آشنایی با پمپ های صنعتی

آشنایی با پمپ های صنعتی

انواع پمپ

می دانیم که مایعات دارای شکل ثابتی نیستند به همین دلیل برای جابجایی آن ها از روش اختلاف فشار استفاده می شود تا بتوان آن ها را انتقال داد.
که برای این کار از پمپ ها یا تلمبه استفاده می شود.عملیاتی که برای ایجاد اختلاف فشار و جابجایی مایعات مورد استفاده می شود را پمپاو کویند.
انواع پمپ ها

پمپ گریز از مرکز:
اینگونه پمپ ها داری یک شیر خروجی می باشد که باید بسته باشد زیرا در این موقه باعث ایجاد حداکثر فشار در تلمبه می شود که به آن فشار طراحی گفته می شود.
پمپ ترکیبی:
زمانی که نیاز باشد یک سیال را با جریان بسیار بالا ارسال کنیم چندین پمپ را بصورت سری به همدیگر متصل کرده که به اینگونه پمپ ها پمپ ترکیبی گویند.
پمپ دیاگرامی:
از اینگونه پمپ ها زمانی استفاده می شود که نیاز به ایجاد فشار و سرعت زیاد نباشد و این پمپ ها با استفاده از یک خلاء می توانند سیال را پمپ کنند.

پمپ رفت و برگشتی:
در این پمپ ها برای بالا بردن فشار سیال از حرکت افقی و عمودی استفاده می شود. که مقداری اتلاف انروی به همراه دارد.
این پمپ ها برخلاف پمپ های گریز از مرکز نباید خروجی پمپ بسته باشد زیرا باعث ایجاد خرابی در پمپ می شود. علاوه بر این ها بستن یک شیر اطمینان در خروجی پمپ لازم است.
پمپ پیستونی:
در این نوع پمپ ها که مانند پمپ های گریز از مرکز دارای یک شیر خروجی است که نباید موقع عمل پمپاو بسته باشد.

پمپ پلانجری:
این نوع پمپ دارای یک شیر اطمینان است که مانند پمپ پیستونی است ولی اگر قطر فشارنده آن کم باشد به آن پمپ پلانجری گویند.
پمپ گریز از مرکز:
هرگاه جسمی به‌سرعت حول محور خود به چرخش در آید، ذرات مرکزی آن جسم در اثر نیروی تولید شده به خارج پرتاب می‌گردند. این نیرو را نیروی گریز از مرکز گویند. پمپهای گریز از مرکز بر اساس این نیرو که در اثر چرخش پروانه بوجود می‌آید، کار می‌کنند. دو قسمت مهم این تلمبه که کار اصلی را انجام می‌دهند، عبارتند از:
پروانه impeller
جداره casing
مایع پس از رهایی از پروانه ، از مجرایی می‌گذرد که انروی سرعتی مایع به انروی فشاری مبدل می‌گردد. به این ترتیب ، فشار مایع هنگام خروج بیش از فشار ورودی آن می‌باشد. اگر سطل پر آبی را با سرعت به دوران در آوریم، مشاهده می‌شود وضعی قرار می‌گیرد که بای آب نمی‌ریزد. اگر در همین حال ، سوراخی در ته طرف ایجاد کنیم، مشاهده می‌شود که آب با سرعت زیاد از سوراخ به بیرون می‌ریزد..

پمپ دوّار
پمپ دوّار ، یک نوع پمپ جابجایی مثبت است که مایع را ممکن است به دو طریق پمپ کند: دورانی خاص و مخلوطی از دوران و نوسان. هر پمپ دوّار به‌طور کلی از یک محفظه ساکن درست شده که در این محفظه یک موتور بوسیله نیروی یک محرک خارجی می‌گردد. حرکت روتور اجرا ، پمپ کننده را به حرکت در می‌آورد. پمپهای دوّار با طرحهای گوناگون و متنوع ساخته شده‌اند که معمولترین آنها عبارتند از:
چرخ دنده داخلی و خارجی ، یک پیچی و چند پیچی ، تیکه‌ای ، پره‌ای نفرشی ، پره‌ای نوسانی ، بادامک پیستونی می‌باشد. این پمپها لازم است با سرعت دورانی زیاد و در حدود ۵۰۰۰ دور در دقیقه و یا بیشتر کار نمایند.

تا اینجا در رابطه با پمپ ها داشتیم به بیان موضوعی در رابطه با پمپ های جابجایی مثب صحبت کردیم برای اینکه این قضیه کمی روشن تر و شفاف تر باشد به شرحی در رابطه با پمپ های جابجایی مثبت و نوع های شبیه به آن می پردازیم.
پمپ های جابجایی مثبت

پمپ دورانی یک نوع پمپ جابه‌جایی مثبت می باشد. به عنوان مثال در هر دور کامل چرخ در یک پمپ چرخ دنده‌ای مقدار معینی از سیال را از ورودی به خروجی منتقل کرده و آن را به سیستم های لوله کشی انتقال می دهد. به همین دلیل از پمپهای چرخ دنده‌ای معمولا برای انتقال سیالها از میان سیستمهایی که دارای یک مسیر جریان کامل از قسمت خروجی به ورودی پمپ می‌باشند،استفاده می‌شود. اگر این مسیر جریان برای مدتی مسدود شود، فشار زیاد ایجاد شده باعث متوقف شدن واحد محرک می‌گردد. پمپ ممکن است خورد شود، یا حداقل اتصالات فلزی سیستم لوله کشی خراب شده و شروع به نشت نمایند.

