پمپ‌های دیافراگمی Diaphragm Pumps

مرکزخدمات فنی هايتک ابزار بعنوان اولين مرکزتخصصی مشاوره فنی، تامين و خدمات پس از فروش پمپ های ديافراگمی از معتبرترين سازندگان اروپایی و آمريکایی آمادگی خودرا جهت ارائه خدمات ذيل به استحضار ميرساند:

- مشاوره فنی و ارائه نرم افراز جهت انتخاب صحيح پمپ ديافراگمی.

- تامين قطعات يدکی اصلی انواع پمپ های ديافراگمی از سازندگان معتبر اروپایی و آمريکایی  آرو اينگرسولرند، گراکو، ويلدن، ورسامايتک، دپا ، سندپايپر،.....

- پشتيبانی فنی و تعميرات انواع پمپ های ديافراگمی.

- ارائه لوازم جانبی پمپ های ديافراگمی نظير شوک بلوکرهای اتوماتيک (ضربه گير سيال) جهت تنظيم خودکار هوا و نوسان سيال خروجی.

- ارائه کيت کامل اتصالات خط هوا شامل واحد مراقبت ، فيلتر ، رگلاتورگيج و 1/5 متر شيلنگ هوا.

- لوازم جانبی تکميلی از قبیل کيت شمارش سيکل، سلونوئيد ولو و اتصالات نصب روی بشکه و... که بصورت جداگانه قابل ارائه می باشد.

- ارائه پکيج کامل و پرتابل پمپ های ديافراگمی تخليه بشکه.

در جدول زیر به صورت خلاصه و شماتیک برتری پمپ های دیافراگمی را به عنوان جایگزینی مناسب برای انواع پمپ ها با کاربرد های مختلف در صنایع مشاهده می کنید :

.

پمپ دیافراگمی (Diaphragm pump) (همچنین به عنوان پمپ غشایی (Membrane pump) شناخته می‌شود) یک پمپ جابجایی مثبت است که از ترکیبی از عمل متقابل یک دیافراگم لاستیکی، ترموپلاستیک یا تفلون و ولو های مناسب (چک ولو، شیر پروانه، فلپ ولو) بر هر دو سمت دیافراگم است.

اصل کار پمپ های دیافراگمی

ابتدا، تصور کنید که تزریق یک کار دشوار است. یک سرنگ تزریقی در واقع یک فرم اولیه یک پمپ دیافراگم است. وقتی پیستون نشان داده شده در عکس 1 به عقب کشیده می شود، سیال به داخل سیلندر کشیده می شود. وقتی پیستون به سمت جلو حرکت می کند، سیال از سمت سوزن در نوک سیلندر تخلیه می‌شود.

سیال از یک نقطه مشابه با یک سرنگ تزریقی داخل و خارج می‌شود، ولی حال به یک مدل که نقاط ورودی و خروجی جداگانه ای دارند نگاه می‌کنیم. (در این مثال مسیر های ورودی و خروجی جریان مدور هستند)

آیا سیلندر نشان داده شده در شکل 2 می‌تواند سیال را وقتی پیستون به سمت بیرون کشیده می‌شود مکش کند؟

جواب منفی است. حتی وقتی پیستون به سمت بیرون حرکت می‌کند، فقط هوا از سمت بالا به داخل سیلندر کشیده می‌شود.

حال ما یک چک ولو (check valve) کروی در مسیر هوای ورودی در شکل 2 قرار می‌دهیم. بعد همانطور که در شکل 3 می‌بینیم دیگر هوا به داخل جریان پیدا نمی‌کند و فشار منفی ایجاد شده داخل سیلندر باعث مکش سیال به بالا می‌شود. اگر چک ولو خیلی سبک باشد مقداری از سیال میتواند از سیستم خارج شود ولی بیشتر آن به داخل مخزن برمی‌گردد. اگر چک ولو سنگین باشد تمام سیال مکش شده به داخل مخزن برمی‌گردد.

در مرحله بعد، به پیستون فشار وارد می‌کنیم (شکل 4). اگر چک ولو خیلی سبک باشد مقداری از سیال میتواند از سیستم خارج شود ولی بیشتر آن به داخل مخزن برمی‌گردد. اگر چک ولو سنگین باشد تمام سیال مکش شده به داخل مخزن برمی‌گردد.

