آشنایی با انواع پمپ های صنعتی
برای صحبت پیرامون انواع پمپ صنعتی باید گفت گاهی اوقات در صنعت نیاز است تا یک مایع مثل آب، نفت، مواد شمیایی صنعتی، فاضلاب، گل و لای، دوغاب و… را از یک نقطه‌به‌نقطه‌ی دیگر منتقل کرد. در چنین مواقعی بهترین راه استفاده از یک پمپ صنعتی مناسب آن کار است. چرا که به مراتب سرعت کار را بالاتر می‌برد.
حتما بخوانید:
انواع پمپ های الکتریکی و کاربردشان
همه‌چیز درباره نصب و تعمیر کمپرسور
پمپ صنعتی انرژی مکانیکی یا نوع دیگر انرژی را به انرژی هیدرولیک تبدیل میکند و به این صورت با ایجاد نیر مایع را بین دو نقطه جابجا میکند. نیاز انسان به آب و جابجایی آن از نقطه‌ای به نقطه‌ای دیگر سبب شد که انسان به فکر ساخت دستگاهی که این مشکل را بر طرف کند بیافتد. سر انجام این نیاز بشریت به مرور باعث ساخت پمپ شد.
اولین پمپ های تاریخ
2000 سال قبل از میلاد، زمانی که مصریان دستگاهی ابتدایی برای برداشت آب از چاه‌ها اختراع کردند. پمپ ها جزء ضروری زندگی ما بوده‌اند. اگرچه ممکن است این اولین پمپ با توجه به استانداردهای امروزی خیلی ساده به نظر برسد. اما باید توجه داشت که تنها پس از هزاران سال وجود انسان بر روی کره زمین بوجود آمد.
تمدن باستانی بین النهرین با چندین اختراع امروزی معتبر است. بین النهرینی‌ها در واقع افراد باهوشی بودند و تفکر علمی فراوانی داشتند. کشاورزی، کتابت، شراب، چرخ و اهلی کردن حیوانات تنها چند مورد از چیزهایی است که این تمدن به جهانیان معرفی کرد. تمدن باستانی بین النهرین در نواحی ایران امروزی، عراق و سوریه زندگی می‌کرد.
اگرچه اختراع آنها با تعریف امروزی یک پمپ نبود. در اینجا ذکر آن خالی از لطف نیست. آنها از یک اهرم چوبی استفاده کردند که در مجاورت یک مخزن آب قرار داشت. در یک سر اهرم یک سطل و به طرف مقابل یک وزنه تعادل وصل شده بود. هنگامی که اهرم به پایین فشار داده شد. سطل پر از آب می‌شد و وزنه تعادل اهرم را به عقب بر می‌گرداند و سطل را بالا آورد. سپس آن را تخلیه می‌کردند. مصریان 2000 سال قبل از میلاد پمپ آب مصری‌ها اولین پمپی که بشر اختراع کرد.
حتما بخوانید:
نقش درایو (اینورتر) در پمپ چیست؟
پمپ صنعتی چگونه کار میکند؟
موتور شامل سیم پیچ و آهنربا است که باعث به وجود آمدن میدان مغناطیسی میشوند. میدان مغناطیسی ایجاد شده باعث گردش پروانه‌های موتور میشود و در نتیجه آن یک مکش بوجود می‌آید که این مکش باعث وارد شدن مایع مورد نظر از یک طرف لوله میشود و توسط موتور هدایت میشود.
انواع پمپ صنعتی
حتما بخوانید: تعمیر و نگهداری پمپ هیدرولیک رکسروت
پمپ گریز از مرکز:
نحوه کار پمپ گریز از مرکز براساس قانون برنولی و تبدیل سرعت سیال (انرژی جنبشی) به فشار است. افزایش فشار سیال با استفاده از یک پروانه گردان ممکن میشود. در واقع با چرخش پروانه، تیغه‌های متحرک روی آن فشار سیال را افزایش داده و به این ترتیب سیال شتاب میگیرد. سپس سیال به داخل پخش کننده رفته و در نهایت به سمت سیستم لوله‌کشی حرکت میکند.