پمپ چرخ دنده جناقی
این پمپ به خاطر داشتن شکل دندانه چرخ دنده‌اش ، پمپ چرخ دنده جناقی نامیده شده است. دندانه‌های پمپ چرخ دنده‌ای ساده ، مستقیم هستند. بدین دلیل هنگام تخلیه هر چرخ دنده در یک زمان انجام می‌شود. دنده چرخ دنده‌های جناقی کج است. این موضوع باعث روی هم افتادن چرخ دنده‌ها می‌شود. هنگام تخلیه یک چرخ دنده قبل از تکمیل هنگام چرخ دنده دیگر انجام می‌شود،بدین دلیل باعث نرم تر کار کردن جریان در داخل سیستم لوله کشی می‌شود.

پمپ های چرخ دنده حلزونی
بعضی از پمپهای چرخ دنده‌ای باید بتوانند سیال را به هر دو جهت جابه‌جا کنند. بدین معنی که جهت چرخش چرخ دنده‌ها بایستی معکوس شود. چرخش پمپهای چرخ دنده‌ای ساده قابل برگشت (دوطرفه) است، ولی دارای خروجی ضربانی می‌باشند. پمپهای چرخ دنده جناقی دارای خروجی یکنواخت‌تری هستند، ولی جهت چرخش چرخ دنده‌ها قابل برگشت نیست. برای پیشگیری این نقض ،بعضی از پمپهای چرخ دنده‌ای از چرخ دنده حلزونی استفاده می‌کنند. کجی دندانه‌های چرخ دنده حلزونی باعث می شود هنگامه تخلیه یکنواخت برای جریان خروجی آرام تر از پمپ می‌باشد.

هر پمپ دارای سه روتور می‌باشد، یک روتور نیرو دهنده و دو هرز گرد. روتورها درون یک پوسته قرار می گیرند. سیال از طریق دهانه مکشی وارد پمپ می‌شود و از طریق گذرگاههای محفظه به هر دو انتهای روتورها یا جایی که سیال در میان فضای بین پوسته روتور و دندانه‌های روتور نیرو دهنده بار (سیال) پمپاو شده مورد نیاز را با هرزگردها که بطور ساده برای آب بندی بکار می‌روند، حمل می‌کند. محفظه‌های روتور از یاطاقانهای طوقهای تشکیل شده‌اند. این یاطاقانها روتورها را نگهداری و هدایت کرده و آنها را درگیر می‌کنند.

محفظه روتورها کانالهایی هستند که مایع باید قبل از تخلیه شدن از پمپ از میان آنها بگذرد. برای جلوگیری از نفوذ هوا به داخل پمپ (فشار سیال در طرف مکش پمپ ممکن است کمتر از فشار اتمسفر باشد) شافت روتور نیرو دهنده باید آب بندی شود. شافت روتور هرزگرد مانند میله والو به وسیله پکینگی که توسط گلند در کاسه نمد نگه داشته می‌شود، آب بندی می‌گردد. قسمت انتهای کاسه نمد یک قسمت مجزا می‌باشد. این قطعه یاطاقان طوقه‌ای می‌باشد که بوش آب بندی نامیده می‌شود. بوش آب بندی ، شافت روتور نیرو دهنده را نگه داشته و هدایت می‌کند و نیز برای نفوذ ناپذیری هوا از اطراف شافت به داخل کمک می‌کند.

زمانی که یک مهندس آبیاری(مهندس آب) وارد صنعت می شود باید بتواند با انواع پمپ ها و دستگاه هایی که با آب سروکار داردند کارکند و اطلاعاتی درمورد آنها داشته باشد. به همین دلیل سعی کردم در این پست به توضیحی در مورد یکی از پمپ های بسیار معروف و پر کاربرد در صنعت بپردازم.

پمپ سانتریفوز

در این این نوع پمپ ها سیال ابتدا به مرکز پمپ و نزدیک پره‌ها فرستاده می شود. و از اثر نیروی گریز از مرکز که ناشی از گردش سریع پمپ می‌باشد و انروی جنشی زیادی بدست آورده و به خارج پرتاب شده و پوسته را از سیال پر کرده. انروی جنبشی در قسمت های خروجی پمپ به انروی فشاری تبدیل شده.
حرکت پروانه:
در جهت عمود بر فرو رفتگی پره ها در پمپ ها می باشد. پمپ های سانتریفیوژ از پرکاربردترین پمپ هائی است که در صنعت کاربرد فراوان دارد. مزیت این نوع پمپ ها این است که در اثر گذر حجمی سیال در آنها یکنواخت می‌شود. پمپ های سانتریفیوژ را بر حسب نوع آن ها به انواع زیر تقسیم بندی می‌کنند:
از نظر وضعیت طبقات که ممکن است یک طبقه و یا چند طبقه باشند.
از نظر مقدار آبدهی و هد که ممکن است بصورت کم ، متوسط و زیاد باشند.
از نظر نوع پروانه ، تعداد تیغه.
اجزای یک پمپ سانتریفوژ موتور ، که باعث حرکت دورانی محور می گردد.
پوسته جداره
لوله رانش
لوله مکش
محفظه بین پوسته و پروانه، پروانه پمپ شامل پره‌هایی می‌باشد که به نحوی ساخته شده‌اند تا جریان داخل پمپ حتی امکان یکنواخت باشد.

