پمپ (2)

تهیه کننده : امین هادیان
منبع : راسخون


تقسیم بندی پمپ ها

دسته بندی های مختلفی از پمپ ها بر حسب مورد کاربرد ,جنس مواد تشکیل دهنده آنها ,مایعی که پمپ می کند ,حتی وضعیتی که نصب می شود و غیره به عمل آمده است همانند : پمپ های شیمیایی ,پمپ های پلا ستیکی ,پمپ های عمودی یا افقی ,تغذیه بویلر ها , پمپ های همه کاره , چاه عمیق پا لا یشگاهی , distillate,condensate پمپ های خلا , پمپ های فاضلابی, slarry وغیره.
یکی از تقسیم بندی های جامع و رایج ,پمپ ها رابرمبنای نحوه انتقال انرژی به سیال در کل به دوگروه پمپ های دینامیکی( dynamic) و پمپ های جابجایی(ِDisplacement) تقسیم بندی می کنند.
دو دسته فوق را از جهات گوناگون می توان با هم مقایسه کرد :
1) حد اکثر انرژی (فشار ) ایجاد شده توسط پمپ ها ی دینا میک (سانتریفوژ ) محدود بوده و به هد معروف است که با بستن شیر خروجی به طور کامل (شدت جریان صفر )به وجود می آید در حالیکه حد اکثر فشار پمپ های جابجایی با توجه به فشار سیستم تعیین می شود. یعنی پمپ تا جایی که مورد نیاز سیستم باشد فشار خود را به آن حد می رساند.
2) در پمپ های دینامیک انرژی افزوده شده ابتدا به سرعت تبدیل شده و سپس در حلزون و سر انجام در دیفیوزر به فشار تبدیل می شود در حالی که در پمپ ها ی جا به جایی انرژی مورد نظر مستقیما به فشار تبدیل می شود .
3) در پمپ های دینامیک انرژی بطور پیوسته و بدون انقطاع به مایع افزوده می شود در صورتی که در پمپ های جابجایی انرژی درریود های معینی به مایع تزریق می شود .
4) اصولا پمپ های جابجایی برای مقادیر اندک جریان در فشارهای بالا و مایعات لزج به کار می رود و پمپ های دینامیک برای فشار های متوسط و جریان های زیاد مورد استفاده قرار می گیرد .

پمپ های دینامیکی به دو دسته تقسیم می شود:
1- پمپ های سانتریفوژ ( CENTRIFUGAL PUMPS )
ساختمان ایـن نوع پمپ هـا به صورتی است که بر روی محور دوار ( در مرکز پمپ ) پره هایـی قرار داده شـده که بـا دوران خود مایعـات و مواد سیال را به اطراف پرتـاب می نمایند. جدار این پمپ به صورت حلزونی ساخته شده و مایع که دارای سرعت نیز می باشد از قسمت حلزونی به طرف مدخل خروجی پمپ رانده می شود.
سیالی که در اطراف پره ها موجود است در اثر حرکت دورانی به محور به اطراف پرتاب شده و در نتیجه در اطراف محور خلاء ایجاد می شود و بدین ترتیب سیال از مجرای ورودی به داخل محفظهء حلزونی شکل پمپ مکیده شده و از مجرای خروجی به خارج منتقل می گردد.
راندمان پمپ به موقعیت قرار گرفتن پره های پمپ، فاصله آن از محفظه حلزونی شکل و سرعت حرکت محور بستگی دارد. زاویه قرار گرفتن پره های پمپ ها نیز در بالا بردن راندمان پمپ مؤثر است. مثلاً چنانچه وضعیت پره های پمپ نسبت به مرکز به صورت عمودی باشد راندمان پمپ کمتر از زمانی است که پره ها بطور مایل بوده و در جهت حرکت مایع به صورت منحنی قرار گرفته باشند.
به علت اینکه سیال در اثر حرکت دورانی محور به اطراف پرتاب شده و در مرکز پمپ خلاء ایجاد می شود دهانه لوله ورودی در پمپ های سانتریفوژ در مرکز قرار دارد تا با استفاده از خلاء ایجاد شده در این محل انتقال سیال سریع تر و بهتر انجام بگیرد.
پمپ های گریز از مرکز دارای دو امتیاز برجسته می باشند: اولاً جریان مایع در آن ها یکنواخت است. ثانیاً اگر لولهء خروجی پمپ مسدود یا تنگ شود، فشار زیادی که برای ساختمان پمپ مضر باشد تولید نکرده و بار آن به اندازه ای نمی رسد که موتور محرک پمپ را از کار بیندازد.
برای بکار انداختن پمپ باید همیشه محفظه آن را از مایع مورد پمپاژ پر نموده و هوای محبوس در محفظه را خالی نمود. این عمل را آبگیری ( Priming ) می نامند. هرگاه پمپ در سطحی پایین تر از مخزن حاوی مایع مورد استفاده واقع شود، لزومی به آبگیری نخواهد بود. ( به این علت که محفظه پمپ همواره پر از مایع بوده و در نتیجه محفظه خالی از هواست )
ساختمان پمپ های گریز از مرکز در ابتدا بسیار ساده بوده و فقط شامل پره، پوسته و محور بودند و لیکن به علت نیاز روز افزون به این پمپ ها، به سرعت تکامل یافته و ساختمان آن ها پیچیده تر شد و قطعات دیگر به آن ها افزوده شدند از قبیل رنگ های سایشی، لائی های آب بندی، پره های ثابت برای هدایت بهتر آب در خروج از پرهء متحرک و ورود به محفظه حلزونی و غیره.
پره های پمپ های سانتریفوژ به سه دسته تقسیم می گردند: باز، نیم باز و بسته.

