد. در پمپ های جریان شعاعی مسیر ورود و خروج سیال بریکدیگر عمودند در حالی که در پمپ های جریان محوری این مسیر ها در یک راستا می باشد.
پمپ جابجایی مثبت (Positive Displacement Pumps) چیست؟
پمپ های جابجایی مثبت در هر دور گردش حجم ثابتی از سیال را جابجا می کنند. پمپ های جابجایی مثبت که پرکاربرد ترین آنها پمپ های هیدرولیک می باشد با ایجاد یک خلاء در سمت ورودی سیال باعث مکش سیال می شوند. حرکت اجزای پمپ های جابجایی مثبت به گونه ای است که مقدار ثابتی از سیال را درون حفره به دام انداخته و به سمت پورت خروجی هدایت میکنند.
پمپ پیستونی (Piston Pumps) چیست؟
پمپ های پیستونی، شامل یک سیلندر و یک پیستون می باشد که با هربار حرکت پیستون مقدار ثابتی از سیال جابجا می شود. نحوه
ساده ترین پمپ هیدرولیکی، پمپ تک پیستون است. با توجه به شکل زیر با حرکت پیستون به طرف چپ، درون محفظه سیلندر مکش ایجاد شده و سبب می شود سیال، به دلیل وجود فشار هوا روی سطح سیال موجود در مخزن، به طرف دریچه ورودی سیلندر رانده شود. با حرکت پیستون به طرف راست ، سیال درون سیلندر از دریچه خروجی آن به طرف بقیه اجزاء سیستم رانده شود. وجود شیرهای یکطرفه در یک لوله باعث جرکت سیال تنها در یک جهت خواهد بود. بنابراین جریان سیال فقط از مخزن به طرف سیلندر برقرار می شود و نه خلاف آن. این یک طرح ساده از پمپ هیدرولیک است که فقط در سیستم های هیدرولیک دستی به کار می رود. معمولا در سیستم های هیدرولیک از پمپ های پیستونی شعاعی و محوری استفاده می شود.
مطابق شکل در پمپ های پیستونی محوری، سیلندر پیستون ها به صورت موازی با محور اصلی پمپ و روی محیط یک دایره قرار می گیرند. وقتی بلوک سیلندر می چرخد، پیستونها از صفحه مورب ثابت پیروی کرده و باعث می شود پیستون ها به صورت رفت و برگشتی عمل کنند. در حرکت پیستون به عقب در 180 درجه از گردش محور اصلی پمپ، روغن به درون سیلندر کشیده شده و در حرکت پیستون به جلو در 180 درجه بعدی، روغن به دریچه خروجی پمپ رانده می شود. دریچه های ورودی و خروجی روغن در این پمپ ها به صورت شیارهای نیم دایرهای مجزایی، برروی درپوش انتهایی پمپ ایجاد شدهاند. جابجایی (که گاهی جابجایی مهندسی نیز خوانده می شود – آن حجم از سیال است که به ازاو یک دور چرخش محور محرک، از پمپ خارج می شود) یک پمپ پیستونی محوری را میتوان با دانستن طول کورس هر پیستون، قطر پیستون و تعداد پیستونها تعیین کرد. با تعبیه کردن یک مکانیزم دستی یا اتوماتیک (کنترلرهای فشار یا سروو کنترلهای پیچیده) تغییر دهندهی زاویه صفحه مورب میتوان کورس پیستونها را تغییر و جابجایی پمپ را افزایش یا کاهش داد.
پمپ پیستونی محور مایل نیز نوع دیگری از این پمپ ها است. با توجه به شکل زیر در این نوع پمپ بلوک سیلندر با یک زاویه انحراف نسبت به محور محرک میچرخد. یک چهارشاخ گاردان، بلوک سیلندر را به محور محرک متصل می کند که در نتیجه محور محرک و بلوک سیلندر با یک سرعت و در یک جهت ثابت میچرخند. میلههای پیستون به وسیله اتصال توپی به فلانج شفت محرک متصل هستند در نتیجه وقتی فاصله بین فلانج محور محرک چرخان و بلوک شیلندر چرخان عوض می شود، پیستونها در محفظههای خود رفت و برگشت خواهند داشت.