حال ما یک چک ولو دیگر در پایین سیلندر برای جلوگیری از جریان رو به پایین سیال قرار می‌دهیم. در این حالت با توجه به چک ولو پایینی سیال به داخل مخزن برنمی‌گردد (همانطور که در شکل 5 نشان داده شده) و به چک ولو بالایی فشار وارد کرده و از همان قسمت خارج می‌شود. وقتی پیستون به سمت بیرون حرکت می‌کند، در این زمان چک ولو بالایی بسته شده و چک ولو پایینی باز می‌شود و سیال به داخل سیلندر مکیده میشود. لازم به ذکر است که در این مدت هیچ جریان برگشتی از سمت بالا نداریم. (شکل 6). همانطور که نشان دادیم، کار یک چک ولو، حرکت دادن سیال در یک جهت است که این یک عملکرد کلیدی و ضروری برای یک پمپ دیافراگمی است. معمولا از یک چک ولو کروی برای چک ولو استفاده می‌کنند.

طرح ساختمانی پمپ دیافراگمی

شکل بالا اصول مکش و تخلیه پمپ دیافراگمی را نشان می دهد.

مشخصات پمپ دیافراگمی

با توجه به اصول کار توضیح داده شده در بالا، پمپ های دیافراگمی دارای مشخصات زیر هستند.

1. سیال با نوسان جریان دارد

به دلیل نوع کارکرد این پمپ، جریان سیال هنگام مکش و تخلیه دارای تناوب است. به این وضعیت پالسیشن (Pulsation) که باعث می‌شود پمپ های دیافراگمی از اساس با پمپ های سانتریفیوژی فرق کنند.

2. هنگامی که سیال توسط عملکرد یک چک ولو وارد سیلندر می شود، همیشه جریان از سمت بالا خارج می‌شود.

بنابراین، حتی زمانی که فشار قابل توجهی برای سمت تخلیه (سمت بالا) اعمال می شود، نگه داشتن چک ولو کروی، تا زمانی که قدرت (نیروی فشار دادن پیستون) اجازه می دهد، فشار داخل سیلندر افزایش می یابد. به لحاظ نظری، در مورد عملکرد بسته، این بدان معنی است که فشار داخل سیلندر می تواند بی نهایت افزایش یابد. با این حال، قبل از اینکه فشار به بی نهایت برسد، ضعیف ترین بخش های نزدیک پمپ، مانندسیلندر یا لوله تخلیه، ممکن است منفجر شوند یا موتور حرکت دهنده پیستون بسوزد. به همین دلیل است که هنگام استفاده از پمپ دیافراگمی یک شیر تخلیه کمکی و یک رله حرارتی برای موتور هرگز نباید فراموش شود.

3. آبندی چک ولو بسیار حیاتی است

هنگامی که خاک یا مواد خارجی در اطراف پک ولو قرار می گیرند، آب بندی به خطر می افتد. در چنین مواردی، عملکرد غیر بازگشتی از کار می‌افتد، که عملکرد پمپ را به گونه ای کاهش می دهد که در بعضی موارد پمپ به طور کامل تخلیه می شود. همین وضعیت ممکن است رخ دهد وقتی که چک ولو یا ولو سیت (valve seat) (بخشی که با چک ولو در تماس است تا آبندی ایجاد شود) آسیب دیده است.

A diaphragm pump (also known as a Membrane pump) is a  that uses a combination of the reciprocating action of a rubber,  or   and suitable valves on either side of the diaphragm (, butterfly valves, flap valves, or any other form of shut-off valves) to pump a .

There are three main types of diaphragm pumps:

Those in which the diaphragm is sealed with one side in the fluid to be pumped, and the other in  or . The diaphragm is flexed, causing the volume of the pump chamber to increase and decrease. A pair of non-return check valves prevent reverse flow of the fluid.

Those employing volumetric positive displacement where the prime mover of the diaphragm is electro-mechanical, working through a crank or geared motor drive, or purely mechanical, such as with a lever or handle. This method flexes the diaphragm through simple mechanical action, and one side of the diaphragm is open to air.