1-جریان تخلیه مایع در آنها آرام و یکنواخت است
2- متنوع بودن این پمپ ها با خصوصیات زیاد و گوناگون
3- رضایت بخش بودن راندمان
4- تناسب برای کارکردن با موتورهای برقی و موتورهای احتراقی
5- پایین بودن هزینه نگهداری
6- دامنه کاربرد آنها در پروژه های کشاورزی ، صنعتی و آبرسانی فوق العاده بالاست زیرا از نظر دبی و ارتفاع تولیدی وسعت زیادی را پوشش میدهد .
7- فضای کمتری را متناسب با قدرت تولیدی ایجاد میکند .
پمپ های سانتر فیوژ به سه دسته تقسیم می شود:

عملکرداین پمپ به این صورت است که درآن سیال موازی محور واردچرخ پمپ شده وعمود برآن ازچرخ خارج می گردد.این پمپ ها معمولاً برای ایجادفشارهای بالا دردبی های کم به کارمی روند. پمپ های سانتریفوژ شایع ترین نمونه ازپمپ ها هستند .

سیال موازی محور وارد پمپ می گردد و به طور موازی نسبت به محور ازچرخ خارج می گردد . دراین پمپ قسمت اعظم فشار مایع را نیروی پرتاب پره های پروانه تامین میکند . این پمپ برای تولید دبی های زیاد با ارتفاع کم کاربرد دارد .( دبی زیاد ، ارتفاع ک ، نیروی پرتاب پروانه )

سیال موازی محور وارد چرخ پمپ می گردد و به طورمایل نسبت به محورازچرخ خارج می گردد.این پمپ ها برای ایجادفشارها و دبی های متوسط به کارمی روند .این پمپ هانسبت به پمپ های سانتریفوژتوانایی بیشتری دراستفاده وبه کارگیری دبی های یالا رادارند . این پمپ دارای دو قسمت است ، یکی جداره ثابت و دیگری قسمت دوار که شامل محور گردان با چرخدنده میباشد . برخلاف پمپهای گریز از مرکز که مایع را با سرعت به قسمت خروجی پمپ هدایت میکند در پمپهای گردشی مقداری از مایع بین دنده های چرخدنده پمپ به اصطلاح به تله می افتند و باعث میشوند سرعت مایع در خروجی کاهش یابد . این پمپ ها بیشتر برای روغن کاری کاربرد دارند.

دامنه کاربرد پمپ های سانتریفیوژ بسیار وسیع بوده ،ودرصنایع شیمیایی،کاغذسازی، صنایع غذایی ولبنیات ،فلزات مذاب،آب وفاضلاب ،فع موادزائد،نفت وپتروشیمی ودیگر موادبه کارمی روند.از نظرظرفیت وهد،توانایی این پمپ ها برای ظرفیت های بالاومتوسط نوع جریان وتری و هدهای پایین نوع محوری و هدبالانوع شعاعی می باشد.
البته دو کمیت هد و ظرفیت مستقل از هم نیستندوبه شکل،اندازه و سرعت ایمپلر بستگی دارند.