پمپ پیستونی شعاعی (Radial Piston Pumps) چیست
این نوع پمپ ها عموما برای کاربردهای فشار بالا (مثلا 70 بار) بکار می آیند. همانطور که در شکل زیر نشان داده شده در این نوع پمپ، پیستونها به واسطه فنرهایی دائما روی یک محور خارج از مرکز (بادامک) تکیه کرده و با حرکت چرخشی بادامک به جلو و عقب حرکت می کنند. پمپ های پیستونی شعاعی به دلیل انطباق بالا بین اجزا می توانند فشار بالایی (تا حداکثر700 بار) را ایجاد کنند لذا می توان گفت گرانترین و بهترین نوع پمپ های هیدرولیک هستند. البته وجود انطباق بالا بین سیلندر و پیستون باعث می شود که پمپ تحمل کمتری در برابر آلودگی های موجود در سیال داشته باشد. بنابراین پمپ های پیستونی برای محیط ها و ماشین های تمیز مناسب هستند.
پمپ دنده ای (Gear Pump) چیست
پمپ های دنده ای کم بازده ترین نوع پمپ های هیدرولیکی هستند. این پمپ ها از عمل چرخش چرخ دنده برای انتقال سیال استفاده می کنند و در هنگام پمپاژ یک جریان یکنواخت و صاف را متناسب با سرعت چرخش دنده‌های خود فراهم می‌سازد لذا آنها را نمی توان با حجم جابجایی متغیر ساخت. این پمپ ها تحمل خوبی در برابر آلودگی های موجود در سیال دارند زیرا لقی بین اجزای پمپ دراین نوع بیشتر از بقیه انواع است. حداکثر فشار پمپ های چرخ دنده ای، معمولا بین 140 تا 200 بار است. این نوع پمپ ها به دو دسته دنده خارجی و داخلی تقسیم می شوند.
پمپ دنده خارجی (External Gear Pump) چیست؟
شکل زیر نمای برش خورده یک پمپ دنده خارجی و طرز کار پمپ را نشان می دهد. شفت محرک با خار به چرخ دنده محرک پمپ وصل شده است. چرخ دنده هرزگرد با چرخ دنده محرک درگیر است و هر دو باهم می چرخند. دندانه های چرخدنده های درگیر باهم، دریچه های ورودی و خروجی پمپ را نسبت بهم آب بندی می کنند. با گردش چرخ دنده ها، در قسمت ورودی پمپ، دندانه های دو چرخ دنده از هم باز می شوند. باز شدن دندانه ها مکش و انبساط حجمی در این قسمت به وجود آورده و سبب می شود که سیال در اثر فشار هوای مخزن به درون پمپ رانده شود. این سیال سپس در فضای خالی بین دندانههای چرخدندهها و بدنه پمپ، به طرف دریچه خروجی پمپ هدایت میگردد. دراین قسمت دندانه های دو چرخدنده بهم نزدیک شده و باعث می شود سیال به طرف خارج رانده شود. باید توجه کرد که آب بندی بین دندانه های دو چرخ دنده به سیال اجازه نمی دهد که از وسط پمپ عبور کرده و به قسمت ورودی پمپ باز گردد. علت نام گذاری این نوع پمپ نیز استفاده از دو چرخ دنده خارجی در ساختار آن است. پمپ های دنده خارجی اغلب به عنوان پمپ های روانکاری در ماشین ابزار، واحد انتقال قدرت سیال و به عنوان پمپ روغن در موتورها استفاده می شوند.