Those employing one or more unsealed diaphragms with the fluid to be pumped on both sides. The diaphragm(s) again are flexed, causing the volume to change.

When the volume of a chamber of either type of pump is increased (the diaphragm moving up), the pressure decreases, and fluid is drawn into the chamber. When the chamber pressure later increases from decreased volume (the diaphragm moving down), the fluid previously drawn in is forced out. Finally, the diaphragm moving up once again draws fluid into the chamber, completing the cycle. This action is similar to that of the cylinder in an . Diaphragm Pumps deliver a  between the drive mechanism and the compression chamber, allowing the pump to transfer, compress, and evacuate the medium without a lubricant.

An elastomeric diaphragm can be used as a versatile dynamic seal that removes many of the limitations found with other sealing methods. They do not leak, offer little friction, and can be constructed for low pressure sensitivity. With the right material consideration, diaphragms can seal over a wide range of pressures and temperatures without needing lubrication or maintenance.

پُمپ یا تُلُمبه (به : Pump) وسیله‌ای برای انتقال است که با افزایش فشار جریان آن، امکان جابجایی را به ارتفاعی بالاتر (با افزایش هد) یا حتی پایین دست (معمولاً حوضچه یا مخزن) فراهم می‌آورد. پمپ کاربردهای فراوان در و حتی در وسایل نقلیه دارد. مانند پمپ یا پمپ تا پمپ‌های بزرگ برای پر کردن حوضچه‌های تعمیر . تلمبه‌های رایج و قدیمی شامل تلمبه باد برای باد کردن چرخ ، یا تایر و همچنین تلمبه‌های که یا سوخت را از مخزنی (مانند چاه آب) با مخزنهای دیگر منتقل می‌کنند، می‌شود.

محتویات

تعریف

به‌طور کلی پمپ به دستگاهی گفته می‌شود که انرژی مکانیکی را از یک منبع خارجی گرفته و به که از آن عبور می‌کند، انتقال دهد. در نتیجه، انرژی سیال پس از خروج از این دستگاه (پمپ) افزایش می‌یابد. در پمپ‌ها تغییرات انرژی سیال همواره به صورت تغییر سیال مشاهده می‌گردد. از پمپها برای انتقال سیال به یک ارتفاع معین یا جابجایی آن در یک سیستم یا استفاده می‌نمایند. به عبارت کلی تر، پمپ دستگاهی است که سیالات غیرقابل تراکم را از یک نقطه به نقطه‌ای دیگر جابجا می‌نماید.

انواع پمپ

پمپها دارای انواع مختلفی هستند. دسته‌بندی‌های گوناگون، پمپ‌ها را بر پایه ویژگی‌های گوناگون طبقه‌بندی می‌کنند. در یکی از رایج‌ترین این طبقه‌بندی‌ها، برپایه نحوه انتقال انرژی از پمپ به سیال، پمپ‌ها به دودسته تقسیم می‌شوند:

پمپ‌های دینامیکی: در این پمپ‌ها انتقال انرژی به سیال به‌طور دایمی است. انواع پمپ‌های دینامیکی عبارت اند از:
گریز از مرکز (Centrifugal)
جریان محوری (Axial)

پمپ‌های جابجایی مثبت: در این پمپ‌ها انتقال انرژی به سیال به صورت متناوب یا پریودیک صورت می‌پذیرد. انواع پمپ‌های جابجایی مثبت عبارت اند از:
رفت و برگشتی (Reciprocating)
دوار (Rotary)

پمپ‌های دینامیکی

تقسیم‌بندی پمپ‌های دینامیکی

یک پمپ گریز از مرکز بر اساس تبدیل انرژی جنبشی یک جاری به فشار ایستا کار می‌کند. این نحوه عمل بوسیله قانون برنولی توصیف می‌شود. قاعده عملکرد پمپ گریز از مرکز را می‌توان با ملاحظه تأثیر تکان دادن یک سطل آب بر روی یک مسیر دایره‌ای شکل توسط یک طناب، نشان داد. نیرویی که آب را به کف سطل فشار می‌دهد، نیروی گریز از مرکز است. اگر یک سوراخ در کف سطل تعبیه شود، آب از طریق این سوراخ جریان می‌یابد. از این گذشته اگر یک لوله ورودی در سطل تعبیه شود، جریان آب به بیرون سوراخ منجر به تولید یک خلاء موضعی در داخل سطل خواهد شد. این خلاء آب را از یک منبع در سمت دیگر لوله ورودی به داخل سطل خواهد کشید. بدین روش یک جریان پیوسته از منبع و به بیرون سطل بوجود می‌آید.

