سانتریفیوژ |Centrifuges
پمپ ها
۱- تاریخچه :
نیاز انسان به آب و جابجایی آن از نقطه ای به نقطه ایی 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 یا حیوانات 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 سانتریفیوژ[ Centrifugal] وجود ندارد ، اما گفته میشود که نقاشی های لئوناردو داوینچی در قرن پانزدهم میلادی نشان میدهد که چگونه با اعمال نیروی گریز از مرکز 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 شد که پمپ های سانتریفیوژ با استقبال بیشتری روبرو شوند و جایگاه وسیعتری در صنعت پیدا کنند .
تعریف پمپ :
ماشین هایی را که برای جا به جایی آب و مایعات دیگر استفاده می کنند ، پمپ یا تلمبه میگویند و بوسیله محرکی مانند : موتور بنزینی – موتور گازوئیلی – موتور برق یا توربینهای بخار بکار می اندازند.
۱-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 با شد . 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 ) با شد .
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 می رود .
انجام این کار ، یعنی تخلیه کامل هوا و صعود سطح آب به ارتفاع ۱۰ متری امکانپذیر 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 بتوا ند 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 ا نجام 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 .
پمپهای گریز از مرکز ( پمپهای سانتریفوژ ) Centrifugal pump :
جهت حرکت پروا نه :
جهتی است عمود بر فرو رفتگی پره های درون پمپ . پمپهای گریز از مرکز از پر مصرف ترین پمپ هایی 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 به حدی نخواهد رسید که موتور محرک خود را از کار بیندازد .
دو نوع افت فشار داریم :
۱ – افت اصطکاکی .
۲ – افت اتصالات .
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 d دارای دو یا چند پروانه که روی یک شافت نصب شده اند ، میبا شد .
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 ایی 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 دو مکشی 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 :
با ازدیاد فشار سیال باعث انتقال آن از نقطه ایی به نقطه ایی 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) .
۲- پمپ سانتریفیوژ با جریان وتری (Impeller Pump).
۳ – 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 ،کاغذ سازی ، 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 با شد . 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 : ) بر حسب نوع ساختمان(
۱-از نظر وضعیت طبقات که ممکن است یک طبقه و یا چند طبقه با شند .
۲-از نظر مقدار آبدهی و ارتفاع که ممکن است بصورت کم ، متوسط و زیاد
۳-از نظر نوع پروانه ، تعداد تیغه و وضعیت آنها .
پمپهای گریز از مرکز بر حسب نوع استفاده:
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 .
– پمپهای سانتریفوژ فشار قوی چند طبقه جهت استفاده در آبرسانی و غیره .
– پمپهای شناور جهت استفاده در چاههای عمیق و نیمه عمیق .
– پمپهای لجن کش جهت استفاده در سیستمهای فاضلاب .
ظرفیت یک پمپ سانتریفوژ بستگی عوامل زیر دارد :
۱- چگونگی طراحی پمپ .
۲- سرعت گردش پروانه پمپ .
۳- فشار مطلق قسمت مکش پمپ .
۴- فشار قسمت تخلیه پمپ .
۵-خواص فیزیکی سیال عبوری .
اجزای یک پمپ سانتریفوژ :
۱- موتور، که باعث حرکت دورانی محور پمپ می گردد .
۲- روتور، که شامل محور و پره ها است .
۳- پوسته یا جداره .
۴- لوله مکش .
۵- لوله رانش .
۶- محفظه بین پوسته و پروانه .
اجزاء اصلی و ساختمان مکانیکی پمپ گریز از مرکز :
دارای سه بخش اصلی زیر است که هر کدام از آنها از اجزای مختلفی تشکیل شده است که در ذیل به شرح مختصری از آن می پردازیم .
۱- محرک :
در پمپ های دوار معمولا از سه نوع محرک الکترومغناطیسی یا الکتروموتور، محرک دیزلی و محرک توربینی استفاده می شود . محرک الکترو مغناطیسی یک ژنراتور بوده که انرژی الکتریکی را به حرکت دورانی تبدیل می کند . محرک توربینی به کمک انرژی بخار آب ، محور پمپ را می چرخاند
محرک دیزلی نیز موتوری است که با سوخت فسیلی معمولا گازوئیل کار میکند . خروجی محرک به کمک کوپلینگ به میل محور پمپ متصل شده و این میل محور وارد محفظه آب بندی می شود . در این محفظه دو یاتاقان ( ساچمه ایی ) قرار داشته که درون روغن غوطه ور می با شند و حکم تکیه گاههای میل محور را دارند . انتهای میل محور به یک پروانه که درون پوسته جا دارد متصل شده است .
۲- محفظه آب بندی
۳- پوسته :
که قسمت عمده آن پروانه و شافت ا ست که به اختصار به شرح ا نواع آن می پردازیم .
الف ) – پروانه Impeller :
ایمپلرها با انواع مختلف یک دهنه ، دو دهنه و باز هستند اصولا پروانه های دودهنه دارای نیروی محوری Trust کمتر اما هزینه ساخت گرانتر می باشند . همچنین پروانه های باز و نیمه باز از نظر هزینه ساخت ارزانتر میبا شند . مشخصه های مایع و وجود ذرات جامد ، روانی و ناروانی مایع و پارامترهایی ازاین قبیل درنوع استفاده از ایمپلرموثرهستند . پروانه های باز درپمپ های محوری و پروانه های بسته در پمپ های شعاعی بکار میروند .که برای نوع باز برای مایعات حاوی ذرات جامد و الیاف دار نوع پروانه بسته برای مایع های تمیز و بدون ذرات شناور مناسب می باشند .
نوعی از پروانه های باز نیز برای مخلوط مایع و جامد بکار میروند . بنابراین ساده ترین نوع پروانه ، پروانه باز بوده که برای انتقال مایعات حاوی ناخالصی جامد شناور بکار میرود . پروانه نیم باز نیز برای مایعات رسوب زا بکار برده میشود . کاربرد پروانه بسته نیز در ظرفیت های بالا و به دو دسته یک چشمی و دو چشمی تقسیم میشود.
– پروانه :
تعریف پروانه نیز به عنوان بخشی اساسی ، قسمت متحرک پمپ است که مایع ورودی به چشم را به علت داشتن حرکت دورانی به خارج میراند. لازم است اشاره کنیم هرچه اندازه ذرات شناور بیشتر باشد تعداد پره ها کمتر خواهد بود. وضع قرار گرفتن پروانه در پوسته باید به نحوی باشد که فاصله بین آن و پوسته حداقل ممکن باشد . این فاصله باعث میشود که مایع بین پوسته و پروانه قرار گرفته از یک طرف آن را روغن کاری کند و از طرف دیگر مانع سایش پوسته و پروانه شود . به همین دلیل نباید این نوع پمپ را بدون مایع راه اندازی کرد . پمپ های گریز ازمرکز توانایی ایجاد فشار بالا را ندارند لذا برای رسیدن به فشار بالا از پمپ های چند پروانه ایی استفاده میشود .
این پمپ ها برای حجم زیاد و فشار پایین بهترین راندمان را دارد. همچنین این پمپ ها جریان خروجی یکنواختی دارند . اگر این نوع پمپ با خروجی بسته کارکند، درجه حرارت مایع درون پوسته افزایش یافته و با تولید بخار در قسمت داخلی دچار ارتعاش میشود که دراین وضع گویند پمپ هوا گرفته و باید هواگیری شود . پروانه ممکن است به یک صفحه متصل باشد یا بین دو صفحه قرار گرفته با شد یا آزاد باشد .
مایع در جهت محور وارد بدنه پمپ میشود و مایع ورودی بوسیله پره های پروانه گرفته شده و به داخل یک پیچک که مماس بر پمپ میبا شد تخلیه میگردد . آب بندی پمپهای سانتریفوژ مسئله مهمی است که عدم رعایت آن باعث کاهش راندمان عمل پمپ میگردد . هما نطور که از این پمپها در ک میشود، اساس کارشان برای حمل سیالات از نقطهای به نقطه دیگر بر حرکت سیال در خلاف جهت مرکز محور پمپ بنا نهاده شده است ، یعنی در واقع سیال با دور شدن از مرکز محور پمپ به داخل لوله رانش هدایت خواهد شد و یا اختلاف فشار ایجاد شده بین قسمت مکش و رانش پمپ ، سیال با سرعت به حرکت خود در سوی تخلیه ادامه میدهد .
اصولا این پمپها متشکل از یک پروانه و یک محور است که داخل یک پوسته فلزی مستقر میباشند ( این پوسته فلزی VOLUTE یا نوع پیچکی نام دارد و پروانه داخل پوسته به IMPELLER موسوم است .) این پمپ ها برای حجم زیاد و فشار پایین بهترین راندمان را دارد. این پمپ ها جریان خروجی یکنواختی دارند .
– اگراین نوع پمپ باخروجی بسته کارکند ، درجه حرارت مایع درون پوسته افزایش یافته و با تولید بخار در قسمت داخلی دچار ارتعاش می شود که دراین وضع گویند پمپ هوا گرفته و باید هواگیری شود .
ب ) – رینگ های سایشی :
تنها نقطه ایی که پوسته و پروانه به عنوان اجزای دورانی و ثابت با هم در تماس قرار میگیرند محل رینگهای سایش است . ممکن است که پمپ به دلایل مختلف دچار ارتعاش شود . این ارتعاش باعث ساییده شدن پروانه و پوسته میگردد . دربعضی مواقع باعث جام کردن پمپ میشود . برای جلوگیری ازاین وضع از یک حلقه سایش استفاده می شود که هم در پروانه و هم درپوسته کار گذاشته میگردد .
با کمی لقی و نشت مایع از ما بین این دو رینگ حرکت دورانی ایمپلر بدون ارتعاش و مشکلات مکانیکی صورت میگردد. لقی ما بین دو رینگ پوسته و پروانه موجب عبور لایه ای ازمایع پمپاژ شده میشود که بعنوان مستهلک کننده ارتعاش عمل می کند. اما نشت زیاد مایع نیز باعث افت کارآیی پمپ و هدر رفتن قدرت محرک میگردد . ارتعاش زیاد ، فشارزیاد و کارمداوم باعث سائیده شدن رینگ ها شده که باید به موقع تعویض شوند .
ج ) – شافت :
نقش اساسی شافت انتقال گشتاور وارده،به هنگام راه اندازی و عملکرد و همچنین به عنوان نشیمنگاه و تکیه گاهی برای دیگر قطعات دوار است . حداکثر خیز شافت در شرایط دورانی می باید از حداقل لقی ما بین قطعات دوار و ثابت کمتر باشد .
بار های اعمالی به شافت عبارتند از :
۱-نیروی گشتاور .
۲-نیروی وزن قطعات .
۳-نیروی هیدرولیکی شعاعی و …
مقدار طراحی شافت ها این بارها به طور همزمان با فاصله یاتاقان ها ، مقدار overhung آویخته ازیک سر، سرعت های بحرانی و محل تاثیر بارها مورد بررسی قرار میگیرند . همچنین شافت ها می بایست تحمل بار های ضربه ایی نا شی از پیچش و عدم پیچش و تنش های حرارتی به هنگام سرد و گرم شدن را دا شته باشند .