پمپ دنده داخلی (Internal Gear Pump) چیست
این نوع پمپ ها در دو نوع هلالی و خورشیدی تولید می شوند. پمپ دنده داخلی هلالی فشار بالا، سر و صدای کم و دبی مناسب برای انواع مختلف سیال را تامین می کند و به ازاء شرایط جابجایی جریان یکسان از پمپ دنده خارجی کوچکتر است. پمپ دنده داخلی هلالی نشان داده شده در شکل از یک چرخ دنده محرک خارجی (پینیون) که درون یک چرخ دنده داخلی حلقهای قرار گرفته، ساخته شده است. با گردش چرخ دنده ها، به دلیل دور شدن دندانه ها از یکدیگر مکش ایجاد شده و سیال به واسط ی فشار هوا به درون پمپ رانده می شود. در این پمپ نیز، سیال در فضای بین دندانه ها و دیواره ی هلالی جابجا شده و از دریچه ی خروجی پمپ خارج می گردد. دیواره هلالی، دندانه های چرخ دنده داخلی را آب بندی می کند. با دقت در شکل می توان دریافت که پمپ های دنده داخلی خورشیدی از لحاظ کارکرد شبیه پمپ های هلالی هستند. محور پمپ به روتور داخلی وصل شده است و هم جهت با چرخ دنده خارجی می چرخد. روتور یک دندانه کمتر از رینگ روتور دارد و این مسئله باعث تشکیل حفره های مکش – دمش پمپ می شود
.پمپ پره ای (Vane pump) چیست
پمپ ه ای پره ای نوع مهمی از پمپ های جابجایی مثبت هستند که با وجود ضعف توانایی در شروع سریع و حساسیت زیاد در برابر ذرات کثیف، به دلیل کارایی خوب، سازگاری و تغییرپذیری مناسب و همچنین سر و صدا کم در بسیاری از سیستمهای هیدرولیکی استفاده می شوند. پمپ های پره ای در دو نوع مختلف بالانس و غیربالانس طراحی و ساخته می شوند.
پمپ پره ای دبی ثابت غیربالانس (Fixed Displacement Unbalanced Vane Pumps) چیست
با توجه به شکل زیر در پمپ های پره ای دبی ثابت غیربالانس یک روتور شیاردار وجود دارد که نسبت به پوسته، خارج از مرکز تنظیم شده است و پره هایی متحرک داخل این شیارها جا زده شده اند. با گردش روتور، پره ها به دلیل نیروی گریز از مرکز به دیواره داخلی بدنه می چسبند و به داخل و خارج جابجا می شوند. هنگام گردش روتور، فضای بین پره ها و بدنه پمپ در قسمت ورودی انبساط می یابد. مکش ایجاد شده در این قسمت و فشار اتمسفر داخل مخزن سیال، سبب می شود سیال به داخل پمپ رانده شود. سیال در فضای خالی بین پره ها و بدنه جابجا شده و به طرف دریچه خروجی پمپ هدایت می گردد. در پمپ های پره ای غیربالانس محفظه های تحت فشار پمپ در یک طرف شفت محرک پمپ قرار گرفته اند. دریچه خروجی پمپ در بالای پمپ، تحت فشار و دریچه ورودی در پایین درحال مکش است. این عدم تعادل در دوطرف شفت پمپ باعث می شود که یک نیروی دائمی در یک جهت به یاتاقان شفت وارد شده و در سرعت ها وفشارهای زیاد، موجب سایش اجزای پمپ و لرزش آنها گردد. به همین دلیل پمپ های پره ای غیربالانس برای استفاده در فشارهای پایین مناسب هستند.
پمپ پره ای دبی متغییر غیربالانس (Unbalanced Type Variable Vane Pump) چیست
تغییر دبی خروجی در پمپ ها دبی ثابت فقط از طریق تغییر سرعت دورانی امکان پذیر است. اما با توجه به شکل در پمپ پره ای دبی متغییر، پوسته متحرک بوده و توسط یک فنر که نیروی آن با فشار قابل کنترل می شود، به سمت راست حرکت می کند تا در موقعیت خارج از مرکز بودن تنظیم شود. لذا ظرفیت پمپاژ قابل تنظیم است. هر چه خروج از مرکزیت بیشتر شود، جابجایی پمپ افزایش یافته و فشار کاهش می یابد. در موقعیت هم مرکزی جابجایی صفر و فشار حداکثر است. پمپ های پره ای جابجایی متغییر از لحاظ فشار نامتعادل هستند، بنابراین تنها در سیستم های هیدرولیکی با فشار کم قابل استفاده می باشند.