در رابطه با پمپ‌های گریز از مرکز، سطل و سرپوش آن متناظر با قاب پمپ، سوراخ و لوله ورودی متناظر با ورودی و خروجی پمپ هستند و طناب و بازو متناظر کار پروانه را انجام می‌دهد.

پمپ گریز از مرکز پمپی است که از یک پروانه گردان به منظور افزودن فشار یک سیال استفاده می‌نماید. پمپ‌های گریز از مرکز عموماً برای جابجا کردن سیال از طریق یک سیستم لوله‌کشی کاربرد دارد. سیال در امتداد یا نزدیک محور چرخان وارد پروانه پمپ گشته و بوسیله این پروانه شتاب می‌گیرد و به سرعت به سمت بیرون و به داخل یک پخش‌کننده یا محفظه حلزونی جریان می‌یابد که از آنجا به درون سیستم لوله‌کشی پائین جریان خارج می‌گردد.

تیغه‌های روی پروانه بطور تصاعدی از مرکز پروانه پهن می‌شوند که سرعت را کاهش داده و را افزایش می‌دهد. این امکان به پمپ گریز از مرکز اجازه می‌دهد تا جریان‌های پیوسته با بالا ایجاد نماید.

دارای یک محفظه هستند که حلزونی شکل است و پوسته یا کِیسینگ نامیده می‌شود و درون آن یک یا چند چرخ قرار دارند که روی یک محور (شفت) نصب شده‌اند. هر چرخ مجهز به تعدادی پره می‌باشد. انتقال انرژی به سیال در این قسمت انجام می‌شود. برای اینکه از محل خروج شفت از کِیسینگ پمپ سیالی خارج نشود و اصطلاحاً نشتی به خارج نداشته باشیم از ابزاری به نام مکانیکال سیل استفاده شده‌است. نکته بسیار مهم در مورد این نوع پمپها هواگیری یا پرایم کردن پمپ پیش از روشن کردن آن‌ها می‌باشد. یعنی پس از لاین آپ نمودن پمپ و اطمینان از ورود سیال به داخل پمپ، باید از خروج کامل هوا یا گاز حبس شده در داخل پمپ نیز اطمینان حاصل نمود. از این نوع پمپها در ابعاد و اندازه‌های مختلف برای مصارف گوناگون ساخته می‌شوند.

دسته‌بندی پمپ‌های گریز از مرکز

پمپ‌های گریز از مرکز را می‌توان به چند صورت دسته‌بندی نمود. یک شیوه دسته‌بندی، بر پایه جریانی است که بوجود می‌آورند. در این شیوه پمپ‌های گریز از مرکز به سه دسته تقسیم می‌شوند:

: در این پمپ‌ها فشار سیال تنها با اعمال افزایش می‌یابد. پمپ‌های این دسته، با یک سری پروانه‌های ورودی دارای کمتر از ۴۲۰۰ و با دو سری پروانه‌های مکشی دارای کمتر از ۶۰۰۰ هستند. در این پمپ‌ها سیال به‌طور معمول از طریق توپی وارد پروانه شده و به صورت شعاعی به محیط جریان می‌یابد.

جریان مختلط: در این پمپ‌ها فشار تا حدودی با اعمال و تا حدودی نیز با اعمال نیروی بالابری (lift) که از جانب تیغه‌ها اعمال می‌شود افزایش می‌یابد. این دسته از پمپ‌ها دارای یک سری پروانه ورودی با جریان خروجی محوری هستند و تخلیه در راستاهای محوری و شعاعی انجام می‌شود. پمپ‌های این دسته به صورت معمول دارای مابین ۴۲۰۰ تا ۹۰۰۰ هستند.