پمپ گریز از مرکز بطور کلی از یک محفظه، یاتاقان و محفظه آن، محور پمپ یا شفت و یک پروانه تشکیل میشود. اجزای اصلی این پمپ گاهی با توجه‌به نیاز کاربر تغییراتی می‌یابند که این تغییرات باعث بوجود آمدن انواع مختلف پمپ گریز از مرکز شده است. بعنوان مثال پمپ گریز از مرکز حلزونی بدلیل شکل قرار گیری محور به این نام شناخته میشود.
در انواع دیگر میتوان از پمپ گریز از مرکز جریان محوری، پمپ گریز از مرکز جریان محوری، پمپ گریز از مرکز جریان مختلط و پمپ گریز از مرکزشعاعی نام برد که بدلیل نوع پروانه بکار رفته در آنها با این نام‌ها نامگذاری شده‌اند. پروانه‌ها در پمپ‌ها به سه شکل شعاعی وجود دارند.
اول شکل شعاعی که دارای پره یا تیغه‌های نزدیک به هم است که باعث ورود سیال موازی محور و خروج آب با زاویه 90 درجه میشود. دوم بعضی دیگه از پره‌ها هستند که شبیه ملخی هواپیما به شکل محور هستند و تیغه‌ها از هم فاضله‌ی زیادی دارند و سیال هم بصورت موازی با محور وار پمپ میشود و هم بصورت تقریبا موازی نیز از آن خارج میشود. سوم پروانه جریان مختلط است که ترکیب نوع اول و دوم است. بعبارتی سیال موازی محور وارد پروانه میشود. ولی بدلیل شکل ملخی شکل و مورب پره‌ها با زاویه‌ای کمتر از 90 درجه بصورت مورد از پروانه با فشار زیاد خارج می‌گردد. در ادامه به انواع پمپ گریز از مرکز میپردازیم.
1) پمپ های شعاعی
در پمپ های شعاعی سیال پس از 90 درجه چرخش نسبت به مکش از پروانه خارج میشود. رایج ترین پمپ های گریز از مرکز از این دسته هستند. سیال وارد فلنج مکش افقی شده و از طریق فلنج خروجی عمودی خارج میشود. بنابراین، تخلیه عمود بر محور پمپ است.
این طرح زمانی اعمال میشود که محدودیت جریان وجود داشته باشد و بخواهید فشار تخلیه را افزایش دهید. بنابراین طراحی شعاعی پمپ باعث فشار بالا و دبی کم میشود. بیشتر پمپ‌های مورد استفاده در صنایع نفت و گاز در این دسته قرار میگیرند.
2) پمپ های محوری
در پمپ جریان محوری، سیال به موازات محور حرکت میکند. این روش شبیه کار یک پیشرانه است. مهمترین کاربرد این پمپ زمانی است که دبی زیاد و هد فشار بسیار کمی وجود دارد. بعنوان مثال، آنها در پمپ‌های آبگیری و پمپ های گردش آب رایج هستند.
3) پمپ های مخلوط
همانطور که از نام آن پیداست، در یک پمپ جریان مخلوط، سیال با ترکیبی از خواص شعاعی و محوری جریان می‌یابد. بنابراین، این یک مبادله بین پمپ های محوری و شعاعی است. پمپ های مخلوط با دبی بالا با افزایش مناسب هد، کار میکنند.
پمپ های جابجایی مثبت:
پمپ‌های جابجایی مثبت، برخلاف گریز از مرکز، از نظر تئوری می‌توانند جریان یکسانی را با سرعت معین بدون توجه به فشار تخلیه ایجاد کنند. بنابراین پمپ های جابجایی مثبت ماشین های جریان ثابت هستند. با این حال، افزایش جزئی در نشتی داخلی با افزایش فشار مانع از جریان واقعا ثابت میشود.