انواع پروانه‌های پمپهای سانتریفوژ

انواع پروانه‌های معمولی
پروانه ممکن است به یک صفحه متصل باشد یا بین دو صفحه قرار داشته باشد یا آزاد باشد. مایع در جهت محور وارد بدنه پمپ می‌شود و سیال ورودی بوسیله پره‌های پروانه دریافت شده و به داخل

یک پیچک که مماس بر پمپ می‌باشد تخلیه می‌گردد. آب بندی پمپ های سانتریفوژ مسئله ای بسیار مهمی است که در صورت عدم رعایت آن باعث کاهش راندمان عمل پمپ می‌گردد.
در این قسمت قصد دارم تا درباره انواع پمپ های گریز از مرکز( centrifuge pump ) را مورد بحث و بررسی قرار دهیم.

ابتدا اصول کار اولیه یک پمپ گریز از مرکز را بصورت خیلی مختصر شرح می دهم تا با مفهوم گریز از مرکز آشنایی پیدا کنید.

یک قوطی حلبی را در نظر بگیرید که در آن دو تا تیغه قرار گرفته است که سیال مورد نظر در آن ریخته می شود و این تیغه ها که به دیواره متصل می باشند شروع به حرکت می کنند و موجب ایجاد

تلاطم و گردش در آب می شوند که این نیرو را گریز از مرکز گویند. خوب تا اینجا را داشتهباشید حال این نیروی ایجاد شده باعث می شود تا سیال به کناره های دیواره ظرف رفته وسپس به سمت

جلو یا بالا حرکت کند و این حرکت را گریز از مرکز یعنی خارج شدن از نقطه مرکز را گویند. یک مثال ساده می تواند قضیه را کاملا روشن کند. زمانی که شما می خواهید یک چای را شرین کنید درون

آن شکر ریخته و با قاشق هم می زنید اگر خیلی سریع هم بزنید مایع درون لیوان یک شکل خاصی به خود می گیرد که کل مایع تمایل دارد به دور قاشق نزدیک شود که این همان نیروی گریز از مرکز

در پمپ های گریز از مرکز می باشد.

انواع پمپ های گریز از مرکز:
پمپ پره مستقیم ( شعاعی)
پمپ تیغه خمیده ( volute )
پمپ مارپیچ
پمپ پره مستقیم:
در این گونه پمپ ها یک مجرای ورودی در مرکز پروانه پمپ قرار گرفته که سیال از طریق آن وارد محفظه می شود در این حین حرکت دورانی سیال موجب ایجاد یک فشار به قطر خارجی پروانه می

شود. که باعث ایجاد جریان شده و پروانه را با سرعت و فشار زیادی ترک گفته و از طریق خروجی خارج شده.

پمپ تیغه خمیده ( volute ) :
این نوع پمپ ها علاوه بر قسمت های داخلی که به پره های منحنی شکل مجهز می باشد حتی درپوش آن هم به پره های منحنی شکل مجهز شده. در این گونه پمپ شکل پمپ یک تغییر خاصی

دارد که حالت مارپیچ به خود دارد.

زمانی که سیال وارد محفظه پمپ شده پره ها سیال را به تلاطم در آورده اما به فرم مارپیچ این کار انجام می شود. و سیال را به دیواره چسبانده و سپس آن را خارج کرده. همزمان با گردش پروانه

آب به دیواره چسبیده می شود و وارد مجرای مارپیچی شده. توجه کنید که فرآیند کار تمامی پمپ های گریز از مرکز یکسان است ولی کمی با هم تفاوت دارند.

پمپ مارپیچ:
این پمپ ها به شکل یک منحنی مارپیچ می باشند که به گرد یک نقطه دوران می کنند و دارای فاصله یکسان و ثابتی می باشند که از مرکز خود دور می شوند. حالت مارپیچ به شکل پوسته داخلی

پمپ اطلاق می شود که فرم مارپیچ به خود می گیرد. این شکل پمپ یک مزیت خوب به پمپ می دهد تا بتواند سیال را به راحتی خارج کند. پس نتیجه این می شود که مجرای مارپیچی شکل

سیال را جمع کرده و به سمت دریچه خروجی هدایت کرده. یکی دیگر از مزیت های این نوع پمپ ها این است که سرعت در تمامی نقاط پمپ یکسان است ولی در هنگام خروج سرعت کمی

کاهش یافته. می دانید که فشار با سرعت رابطه عکس دارد زمانی که سرعت کم شده فشار زیاد شده حال برای اینکه فشار را بیشتر کنند سطح مقطع خروجی پمپ را افزایش داده.

پمپ ها
در قسمت قبل به تفسیر پمپ های گریز از مرکز (centrifuge pump ) پرداخته و انواع آن ها را بیان نموده. حال می خواهم در اینجا به توضیح در مورد تقسیم بندی کلی پمپ ها بپردازیم.

پمپ ها را براساس میزان ارسال ارتفاع سیال تقسیم می کنند. که به آن هد پمپ (pump head ) گویند.