– شافت صلب و انعطاف پذیر( نرم ) : شافتی که سرعت ( دور ) عملکرد نرمال آن پایین تر از دور بحرانی نخست آن قرار گیرد به شافت صلب موسوم است . اگر دور عملکرد آن بالاتر از اولین دور بحرانی قرار گیرد آن را شافت انعطاف پذیر گویند .
معمولا دور عملکرد ۲۰% کمتر و ۲۵%- ۴۰% بالاتر از دور بحرانی critical speed نگه میدارند . هنگام راه اندازی و خاموش کردن دستگاه باید خیلی سریع از دور بحرانی عبور کرد .
د ) – یاتاقان ها :
وظیفه یاتاقان ها در پمپ نگهدا شتن شافت و روتور در مرکز شافت در مرکز اجزاء ثابت و تحمل بارهای شعاعی و محوری است .تحمل کننده بارهای شعاعی را یاتاقان ها ی شعاعی و تحمل کننده های بارهای محوری را یاتاقان های محوری نامند . البته یاتاقان های محوری در عین حال بار شعاعی را نیزتحمل میکنند . یاتاقان های مابین کوپلینگ و پمپ را این بورد و یاتاقان های سمت دیگر را اوت بورد out board گویند . در پمپ های آویخته از یک سر شافت آن یاتاقانی که به پروانه نزدیکتر با شد را این بورد و دورتری را اوت بورد گویند . یاتاقان های محوری در out board ( سمت اوت بورد ) نصب می کنند .
ﻫ) – کوپلینگ ها :
کوپلینگ ها برای انتقال دور و گشتاور از ما شین محر ک به ماشین متحرک به کارمی روند . وظیفهء دیگر کوپلینگ از بین بردن نا هم محوری ، انتقال بارهای محوری مابین دو ماشین و تنظیم شافت های محرک و متحرک در مقابل سائیدگی می با شد .
کوپلینگ ها دو نوعند :
۱- کوپلینگ صلب :
در مواقعی که دقت هم محوری باید بالا باشد از این نوع کوپلینگ استفاده میکنند. همچنین در مواقعی که لازم باشد که یکی از روتورها توسط شافت دیگر نگهداشته شود ،این کار را بوسیله کوپلینگ صلب انجام میدهند . در این نوع کوپلینگ ها اگر دقت هم محوری کم باشد باعث ایجاد مشکلات مکانیکی میگردد .
انواع متداول کوپلینگ صلب عبارتند از :
۱-فلنجی با پیچ های مناسب استفاده رایج در پمپ های عمودی.
۲ – کلمپی چاک دار .
۳-در امتداد محور.
– کوپلینگ انعطاف پذیر :
این کوپلینگ ها علاوه بر اینکه وظیفه انتقال قدرت از موتور به پمپ ( شافت ) را دارند عمل از بین بردن نا هم محوری بین دو شافت محرک و متحرک را نیز انجام میدهند . کوپلینگ های انعطاف پذیر به غیر از مدل چرخ دنده ایی برای دورها و قدرت های پایین استفاده میشوند .
غلاف ها :
جهت جلوگیری از فرسایش ، خوردگی و ساییدگی در محل کاسه نمدها و یاتاقان های داخل و دیگر قسمت ها از غلافهای مناسب استفاده می شود .
مواد ساختن پمپهای سانتریفوژ :
پمپهای سانتریفوژ را از مواد مختلفی میسازند . اکثرا پروانه و بدنه از مواد مقاوم در مقابل خوردگی و سایش ساخته میشوند . فولاد ضد زنگ ، نیکل ، لاستیک ، پلی پروپیلن در ساختمان پمپهای سانتریفوژ بکار میروند . در صورتی که پمپهای سانتریفوژ برای انتقال سیالات حاوی مواد معلق جامد مورد ا ستفاده قرار میگیرند ، بایستی فاصله بین پرهها و دریچه ها به اندازه کافی بزرگ با شند تا از خطر مسدود شدن آنها جلوگیری شود .
مزایای پمپهای سانتریفیوژ :
پمپهای سانتریفوژ دارای ساختمان سادهایی بوده و از مواد گوناگون ساخته میشوند. در استفاده از این پمپها نیازی به شیر یا سوپاپ میبا شد . چون پمپ در سرعتهای بالا عمل میکند لذا میتوان آنرا مستقیما به موتور الکتریکی متصل نمود . با افزایش سرعت برای عملکرد معین ابعاد پمپ کوچکتر میشود . دبی آن یکنواخت است . هزینه تعمیرات آن از پمپهای دیگر کمتر می با شد . برای انتقال سیالات با مواد معلق بخوبی عمل میکنند . نسبت به پمپهای دیگر با ظرفیت مشابه دارای ابعاد کوچکتری میبا شند .
معایب پمپهای سانتریفیوژ :
پمپهای سانتریفوژ قادر به ایجاد فشارهای بالا نمیبا شند و به این منظور برای فشارهای بالا باید از پمپهای چند مرحلهایی استفاده نمود. در شرایط معین و محدودی با راندمان بالا عمل میکند . راه اندازی این پمپها نیاز به آماده سازی دارد. در صورتی که پمپها از کار بیفتند ، سیال میتواند به قسمت مکش از درون پمپها جاری شود . لذا بهتر است که در خروجی این پمپها از شیر یک طرفه استفاده نمود . برای سیالات با ویسکوزیته ( غلظت ) بالا نمیتوان از این نوع پمپ استفاده نمود .
پمپهای حلزونی ( پیچکی ) و افشان :
پمپهای پیچکی و افشان کا ملا از نوع گریز از مرکز میباشند .
پمپ حلزونی تلمبه پیچکی :
در تلمبه های پیچکی گریز از مرکز ، پروانه در داخلی محفظه مارپیچ حلزونی که بتدریج توسعه می یابد گردش می کند و در اثر گردش محور تلمبه ، که به پروانه انتقال می یابد سیال از مرکز پمپ در جهت شعاع و به سوی کناری پوسته پمپ حرکت کرده بطرف لوله رانش منحرف می شود . این پمپها یک طبقه و چند طبقه نیز ساخته می شوند . بیشترین کاربرد را در صنعت دارند .
پمپ افشان :
پروانه تلمبه افشان در داخل محفظه پره داری گردش میکند که پره های آن ثابت بوده ( پخش کننده ها ) و برای عبور مایع مجراهائی واگرایی تعبیه شدهاند که به تدریج توسعه مییابند . جهت جریان مایع ورود به این مجراها تغییر کرده و پیش از ورود به محفظه مارپیچی تغییرات سرعت مبدل به تغییرات فشار میشود . اصولا راندمان با ضریب بهره دهی پمپهای افشان بیش از پمپهای پیچکی است و همچنین پمپهای افشان را با قدرتهای بالا و ظرفیت های آبدهی فراوان میسازند و چون ساختمان داخل آن پیچیده است به نسبت ، قیمت آن گرانتر از پمپهای پیچکی ، و یک طبقه و چند طبقه ساخته میشوند .
کاربرد پمپهای سانتریفیوژ :
در اکثر صنایع و رسانشهای ساختمانی ، در صنایع شیمیایی و نقت پمپهای سانتریفیوژ مصارف بسیاری دارند . پمپهای سانتریفیوژ برای مایعات مختلفی با مواد معلق گوناگون بکار میروند . سرعت این پمپها زیاد میبا شد ، لذا میتوان آنها را مستقیما به الکتروموتور وصل نمود .
طبقه بندی پمپ ها:
طبقه بندی بر اساس کاربرد :
۱- طبقه بندی بر اساس نوع سیال پمپ شونده .
۲- طبقه بندی بر اساس شکل ظاهری و موقعیت نصب .
۳- طبقه بندی بر اساس نوع قطعات هیدرولیکی به کار رفته در پمپ .
۴- طبقه بندی بر اساس نوع محرکه پمپ .
۵- طبقه بندی بر اساس نحوه انتقال انرژی به سیال .
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 . هما نند پمپ های شیمیایی ، پمپ های پلا ستیکی ، پمپ های عمودی یا ا فقی، تغذیه بویلر ها [Boilers] ، پمپ های همه کاره ، چاه عمیق پالایشگاه ، پمپ های خلا ، پمپ های فاضلابی و غیره .
تقسیم بندی جامع و رایج ، پمپ ها را برمبنای نحوه انتقال انرژی به سیال
۱- پمپ های روتودینامیکی [ Roto-dynamic ] ۲- پمپ های جابجایی مثبت [ Positive Displacement ] ۳-مپ های نوع دیگر
– حداکثر ا نرﮊی ( فشار ) ایجاد شده توسط پمپ ها ی روتودینا میکی محدود بوده و به هد معروف است که با بستن شیر خروجی به طور کا مل ( 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 . در پمپ های روتور دینامیکی انرژی افزوده شده ابتدا به سرعت تبدیل شده و سپس در حلزونی 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 .
در پمپ های روتور دینامیکی انرژی بطور پیوسته و بدون انقطاع به مایع افزوده می شود در صورتی که در پمپ های جابجایی انرژی در پریود های معینی به مایع تزریق می شود. ( 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 .
۱ – پمپ های روتودینا میکی ( سانتریفیوژ ) :
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.
راند مان پمپ :
راندمان 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 را ندمان 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 دها نه لوله ورودی در پمپ های سا نتریفوژ 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 لوله 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 بیند اندازد.
آبگیری پمپ :
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 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 رینگ های سایشی ، آب بند ها ، پره های ثابت برای هدایت بهتر آب در خروج از پره متحرک و ورود به محفظه حلزونی و غیره .
– پره های پمپ های سانتریفیوژ به سه دسته تقسیم می گردند :
باز، نیم باز و بسته.
خصوصیات برجسته پمپهای سانتریفیوژ :
۱-جریان تخلیه مایع در آنها آرام و یکنواخت است .
۲- این پمپ ها دارای خصوصیات زیاد و گوناگون و دارای تنوع زیادی می باشند .
۳- راندمان آنها رضایت بخش می باشد .
۴- برای کارکردن با موتورهای برقی و موتورهای احتراقی متنا سب می با شند .
۵- هزینه نگهداری این پمپ ها بسیار پایین است .
۶- دامنه کاربرد آنها در پروژه های کشا ورزی ، صنعتی و آبرسانی فوق العاده بالاست : زیرا از نظر دبی و ارتفاع تولیدی وسعت زیادی را پوشش میدهد . فضای کمتری را متناسب با قدرت تولیدی ایجاد میکند
طبقه بندی پمپ های سانتریفیوژ :
پمپ های سانتریفیوژ به شیوه های متفاوتی می توانند طبقه بندی شوند یکی از این طبقه بندی ها ، طبقه بندی پمپ های سانتریفیوژ بر اساس موقعیت قرارگیری محور شفت پمپ است . طبقه بندی های دیگر بر اساس تعداد طبقات پمپ ، محل قرارگیری فلنج مکش ، نوع یاتاقان های پایه ، انواع تکیه گاه و پایه قرارگیری پمپ و غیره می با شد
پمپ های سانتریفیوژ بر اساس موقعیت قرارگیری محور شفت پمپ :
۱- پمپ های سانتریفیوژ عمودی : عملکرداین پمپ به صورتیست که درآن سیال موازی محور وارد چرخ پمپ شده و عمود برآن ازچرخ خارج و این پمپ ها معمولاً برای ایجاد فشارهای بالا دردبی های کم به کارمی روند .