اژکتورها دستگاهی هستند که گازها و بخارات را از یک فضای خالی خارج کرده و آن ها را برای تخلیه کردن در یک فشاری بالاتر متراکم نموده. زمانیکه اختلاط گازها یا بخارات با سیال راندمانی امکانپذیر باشد.
اژکتورها تا حدودی دارای قیمت هایی کمتر و هزینه نگهداری کمی نسبت به پمپ ها دارند. معمولا اژکتورها دارای یک شیپوره همگرا- واگرای درونی دارند. که در آن سیال رانده شده برای تغذیه و یک شیپوره بزرگ تر بیرونی که در آن گازها تخلیه شده. ممنتم یا انرژی سیال خروجی از شیپوره راندنی دارای سرعت بالا می باشد. اما به میزان جزئی این سرعت به گازهای در حال تخلیه هم وارد می شود. پس در این صورت سرعت مخلوط ما کمتر از سرعت سیال وارد شده می باشد. ولی در هر صورت سرعت آن بیشتر از سرعت صوت می باشد. پس در این صورت شیپوره بزرگ تر بعنوان یک دیفیوزر همگرا- واگرا است که در آن فشار افزایش یافته و سرعت صوت کاهش یافته.

اژکتور دارای ساختمانی شیپوری (Venturi) است. هوا یا بخار فشرده از طریق یک لوله باریک (Nozzle) به سرعت جهش مانند (Jet) به فضای مخروطی شیپور هدایت می شود.
مسلم است که فشار خروجی اژکتور از ورودی آن بیشتر است و علت بر نگشتن گاز از خروجی اژکتور به ورودی آن سرعت زیاد مخلوط آب و گازها در خرطومی (Diffuser) اژکتور است.

می دانیم که نقطه جوش تابع مستقیمی از فشار محیط است. به عبارت صحیح تر، فشار و نقطه جوش رابطه مستقیمی با هم دارند. لذا کاهش فشار محیط ، کاهش نقطه جوش را به همراه دارد. با توجه به این عبارت اهمیت اژکتور به عنوان تنها وسیله تولید خلاء در صنایع نفت و پتروشیمی مشخص می شود از موارد استفاده اژکتور می توان به دو مورد زیر اشاره کرد:
1) همان گونه که می دانیم هیدروکربن ها در درجه حرارت های بالا ممکن است شکسته شوند و یا با ذرات دیگر ترکیب شوند، بنابراین برای تصفیه و تفکیک نفت خام در پالایشگاه ها از برج های خلاء استفاده می شود به دلیل اینکه در اینگونه برج ها درجه حرارت پایین آمده و قادر خواهیم بود بدون ازدیاد درجه حرارت به میزان زیاد مواد را تفکیک و تصفیه کنیم.
2) تخلیه یک طرفه مایعات از دیگر استفاده های اژکتورهاست که در این حالت اژکتور همانند یک تلمبه عمل می نماید که در صنعت به (Jet Pump) معروف است.

اژکتورها از لحاظ دسته و تقسیم بندی انواع متفاوتی ندارند و همواره یک اژکتور می تواند از قطعات اصلی زیر تشکیل شده باشد :
1) سرپوش بازدید افشاننده
2) صافی بخار
3) سرپوش افشاننده
4) ورودی بخار آب
5) سرپوش ورودی
6) ورودی
7) افشاننده
8) مبدل فشار به سرعت یا خرطومی
9) خروجی

پمپ های جا بجایی به دو دسته تقسیم می شود :