حال پمپ ها به چند دسته تقسیم می شوند:
پمپ ها تک مرحله ای (single stage ):

پمپ های دو مرحله ای:
پمپ های چند مرحله ای:
پمپ ها تک مرحله ای (single stage ):
این پمپ ها برای مواردی طراحی شده اند که ارتفاع خروجی آن ها کمتر از ۱۰۰۰ فوت (۳۰۵ متر) باشد کاربرد دارد. اما مهمترین ایرادی که از این گونه پمپ ها می توان گرفت این است که ارتفاعی

که سیال را می تواند پمپ کنند بسیار کم می باشد. این نوع پمپ ها به دو صورت طراحی می شوند:
پمپ های تک مرحله ای ثابت:
پمپ های تک مرحله ای متحرک (portable ):
پمپ های تک مرحله ای ثابت:
این پمپ برای زمانی است که بخواهیم یک سیال را از یک چاه کم عمق یا مصارف عمومی و کار در منزل مورد استفاده قرار می گیرد.
پمپ های تک مرحله ای قابل حمل:

این پمپ برای موتورهای برقی و گازوئیلی یا بنزینی استفاده می شود. بیشتر شرکت های ساختمانی از این نوع پمپ ها استفاده می کنند زیرا قابلیت حمل به هر نقطه را دارد و برای هر نوع

عملیاتی توانایی وقدرت مناسبی دارند.
پمپ های چند مرحله ای:
دیگر در رابطه با پمپ های دو مرحله ای صحبت نمی کنم زیرا ساختاری شبیه به پمپ های چند مرحله ای دارد. این پمپ ها برای زمانی طراحی شده اند که بخواهیم یک سیال را به ارتفاع زیادی

پمپاو نماییم به همین دلیل این پمپ ها با استفاده از ساختاری که برای آن ها طراحی کرده اند مناسب می باشند. در این پمپ ها از یک مرحل های وجود دارد تا ۱۰ و بیشتر به طوری که هر مرحله

را می توان یک پمپ تک مرحله ای فرض کرد.

ارسال سیال در این گونه پمپ ها به صورت افزاینده می باشد که ابتدا در مرحله اول سیال ورودی به دوبخش تبدیل شده و میزانی فشار به آن اضافه می شود و سپس در مرحله بعدی باز سیال به

دو بخش تقسیم شده و میزان دیگری فشار به ماده ما اضافه شده و باز در مرحله بعدی سیال به اندازه فشار دلخواه رسیده و حال از جمع زدن کل این مراحل عدد ۸ بدست می آید که پمپ ۸ مرحله

ای نامیده می شود و این طریقه محاسبه و کارکرد پمپ های چند مرحله ای بود که به صورت خلاصه توضیح دادم.
تعریف پمپ : 
به طور کلی پمپ به دستگاهی گفته می شود که انرﮊی مکانیکی را از یک منبع خارجی اخذ و به سیال مایعی که از آن عبور می کند، انتقال می دهد. در نتیجه انرﮊی سیال پس از خروج از این

دستگاه (پمپ) افزایش می یابد. در پمپ ها تغییرات انرﮊی سیال همواره به صورت تغییر فشار سیال مشاهده می گردد. از پمپها برای انتقال سیال به یک ارتفاع معین و یا جا به جایی آن در یک

سیستم لوله کشی و یا هیدرولیک استفاده می نمایند. به عبارت کلی تر از پمپ برای انتقال سیال از یک نقطه به نقطه دیگر استفاده می کنند. پمپها دارای انواع مختلفی هستند که هرکدام دارای

کاربرد خاصی می باشند.
پمپ دستگاهی است که با ازدیاد فشار سیال باعث انتقال نقطه ای به نقطه ای دیگر میگردد. اساس کار پمپ گریز از مرکز براساس نیروی گریز از مرکز است، به این صورت که قسمت متحرک پمپ

تحت حرکت دورانی قطرات آب را از مرکز به خارج پرتاب میکند،چون قطرات دارای سرعت زیاد میباشند در برخورد با پوسته سرعت آنها به فشار تبدیل میگردد. در واقع اساس کار آنها بر اعمال نیروی

گریز از مرکزو تبادل اندازه حرکت در پره های پروانه به واحد وزن مایع مبتنی است.

تاریخچه
نیاز انسان به آب و جابجایی آن از نقطه ای به نقطه ای دیگر سبب شد که انسان به فکر ساخت دستگاهی که این مشکل رابرطرف کند بیافتد. اولین نمونه های پمپ ها که نیروی محرک آنها توسط

انسان یاحیوانات تامین میشد، توسط مصریان باستان در ۱۷ قرن پیش از میلاد مسیح ساخته شد و مورد استفاده قرار گفتند.آنها توانسته بودند آب را با پمپ های رفت و برگشتی از عمق ۹۱٫۵ متر

ی زمین بیرون بکشند. در یونان باستان نیز پمپ های رفت و برگشتی با طرح ساده ۴ قرن قبل از میلاد ساخته شده بود. تاریخ مشخصی در مورد ابداع پمپهای سانتریفیوژوجود ندارد ،اما گفته میشود

که نقاشیهای لئوناردو داوینچی در قرن پانزدهم میلادی نشان میدهد که چگونه با اعمال نیروی گریزازمرکز به آب درون یک لوله خمیده ، آب را تا مقدار معینی بالا برد.

اولین پمپ های سانتریفیوژ در اواخر قرن هفدهم و اوایل قرن هجدهم توسط مهندسین فرانسوی و ایتالیایی ساخته شده و کاربرد عملی یافتند (۱۷۳۲). در نیمه های قرن نوزدهم عیب اصلی

پمپهای رفت و برگشتی که عبارت از مقدار جریان پایین می باشد، موجب این شدکه پمپ های سانتریفیوژ با استقبال بیشتری روبرو شوند و جایگاه وسیعتری در صنعت پیدا کنند.