۲- پمپ های سانتریفییوژ افقی : 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 .
– کاربرد پمپ های سانتریفیوژ :
دامنه کاربرد پمپ های سانتریفیوژ بسیار وسیع بوده ، درصنایع شیمیایی ، کاغذسازی ، صنایع غذایی ولبنیات، فلزات مذاب ، آب وفاضلاب ، دفع مواد زائد، نفت وپتروشیمی ودیگر مواد به کارمی روند. از نظرظرفیت و هد ( ارتفاع ) ، توانایی این پمپ ها برای ظرفیت های بالا ومتوسط می باشد . البته دو کمیت هد ( ارتفاع ) و ظرفیت مستقل از هم نیستند و به شکل ، اندازه و سرعت پروانه بستگی دارند . بررسی انواع پمپ ها و اصول کار آنها :
– پمپ های گریز از مرکز را عموما نسبت به موارد زیر طراحی می کنند :
۱ ـ و ضعیت مجرای ورودی مثل یک راهه یا دوراهه
۲ ـ و ضعیت مراحل ۱ از قبیل یک مرحله ای وچند مرحله ای .
۳ ـ و ضعیت خروجی از نظر میزان سیال خارج شده مثل پمپ با خروجی زیاد . متوسط ویا کم ، .
۴ ـ و ضعیت پروانه مانند نوع پره ها ، تعداد تیغه ها ووضعیت بدنه پمپ ، .
پمپ های گریزاز مرکز یک پمپ با جابجائی منفی می با شد و نسبت به وضعیت پروانه آنها می توان به گروه های زیر تقسیم نمود :
۱ ـ نوع چرخ دنده ایی یا بطور ساده دنده ای .
۲ ـ نوع پره ای .
۳ ـ نوع پیستونی .
پمپ های نوع دنده ای :
این ها شامل دو چرخ دنده ساده میباشند که با یکدیگر درگیر بوده ویکی از آنها بوسیله یک عامل محرک مثل موتور بگردش درآمده و چرخ دنده دیگر را می گرداند . این پمپها ، از نوع پمپهای با جابجائی مثبت بوده و میزان آبدهی آنها را بسادگی وتنها با تغییر سرعت گردش محور ، میتوان تغییر داد ، بازده یک پمپ دنده ای عمدتا به دقت و جذب بودن قطعات متماس بستگی دارد .
این پمپ ها را در مدل های مختلف میتوان یافت ، آبدهی این پمپ ها از کمتر از ۱ گالن در دقیقه شروع شد و تا بیشتر از ۱۰۰ گالن در دقیقه ای ادامه مییاید ، انواع مختلف این پمپ ها قادر به ایجاد فشارهای مختلفی از حدود کمتراز ۱۰۰ پوند براینچ مربع تا بیشتر از ۳۰۰۰ پوند بر اینچ مربع می باشند، دو چرخ دنده ای که در شکل ۲ نمایش داده شده اند بطور دقیقی بیکدیگر جفت شده و در داخل بدنه پمپ قرارگرفته اند، روغن هیدرولیک وارد شده به محفظه پمپ در فواصل بین دندانه های هر چرخ دنده و پیرامون بدنه گیر کرده و پس از نیم دور گردش چرخ دنده ها در موقع تماس دندانه ها با هم از محفظه خروجی رانده می شود .
– پمپ ها ی دنده ای را نیز می توان متناسب با نوع چرخ دنده مصرف شده ، به انواع مختلفی تقسیم نمود ،
شامل پمپ های دنده ای با :
چرخ دنده ساده ،
مارپیچی ،
جناغی
چرخ دنده ساده :
درعمل در پمپهای دورانی از دو نوع چرخ دنده ساده استفاده می کنند ( نوع داخلی و نوع خارجی ) ، در مورد نوع خارجی باید گفت که در موقع جدا شدن هر زوج دندانه در گیر ، خلاء ای پدید میآید وفشار جو نیز همین فرصت را غنیمت شمرد وسیال را با فشار از طریق دهانه ورودی پمپ به داخل میراند وآن را پر میکند ، با کمی تقریب می توان فرض کرد که مجراهای ورودی وخروجی بخاطر وجود چرخ دنده های درگیر ،کاملا از هم مجزا می باشند ، بنابراین آبی که بین فاصله دو دوندانه متوالی هر چرخ دنده حبس میشود همراه با آن گردش کرده ودر نزدیکی محفظه ثانویه پمپ از آن جدا شده و بناچار به خارج رانده می شود
در مورد طرز کار پمپ دورانی با دنده ساده از نوع داخلی باید کفت که قدرت موتور به یکی از چرخ دنده ها داده شده ودوران چرخ دنده مزبور باعث گردش چرخ دنده هرزگرد دیگری که با آن در تماس است می شود ، در موقه جدا شدن درگیری هر دندانه از دندانه مشابه درروی چرخ دنده دیگر ،افزایش حجم موجب ایجاد یک خلاء جزئی می شود ، در این جا است که فشار جو موجب رانده شدن سیال به داخل بدنه پمپ می شود ، سیال وارد شده به محض دخول در فاصله بین دو دندانه متوالی وبدنه پمپ گیر کرده و بطرف محفظه ثانویه حرکت می کند ، واز آنجا به بیرون رانده می شود .
پمپها ی دورانی با دنده داخلی فقط دو عضر متحرک دارند : روتور که بادقت تمام تراشیده شده ویک چرخ دنده هرزگرد ، دندانه های چرخ دنده داخلی ودنده هرزگرد در نزدیکی محفظه مکش از هم جدا شده ودر محفظه رانش مجددا بایکدیگر درگیر می شوند .
جهت دوران محور پمپ ، محفظه های مکش ورانش را تعیین می کند ، دلیل اینکه چرا جهت دوران محور ، محفظه ها را مشخص می کند . در نقطه a که در حقیقت آغاز جداشدن در گیری چرخ دنده ها است ، سیال از طریق محفظه مکش به داخل کشیده می شود ، در نقطه b که آن را باید شروع درگیری دندانه ها ، دانست ، سیال با فشار به طرف محفظه رانش رانده میشود ، معکوس کردن جهت دوران ، جهت جریان سیال درداخل پمپ را وارونه میکند ، در موقع تعیین جهت دوران محور پمپ ، همیشه از انتهائی که شامل محور است به پمپ نگاه کنید .
در صورتیکه دستورالعمل یا تذکر خاصی داده نشده باشد ، فرض براین است که محور پمپ در جهت گردش عقربه های ساعت می گردد و محفظه مکش در سمت راست قرار میگیرد . دو قطعه را به صورت خاصی تراشیده و با هم در گیر کرده اند ، یکی از این قطعات را باید در حقیقت یک چرخ دنده مخصوص داخلی دانست و درگیری رایک چرخ دنده خارجی انگاشت ، مجموعه بدست آمده را مکانیسم ژیروتور می نا مند ، در این مکانیسم ، سطوح داخلی وخارجی دو قطعه یاد شده دائما به یکدیگر تکیه داشته و روی یکدیگر تماس لغزشی دارند و بنابراین سیال را بطور دائم و با آب بندی کامل انتقال می دهند ، در موقع جدا شدن در گیری ، فضای بین آنها زیاد شده و درست در محل محفظه مکش که ازدیاد فضای بین دندانه ها ظاهر می شود یک خلاء جزئی ایجاد می شود ، وقتی فضای بین دندانه ها به حداکثر حجم خود دست می یابد ، محفظه رانش را در مقابل خود می بیند ، از این لحظه به بعد که درگیری دندانه ها مجددا آغاز شده وحجم محفظه شروع به کاهش می نماید ، سیال مزبور به تدریج به خارج رانده می شود .
پمپ دورانی با چرخ دنده مارپیچی : این پمپ برای کارهای مختلف از قبیل روغنکاری بافشار ، سوخت رسانی ، کلیه کارهای هیدرولیکی ویا بطور کلی انتقال سیالات بدون ذرات مزاحم بکار می رود ، این پمپ در هردو جهت کار کرده و به آب بندی وراه اندازی اولیه نیاز ندارد ، یک نمونه دیگر از این پمپ ها که جمع وجور و بی سرو صدا تراز بقیه بوده و بیشتر برای بالابرها و پله برقیها ی هیدرولیکی بکار می برد .
پمپ دورانی با چرخ دنده جناغی :
این پمپ نیز بسیار جمع وجور و بی سر و صدا می با شد .
پمپ های پره ایی :
اصول کار پمپ های دورانی پره ای نیز براساس افزایش حجم فضاهای خالی برای ایجاد یک خلاء جزئی پایه گذاری شده است ، بدیهی است که خلاء مزبور باعث پرشدن محفظه مکش پمپ از سیال میشود ، کمی بعدتر ، کاهش حجم همان فضاهای خالی ، سیال را با فشار از طرف دیگر بیرون می راند .
پمپ پره ای دو طبقه ایی ر ا در حقیقت می توان ، دو پمپ یک طبقه ایی دانست که برروی یک محور واحد وپشت به پشت یکدیگر نصب شده اند .
گاهی اوقات پمپ های پره ایی را بصورت مرکب نیز می سازند ، دراین حالت دو پمپ را برروی یک محور واحد نصب می کنند . یکی از این پمپ ها با فشار کم و دیگری با فشار زیاد کار می کند .
قسمتهای سایشی پمپهای طوری است که در مواقع لزوم می توان برای تعویض آنها از یک فشنگ یا کار تریج آماده شده جدید استفاده کرده وآن را برا حتی عوض کرد ، چون کار تریج پمپ های مختلف را میتوان با هم عوض کرد ، در صورت لزوم میتوان با انتخاب مناسب ، آبدهی پمپ را بهبود بخشید . برای کنترل حداکثر فشار سیستم ، دراین جا از یک جبران کننده فشار بهره گرفته شده است ، دراینجا جابجائی پمپ بطور خودکار تغییر یافته و موجب میشود که جریان مورد نیاز سیستم بطور اتوماتیک ثابت باقی بماند ، وقتی میزان جابجائی تغییر پیدا کند ، فشار سیستم برروی میزان معینی که جبران کننده را از قبل برروی آن حدود تنظیم کرده اند تقریبا ثابت باقی میماند ، در صورتیکه سیستم هیدرولیکی به جریان نیاز نداشته با شد ، رینگ فشاری پمپ تقریبا در حالت خنثی باقی مانده و در فشار تنظیم شده ، فقط جریان مورد نیاز جهت تأمین آب نشده شده را ایجاد می کند .