یک پمپ جابجایی مثبت نباید در برابر یک شیر بسته در سمت تخلیه پمپ کار کند. زیرا مانند پمپ های گریز از مرکز سر خاموش کننده ندارد. یک پمپ جابجایی مثبت که در برابر یک شیر تخلیه بسته کار میکند باعث میشود فشار در خط تخلیه تا زمانی که لوله ترکیده شود یا پمپ بشدت آسیب ببیند ادامه یابد. بنابراین، یک شیر اطمینان در سمت تخلیه پمپ جابجایی مثبت ضروری است. پمپ‌های جابجایی مثبت مایع را به یک محفظه در ورودی میرساند و آن را به یک خروجی برای تخلیه حرکت میدهد. این کار با روش چرخشی متناوب یا دیافراگم صورت میگیرد.
پمپ‌های گریز از مرکز در واقع پمپ‌های جابجایی منفی هستند. در واقع این پمپ‌ها سرعت سیال را به شدیدا بالا میبرند در حالیکه پمپ های جابجایی مثبت بطور ثابت و یکنواخت سیال را از داخل محفظه خود به بیرون میرانند. پمپ‌های جابجایی مثبت برای هد بالاتر و ظرفیت های پایین‌تر به کار میروند. پمپ‌های جابجایی مثبت به دو دسته کلی تقسیم‌بندی میشوند. در ادامه به انواع پمپ های جابجایی مثبت میپردازیم.
1) پمپ حفره‌ای
پیش‌رونده دارای یک روتور است که درون محفظه‌ای به نام استاتور می‌چرخد. روتور همیشه فلزی است و استاتور از نوعی ماده‌ای پلاستیکی تشکیل شده است. سیال بین حفره‌ها قرار دارد و حرکت چرخشی روتور سیال را از یک سر به سر دیگر وارد میکند. دارای ظرفیت کم تا متوسط، فشارکم تا زیاد، قابلیت جابجایی مواد جامد خوب، یک آب‌بندی، برش کم، جریان ثابت و ضربان کم است.
مطلب مرتبط: آشنایی با روتور و استاتور
2) پمپ های دنده‌ای:
در 2 پیکربندی موجود هستند.
یک: دنده داخلی که دارای ظرفیت متوسط، فشار کم تا متوسط، حداکثر 14 بار / Spl 17 بار، بدون قابلیت جابجایی مواد جامد، یک آب بندی و دارای جریان ثابت است.
دو: دنده خارجی دارای ظرفیت متوسط، فشار متوسط تا بالا، استاندارد 20 بار / Spl 250 بار است. دارای یک آب بندی، بدون قابلیت جابجایی مواد جامد و جریان ثابت است.
3) پمپ پره‌ای (پمپ پروانه‌ای):
دارای ظرفیت متوسط، فشار کم، قابلیت جابجایی مواد جامد متوسط، یک آب بندی و جریان ثابت است.
حتما بخوانید: طرز کار شیر پروانه‌ای چگونه است؟
4) پمپ لوب چرخشی:
دارای ظرفیت متوسط تا زیاد، فشار کم تا متوسط، قابلیت جابجایی مواد جامد خوب، آب بندی دو/چهار، جریان ثابت و ضربان متوسط است.
5) پمپ پیچی:
پمپ پیچ دارای نسخه‌های متعددی است که به پمپ های چند پیچی معروف هستند که دارای ظرفیت متوسط تا زیاد، فشار بالا، فقط مایعات روان کننده، بدون قابلیت جابجایی مواد جامد، یک آب بندی و جریان ثابت است.
6) پمپ دیافراگمی:
پمپ دیافراگمی با هوا دارای ظرفیت کم تا متوسط، فشار کم تا متوسط، راندمان بسیار پایین، بدون آب بندی و ضربان بالا است.
7) پمپ پریستالتیک (پمپ شلنگی):
دارای ظرفیت متوسط، فشار کم، قابلیت جابجایی مواد جامد خوب، برش کم، بدون آب بندی و ضربان بالا است.