کار پمپ ها
یک پمپ هیدرولیکی انرژی مکانیکی را از طریق عامل ایجاد فشار ( پیستون، چرخ دنده، پره و غیره ) به سیال منتقل می نماید. پمپ ها در صنایع مختلف کاربردهای متفاوت دارند مثلاً در یک نیروگاه

حرارتـی از پمپ به منظور آب رسانی دیگ های بخار بهره برداری می شـود، در صورتی که در نیروگاه آبی پمپ را به منظور تأمین جریان آب مورد نیاز دستگاه های خنک کننده ( نظیر سیستم خنک

کننده قطعات ژنراتور ) بکار می برند یا آب نشتی و اضافی را توسط آن از مخازن آب انبار به درون رودخانه تخلیه می نمایند. به طور کلی می توان گفت همان گونه که کار قلب بگردش درآوردن جریان

خون در بدن است، در یک سیستم هیدرولیکی می توان از پمپ به عنوان قلب سیستم یاد کرد چرا که وظیفه پمپ در چنین سیستمی، بگردش در آوردن جریان سیال است درصنایع مدرن امروزی

برای بهره گیری از پمپ ها، از الکترو موتورهایی استفاده می شود که سرعت آن ها را می توان تغییر داده و با این عمل مقدار فشار و جریان مایع را کنترل نمود.

برای آنکه یک پمپ به طور مطلوب عمل پمپاژ را انجام دهد، می بایستی همیشه در محفظهء آن مایع موجود باشد. هر پمپ مجهز به لوله مکنده ای است که هیچ منفذی ندارد. یک انتهای این لوله

در منبع گاز یا مایع قرار داشته و انتهای دیگر آن به محفظه ای که پیستون یا محور دوار در آن جای دارند منتهی می گردد.

برای آنکه پمپ به نحو مطلوب مورد بهره برداری قرار گیرد لازم است که یک شیر یک طرفه در مدخل مجرای ورودی قرار گیرد که مایع از تخلیه آب مجرای ورودی شده تا در صورت لزوم بسادگی بتوان

پمپ را بکار انداخت. در سانتریفوژ ( گریز از مرکز ) در صورتی کهاین شیر قرار داده نشده باشد از یک شیر یک طرفه برای جلوگیری از برگشت جریان مایع و دوران پمپ در جهت عکس استفاده می

شود.
اساس مکش پمپ ها
هوا در سطح زمین دارای فشاری معادل ۶/۱۴ پوند بر اینچ مربع و یا یک کیلوگرم بر سانتیمتر مربع می باشد. لوله طویلی را در نظر بگیرید که یک انتهای آن بسته شده است، اگر این لوله را پر از آب

کرده و آن را بطور وارونه در تشک حاوی آب قرار دهیم، سطح آب در درون لوله رفته پایین می آید و این عمل تا زمانی که فشار هوای خارج ( اتمسفر ) و فشار حاصل از ستون آب به درون لوله به یک

اندازه برسند، ادامه خواهد یافت. به تجربه دیده شده است که تعادل مذکور هنگامی حاصل می گردد که ارتفاع آب درون لوله برابر با ۳۲ فوت ( ۱۰ متر ) باشد.

بنابراین ستونی از آب به ارتفاع ۱۰ متر، دارای فشاری معادل یک کیلوگرم بر سانتیمتر مربع است.

حال چنانچه لوله ای طویل را در یک انتها مسدود نموده و انتهای دیگر آن را به ظرف حاوی آب وارد سازیم و هوای درون لوله را تخلیه کنیم، خواهیم دید که آب لوله با فشار اتمسفر ( یک کیلوگرم بر

سانتیمتر مربع ) به طرف بالا حرکت می کند اگر بتوان تمام هوای درون لوله را تخلیه نمود، سطح آب درون لوله تا ارتفاع ۳۲ فوت بالا میرود.

انجام این کار، یعنی تخلیه کامل هوا و صعود سطح آب به ارتفاع ۱۰ متری امکان پذیر نیست، چرا که حدوداً در ارتفاع ۶ تا ۷/۶ متر عمل بالا رفتن متوقف می گردد و سطح آب به صورت ساکن، باقی

می ماند. علت این امر وجود وزن ستون آب است که در عمل تعادل فشار هوای بیرون و درون لوله مداخله نموده و این عمل را تسریع می بخشد. اولین کار پمپ عبارت است از تخلیه هوا از درون لوله

مکش، این عمل باعث می شود که فشار اتمسفر بتواند به مایعات فشار وارد نموده و آن ها را به قسمت چرخنده پمپ و یا پیستون هدایت نماید. باید بخاطر سپرد که پمپ باید حداکثر بین ارتفاع ۶

تا ۷/۶ متری از سطح مایع قرار گیرد تا بتواند عمل جابجایی مایع را به خوبی انجام دهد.کـار دوم پمپ عبارت است از دادن انرژی به مواد سیال و هدایت آن ها از محفظـه پمپ ( محل قرار گرفتن

قسمت چرخنده ) به مقصد نهائی مهمترین ترکیبات عمومی مواد ساختمانی پمپها عبارتند از:مواد: پمپهای سانتریفیوژ که معمولا به بازار عرضه می شوند دارای ترکیبات برنزی، تمام برنزی ،یا دارای

ترکیب آهنی می باشند . در ساختار نیمه برنزی ،پروانه خلاف شافت (اگر بکار برده شده باشد ) و رینگهای سایشی برنزی خواهد بود و محفظه از چدن است . این مواد ساختمانی برای قسمتهای

از پمپ می باشد که در تماس با پمپاژ شده می باشد .