در صورتیکه تمام ظرفیت پمپ مورد نظر با شد ، فشار قدری افت کرده وحرکت فنر جبران کننده موجب عبور تمام جریان از میان رینگ فشاری میشود، در عمل با متعادل کردن فشار عکس العملی ونیروی فنر متعادل کننده میتوان برای هماهنگ کردن دقیق جریان مورد نیاز مدار هیدرولیکی با سیستم داخلی پمپ ، هر جریانی را بصورت خودکار بدست آورد ، در این حالت وقتی جریان عبوری کم میشود ، قدرت مصرف شده بوسیله موتور پمپ نیز کاهش می یابد، در اینجا ، برگشت روغن پرفشار ، رخ نداده وگرمای اضافی که در تعیین بازده مدار موثر و مهم می باشد ایجاد نمی شود .
پمپهای پیستونی :
این پمپها در انواع شعاعی ومحوری ساخته و عرضه میشوند ، هر کدام از این انواع را میتوان بصورت با جابجائی ثابت یا متغیر طراحی نمود . در اینجا ، پیستون ها بصورت شعاعی در اطراف توپی ردیف شده اند ، در این شکل ، قطعه لغزان ، سمت راست خط محور استوانه سیلندر واقع شده است ، ضمن حرکت محور پیستونها یک حرکت رفت وآمدی انجام میدهند ، به این ترتیب پیستون هائی که از روی مدخل پائینی میله مرکزی عبور می کنند ، روغن را جذب می کنند در حالیکه پیستونهائی که از روی دهانه بالائی میگذرند پر از روغن هستند ، باتوجه به اینکه پیستون و حرکت قطعه لغزان را بدقت میتوان کنترل نمود ، تنظیم دقیق ظرفیت آبدهی این پمپها از صفر تا بیشترین حد ممکن کار چندان دشواری نیست .
در نوع محوری ، پیستونها به موازات محورگردان پمپ قرار میگیرند ، گردش محور پمپ موجب دوران استوانه سیلندر میشود ، وجود کفشک نگهدار ، که خود بوسیله نیروی فنری به صفحه با دامکی متکی شده ، موجب میشود که پیستونهای پمپاژ کننده درداخل سیلندر خود یک حرکت رفت وآمدی محوری انجام دهند . بطوری که با تنظیم زاویه صفحه بادامکی میتوان کورس حرکت پیستون و در نتیجه میزان آبدهی پمپ را محدود نمود .
– در پمپهائی که آبدهی متغیر دارند ، برا ی تغییر دادن زاویه صفحه بادامکی از مکانیسم خاصی استفاده می کنند ، مکانیسم مزبور ممکن است از یک گردونه دستی ، یک وسیله کنترل جبران کننده فشار و یا یک میله کنترل تشکیل شده باشد . هرکدام از وسائل نا مبرده شده ممکن است قلابی را که به صفحه با دامکی متصل شده است . تحرک نمود و زاویه آن را عوض نمایند .
پمپهای تناوبی نسبت به راههائی که ممکن است آب مورد استعمال قرار گیرد ، به گروههای زیر تقسیم نمود :
۱ ـ پمپ مکشی یا بالابرنده .
۲ ـ پمپ فشاری .
تذکر ) – هر کدام از پمپهای یادشده ممکن است ، بصورت یک طرفه یادوطرفه باشند .
پمپ های مکشی یا بالابرنده : پمپ مکشی یک طرفه است ، این پمپ از یک سیلندر بازویک سوپاپ مخصوص تشکیل شده است ، در این جا پمپ به آب نیروئی وارد نمی کند . بلکه آن را می مکد . در پمپهای مکشی ،سوپاپ خروجی در داخل پیستون نصب شده وبهمراه آن بالا وپائین می رود .
راه اندازی وعملکرد کامل این پمپ به چهار عمل یا چهار مرحله مختلف نیاز دارد ، که عبارتند از :
۱ – خروج هوا :
پیستون بطرف پائین سیلندر رانده شده وهوای موجود از آن خارج میشود ،
۲ – ورود آب :
وقتی پیستون بطرف بالا حرکت میکند یک خلاء نسبی ایجاد کرده وفشار جو ، آب را بداخل سیلندر میراند،
۳- انتقال آب :
در حین پائین آمدن پیستون ، آب حبس شده در داخل سیلندر از طریق سوپاپ خروجی به قسمت بالائی سیلندر منتقل میشود، .
۴- خروج آب :
با صعود پیستون ، آب داخل سیلندر تخلیه میشود ، . پس از هواگیری پمپ و انجام شدن کارهای مقدماتی ، سیکل عملکرد پمپ در یک رفت و برگشت پیستون آن تکمیل می شود ، حرکت به طرف پائین پیستون ، ضربه انتقالی و حرکت بطرف بالا آن مکش ورانش نامیده می شود چون در یک نوبت آب بداخل پیستون کشیده شده و در یک نوبت از آن تخلیه می شود .
– پمپ های فشاری :
در حقیقت یک پمپ فشاری را باید نوع گسترده تری از یک جور پمپ مکشی دانست زیرا بوسیله آن ، آب هم تحت فشار وهم تحت مکش پمپاژ میشود ،اصول کار کلی این پمپ به این صورت است که دراین جا برخلاف پمپ مکشی ، آب تحت تأثیر فشاری که بیشتراز فشار جو است ، قرار گرفته وآن را مجبور میکند که از یک لوله بالا برود . در نوع یک طرفه ،پائین آمدن پیستون موجب بسته شدن سوپاپ ورودی شده و آب را با فشار از طریق سوپاپ خروجی بیرون رانده وبه ارتفاع مورد نظر میرساند .
پمپ فشاری از یک سوپاپ ورودی ، یک سوپاپ خروجی ویک انگشتی یک عمله تشکیل شده است ، در نوع یکطرفه . سیکل عملکرد بایک بالا رفتن ( ورود آب ) ویک حرکت بسمت پائین ( خروج آب ) تکمیل میشود ، در حین بالا رفتن انگشتی خلاء نسبی ایجاد شده و موجب میگردد که فشار جو آب را با زور به داخل سیلندر براند ، در این هنگام سوپاپ ورودی باز و سوپاپ خروجی بسته است ، در موقع پائین آمدن انگشتی یا کورس تخلیه آب ، پائین آمدن انگشتی موجب میشود که سوپاپ ورودی بسته شده و آب حبس شده در داخل سیلندر با فشار ازطریق سوپاپ خروجی که اینک گشوده شد به خارج رانده شود .
– نوع دیگر پمپ فشاری که علاوه بر سوپاپ های ورودی وخروج آب به یک سوپاپ اضافی درداخل پیستون خود مجهز می با شد . در اینجا پیستون درداخل سیلندر بسته کار کرده ودسته پیستون از میان یک کاسه نمد به خارج راه می یابد . مزیت این نوع پمپ در این است که آب از طریق دریچه ورودی وارد پمپ شده و پس از گذشتن از سوپاپ روی پیستون ، بلا انقطاع از دریچه خروجی تخلیه می شود .
وقتی راه اندازی اولیه خاتمه یافته و عمل کرد پمپ بصورت کامل آغاز شد ، سیکل عملکرد دردو حرکت پیستون که یکی بطرف پائین و دیگری بطرف بالا میباشدخلاصه می گردد ، حرکت بطرف پائین پیستون ، کورس انتقال وحرکت بالای آن کورس تخلیه نامیده میشود ، وقتی پیستون بطرف پائین حرکت میکند، آب از میان سوپاپ موجود درروی پیستون عبور کرده و به قسمت بالائی راه می یابد ، وقتی که پیستون بطف بالا می رود آب موجود در بالای پیستون از طریق دریچه خروجی تخلیه شده و در همین هنگام بالا رفتن پیستون باعث دخول آب یه محفظه زیرین سیلندر می شود .
پمپ های فشاری دو طرفه ( نوع پیستونی ) : در این حالت حرکت پیستون موجب تخلیه آب در یک طرف آن میشود ضمن اینکه درطرف دیگر پیستون ، بدون اینکه انتقالی صورت بگیرد ، آب بداخل آن کشیده میشود ، بنابراین در هر حرکت پیستون ، آب از مجرای خروجی به بیرون تخلیه میشود .
در این صورت ظرفیت آبدهی یک پمپ یکطرفه را میتوان با تبدیل آن به یک پمپ دوطرفه که در آن از جابجائی مشابه سیلندر استفاده میشود ، مضاعف کرد .
پمپ فشاری دو طرفه ( نوع انگشتی ) :
عملکرد این پمپ با نوع پیستونی تفاوت چندانی ندارد به ا ستثنای اینکه در این پمپ به جای پیستون از انگشتی استفاده شده است ، نسبت به وضعیت قرار گرفتن کاسه نمد درداخل یا خارج ،این پمپ ها به دو گروه تقسیم می شوند . در پمپ های مجهز به کاسه نمد داخلی ، طول نسبتا بلند سیلندراز محل کاسه نمد به دو محفظه مجزا تقسیم می شود .
در حرکات بطرف بالاوپائین ، انگشتی ، آب موجود دردو محفظه را جابه جا می کند . یکی از اشکالات این نوع پمپ ها این است که برای تنظیم یا تعویض کاسه نمد ها باید سرسیلندر را باز کرد ، همچنین در موقع کار پمپ ، نشد کا سه نمد قابل مشاهده نیست ، برای غلبه کردن بر این عیب می توان از پمپ مشابه که به کاسه نمد خارجی مجهز است استفاده نمود ، در این طرح ازدو انگشتی ، چند میله رابط ودو قاب فلزی دردو انتها استفاده شده است ، انگشتی هابطور محکمی به قابهای انتهائی مربوط شده و مجموعه آنها در داخل میله های رابط حرکت کشوئی انجام می دهند ، کاسه نمد ها در قسمت خارجی نصب شده اند و علاوه بر اینکه تعمیر آنها کار ساده ایی است ، در موقع کار نیز می توان وضعیت نشد آنها را بازرسی نمود .
در موقع بررسی سیکل مزبور به حرکت هماهنگ انگشتیها نوجه داشته باشید ، در موقع کار، حرکت یک انگشتی باعث تخلیه آب شده ودر همان زمان ، تحرک انگشتی دیگر باعث پرشدن آب در محفظه دوم می گردد .
– ایراد پمپ های اخیر که به کاسه نمد خارجی مجهزند در این است که ساختمان آنها پیچیده تر از ساختمان پمپ مشابه با کاسه نمد وهزینه اولیه آنها به مراتب گران تر است .
پمپ های سیفونی یا پمپ های باراه اندازی خودکار :
اغلب پمپها به راه اندازی اولیه نیاز دارند چون فضای خالی نسبت قابل ملاحظه ای که بین سوپاپ های ورودی وخروجی موجود است با هوا پرشده وعملکرد اولیه پمپ را دشوار می سازد ، راه اندازی اولیه یک امر ضروری است زیرا در این صورت ، پیستون یا انگشتی ، ضمن کوشش خود برای بیرون کشیدن هوا ، یک خلاء نسبی ایجاد می کند و در نتیجه فشار جو آب را با زور بداخل محفظه پمپ با آب پر می شود تا خلاء را افزایش داده ودر نتیجه آب را از محل منبع بمکد ، در صورتیکه پمپ به یک روزنه هوا گیری ویک مجرای ورودی مجهز نباشد ، برای وارد کردن آب بداخل سیلندر آن باید قسمتی از پمپ را باز کرد . بدنه پمپ از یک استوانه و یک محفظه خارجی در ارتباط است ، پیستون دارای یک سوپاپ مخصوص درروی خود بوده ودر بالای محفظه داخلی یک مجرای خروجی تعبیه شده است ، از آنجائی که مجرای ورودی نیز در بالا قرار گرفته است ، همیشه مقداری آب بین فاصله دو جداره حبس می شود .