: پمپ‌های این دسته که گاه پمپ‌های ملخی هم نامیده می‌شوند بیشترین افزایش فشار سیال را از طریق اعمال پروانه‌ها یا عملیات بالابری تیغه‌ها اعمال می‌کند. این گروه یک سری پروانه ورودی به همراه جریان ورودی محوری و خروجی تقریباً محوری دارند. پمپ‌های این گروه غالباً دارای سرعت مخصوص‌هایی بیش از ۹۰۰۰ هستند. در حالت کلی از پمپ‌های جریان محوری هنگامی که تولید دبی لازم باشد استفاده می‌کنند و از پمپ‌های جریان شعاعی به منظور افزایش فشار سود می‌برند.

اجزای تشکیل دهنده الکتروپمپ گریز از مرکز

قسمت‌های اساسی یک الکتروپمپ گریز از مرکز عبارتند از:

: که شامل قسمت الکتریکی پمپ است.

یا هم محورسازی :که متصل‌کننده الکترومتر به شافت (محور) پمپ است.

محفظه یاتاقان: که محل قرارگیری برینگها می‌باشد.

مکانیکال سیل: که محل آب‌بندی پمپ و جداکننده سیال پمپاژ شده و قسمت مکانیکی پمپ است.

پره‌های پمپ: که با توجه به نوع کاربرد دارای انواع گوناگون هستند.

دو جزء اصلی پمپ‌های گریز از مرکز و آن و حلزونی پمپ هستند.

: نقش پروانه‌ها در پمپ گریز از مرکز تأمین انرژی لازم برای سیال می‌باشد. در پمپ‌ها دو نوع پروانه پایه‌ای وجود دارند:

مارپیچی

توربینی

گاهی ممکن است نیاز شود برای به حرکت درآوردن پمپ صنعتی از منابع و محرک‌های قدرت که در اشکال مختلف وجود دارند به همراه یک دستگاه انتقال نیرو استفاده نمود. در سال‌های اخیر معمولاً به منظور به حرکت درآوردن پمپ‌هایی مثل پمپ گریز از مرکز، پمپ دورانی یا پمپ رفت و برگشتی از موتورهای الکتریکی استفاده می‌شود. در این میان ممکن است برای این کار از توربین‌های بخاری، توربین‌های گازی، توربین‌های هیدرولیکی، موتورهای بنزینی، موتورهای گازی و موتورهای دیزلی نیز استفاده شود. منابع دیگری نیز برای به حرکت درآوردن پمپ‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند که استفاده از آن‌ها محدود است. منابع دیگری نیز وجود دارند که اعتبار آن‌ها محدود است و فقط در موارد خاص و ویژه به کار برده می‌شوند؛ این منابع عبارتند از: توربین‌های انبساطی – هوایی، آسیاب‌های بادی و … ^[]

پروانه‌های توربینی با تیغه‌های پخش‌کننده‌ای احاطه شده‌اند که مسیرهای به تدریج پهن شونده‌ای فراهم می‌آورند تا سرعت آب را به آهستگی کاهش دهند؛ بنابراین هد سرعت به هد فشار تبدیل می‌شود.

پروانه مارپیچی با ویژگی نداشتن تیغه‌های پخش‌کننده مشخص می‌شوند. در عوض پروانه آن درون محفظه‌ای که حلزونی شکل است قرار گرفته و سرعت آب به دلیل ترک کردن پروانه کاهش می‌یابد که همراه با افزایش فشار می‌باشد.

انتخاب بین این دو نوع پروانه بسته به شرایط استفاده تغییر می‌کند. نوع مارپیچی به دلیل ظرفیت بالا و هد مصرفی پائین در چاه‌های کم عمق معمولاً ترجیح داده می‌شوند. نوع توربینی در چاه‌های آب عمیق استفاده می‌شود.

: تیغه نقش راندن مایع به خروجی پمپ را دارد که سرعت را به فشار تبدیل می‌نماید. جزء تیغه در داخل پمپ که معمولاً به پروانه متصل است به نوبه خود دارای شکل‌های گوناگونی است. دسته‌بندی شکلی تیغه‌ها را می‌توان به‌طور کلی به دو دسته تقسیم نمود:

صاف

مارپیچ

که این دسته‌بندی نیز می‌تواند منجر به دسته‌بندی کلی در مورد پروانه‌ها گردد.