محفظه آببندی (stuffing box) :آن قسمت از پمپ است که شفت گردننده وارد محفظه پمپ می شود . برای جلوگیری از نشت اب از محفظه ، یک آب بند مکانیکی یا نوار آببندی بکار می رود .پمپها

با اب بندی مکانیکی((mechanicalseal بطور موفقیت آمیز در موارد گوناگون بکار برده می شوند.آب بندهای داخلی درون محفظه آببندی عمل میکند درصورتی که آببندهای خارجی دارای اجزاءدورانی

( rotatigelement)خودشان در بیرون محفظه آببندی می باشند . بسته به آببندی پمپ و مایعی که پمپاژ می شود محدودیتهای در فشار و دمای مایع وجود دارد . جنس ماده ابندی پس از انکه نوع

سیال پمپاژ شونده و دما و فشار ان تعیین شد ، توسط کارخانه سازنده تعیین می شود .پمپها با نوار آب بندی بویژه در جاهایی که مواد سایینده که همراه اب وجود دارد بکار سیستم اسیب نمی

رساند بطور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند .مقداری نشت باید وجود داشته باشد تا سطح بین ماده نوار و شفت را روانکاری و سرد کند . بوش شفت و شفت موتور یا پمپ را بویژه با نوار

اببندی ، محافظت می کنند .

رینگهای سایشی برای پروانه یا محفظه آب بندی بکار برده می شود ،انها قابل تعویض بوده و از سایش پروانه یا محفظه جلوگیری میکنند .

بلبرینگها غالبا زیاد بکار برده می شوند مگر در پمپهای سیلکولاتر ،که یاتاقانهای موتور و پمپ از نوع بوش می باشد .

رینگ تعادل : در طرف پشت پروانه های بسته تک مکشه می باشد تا بار محوری را کاهش دهد.پروانه های دارای دو ورودی بطور ذاتی از لحاظ محوری بالانس می باشند. سرعتهای کار نامی موتور

ممکن است در محدود ۶۰۰ تا ۳۶۰۰ دور در دقیقه انتخاب شوند (سازندگان پمپ بایستی سرعت بهینه پمپ را برای هر نیاز پمپاژ بخصوص با در نظر گرفتن راندمان ، قیمت و صدا و نگهداری

بدست اورد .)نمونه ای از سطح مقطع یک پمپ سانتریفوژ مجهز توسط انستیتوی هیدرولیک در شکل نشان داده شده است بیشتر قسمتهای که قبلا شرح داده شد در روی شکل مشخص است

General components of Centrifugal Pump

پمپ ها: Pump
به طورکلی پمپ به دستگاهی گفته می شود که انرژی مکانیکی رااز یک منبع خارجی اخذ و به سیالی که ازآن عبورمی نمایدانتقال دهد.درنتیجه انرژی سیال بعدازخروج از ماشین افزایش می یابد

.پمپ ها رابرمبنای نحوه انتقال انرژی به سیال به دودسته تقسیم بندی می کنند:
۱ـ پمپ های دینامیکی:که انتقال انرژی ازآنها به سیال به طوردائمی است .
۲ـ پمپ های جابجایی:که انتقال انرژی ازآنها به سیال به صورت متناوب یا پریودیک است.

می توان پمپ هارابراساس نحوه عملکردشان به گونه ای دیگرنیز دسته بندی کرد:
۱ـ پمپ های سانتریفوژ(جریان شعاعی)۲ـ پمپ های محوری۳ـ پمپ های نیمه سانتریفوژ(یا باجریان مختلط)

۱ـ پمپ سانتریفوژ(شعاعی):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.بنابراین اغلب پمپ های سانتریفوژ توانایی خوبی درایجادفشارهای بالادارند.پمپ های سانتریفوژ شایع ترین نمونه ازپمپ هاهستند .

۲ـ پمپ های محوری:سیال موازی محور وارد پمپ می گردد و به طور موازی نسبت به محور ازچرخ خارج می گردد .این پمپ ها برای ایجادفشارها و دبی های متوسط به کار می روند.

۳ـ پمپ های نیمه سانتریفوژ(مختلط): سیال موازی محور وارد چرخ پمپ می گردد و به طور

مایل 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 .
مبانی وکاربردپمپهای گریز از مرکزcentrifugal pump اصول کار کلیه این پمپ هابراساس استفاده ازنیروی “گریزاز مرکز” پایه گذاری شده است . هرحجمی که دریک مسیردایره ای یامنحنی الشکل

حرکت کند ، تحت تاثیرنیروی گریزازمرکز واقع می شود .جهت نیروی مذکور طوری است که همواره تمایل داردکه جسم را ازمحوریامرکز دوران دورسازد .

قسمت های اساسی یک پمپ گریزازمرکز عبارتنداز:
۱٫ الکترومتور: که شامل قسمت الکتریکی پمپ است .۲٫ کوپل یا هم محور سازی :که متصل کننده الکترومتر به شافت (محور )پمپ است .۳٫ هوس برینگ: که محل قرار گیری برینگها می باشد

۴٫ مکانیکال سیل: که محل آب بندی پمپ و جدا کننده سیال پمپاژ شده و قسمت مکانیکی پمپ می باشد ۵٫ پره های پمپ :که با توجه به نوع کاربرد دارای انواع مختلفی می باشد .

مکانیکال سیل:

مکانیکال سیل یا محفظه آب بند قسمتی است که در حد فاصل بین برینگها و پروانه پمپ قرار گرفته است و از مهمترین قسمتهای پمپ می باشد چرا که وظیفه آن جلوگیری از ورود سیال به درون

برینگهاو بر روی شفت می باشد . مکانیکال سیل بوسیله منبع سیلیپات روغن خنک کاری می شود (منبع سیلیپات برای خنک کاری است که روغن آن دارای ویسکوزیته بالایی است و گاهی نیز از

خود سیال برای خنک کاری مکانیکال سیل استفاده می شود برای برینگها نیز از یک گیج روغن برای خنک کاری استفاده می شود که دارای ویسکوزیته کمتری است .