در شروع کار ، محفظه خارجی پر از آب است ، وقتی پیستون بطرف پائین حرکت می کند سوپاپهای تعبیه شده درآن باز شده وآب به قسمت بالائی محفظه داخلی انتقال می یابد ، در اثر انجام این عمل سطح آب در استوانه خارجی تغییر نمی کند ، وقتی پیستون بطرف بالا حرکت می کند آب قسمت بالائی تخلیه شده و سطح آب در استوانه خارجی پائین می افتد ، همین عمل موجب ایجاد یک خلاء نسبی شده و آب را به محفظه استوانه خارجی میمکد تا آن را پر کند .
پمپ های ویژه :
در موقع انتخاب پمپ برای یک کار مشخص ، شخص مسئول باید با اصول کار و مزایا و معایب پمپ های اساسی از قبیل گریز از مرکز ، دورانی و تناوبی که اصول کار آنها در فصول گذشته مورد بررسی قرار گرفتند ، آشنایی کامل داشته باشید .
– پمپ دورانی دنده ایی ، یک پمپ همه کاره بوده و براحتی قادر است هر جور سیال یا غلیظ را انتقال دهد . این پمپ بسیار نرم کار کرده و بازده آن در هر دو جهت یکسان است . این پمپ ها قادرند هر جور سیال سنگین و غلیظ از قبیل مرکب چاپ یا مواد عایق کاری پشت بام یا هر جور سیال رقیق و سبک از قبیل بنزین ، گازوئیل و مواد مشابه را به سادگی انتقال دهند .
– کاربردپمپ دورانی دنده ای :
برای روغنکاری تحت فشار ، خدمات هیدرولیکی ، سوخت رسانی و پمپاژ سیالات تصفیه شده به کار می رود . روغنکاری یاتاقان ها بوسیله سیالی که در حال پمپاژ است صورت می گیرد . راه اندازی این پمپ ها بصورت خود کار صورت گرفته و بازده آنها در هر دو جهت یکسان است . این نوع پمپ ها در اندازه های مختلفی از تا ۱۱۰ گالن در دقیقه در دسترس هستند .
– از این پمپ می توان در استخر ها ، آبیاری چمن ها ، سیر کولاسیون مجدد جریان سیال ، آبکشی ، چاها وآب انبارها ، و انتقال مواد شیمیایی استفاده نمود . وقتی ارتفاع در حدود ۱۲۰ فوت باشد ، این پمپ قادر است در هر دقیقه ۱۰ تا ۱۳۰ گالن را پمپاژ نماید .
– نوع پمپ گریزاز مرکز یک طبقه دو مکشی که در مقطع افقی به صورت دو پارچه ساخته شده است . جداره پمپ ضخیم بوده ، راندمان بالایی داشته وفشار زیادی در حدود ۱۷۵ پوند بر اینج بر متر مربع را ایجاد می نماید . این پمپ برای آبرسانی عمومی ، آبیاری شهری ، خنک کردن کنداسور ، سیر کولاسیون آب ، خدمات صنعتی ، خدمات ساختمانی و کارخانه های شیمیایی بکار می رود .
– بزرگترین مشخصهء پمپ این است که قادر به انتقال سیالاتی که مواد جامد معلق در خود دارند . از پمپ مزبور در فاضلاب های صنعتی ، زهکشی عمومی ، چاه فاضلاب ، کارخانه های شیمیایی ، آبکشی عمومی وبسیاری مقا صد دیگر استفاده می کنند . پروانه مصرف شده از نوع کاملاً پوشیده و غیر قابل انسداد بوده ومحفظه بسیار ظریف و دقیقی دارد . وقتی ارتفاع در حدود ۱۵۰ فوت است ، ظرفیت خروجی پمپ در حدود ۳۰۰ گالن در دقیقه می با شد . این پمپها در انواع چپ گرد یا راستگرد ساخته شده و برای سهولت نصب ، آنها را به ۵ صورت می توان بر روی هم سوار کرد .
نوع پمپ گریز از مرکز یک طبقه یک مکشی وجود دارد که در آن موتور وپمپ مستقیماً به هم مربوط شده اند . این پمپ را درانواع و اندازه های مختلف طوری طراحی می کنند که در ارتفاعی در حدود ۵۰۰ فوت در دقیقه قادرند ۲۰۰ گالن آب را پمپاژ نمایند . ساختمان این پمپ ها بسیار متنوع بوده و انواع مختلف آنها قادرند آب یا مواد خرنده شیمیایی را پمپاژ نمایند . بدنه پمپ در مقطع افقی به صورت دو پارچه ساخته شده و در موقع تعمیر یا بازرسی براحتی می توان بدون دست زدن به سیستم لوله کشی ، آنها را از هم جدا نموده و قطعات متحرک را بازرسی نمود . این پمپ ها را برای ظرفیت های بین ۱۰ تا ۲۰۰۰ گالن بر دقیقه طراحی می کنند .
برای انتقال آب تصفیه شده با هر دمای دلخواه از پمپ توربینی چهار طبقه یک مکشی می توان استفاده نمود . وقتی ارتفاع در حدود ۱۵۰۰ فوت است ، پمپ مزبور را می توان طراحی کرد که از ۲۰ تا ۹۰۰ گالن آب را در هر دقیقه پمپاژ نماید . بازده مکانیکی و هیدرولیکی این پمپ ها قابل توجه است .
پمپ های شیمیایی و فرایندی :
در بسیاری از صنایع شیمایی و کارخانه های کاغذ سازی برای انتقال بسیاری از سیالات خورنده و ساینده از پمپ های گریز از مرکز استفاده می کنند . البته بدیهی است که چون بدنه ، محور ، پروانه و سایر قسمت های متحرک پمپ با مواد ساینده و خورنده در تماس اند ، بسرعت فرسوده شده و عمرشان کم میشود . در عمل برای اینکه از کاهش عمر سریع این پمپ ها جلوگیری کنند ، کلیه قسمت های متحرک پمپ را که با این سیالات در تماس اند با لایه ای از لاستیک مذاب پوشانده و پس از خنک شدن وچسبیدن آن ، قطعه را در جای خود سوار می کنند .
ا سید ها و بازها با غلظت ودمای مختلف ، سود سوز آور ، آب گوگردی ، کلرات پتاسیوم ، آب آهک ، اسید هیپو کلرید ریک وبسیاری از سیالات مشابه را بوسیله این پمپ ها انتقال می دهند . در کارخانه های کاغذ سازی از پمپ ها برای انتقال مواد از یک نقطه به نقطه دیگر استفاده می کنند .
در ابتدا آب سرد وخمیر کاغذ به میزان کافی به قسمت مورد نیاز ماشین کاغذ سازی انتقال می یابد . انواع مواد شیمیایی که برای ساخت کاغذ مورد نیاز می باشد بوسیله پمپ ها به محل دستگاه هدایت و فاضلاب حاصل نیز بوسیله پمپ ها به محل مناسب پمپاژ می شوند .
محفظه مکش پمپ گریز از مرکز افقی در ابتدای آن واقع گردیده است . از این پمپ معمولاً در صنایع شیمیایی و پتروشیمی و سایر کارخانه جات مشابه که کار اصلی آنها انتقال انواع و اقسام سیالات رقیق و غلیظ وخورنده وغیر خورنده است استفاده می کنند .
وضعیت خاص پروانه پمپ های گریز از مرکز موجب افزایش موارد استفاده از آنها در صنایع کاغذ سازی شده است . معدود بودن تعداد پره ، ورودی های بزرگ و وجود صفحات و فلانچ های سنگین و ضخیم جزو مزایای این پمپ ها بشمار می روند . پروانه ها پوشیده بوده و به صفحات سایشی نیازی ندارند . شکل وتعداد پره ها به کاری که پمپ باید انجام دهد بستگی دارند .
– برای پمپاژ آب میوه ، شیر ، اسید ها ودیگر محلول های اسیدی از پمپ گریز از مرکز پیرکس یا بلوری استفاده می کنند .
– علت استفاده از شیشه یا پیرکس این است که شیشه در مقابل اسید ها و مواد مشابه مقاوم بوده و با آنها از نظر شیمیایی ترکیب نمی شوند . اسید هیدرو فلوریک و اسید فسفر یک بلوری تنها اسید هایی هستند که با شیشه ترکیب می شوند . برای انتقال مواد قلیایی به هیچ عنوان نباید از پمپ های بلوری استفاده کرد .
پمپ های ناقل فاضلاب :
این جور پمپ ها جهت انتقال فاضلاب و لجن و مواد مشابه بکار می روند ، مواد جامدی که از ته نشین کردن فاضلاب و تصفیه آنها بدست می آید لجن یا تفاله نامیده می شوند . تفاوت در طراحی پروانه ، تنها عاملی است که در موقع بکار گیری پمپ های گریز از مرکز جهت انتقال فاضلاب یالجن باید مورد نظر قرار گیرد .
در این صورت برای ممانعت از انسداد پمپ ، پروانه مصرف شده از نوع پوشیده بوده و عرض بیشتری دارد و به نسبت ظرفیت پمپ از دو یا چهار پره تشکیل می شوند . سوراخ ورودی این پره ها را معمولاً بصورت مدور می سازند تا در مقابل عبور جریان مقاومت کمتری از خود نشان دهد ضمناً آن را طوری فرم می دهند تا از مسدود شدنش بوسیله مواد ریش ریش ، پارچه یا کاغذ که می خواهند خود را به صورت یک گلوله در آورند ، جلوگیری بعمل آید .
انتقال لجن های باقی مانده از یک مرکز تصفیه فاضلاب بمراتب مشکل تر از پمپاژ فاضلاب اصلی است زیرا لجن های مزبور به میزان بسیار زیادی مواد معلق ومزاحم را در خود دارند علاوه بر طرح خاصی که در مورد پروانه این پمپ ها بکار می رود ، برای آنکه مواد مزبور با فشار بطرف پروانه رانده میشوند ، در نزدیکی دهانه ورودی زائده ایی به شکل پیچ دونخه ایجاد می کنند . هر کدام از راهای مزبور به یک پره پروانه ختم می شود . مواد جامد مزاحم و پارچه های ریش ریش که می خواهند در کناره ها وگوشه ها پنهان شد و یا راه مجرای ورودی را ببندند به محض رسیدن به پیچ مزبور تحت تأثیر یک جریان گردابی وار قرار گرفته و بین مار پیچ های داخلی بدنه پیچ خورد می شوند . در موقع نصب پمپ های ناقل فاضلاب باید توجه داشت که چون این پمپ تقریباً دائمی می باشند باید پایه ، بدنه وسایر قسمت های لازم را به طور مطمئنی در جای خود جاسازی ومحکم نمود. پمپ های ناقل خمیر مواد معدنی : بیشتر این پمپ ها از نوع تناوبی بوده و در کارخانه های قند سازی بکار می روند .