این نوع پمپها وسایلی هستند که انتقال انرژی از آنها به سیال به صورت پریودیک و دوره ای می باشد. نیروی محرکه این نوع پمپها نیز غالبا توسط موتورهای الکتریکی تامین می گردد. در این نوع پمپها حرکت چرخشی میل لنگ تبدیل به حرکت رفت و آمدی پیستونی در یک سیلندر می شود. با عقب رفتن پیستون در سیلندر ایجاد مکش شده و در نتیجه مایع از طریق یک شیر ورودی داخل سیلندر می گردد. با حرکت پیستون به طرف جلو دریچه ورودی بسته و مایع از طریق شیر خروجی به خارج هدایت می گردد. شیرهای ورودی و خروجی یکطرفه بوده و طوری ساخته شده اند که در مراحل رفت و آمد پیستون، از ورود مایع داخل سیلندر به قسمت کم فشار و بالعکس ممانعت شود. اگر بجای پیستون، پلانجری در داخل سیلندر رفت و آمد کند در این حالت به آن پمپ پلانجری می گویند. در ضمن چنانچه پلانجر دیافراگمی را حرکت دهد پمپ از نوع دیافراگمی است. فرق میان پیستون وپلانجر در این است که طول سر پیستون کوتاه تر از مسافتی است که پیستون درون سیلندر طی می نماید، در حالی که طول پلانجر بیشتر از طول مسافت طی شده توسط آن در داخل سیلندر می باشد. از طرفی در پمپهای پیستون از حلقه یا رینگی جهت آب بندی پیستون و سیلندر استفاده شده است که روی بدنه پیستون قرار گرفته و همراه آن حرکت می کند، در حالیکه در پمپهای پلانجری این رینگ روی سیلندر قرار دارد و ثابت است. این پمپها معمولاً کم ظرفیت هستند ولی فشار خروجی سیال را می توانند تا مقدار زیادی افزایش دهند. بنابراین از این پمپها در جاهایی که نیاز به جا به جا کردن سیالی با حجم کم ولی فشار بالا می باشد استفاده می کتتد. در ضمن باید به این نکته نیز توجه داشت که جریان سیال در این پمپها به صورت غیر یکنواخت می باشد. نکته بسیار مهم در مورد این پمپ ها آن است که هرگز نباید آنها را در حالیکه شیر خروجی پمپ (دیسچارج پمپ) بسته است روشن نمود. یکی ازخصوصیات اصلی این پمپ ها این است که در زمانیکه پمپ مشغول کار می باشد بایستی محلی برای تخلیه مایع مکیده شده موجود باشد. این نکته ای مهم و قابل توجه است و چنانچه شخص مسئول بهره برداری از پمپ بخواهد اقدام به بستن مجرای خروجی آن نماید، باید کاملاً مطمئن گردد که مجرای خروجی دیگری برای تخلیه مایع وجود دارد. در غیر این صورت بر روی قطعات پمپ فشار وارد شده و ممکن است که منجر به سوختن الکتروموتور، ازکار افتادن پمپ، سوختن فیوز و ترکیدن محفظه و لوله ها و سایر معایب دیگر شود.
پمپ های رفت و برگشتی به دو دسته تقسیم می شود :
الف)پمپ های پیستونی Piston Pumps:
این نوع پمپ ها در طرح ها و اندازه های مختلف ساخته شده و در بسیاری موارد از آن استفاده می شود و بر حسب احتیاج می توان این پمپ ها را به طریقی ساخت که فشار زیاد بوجود آورند و یا اینکه فقط عمل انتقال مایعات را بدون ایجاد فشار انجام دهند.

طرز عمل پیستونی
این پمپ تشکیل شده است از سیلندر، پیستون، شیر ورودی و شیر خروجی. سطح پیستون بوسیله دسته ای بر روی چرخ دواری قرار گرفته و در جهت بالا و پایین حرکت می نماینـد. هنگام حرکت پیستون به طرف بالا دریچه A در اثر مکش و برگشت جریان از مجرای خروجی بسته شده و در اثر مکش دریچه B باز و مایع به درون محفظه پمپ مکیده می شود. هنگامی که پیستون به طرف پایین حرکت می نماید دریچه B بسته شده و دریچه A باز می گردد و سیال محبوس در محفظه و تحت فشار پیستون به مجرای خروجـی انتقال می یابد. تکرار این عمـل سبب انتقال سیال از یک محل به محل دیگـر می گردد.
سیلندر باید به نحوی آب بندی شده باشد که مایع نتواند به خارج نشت نماید. هر حرکت رفت پیستون را یک ضربه و مسافتی را که پیستون طی می کند طول ضربه نامند. چون در پمپ های رفت و برگشتی جابجا شدن مایع به طور متناوب انجام می گیرد لذا حرکت مایع در لوله خروجی به صورت حرکت ضرباتی خواهد بود. چون حرکت ضرباتی به لوله خروجی و حتی دستگاه های دیگری که در سر راه هستند، ضرباتی وارد می نماید، باید تدبیری بکار برد که شدت ضربه ناشی از متناوب بودن جریان را کم کند. یکی از راه های کم کردن شدت ضربه، بکار بردن مخزن پر از هوا در سرا راه خروجی پمپ های رفت و برگشتی است. مطابق شکل در حرکت رفت پیستون و یا خروج مایع از پمپ، مقداری از مایع که تحت فشار است هوای مخزن را فشرده و به مخزن وارد می شود. در حرکت برگشت پیستون فشار مایع پایین می آید و هوای فشرده داخل مخزن، مقدار مایعی را که در حرکت رفت وارد مخزن شده بود به خارج می فرستد. در نتیجه مایع وارد لوله خروجی می شود و بدین وسیله از شدت ضربه ناشی از حرکت ضرباتی کاسته می شود. مسئله مهم در بکار بردن مخزن هوا این است که امکان دارد هوای موجود در مخزن به مرور جذب آب شده از میزان آن کاسته شود. اگر این عمل همچنان ادامه یابد بدون اینکه هوای از دست رفته تأکین شود مخزن پر از آب شده و کار خود را انجام نخواهد داد. برای تأمین هوا بهتر است که در قسمت بالای مخزن یک شیر یک طرفه کار گذاشت. یکی دیگر از راه های کم کردن شدت ضربه بکار بردن پمپ های دو ضربه ای است که در شکا نشان داده شده است. پمپ های دو ضربه ای را به دلیل کم کردن شدت ضربه و ظـرفیت بیشتر و تقریبـاً یکنواخت کردن جریان در خروجی بیشتر از پمپ هـای یک ضربه ای بکار می برند.
برای انتقال مایعات و مواد سیال از عمق های زیاد معمولاً شیر یک طرفه ای در مدخل مجرای ورودی پمپ قرار می دهند که این شیر مایع را در مجرای ورودی محبوس نموده، و با ریختن مقدار کمی آب در محفظه پمپ، در شروع عمل پمپ سهولت داده می شود. چون امکان دارد که در مایعات مواد زائی وجود داشته باشد. برای ممانعت از ورود این مواد در مدخل مجرای ورودی پمپ محفظه ای مشبک که معمولاً از توری ساخته شده، قرار می دهند و چون لازم است هر چند مدت یک بار این صافی ها را بازرسی نمود و در صورت کثیف بودن تمیز نمایند این توری به طریقی نصب می گردد که بتوان به سهولت به آن دسترسی حاصل نمود. در پمپ های بزرگ معمولاً این صافی ها را که قابل تعویض می باشند درون گودالی که Suction Well نامیده می شود قرار می دهند.