بطور کلی می توان گفت از قسمتهای زیر تشکیل شده است :
سیل(محفظه آب بند):قسمتی می باشد که در اطرف شافت قرار می گیرد و مانع از خوردگی شافت می شود و معمولا جنس آن از فولاد ضد زنگ است محفظه فنرها (spring box):محفظه ای که

دارای تعدادی حفره میباشد و در انها تعدادی فنر قرار میگیرد و بر روی سیل قرار می گیر و بر روی فنرها یک حلقه باز قرار می گیرد و بر روی این حلقه نشیمنگاه (سیت) قرار می گیرد و ازاین فنرها

برای فشردگی بیشتر استفاده می شود . نشیمنگاه (سیت ): حلقهای از جنس کربن استیل می باشد که در واقعه پایه یا نشیمنگاه می باشد و در نزدیکی برینگها قرار دارد .

آب بندی صحیح پمپها:
０. باید جنس طناب آب بندی بگونه ای انتخاب شود که حداقل اصطکاک بین شفت و طناب باشد (با انتخاب روانساز مناسب نیز امکان پذیر است ) .

۲. مقدار کمی از سیال به صورت یک فیلم بین شفت و طناب قرار گیرد و مو جب روانکاری شود پس در این نوع آب بندی مقدار کمی نشتی الزامی است .ولی درجه حرارت محفظه آب بند باید ثابت

باشد و بالا نرود.

１. ۳ . میزان سایش طناب آب بند به شفت رابطه مستقیمی با سرعت چرخش و قطر شفت دارد در یک سرعت چرخشی ثابت هر میزان که قطر شفت بیشتر باشد میزان سایش نیز بیشتر است .

２. ۴ . در موقعی که سیال پمپ شونده دارای ذرات معلق جامد باشد امکان نفوذ ذرات موجود در نشتی بین شفت وطناب آب بندی بسیار زیاد است که موجب از بین رفتن شفت و طناب می

شود.برای جلو گیری از این مشکل باید از یک سیستم آب بندی اضافی در محفظه انتهای گلند استفاده شود به این ترتیب که ابتدا یک یا چند طناب آب بندی در محفظه گلند قرار داده سپس یک رینگ تو خالی در پشت انها قرار می گیرد و حلقه های بعدی طناب بعد از این رینگ قرار می

گیرند.در محل قرار گرفتن رینگ یک سوراخی در محفظه گلند در نظر می گیرند که سیال تمیز را بین حلقه های طناب می راند فشار این سیال یک تا دو بار بیشتر از فشار دهش پمپ است.

در این حالت هم نشتی بسمت داخل محفظه پمپ و هم از انتهای گلند بطرف بیرون جریان دارد و باعث جلوگیری از رانش ذرات معلق بین طناب آب بندی و شفت می شود .

پمپ سانتریفیوژ

پمپهای گریز از مرکز (پمپهای سانتریفوژ) Centrifugal pump
تاریخچه:
نیاز انسان به آب و جابجایی آن از نقطه ای به نقطه ای دیگر سبب شد که انسان به فکر ساخت دستگاهی که این مشکل را بر طرف کند بیافتد.

اولین نمونه های پمپ ها که نیروی محرک آنها توسط انسان یا حیوانات تامین میشد، توسط مصریان باستان در ۱۷ قرن پیش از میلاد مسیح ساخته شد و مورد استفاده قرار گفتند. آنها توانسته

بودند آبرا با پمپ های رفت و برگشتی از عمق ۵ متر و ۹۱ سانتی متری زمین بیرون بکشند.

در یونان باستان نیز پمپ های رفت و برگشتی با طرح ساده ۴ قرن قبل از میلاد ساخته شده بود. تاریخ مشخصی در مورد ابداع پمپهای سانتریفیوژوجود ندارد، اما گفته می شود که نقاشیهای

لئوناردوداوینچی در قرن پانزدهم میلادی نشان میدهد که چگونه با اعمال نیروی گریزازمرکز به آب درون یک لوله خمیده، آب را تا مقدار معینی بالا می برد اولین پمپ های سانتریفیوژ در اواخر قرن هفدهم و اوایل قرن هجدهم توسط مهندسین فرانسوی وایتالیایی ساخته شده و کاربرد عملی یافتند (۱۷۳۲).

در نیمه های قرن نوزدهم عیب اصلی پمپهای رفت و برگشتی که عبارت از مقدار جریان پایین می باشد، موجب این شد که پمپ های سانتریفیوژ با استقبال بیشتری روبرو شوند و جایگاه وسیعتری

در صنعت پیدا کنند.

در پمپ های سانتریفوژ مایع به مرکز پمپ و پای پره‌ها وارد شده و اثر نیروی گریز از مرکز که ناشی از گردش سریع پمپ می‌باشد، انرژی جنشی زیادی پیدا کرده و به طرف خارج پرتاب می‌شود و

پوسته را پر از سیال می‌کند انرژی جنبشی در قسمت خروجی پمپ اجبارا به انرژی فشار تبدیل می‌گردد.

جهت حرکت پروانه:

جهتی است عمود بر فرو رفتگی پره های درون پمپ.

پمپهای گریز از مرکز از پر مصرف‌ترین پمپهائی می‌باشند که در صنعت بطور فراوان بکار می‌روند. حسن این پمپها در آنست که گذر حجمی سیال در آنها یکنواخت بوده و همچنین چنانچه لوله تخلیه

مسدود و یا تنگ شود، فشار زیادی که به پمپ آسیب رساند ایجاد نخواهد شد در نتیجه بار آن بحدی نخواهد رسید که موتور محرک خود را از کار بیندازد.