این پمپ ها فاقد سوپاپ های ورودی بوده و سیال مورد نظر در اثر سنگینی خود به داخل پمپ کشیده می شود ( عمق منفی ) . در نتیجه وظیفه سوپاپ ورودی بوسیله پیستون پمپ تناوبی انجام می شود .
پمپ های آبکشی :
چا هک را نباید با چاه فالاب اشتباه کرد . غلظت سیالاتی که در داخل چاهک قرار دارند به اندازه چاه فاضلاب نبوده وضمناً فاقد مواد مزاحم اضافی می باشند . در حقیقت چاهک را باید با آب انباری دانست که در پایین ترین نقطه ساختمان حفر شده و آبریزی های کلیه دستشویی ها و غیره به آن سرازیر می شوند . هر چند وقت یک بار، پمپ مخصوصی که در چاهک نصب شده به صورت خود کار روشن شده وآب موجود در آن را تا سطح معینی کاهش می دهد .
پمپ های آبیاری :
پمپ هایی که به این منظور بکار می روند برای ارتفاع کم و ظرفیت های زیاد طراحی میشوند . از این پمپ ها برای زه کشی ، کنترل سیلابها و همچنین مقابله با بارندگی های ناگهانی نیز ا ستفاده می کنند . از آنجایی که پروانه این پمپ ها شبیه پروانه زیر دریایی ها می باشد به آنها پروانه ملخی هم گفته میشود . احتیاجات عمومی این گونه پمپ ها باعث شده که آنها را به صورت یک پارچه و قا بل حمل ونقل طوری بسازند که بسادگی در بالای جریا نی از آب معلق شده و یا از اسکلتی که در بالای جریان آب تعبیه شده آویزان گردند .
پمپ های دیافراگمی :
در این پمپ ها بجای استفاده از پیستون یا انگشتی از یک ماده قابل ارتجاع ( شبیه لاستیک ) استفاده می کنند . انواع اصلی این پمپ ها عبارتند از :
۱-نوع بسته .
۲-نوع باز .
– موارد استفاده از این پمپ برای خارج کردن سیالات موجود در زیر پایه ساختمانها ، خندق ها ، زیر آب ها وسایر جاهایی است که آب مورد نظر با گل و شن و ماسه همراه است .
طبقه بندی پمپ های سانتریفوژ بر حسب موارد کاربرد : به منظور کاربرد صحیح پمپ های سانتزیفیوژ ابتدا باید بدانیم ازیک پمپ بخصوصی در کجا ا ستفاده و یا به عبارتی چه نوع پمپی برای کار مورد نظر مناسب است .
پمپ های سانتریفوژ را بر حسب موارد کار برد سریعتر و روشن تر می توان به صورت زیر طبقه بندی کرد :
الف ) – کاربرد عمومی : پمپ های عمومی برای انتقال آب صاف وخنک ، نفت وسایر مایعات بی اثر مناسب می باشند . این پمپ ها عموماً با پروانه بسته و در اندازه های مختلف عرضه می شوند . پمپ های عمومی معمولاً با موتور الکتریکی کوپله شده و گاهی بدون آن به فروش می رسند .
برحسب میزان ارتفاع بالابری این پمپها به سه دسته تقسیم می شوند :
۱ ) – پمپ های سانتریفیوژ با ارتفاع بالابری کم :
پمپ هایی هستند که تا ارتفاع ۱۵ متر کار می کنند . این پمپ ها عموماً از نوع حلزونی یک طبقه و با محور افقی بوده وبسته به میزان آبدهی ممکن است سیال از یک طرف یا هر دو طرف وارد پروانه گردد .
۲ ) – پمپ های سانتریفیوژ ارتفاع بالابری متوسط : پمپ هایی هستند که تا ارتفاع ۴۰ مترکار می کنند . این پمپ ها عموماً دارای پره های راهنما ( افشان ) بوده و بسته به میزان آبدهی ممکن است آب از یک طرف یا هر دو طرف وارد پروانه گردد .
۳ ) – پمپ های سانتریفیوژ با ارتفاع بالابری زیاد ( فشار قوی ) :
برای بالابری سیال در بیش از ۴۰ متر بکار می روند . پمپ های فشار قوی عموماً چند طبقه هستند زیرا یک پروانه تکی بسهولت نمی تواند چنین فشار قوی را تولید نماید . این پمپ ها ، ممکن است افقی یا عمودی باشند . ارتفاع بالابری به ازای هرطبقه پمپ در پمپ های سا نتریفیوژ افقی معمولاً ۳۰ تا ۵۰ متر افزایش می یا بد . بنا بر این این تعداد طبقات بستگی به فشار مورد نیاز دارد
۴ ) – پمپ های چاه عمیق :
این پمپها عموماً از نوع توربینی قائم و چند طبقه می با شند . موتور محرک این پمپ ها ممکن است الکترو موتور ، موتور دیزلی ، بنزینی ویا توربین بخار باشد . شافت انتقال بین موتور و پمپ معولاً یکی از دو نوع زیر است نوع اول بدون غلاف بوده و شافت مستقیماً با آب در تماس است و بوسیله آن خنک می شود . در نوع دوم شافت در داخل لوله پر از روغنی به نام غلاف جای می گیرد و بدین ترتیب خنک کاری آن با روغن انجام می شود . در واسطه انتقال شافت و غلافی همیشه اندکی روغن وارد آب چاه می گردد ، بدین دلیل در پروژه های تهیه آب آشامیدنی شافت بدون غلاف استفاده می گردد .
تعداد طبقات پمپ بستگی به ارتفاع بالابری مورد نیاز دارد و معمولاً برای هر طبقه ۱۰ متر در نظر گرفته می شود . بنا بر این هر چه عمق چاه افزایش یابد تعداد طبقات را می توان بیشتر گرفت .بطور مثال تا کنون حتی پمپی با ۳۱۷ طبقه و ارتفاع بالا بری ۲۷۰۰ متر نیز ساخته شده است ، ولی پمپ های سانتریفیوژ بیش از ۱۴ طبقه عملاً مورد استفاده کم تری دارند پروانه این پمپ ها معمولاً از نوع بسته یا نیمه باز می باشد .
۵ ) – پمپ های شناور :
در این طرح پمپ چند طبقه توربینی قائم مستقیماً روی یک موتور الکتریکی بقطر کم سوار شده و همراه پمپ در زیر آب قرار می گیرند . وزن موتور وپمپ از طریق لوله رانش یا لوله کالمن به فونداسیون دهنه چاه منتقل می شود و گاهی به منظور اطمینان بیشتر به وسیله سیم بکسل مهار می گردد . به موازات لوله کالمن یک لوله روغن روانکاری و یک کابل انتقال برق تا موتور امتداد می یابد .
معایب ) – موتورهای مورد ا ستفا ده در این پمپ ها معمولاً طوری طراحی می شوند که به اندازه عمر پمپ بتوانند بدون مراقبت کار کنند زیرا در صورت خراب شدن باید از چاه بیرون کشیده شوند و این کار هزینه و مشکلات زیادی در بر دارد
ب ) – کاربرد آب رسانی :
۱ – چاههای عمیق و نیمه عمیق .
۲ – آبهای رو زمینی .
۳ – آبهای رو زمینی
a – پمپ های توربینی قائم با انتقال مستقیم : این پمپها را می توان برای کشیدن آب از دریاچه ، رودخانه ، استخر ، چاه ، مخازن و غیره که دبی کم یا متوسط با فشار زیاد احتیاج است به کار برد .
– موارد استفاده :
برای دبی متوسط و زیاد با فشار متوسط پمپ های قائم از نوع جریان مختلط استفاده میشود . دبی آنها ۶۰۰۰ – ۳۰ لیتر در ثانیه با ارتفاع بالابری ۳۰- ۶ متر می باشد .
b ) – پمپ های ملخی :
با دبی تا ۱۲۰۰۰ لیتر در ثانیه و ارتفاع ۳/۰ تا ۱۵ متر و مناسب برای آبیاری .
c ) – پمپ های عمومی : در انتقال آب های روزمینی از پمپ های عمومی استفاده می شود . پمپ های مورد استفاده اغلب از نوع حلزونی یک طبقه میباشند .
ج ) – آبیاری : این پمپ ها معمولاً با دبی زیاد و ارتفاع نسبتاً کم یا متوسط می باشند بنابراین دارای پره هایی از نوع مختلط یا محوری هستند . در مواردی که آب باید از چاه عمیق یا نیمه عمیق تأمین شود از موتور پمپهای توربینی یا شناور ا ستفاده می شود . استفاده از پمپ های یک طبقه و چند طبقه ملخی برای ارتفاع کم و متوسط با دبی زیاد بسیار متداول است .
د ) دفع فاضلاب :
پمپ های فاضلاب ، پمپ های سانتریفوژ امروزه کاربرد زیادی در دفع فاضلاب دارند زیرا می توانند بدون اشکال مواد جامد موجود در آنها را منتقل نمایند . دارای راندمان زیادی هستند و بسهولت روی چاهها و غیره قابل نصب می باشند .
۱ ) – پمپ های بزرگ :
در جاییکه مقدار فاضلاب مورد انتقال زیاد باشد ، استفاده از پمپ های افقی یا قائم از نوع جریان محوری یا جریان مختلط معمول است . این پمپ ها ارتفاع کم و متوسط و دبی زیادی می توانند تولید نمایند . در فاضلاب هایی که مواد جامد معلق زیاد است از پمپ های حلزونی با جریان مختلط می توان استفاده نمود . پمپ های فاضلاب اغلب دارای پروانه های بسته با سه پره می باشند .
۲ ) – پمپ های بلا انسداد :
فاضلاب خام ممکن است دارای مواد جامدی از قبیل تکه پارچه ، نایلون ، کاغذ ، مو و غیره بوده و ضمن عبور از پمپ در پره های آن گیر کرده و باعث انسداد آن شوند .
بدین منظور پمپ های بلا انسداد با پروانه هایی مرکب از دو یا سه پره و بطور کلی فاقد پره ساخته می شوند . پروانه ممکن است از نوع باز یا بسته با شد ولی نوع بسته آن بیشتر متداول است . معمولاً فاصله بین پره های پروانه برای عبور دادن انواع مواد جامد با اندازه کافی باز در نظر گرفته می شود . در برخی از این پمپ ها لوله مکش در حدود ۲۵ درصد بزرگتر از لوله رانش و در برخی دیگر مساوی آن در نظر گرفته می شود . کوچکترین اندازه این پمپ ها معمولاً ۳ اینچ است . این پمپها را به انواع افقی و قائم می توان یافت . نوع قائم آن جای کمتری میگیرد و لوله کشی آن ساده تر از نوع افقی است .
فاضلاب های صنعتی ممکن است دارای مواد خورنده فلزات باشند . بنابراین در انتخاب پمپ های مورد نظر به این موضوع نیز باید توجه داشت .