پمپ پره ای دبی ثابت بالانس (Vane Pump Fixed Displacement Unbalanced) چیست
مطابق شکل در پمپ های پره ای بالانس سطح داخلی بدنه فرم بیضوی دارد و این فرم سبب می شود که در یکبار گردش شفت پمپ، پره ها دو بار درون شیارهای روتور جابجا شوند. بدین ترتیب لازم است دراین پمپ ها دو دریچه ورودی و دو دریچه خروجی تعبیه گردد. دریچه ورودی و خروجی در یکدیگر ادغام شده به طوری که روی بدنه پمپ عملا یک دریچه ورودی و یک دریچه خروجی مشاهده می شود. این امر باعث می شود که فشار به صورت مساوی در طرفین پمپ ایجاد گردد و بدین ترتیب نیروی متعادلی به شفت اصلی پمپ وارد شده و پمپ اصطلاحا بالانس شود. پمپ های پره ای بالانس، تحمل فشار و سرعتهای بیشتری را نسبت به پمپ های پرهای غیربالانس دارند زیرا سایش یاتاقان شفت اصلی پمپ به دلیل تعادل نیرویی در حد طبیعی است. بازده پمپ های پره ای بیشتر از پمپ های دنده ای ولی کمتر از پمپ های پیستونی است.تحمل این پمپ ها در برابر آلودگی های سیال متوسط است.
پمپ پیچی یا اسکرو (Screw Pump) چیست
مطابق شکل در این نوع پمپ ها سیال بصورت محوری بین دندانه های یک یا چند روتور که با خلاصی نسبتا کمی نسبت به یکدیگر قرار گرفته اند جریان می یابد. به عبارتی سیال درون حفره های پیچ (مارپیچ) قرار می گیرد و با چرخش و اتصال بین پیچ ها مجبور به تخلیه می شود. در پمپ های پیچی هردور چرخش حجم ثابتی از سیال را منتقل می کند لذا این پمپ ها در دسته دبی ثابت قرار می گیرند. عمده کاربرد پمپ های پیچی یا اسکرو در صنایعی مانند معدن، نفت و گاز است که در آنها با سیال با ویسکوزیته بالا (روغن یا آسفالت یا مایع چند فاز) سروکار دارند.
پمپ لوب یا گوشواره ای یا پمپ ریشه (Lobe Pump-Root Pump) چیست
با توجه به شکل این پمپ شباهت زیادی با پمپ دنده ای دارد و نحوه عملکرد این نوع پمپ همانند پمپ های دنده ای می باشد با این تفاوت که فقط دو یا سه دندانه دارد. لذا برخلاف پمپ دنده ای محدودیت تعداد دندانه ها در پمپ گوشواره ای یا لوب باعث عبور بسیار زیاد سیال می شود و مایعات آلوده یا مایعات با قطعات جامد را می توان با این نوع پمپ پمپاژ کرد.
پمپ کانال جانبی یا ساید چنل (Side Channel Pump) چیست
عموما این پمپ به اشتباه پمپ گریز از مرکز در نظر گرفته می شود زیرا در نگاه اول به شکل زیر به دلیل داشتن یک یا چند پروانه شباهت زیادی به پمپ گریز از مرکز دارد. اما این پمپ دارای خصوصیات مشابه هر پمپ جابجایی مثبت چرخشی یا دورانی است. بنابراین با افزایش فشار تخلیه مصرف انرژی آن افزایش می یابد. هر پروانه در یک قسمت محفظه پمپ، نزدیک به صفحه ای که کانال جانبی قرار دارد می چرخد. کانال کناری فقط در بخشی از محیط قرار می گیرد، عمیق ترین قسمت آن وسط کانال است و تا انتهای آن به تدریج عمق کمتری می یابد. وقتی پروانه می چرخد، به دلیل شکل کانال جانبی، فضای بین پره ها، بزرگتر و کوچکتر می شود و این عمل پمپاژ را انجام می دهد.