مزایا و معایب پمپ گریز از مرکز

از مزایای پمپ گریز از مرکز می‌توان به ویژگی تولید یک جریان هموار و یکنواخت اشاره نمود. برخی انواع پمپ‌های گریز از مرکز مقداری شن نیز پمپ می‌کنند و در کل مطمئن و دارای عمر کاری خوبی می‌باشند.

از معایب این پمپ‌های می‌توان به از دست دادن سطح کیفی راه اندازی اشاره نمود که بعد از راه اندازی رخ می‌دهد. همچنین راندمان این پمپ‌ها وابسته به کار تحت هد و سرعت طراحی می‌باشد.

در راه اندازی یک پمپ گریز از مرکز از آنجاییکه این پمپ‌ها از مکش استفاده می‌کنند قابلیت پمپ کردن هوا را ندارند. پس به عنوان یک نتیجه پمپ و لوله بایستی از آب پر باشند تا مشکلی در پمپ آب بروز نکند.

نابالانسی در پمپ‌های گریز از مرکز

وقتی اجزای چرخان پمپ نابالانس باشند، ارتعاش حاصل از عضو چرخان نابالانس می‌تواند ترسناک باشد. این ارتعاش می‌تواند موجب لرزش سطح زمینی که دستگاه روی آن قرار گرفته‌است شود، دستگاه‌های اطراف آن در جای خود تکان می‌خورند، پیچ‌های نگه دارنده شل می‌شوند و قطعات می‌شکنند. یک عضو چرخان نابالانس یر روی یاتاقان‌های خود نیرو اعمال می‌کند و آن را از طریق سازه خود به بیرون منتقل می‌نماید و نهایتاً این نیرو به فونداسیون می‌رسد. دلایل بروز نابالانسی:

خمش یا قوس برداشتن بین یاتاقان‌های تکیه گاهی

وزن معلق تحت نیروی ثقل محور محرک را خمیده می‌کند

ماده یا سیال غیریکنواخت توزیع شده در روتور

قطعات هرز و لق شده بر روی روتور

قطرهای مختف المرکز بر روی روتور که ناشی از ساخت می‌باشد و قطعات روی روتور هم مرکز نشده‌اند

هم تراز نبودن مسیر رانش با محور روتور

کوپلینگ‌های راننده لق از پشت هم پرش می‌کنند

از بین رفتن تلرانس‌های بین قطعات مونتاژ شده بر روی روتور

شانه‌ای‌های روی روتور خارج از میدان محور دوران ساخته شده‌اند

خلل و حفره‌های روی روتور

هم تراز نبودن یاتاقان‌ها به محور نیرو وارد کرده و آن را قوس می‌دهد

این نوع پمپ‌ها دارای پروانه باز می‌باشند که این نوع پروانه برای تولید دبی بیشتر و هد کمتر کاربرد دارد.