۳ ) – پمپ های قابل حمل :
این پمپ ها از نوع شناور بوده و معمولاً مجهز به لوله های خرطومی می باشند . پمپ دارای دسته ای است که بوسیله آن بسهولت می تواند جابجا شود . به منظور جلوگیری از ورود مواد اضافی معمولاً در ابتدای لوله مکش یک سبد صافی پیش بینی می شود .
پمپهای یک طبقه و چند طبقه :
پمپهای یک طبقه { SINGLE-STAGE PUMPS} :
پمپهای گریز از مرکز یک طبقه با انواع گوناگون پروانه ها ساخته می شود، یکی از ساده ترین انواع آنها دارای یک مجرای مکش و یک پروانه می باشد و به این جهت یک طبقه نامیده شده است. پره های پروانه بین دو صفحه قرار گرفته اند و مجاری مایع بین پره ها و این دو صفحه محصور گردیده اند. این نوع پروانه به تمام بسته موسوم می باشد که مورد استعمال بیشتری دارد . پمپهای چند طبقه { MULTISAGE PUMPS } : پمپهای چند طبقه گریز از مرکز ، تا کنون برای تولید ( ۴۰ اتمسفر فشار ۶۰۰پوند بر اینج مربع ) و یا ارتفاع ۳۵۰ متر آبدهی و با سرعت ۷۱۵۰ دور در دقیقه ساخته شده اند . با این حال وقتی که سرعت گردش تلمبه از ۳۵۰۰ دور در دقیقه تجاوز نکند ، معمولا ارتفاع آبدهی آنها از ۱۲۰ متر تجاوز نمیکند . بنابراین در مواردی که ارتفاع آبدهی پمپهای یک طبقه کافی نباشد از پمپهای چند طبقه که دارای ارتفاع آبدهی بیشتری است استفاده میکنند .
– چون در صنایع استخراج نفت لازم است ، پمپهائی بکار گرفته شود که دارای ظرفیت گذر حجمی بسیار زیاد و ارتفاع فوق العاده بلند از پمپهای چند طبقه استفاده میشود .
مثال ) – پمپی ساخته شده است که دارای ۳۱۷ طبقه ( هر طبقه دارای یک محفظه میبا شد ) و به ارتفاع انرژی ۲۷۰۰ متر بوده است . بطور خلاصه در یک پمپ چند طبقه ، دور یا چند پروانه متوالی روی یک محور قرار میگیرند . آب در پوسته همان طبقه جمع شده ، طبقه دوم تخلیه میشود و از دوم به سوم و به همین ترتیب ادامه مییابد . پمپهای چند طبقه هم با محور افقی و هم با محور قائم کاربرد دارند .
انواع پمپها ۳ دسته هستند :
۱- پمپهای پیستونی و محوری .
۲ – اجکتور پمپ .
۳ – پمپ سانتریفیوژ .
۱ – پمپ پستونی و محوری شامل:
پمپ ساده
پمپ بالابر
پمپ دوار
پمپ محوری
– تعریف پمپ ساده :
مایع بوسیله پیستون فشرده شده و دراثر فشار جو ازمخزن به داخل لوله مکش می آید.
– تعریف پمپ بالابر :
دراین پمپ با پیستون آب از چاه گود به بالا کشیده و از خروجی به بالا می ریزد.
– تعریف پمپ دوار :
در این نوع پمپ که بیشتر برای جابه جایی مایعات غلیظ و سنگین استفاده می شود و بر اصل فشار بر روی مایع کار می کند که بوسیله چرخ دنده ها فشاربر روی مایع وارد شده وبه داخل لوله می راند.
– تعریف پمپ محوری ( پمپ ملخی ) :
این نوع پمپ با دور زیاد و فشار کم و ارتفاع مکش کم بیشتر برای آبیاری مورد استفاده قرار می گیرد.
۲ – اجکتور پمپ :
دراین نوع پمپ آب تحت فشار که از پمپ دیگر تامین می شود از طریق نازل با سرعت زیاد آب بداخل لوله باریکی فرستاده شده و باعث خروج هوا از لوله خروجی می گردد.
دراثر کاهش فشار خلاء ایجاد شده فشار جو ، آب را به درون پمپ می راند واز لوله خروجی به بیرون می ریزد.
از این پمپ درمحیطهایی که امکان بردن پمپ های معمولی نیست استفاده می شود و یا برای جمع آوری آبهای سطحی ویا جابه جایی مایعات قابل اشتعال که با موتورهای پمپ دار معمولی امکان انفجار و اشتعال وجود دارد بکار میرود . پمپ اجکتور دارای دو ورودی و یک خروجی که با تزریق مایع کم می توان مایع زیاد گرفت.
۳ – پمپ سانتریفیوژ :
این نوع پمپ ها دارای انواع مختلفی هستند که از لحاظ ساختمان و روش بهره برداری
– تعداد پروانه – مقدار فشار – شرایط خروج مایع با هم متفاوت هستند.
– قسمتهای تشکیل دهنده پمپ سنتریفیوژ : شامل ، پروانه – پوسته – شافت وقطعات دیگر است.
– پروانه : همه پمپ ها دارای تعدادی پروانه بر حسب نیاز می باشند .
ساختمان پروانه به سه صورت ساخته می شوند:
باز – نیمه باز – بسته .
نکته ) – البته در آتش نشانی بیشتر از انواع بسته استفاده می شود.
کار پروانه :
کار پروانه در پمپ ایجاد فشار در مایع وسرعت دادن به مایع وراندن مایع به جلو می باشد.
– پوسته :
پوسته شکلی حلزونی دارد که پروانه ها سوار بر روی شفت در داخل پوسته بگردش در می آیند و آب را به بیرون می رانند. درقسمت های داخلی پوسته بر روی بدنه در اطراف پروانه ها تعدادی پره های ثابت راهنما در نظر گرفته شده است که کارشان جمع آوری آب وهدایت آن به پره های بعدی ویا راهنمایی به سمت خروجی می باشد ضمناً پره های راهنما ایجاد فشار در مایع نیز می کنند.
– شافت :
نیروی موتور محرکه از طریق میله که شافت نامیده می شود وارد پمپ شده، و پروانه ها را گردش در می آورد وگردش پروانه ها در داخل پوسته و جابه جایی مایع بستگی به گردش شافت ونیروی محرکه آن دارد.
– ناف پمپ یا نا فی :
محلی که شافت وارد پمپ می گردد ناف پمپ می گویند که این محل باید حتماً آب بندی باشد تا ازخروج آب از قسمت پوسته به خارج وقسمت موتور و ورود روغن به پوسته پمپ جلوگیری نماید. درغیر اینصورت باعث مخلوط شدن آب و روغن در داخل موتور محرکه و بروز اشکالات دربازدهی پمپ و بخصوص درزمان آبگیری می گردد.
روش آب بندی ناف پمپ به سه طریق آب بندی می نمایند.
۱ – ذغال ثابت .
۲ – ذغال متحرک .
۳ – نخ نسوز.
۱ – بوسیله زغال ثابت و سخت که بصورت حلقه ایی در اطراف میله روی پوسته قرار دارد محل را کاملاً می پوشا نند.
۲ – بوسیله دو قطعه ذغال سخت به شکل نیم دایره که در اطراف میله قرار دارند وذغال تحت فشار فنرهای قوی بطور دائم محل ورود میله به پوسته را درحالت آب بندی نگهداری می کند.
۳ – استفاده از الیاف نخهای نسوز مخصوص که محل ورود میله به پوسته را پرمی کند و بوسیله پیچ قابل تنظیم ا ست این نقطه را آب بندی می نمایند.
– تامین نیروی محرکه پمپ :
نیروی محرکه پمپ بوسیله موتور ما شین یا موتور برقی وگازوئیل و بنزین .
– آبگیری با پمپ به دو روش بوسیله پمپ می توانیم آبگیری نمائیم:
روش اول بوسیله آبهای تحت فشار مانند شیر هیدرانت یا منابع آب در ارتفاع ویا بوسیله موتور دیگر به پمپ آبرسانی می کنیم. روش دوم بوسیله خود پمپ ازمنابع روباز مانند: استخرها ، چاهها ، آبگیری می نمائیم. روش آبگیری از استخر : با لوله خرطومی تا عمق ۱۰ متری می توانیم با پمپ های سنتریفیوژ آبگیری نمائیم.
– دستگاه تخلیه پمپ : برای خالی کردن هوای درون پمپ ولوله های خرطومی درهنگام آبگیری از دستگاه تخلیه پمپ که بر روی پمپ نصب گردیده است استفاده می شود وپس از تخلیه هوا فشار جو باعث ورود آب وبالا آمدن آب در دورن لوله های خرطومی و رسیدن آن به داخل پمپ می گردد تا مورد استفاده قرار گیرد. انواع مختلف دستگاههای تخلیه بر روی موتور پمپ ها :
۱- دستگاه تخلیه نوع پیستونی .
۲- دستگاه تخلیه نوع دودی .
۳- دستگاه تخلیه نوع واتر رینگ .
۴ – دستگاه تخلیه نوع دورانی .
۵ – دستگاه تخلیه نوع واترسیل .
قسمتهای مختلف یک موتور پمپ از نظر ظاهری بشرح زیر می باشد :
– فشار سنج ها .
– خروجی آب .
– اهرم تخلیه آب زمستانی .
– ورودی آب .
– اهرم با کلید تخلیه هوا .
– شیر برگشت آب به منبع .
– اینداکتور تنظیم کف .
– عقربه نشان دهنده مقدار آب درون تانک آب وعقربه نشان دهنده مقدار کف درون تانک کف.
– تعریف فشار سنج :
تعیین میزان فشار ایجاد شده توسط پمپ بوسیله فشار سنج معلوم می گردد.
بوستر پمپ :
صنعتگران ایران با بیش از سی سال تجربه علمی در زمینه ساخت پمپ های دنده ایی ، (Gear Pump) جدید پمپ های دنده ایی مخصوص مواد سنگین و الکترو گیربکس های خاص این پمپ ها را طراحی و پس از آزمایشات لازم در خط تولید قراردادند که سالها در پالایشگاه ها و کارخانجات تصفیه روغن قند و .. مشغول به کار می با شد.
پمپهای روغن داغ مارک NORM ترکیه دارای ( مکانیکال سیل بورگمان آلمان بوده ) و قابلیت تحمل ۴۰۰ درجه حرارت را دارا بوده همچنین بمدت یکسال گارانتی شرکت الوند پمپ می باشد .
پمپ های جابجائی مثبت :
پمپاژ سیالات با ویسکوزیته بالا در پمپ های سانتریفوژ همراه با افت زیاد خواهد بود . امروزه با توجه به شرایط خوب توربو پمپ ها سعی بر استفاده هر چه بیشتر از این پمپ ها می باشد. ولی به دلائل اقتصادی برای سیالات ویسکوزیته استفاده از این نوع پمپ ها مقرون به صرفه نیست . استفاده از پمپهای دوار یا پمپ های پیستونی امکان پمپاژ سیالات با ویسکوزیته بالا را فراهم می کند.