معیارهای عمومی انتخاب پمپ ها
کاویتاسیون و نفوذ هوا (Cavitation And Aeration)
هنگامی که میزان خلاء ایجاد شده بیش از حد باشد پدیده کاویتاسیون رخ میدهد. وقتی که فشار در یک مایع تا حد خاصی کاهش یابد، شروع به تبخیر کرده و به جوش میآید، درست مانند آنکه دمای مایع افزایش یابد. با کاهش فشار زیاد در دریچه ورودی، هوای حل شده در آن از مایع خارج شده و به صورت حبابهایی درمایع ظاهر شود. این حباب های گاز در دریچه خروجی تجمع می کنند و تحت فشار قرار میگیرند. این تجمع حبابهای گاز در موضع خروجی مایع از پمپ باعث افزایش فشار موضعی و افزایش سرعت مایع میگردد. این فشارهای موضعی آنقدر زیاد است که سبب ساییدگی قطعات فلزی پمپ و کاهش عمر مفید پمپ و بازده آن خواهد شد. افزایش دمای پمپ، لرزش و صدای بلند از علایم کاویتاسیون در یک پمپ است. ایجاد خلاء زیاد در دریچه ورودی پمپ به دلایل زیر اتفاق می افتد:
- استفاده از لوله و اتصالات کوچکتر از استاندارد
- مسدود شدن لوله ها و فیلترها
- ویسکوزیته زیاد مایع
- اختلاف زیاد ارتفاع بین مخزن و دریچه ورودی پمپ
- افزایش دمای سیال احتمال ایجاد کاویتاسیون را افزایش می دهد زیرا سیال گرمتر تمایل بیشتری به تبخیر دارد.
نفوذ هوا معمولا در پمپ های هیدرولیک با کاویتاسیون اشتباه گرفته می شود زیرا در این پدیده نیز حبابهای هوا درقسمت ورودی به وجود میآیند ولی دراین مورد علت ایجاد هوا نشتی هوای بیرون به درون سیستم است. این هوا از کنارههای اتصالات و حلقه های آببندی دهانه ورودی پمپ به درون سیال نشت می کند. از آنجا که در قسمت ورودی پمپ خلاء نسبی ایجاد می شود هوای بیرون به راحتی میتواند به درون سیال نشت کند نتیجه نفوذ هوا درون پمپ همانند کاویتاسیون است.
مشخصات پمپ ها
اطلاعات کلی که سازندگان مختلف درباره پمپ ها به کار می برند شامل موارد زیر است.
حجم جابجایی (دبی)
پمپ ها در درجه اول براساس حجم جابجایی شان برحسب ( که معمولا CIR نشان داده می شود) طبقه بندی می شوند. در پمپ هایی با حجم جابجایی ثابت، برای این ویژگی یک عدد ثابت و در پمپ های با حجم جابجایی متغیر، یک محدوده عددی در کاتالوگ درج می شود.
شدت جریان
شدت جریان واقعی یک پمپ را معمولا برای یک سرعت گردشی خاص ارائه می کنند (که به دلیل وجود نشتی از شدت جریان تئوری کمتر است). در برخی کاتالوگ ها نمودارهایی برای بدست آوردن شدت جریان واقعی بر اساس سرعت های دورانی و فشارهای مختلف ارائه می شود.
سرعت گردش پمپ ها
برای پمپ ها معمولا یک محدوده حداقل و حداکثر سرعت مجاز معرفی می شود. استفاده از پمپ با سرعت دورانی کمتر از حداقل سبب می شود بازده و عملکرد پمپ بشدت کاهش یابد از طرف دیگر با به گردش درآوردن پمپ بیش از سرعت حداکثر نیز سبب سایش زودرس و خرابی در پمپ خواهد شد. اگر سیال هیدرولیک به غیر از روغنهای استاندارد حاصل از نفت خام باشد لازم است سرعت گردش پمپ کمتر باشد.
فشار
حداکثر فشار مجاز یک پمپ ( Pump ) ممکن است به صورت یک عدد واحد یا به صورت دو عدد برای عملکرد پیوسته و موقتی بیان شود. این ارقام برای عملکرد موقتی بیشتر است زیرا پمپ در مدت زمان کوتاهی این فشار راتحمل می کند اگر فشار اعمالی به یک پمپ از حداکثر مجاز بیشتر باشد نشتی درون آن افزایش مییابد درنتیجه بازده آن کاهش خواهد یافت.
ایران صنعت، فروشگاه اینترنتی خرید پمپ
مجموعه ایران صنعت به عنوان یک مرجع تخصصی فروش انواع پمپ (pump) مانند پمپ لجن کش، پمپ صنعتی ، پمپ شناور ، پمپ خانگی و غیره محصولات گسترده ای ( پمپ های ایرانی و وارداتی) را برای مشتریان عرضه نموده و بستری جهت خرید مطمئن و اقتصادی پمپ را فراهم نموده است. برای دریافت مشاوره و استعلام قیمت روز و لیست محصولات با کارشناسان پشتیبانی در تماس باشید