دو نوع افت فشار داریم: افت اصطکاکی و افت اتصالات.

عملکرد موفق یک پمپ تا حدود زیادی بستگی به انتخاب و نصب صحیح آن دارد. جهت حصول اطمینان از حداکثر کارایی پمپ و حداقل نیاز به تعمیر و نگهداری ، انتخاب پمپ باید با عرضه اطلاعات

صحیح به کاتولوگ صورت گیرد. بیشتر سازندگان پمپ اطلاعات لازم در خصوص پمپ تولیدی خود را در کاتولوگ و کتابچه راهنما ذکر می‌کنند:

اطلاعاتی از قبیل نصب ، عملکرد و تعمیر و نگهداری. در این مبحث منتخبی از این گونه دانستنیها درباره پمپهای سانتریفوژ و همچنینی عیوب متصوره ، علت و چگونگی رفع این عیوب ذکر می‌گردد.

انواع پمپ های سانتریفیوژ (گریز ازمرکز):

این پمپ ها بر اساس طراحی پروانه ها و تعداد پروانه ها کلاس بندی می شوند. یک پمپ چند مرحله ای بیشتر از یک پروانه دارد. یک پمپ دو مرحله ای دو پروانه دارد. یک پمپ دو مرحله ای اثر

یکسانی، همچون دوپمپ یک مرحله ای که به صورت سری میباشد، دارند. خروجی پمپ اول وارد پمپ دوم می گردد.

یک پمپ چند مرحله ای دارای دو یا چند پروانه که روی یک شافت نصب شده اند، میباشد. دبی در خروجی پروانه دوم بیشتر از دبی خروجی در پروانه اول است. زیاد شدن تعداد پروانه ها دبی

خروجی نهایی را بالا می برد.

از آنجایی که مایعات تقریبا تراکم ناپذیر هستند، تمام پروانه ها در پمپ برای ظرفیت یکسانی طراحی میگردند. پروانه های یک پمپ چند مرحله ای دارای اندازه یکسانی می باشند. این پمپ ها

همچنین براساس تک مکشی و یا دو مکشی بودنشان کلاس بندی می شوند.

در یک پمپ تک مکشی سیال از یک طرف و در یک پمپ دومکشی سیال از میان دو طرف پروانه وارد می گردند. از آنجایی که مایع از دوطرف پروانه وارد میگردد، از یک پمپ دو مکشی برای ظرفیت

های بالای عملیاتی استفاده می شود.

پمپ های دو مکشی دارای NPSH پایین هستند.

کاربرد پمپ های سانتریفیوژ:
پمپ دستگاهی است که با ازدیاد فشار سیال باعث انتقال آن از نقطه ای به نقطه ای دیگر می گردد.

اساس کار پمپ گریز از مرکز براساس نیروی گریز از مرکز است، به اینصورت که قسمت متحرک پمپ تحت حرکت دورانی، قطرات آب را از مرکز به خارج پرتاب میکند، چون قطرات دارای سرعت زیاد

می باشند در برخورد با پوسته سرعت آنها به فشار تبدیل می گردد. در واقع اساس کار آنها بر اعمال نیروی گریز از مرکز و تبادل اندازه حرکت در پره های پروانه به واحد وزن مایع مبتنی است. پمپ

های سانتریفیوژ متشکل ازسه نوع جریان می باشند.

۱- پمپ سانتریفیوژ با جریان شعاعی (Turbo Pumps)
2- پمپ سانتریفیوژ با جریان وتری (Impeller Pump)
3- پمپ سانتریفیوژ با جریان محوری (Roto Dynamic)

عموما با عناوین در اصطلاح فرانسه شناخته می شوند. دامنه کاربرد پمپ های سانتریفیوژ بسیار وسیع بوده، و در صنایع شیمیایی،کاغذسازی،صنایع غذایی و لبنیات، فلزات مذاب،آب و فاضلاب، دفع

موادزائد، نفت و پتروشیمی ودیگر مواد به کار می روند. از نظر ظرفیت دبی، توانایی این پمپ ها برای ظرفیت های بالا و متوسط نوع جریان وتری و دبی های پایین نوع محوری و در دبی بالا نوع

شعاعی می باشد. البته دو کمیت دبی و ظرفیت مستقل از هم نیستند و به شکل، اندازه و سرعت پره ها بستگی دارند.

انواع پمپهای گریز از مرکز

پمپهای گریز از مرکز را بر حسب نوع ساختمان به انواع زیر تقسیم بندی می‌کنند:

۱- از نظر وضعیت طبقات که ممکن است یک طبقه و یا چند طبقه باشند.
۲- از نظر مقدار آبدهی و ارتفاع که ممکن است بصورت کم ، متوسط و زیاد باشند.
۳- از نظر نوع پروانه، تعداد تیغه و وضعیت آنها.
ممکن است پمپها را بر حسب نوع استفاده آنها تقسیم بندی کنند:
۱- پمپهای سیرکولاتور برای به جریان انداختن آب گرم در سیستمهای حرارتی.
۲- پمپهای افقی یک طبقه از نوع مکش مارپیچی جهت استفاده در تأسیسات مکانیکی.

 

 

مقاله آشنایی با پمپ های صنعتی توسط کارشناسان واحد تحقیق و توسعه مجموعه دانش ایرانیان شایسته جمع آوری گردیده است.