پمپ های رفت و برگشتی:
این نوع پمپ ها در بین پمپ های صنعتی سایر کاربردی هستند که معمولا برای پمپاژ سیالات با چگالی بالا مانند زنگ، مواد غذایی و روغن استفاده میشوند. در واقع این نوع پمپ‌ها بصورت ویژه میتوان برای کار هایی که به دور موتور دقیق یا فشار بالای خروجی نیاز دارند بکار میرود. خروجی این پمپ‌ها برعکس اکثر پمپ‌ها تحت تاثیر فشار خروجی قرار نمیگیرد. این پمپ دو حفره دارد. یک حفره برای مکش و یک حفره در سمت تخلیه وجود که باعث میشوند که عمل مکش و تخلیه براحتی و بدون توجه به حج و فشار انجام شود.
این پمپ ها کاربردها زیادی دارد که در زیر چند نمونه را نام میبریم.
- استفاده در پمپاژ سبک روغن
- استفاده در کارواش‌ها و مشاغل نیمه‌صنعتی
- استفاده در صنایع حفاری نفت، گاز، پتروشیمی و پالایشگاه‌های نفتی
- استفاده در سیستم‌های پنوماتیک
- تأمین دیگ‌های بخار کوچک با میعانات گازی
حتما بخوانید: پنوماتیک چیست؟ مزایا و معایب
انواع پمپ پمپ های رفت و برگشتی:
- پمپ های قدرت: پیستون، پیستون و عمل مستقیم (بخار)
- پمپ های دیافراگمی: قدرتی که بصورت مکانیکی یا هیدرولیکی فعال میشوند.
- پمپ های هوادار: پمپ های دو دیافراگمی
- پمپ های پیستونی با هوا
حتما بخوانید: سیستم هیدرولیک چیست؟ کاربرد آن
پمپ های شناور
پمپ شناور ESP دستگاهی است که دارای یک موتور مهر و موم شده‌است که به بدنه پمپ متصل است. کل مجموعه در سیالی که قرار است پمپ شود غوطه‌ور میشود. مزیت اصلی این نوع پمپ این است که از حفره شدن پمپ جلوگیری میکند. مشکلی که با اختلاف ارتفاع زیاد بین پمپ و سطح سیال همراه است. پمپ‌های شناور بجای پمپ‌های جت که خلاء ایجاد میکنند و بر فشار اتمسفر متکی هستند. سیال را به سطح فشار می‌دهند. شناورها بجای موتور الکتریکی از مایع تحت فشار از سطح برای به حرکت درآوردن سوراخ موتور هیدرولیک استفاده میکنند و در کاربردهای روغن سنگین با آب گرم بعنوان سیال محرک استفاده میشوند.
حتما بخوانید: موتور الکتریکی (الکتروموتور) چیست؟
پمپ‌های شناور الکتریکی پمپ‌های گریز از مرکز چند مرحله‌ای هستند که در حالت عمودی کار میکنند. مایعاتی که توسط پروانه شتاب میگیرند. انرژی جنبشی خود را در دیفیوزر از دست می‌دهند. جاییکه تبدیل انرژی جنبشی به فشار صورت میگیرد. این مکانیسم عملیاتی اصلی پمپ‌های جریان شعاعی و مختلط است. در HSP موتور بجای یک موتور الکتریکی، یک موتور هیدرولیک است و ممکن است چرخه بسته یا چرخه باز باشد.
حتما بخوانید: هیدروموتور (موتور هیدرولیک) چیست؟
شفت پمپ توسط یک کوپلینگ مکانیکی در پایین پمپ به جداکننده گاز یا محافظ متصل میشود. سیالات از طریق یک صفحه ورودی به پمپ وارد شده و توسط پمپ بلند میشوند. سایر قسمت‌ها شامل یاتاقان‌های شعاعی (بوشینگ) است که در طول شفت توزیع شده‌اند و پشتیبانی شعاعی را برای محور پمپ فراهم میکنند. یک یاتاقان رانش اختیاری بخشی از نیروهای محوری ناشی از پمپ را به خود اختصاص میدهد. اما بیشتر این نیروها توسط یاتاقان رانش محافظ جذب میشوند. همچنین پمپ‌های شناور پیچی با یک پیچ فولادی وجود دارد که بعنوان عنصر کار در آنها استفاده میشود.
توجه: گروه صنعتی سپیانی در زمینه ساخت پمپ صنعتی فعالیتی ندارد.