پمپ های رفت و برگشتی :
پمپ های رفت و برگشتی از جمله پمپ های جابجائی مثبت می باشند . تلمبه های خانگی قدیمی نمونه ساده پمپهای رفت و برگشتی پیستونی می باشند . پمپ از مجموعه یک سیلندر و یک پیستون که متصل به یک اهرم حرکت دهنده می باشد ، تشکیل شده است . حرکت پیستون از طریق اهرم بندی از بالا تامین می گردد . با بالا رفتن پیستون و ایجاد خلاء در داخل سیلندر سیال به داخل سیلندر از مخزن مکش مکیده می شود و همزمان آب بالای پیستون از مسیر نشان داده شده به بیرون فرستاده می شود . در برگشت با پائین آمدن پیستون و اعمال فشار به سیال داخل سیلندر، سیال از سوپاپ های نصب شده بر روی پیستون عبور کرده و به بالای آن رانده می شود . تکرار مراحل فوق منجر به پمپاژ سیال به روش جابجائی خواهد شد . در مسیر ورودی به پمپ یک سوپاپ ورودی نصب شده که مانع برگشت سیال به داخل مخزن در زمان پائین آمدن پیستون می گردد .
پمپ های دیافراگمی :
عمل پمپاژ در یک پمپ دیافراگمی شبیه پمپ پستونی یک طرفه است . این امر در شکل ٨- ١١ نشان داده شده است . با نفوذ دیافراگم به قسمت بالای حفره پمپ سیال از طریق سوپاپ یکطرفه لوله مکش وارد پمپ می شود. با پائین رفتن دیافراگم سیال از طریق سوپاپ یک طرفه لوله خروجی از سیلندر خارج می شود . با تکرار شدن این چرخه، سوپاپ خروجی در اثر فشار ناحیه خروجی ومکش ایجاد شده توسط ضربه ورودی بسته میشود.
– اغلب پمپ های دیافراگمی به شیوه مکانیکی عمل می کنند ، اما برخی از آنها نیز بر اثر فشار هوا کار می کنند . این پمپ های هوایی بر حسب نوع پمپ می توانند با هوای فشرده یا خلاء کار کنند .این پمپ ها به لحاظ ساختمان ساده ایی که دارند ، به عنوان پمپ های اندازه گیر، انتقال و یا چاهکی عمل می کنند . همچنین میتوانند برای انتقال سیال ، دو غاب و یا پساب به کار گرفته شوند .مسیر حرکت دیافراگم در پمپ مکانیکی توسط یک میله رابط قابل تنظیم یا مکانیزم دیگری کنترل این مسیر حرکت در پمپ های هوایی با استفاده از یک نگهدارنده قابل تنظیم ، دیافراگم کنترل می شود . این نگهدارنده به جای تنظیم حرکت کلی آن، حرکت رو به بالای دیافراگم را محدود می کنند . برای انتقال مواد شیمیایی یا سایر سیالات، آستر پمپ ها باید از فولاد ضد زنگ یا دیگر فلزات مقاوم در برابر خوردگی ساخته می شود. یاتا قانهای نگهدارنده محور معمولا از نوع غلاف یا بوش هستند، که یا به محور پرس می شوند یا در قسمت انتهای مرکز پوسته جای میگیرند. باید بخاطر داشته با شید که جریان سیال در یک پمپ دیافرا گمی یکنواخت نبوده ، بلکه به صورت منقطع یا ضربه ایی است .
پمپ های دوار :
پمپ های دوار جزء دسته پمپ های جابجایی مثبت بوده و در صنعت جهت پمپاژ سیالات سنگین ( مانند سوخت سنگین وروغن ) استفاده می شوند . این پمپ ها در انواع دنده ای ، پیچی و پره ایوجود دارند . در اینجا بعضی پمپ های جابجائی مثبت به طور خلاصه بررسی می شوند .
الف ) – پمپ دوار دنده ای (Gear) :
این پمپ ساده ترین نوع پمپ دوار می باشد و در دو نوع داخلی و خارجی ساخته می شوند .در این نوع پمپ ها سیال در فضای بین دندانه ها حبس شده و به بیرون فرستاده می شود . دندانه ها از نوع Helical& Spur می باشند . نوع Helical جریان آرامتری را برقرار میکند . در بعضی طرح ها سوراخ هایی در امتداد شعاع از بالا به پایین دندانه وجود دارد و هر دو فضای بین دنده مجاور را به هم ارتباط می دهد . این به خاطر بای پس کردن سیال از یک دنده به دنده بعدی است تا از افزایش فشار بیش از حد و اعمال بار زیاد بر یاتاقا نها جلوگیری شود. پمپ های دنده ایی امکان پمپاژ سیال با ویسکوزیته های مختلف و با فشار ورودی متفاوت را دارند و جریان در سیستم به آرامی و بدون ضربه ( پالس ) برقرار می شود . از مزایای این پمپ ها خود راه انداز هستند و می توانند خشک نیز کار کنند .) از آنجا که این نوع پمپ ها تنها دو جزء متحرک دارند ، قابلیت نگهداری و در مدار بودن بالایی دارند و در هر دو جهت نیز می توانند کارکنند . سرعت پمپ های کوچک١٧۵٠ تا٣۴۵٠ دور در دقیقه است و برای پمپ های بزرگتر و سیال چسبنده تر سرعت ( پایینتر ) کاهش می یابد . باتوجه به طراحی این نوع پمپ ها که لقی کمی بین دندانه و پوسته می باشد ، کنترل بر روی جریان سیال به سلدگی صورت میگیرد و همین نکته منجر به استفاده بیشتر این پمپ ها در انتقال دقیق سیالات حساس و گران شده است . البته لازم است دقت شود همراه سیال ذرات خورنده نباشد ، جنس دنده ها معمولا از فولاد زنگ نزن و بوش ها و آب بند مکانیکی از جنس برنز انتخاب میشود .
ب ) – پمپ دوار پره ای (Vane) : این پمپ ها در چند نوع پره کشویی، پره پاندولی ، پره بادامکی و پرهء قابل انعطاف ساخته می شوند .
ج) – پمپ دوار Lobe :
در این پمپ ها دو محور وجود دارد . مشابه پمپ های دنده های متصل. (Lobe) وجود سیال در محفظه پمپ راه اندازی را تسهیل می کند . جهت جلوگیری از نشت گاز به درون سیستم در زمان خاموش بودن لازم است تدابیر لازم در موقع راه اندازی صورت گیرد و گازهای احتمالی سیستم مطابق دستورالعمل تخلیه شود.
طرز کار : این نوع پمپ ها تقریبا مشابه عملکرد پمپ های دنده ایی است ولی از آنجا که سیال در قطعات بزرگتر به بیرون ارسال میشود، جریان سیال به آرامی جریان پمپ های دنده ایی نیست . در این نوع پمپ ها سیال در اثر عامل خارجی ( فشار هوا یا نیروی ثقل ) وارد پمپ می شود پس از ورود به پمپ به جلو فرستاده می شود . این پمپ برای پمپاژ گستره وسیعی از سیالات چسبنده و محلول ها استفاده میشود . در این نوع پمپها امکان همراه بودن مواد جامد با سیال نیز وجود دارد زیرا این نوع پمپ ها لقی بیشتری بین پروا نه و پوسته وجود دارد
د ) – پمپ دوار پیچی :
این پمپ ها مانند چرخ گوشت بوده و دارای یک ، دو یا سه چرخ هستند و به نحو مناسب درون پوسته ثابت قرار داده شده اند . در پمپ های دوار دبی عبوری از پمپ فقط تابع دور محور است و به فشارتولید شده بستگی ندارد. این، خاصیت پمپ های دوار را از پمپ های سانتریفوژ متمایز می کند .تلفات داخلی پمپ های دوار که شامل نشتی ها می باشد معمولا بالاست بنابراین این پمپ ها برای فشارهای بالا مناسب نیستند در فشار های خیلی بالا از پمپ های رفت و آمدی پیستونی استفاده شود .چنانچه از نشتی سیال صرفه نظر کنیم ، دبی عبوری این پمپ ها تقریبا ثابت است. بنابر این منحنی مشخصه یک خط ثابت است ولی با توجه به وجود نشتی این منحنی کمی با افزایش فشار به طرف دبی کمتر میل می کند . افزایش ویسکوزیته سیال منجر به کاهش دبی عبوری می شود و علت این است که سیال نمی تواند با سرعت کافی فضای خالی شده داخل پمپ را پر کند . قدرت پمپ نیز با افزایش ویسکوزیته افزایش می یابد . اگر چه رایج ترین پروانه مورد استفاده در پمپ های دنده ایی از نوع ساده است ، اما انواع حلزونی و جناغی هم وجود دارد .
پمپ های دنده حلزونی :
یک پمپ دوار با جابجائی مثبت که در صنعت کاربرد فراوانی دارد ( برای انتقال روغن یا دیگرسیالات گرانرو ) پمپ دنده ای از نوع پیچی است . پمپ پیچی با طرح دو پروانه خود می تواند حجم زیادی از روغن را به راحتی انتقال دهد . از آنجا که مکانیزم پایه پمپ پیچیده است ، تولید آن پر هزینه بوده و در ضمن در برابر مواد ساینده نیز بسیار آسیب پذیر است .
در عمل، پمپ پیچی توسط روتور مرکزی یا روتور گرداننده به گردش در می آید و دو روتور هرزگرد درگیر با آن نیز به حرکت در می آورد .هر دو روتور هرز گرد مشابه هم بوده و دندانه های آنها به گونه ای است که با روتور گرداننده در گیر می شود .با چرخش روتور گرداننده، سیال از یک طرف پمپ کشیده شده و ازطرف دیگر تخلیه می شود .از آنجا که دنده های روتور گرداننده با روتور هرزگرد جفت می شوند، سیال در مجرای باز داخل ناحیه دنده ها و به سمت خروجی پمپ به جلو رانده می شود.
پمپ پیچی نیز مانند پمپ دنده ای دو محور از یک پوسته مرکزی صلب از جنس فولاد یا چدن ساخته شده و چنان ماشین کاری می شود که بتواند سه روتور را درون خود جای دهد . روتورگرداننده از یک انتهای پوسته بیرون میزند . محور روتور های هرز گرد معمولا از پوسته انتهائی بیرون نمی زنند. انتهای پوسته به صورت مسطح ماشینکاری و مته می شود تا یاتاقینهای محور روتور بر روی آن نصب گردنند. برای نقطه ای که محور از انتهای پمپ بیرون می زند یک نوع واشر آب بندی فراهم می شود. روغنکاری یاتاقان های پمپ توسط خود سیال پمپ شونده صورت می گیرد . یاتاقان های برخی پمپ های پیچی به جای انتها در پوسته مرکزی قرار میگیرند . این یاتاقان ها از نوع بوش بوده و سه یاتاقان را نگه داشته و همچنین سطوح داخلی پمپ را تشکیل می دهند. مواد ساینده در پمپ می توانند باعث گرفتگی یا تسریع در فرسایش روتورها شوند . هر سه روتور ( یا پیچ ) معمولا از یک فلز واحد ، فولاد با کربن بالا، فولاد آلیاژی و یا آلیاژهای دیگری با در صد سختی بالا ، ساخته می شوند .