پمپ دوار به سه دسته تقسیم می شود :
الف)پمپ پیچی
ب) پمپ های دنده ای Gear Pumps
این پمپ ها نیز بمانند پمپ های رفت و برگشتی از گروه پمپ های انتقال دهنده با حجم ثابت هستند، با این تفاوت که طرح و ساختمان آن ها ساده تر و احتیاج به شیر یک طرفه مکش ندارند و جریان خروجی آن ها یکنواخت است. این پمپ ها در اندازه های مختلف و با دنده های متفاوت ساخته می شوند چون دنده ها ممکن است دارای دو یا چند دنده باشند.
چرخ دنده بوسیله محور دوار به حرکت درآمده و پس از مکش مایع آن را تحت فشار گذاشته و به طرف خروجی می راند. همان طور که در شکل نشان داده شده است، مایع به وسیلهء دنده هایی که آزاد هستند از ورودی به طرف خروجی برده می شود. دنده هایی که بـه ترتیب آزاد می شوند خلاء جزئـی در مکش ایجاد کـرده و مایع سریع تر وارد دنده های آزاد می گردد چون در این نوع پمپ ها دنده ها خیلی به هم نزدیک هستند اگر در کارگذاری آن ها دقت کافی نشود تماس دنده ها با یکدیگر باعث خرابی آن ها خواهد شد. این نکته مهمی است که در مورد پمپ های دنده ای بایستی رعایت نمود، و هنگامی که لازم است پمپ تحت تعمیر قرار گیرد باید دقت کافی نمود که برای تعویض واشرها و سایر مصالح این فواصل بطور ثابت و معین باقی بمانند.
باید توجه داشت که این دنده ها همواره روغن کاری شده که خشک عمل ننمایند و اگر مایع پمپ شونده خاصیت روغن کاری داشته باشد، عمر پمپ دورانی زیاد می شود.
این پمپ ها برای ظرفیت هایی نسبتاً کم با فشار متوسط موارد استفاده زیاد دارند.

ج) پمپ های تیغه ای Vane Pumps
نوع دیگر پمپ های انتقال دهنده با حجم ثابت که از نظر اصول کارکرد با پمپ های چرخ دنده ای شباهت زیادی دارند پمپ های تیغه ای می باشند. حرکت این پمپ ها دورانی بوده و نیروی محرکه شان از الکترو موتورها تأمین می گردد. تیغه ها که دارای حرکت خارج از مرکز می باشند می توانند در داخل شیارهایی حرکت رفت و برگشتی داشته باشند. با توجه به شکل تیغه وقتی که به بالا می رسد کاملاً داخل شیار جای گرفته و همین که از آن نقطه دور می گردد در اثر فشار فنر داخل شیار بیرون آمده و سیال را از قسمت ورودی به طرف قسمت خروجی با خود می برده. تیغه ها در اثر نیروی فشار فنری که در پشت آن هاست همواره با جداره پمپ در تماس اند.