پمپ‌های جابجایی مثبت

تقسیم‌بندی پمپ‌های جابجایی مثبت

پمپ‌های رفت و برگشتی

این نوع پمپها وسایلی هستند که انتقال انرژی از آن‌ها به سیال به صورت پریودیک و دوره‌ای می‌باشد. نیروی محرکه این نوع پمپها نیز غالباً توسط موتورهای الکتریکی تأمین می‌گردد. در این نوع پمپها حرکت چرخشی میل لنگ تبدیل به حرکت رفت و آمدی پیستونی در یک سیلندر می‌شود. با عقب رفتن پیستون در سیلندر ایجاد مکش شده و در نتیجه مایع از طریق یک شیر ورودی داخل سیلندر می‌گردد. با حرکت پیستون به طرف جلو دریچه ورودی بسته و مایع از طریق شیر خروجی به خارج هدایت می‌گردد. شیرهای ورودی و خروجی یکطرفه بوده و طوری ساخته شده‌اند که در مراحل رفت و آمد پیستون، از ورود مایع داخل سیلندر به قسمت کم فشار و بالعکس ممانعت شود. اگر به جای پیستون، پلانجری در داخل سیلندر رفت و آمد کند در این حالت به آن پمپ پلانجری می‌گویند. در ضمن چنانچه پلانجر دیافراگمی را حرکت دهد پمپ از نوع دیافراگمی است. فرق میان پیستون و پلانجر در این است که طول سر پیستون کوتاه‌تر از مسافتی است که پیستون درون سیلندر طی می‌نماید، در حالی که طول پلانجر بیشتر از طول مسافت طی شده توسط آن در داخل سیلندر می‌باشد. از طرفی در پمپهای پیستون از حلقه یا رینگی جهت آب‌بندی پیستون و سیلندر استفاده شده‌است که روی بدنه پیستون قرار گرفته و همراه آن حرکت می‌کند، در حالیکه در پمپهای پلانجری این رینگ روی سیلندر قرار دارد و ثابت است. این پمپها معمولاً کم ظرفیت هستند ولی فشار خروجی سیال را می‌توانند تا مقدار زیادی افزایش دهند؛ بنابراین از این پمپها در جاهایی که نیاز به جابه‌جا کردن سیالی با حجم کم ولی فشار بالا می‌باشد استفاده می‌کنند. در ضمن باید به این نکته نیز توجه داشت که جریان سیال در این پمپها به صورت غیر یکنواخت می‌باشد. نکته بسیار مهم در مورد این پمپ‌ها آن است که هرگز نباید آن‌ها را در حالیکه شیر خروجی پمپ (دیسشارژ پمپ) بسته‌است روشن نمود

پمپ‌های چرخ دنده‌ای یا گی‌یِر پمپ

این پمپها نوعی از پمپهای گردشی یا روتاری می‌باشند. پمپ‌های چرخ دنده‌ای از دو قسمت متمایز تشکیل شده‌اند، یکی قسمت جداره ثابت و دیگری قسمت دوار که شامل یک محور گردان با چرخ دنده می‌باشد. در پمپ‌های چرخ دنده‌ای مقداری مایع بین دنده‌های چرخ دنده پمپ به اصطلاح به تله می‌افتد و در اثر چرخیدن چرخ دنده‌ها این مایع به قسمت خروجی پمپ رانده می‌شود. این پمپ‌ها به گونه‌ای ساخته می‌شوند که در آن‌ها فاصله میان اجزاء گردنده و جداره ثابت بسیار کم می‌باشد. کار برد این پمپها برای جا به جایی مایع با حجم کم و فشار متوسط می‌باشد. نکته مهم در مورد این پمپها آن است که هرگز نباید آن‌ها را در حالیکه شیر خروجی پمپ (دیسشارژ پمپ) بسته‌است روشن نمود؛ چرا که در این حالت، اگر هیچ شیر اطمینانی (سِیفتی وَلو) در مسیر دیسشارژ پمپ وجود نداشته باشد، یا خود پمپ از بین می‌رود یا اینکه لوله دیسشارژ می‌شکند.

محفظه آب‌بندی

این محفظه شامل آب‌بندها و اجزای مربوطه است و برای رسیدن به بازدهی مناسب در قطعات هیدرولیک وجود آب‌بندی کامل و مناسب ضروری است. آب‌بندی بین قطعات هیدرولیک بوسیله آب‌بندها انجام می‌شود. آب‌بندها براساس استفاده به دو نوع کلی ثابت و متحرک تقسیم می‌شوند:

- آب‌بند ثابت: به صورت واشر بین قطعات غیر متحرک به کار می‌رود. - آب‌بند متحرک: برای آب‌بندی قطعات متحرک بکار می‌رود و برطبق شکل انتخاب می‌گردد. نوع آب‌بند هر قطعه توسط سازنده تعیین می‌گرددو در زمان تعویض بایدبه این موضوع توجه داشت.

انواع آب‌بندها

اورینگ‌ها:

معمولی‌ترین آب‌بند مورد استفاده درماشین آلات می‌باشد. اورینگ‌ها به عنوان سیل ثابت و متحرک استفاده می‌شوند و جنس آن‌ها معمولاً از ترکیبات لاستیک‌های مصنوعی می‌باشند. موارد استفاده اورینگ برای آب‌بندی پیستون درسیلندر و شیرهای هیدرولیکی محل اتصال شلنگ‌ها و پمپ‌ها استفاده می‌شود. طرح اورینگ طوری است که برای نصب در شیارها ساخته شده‌است و زمان نصب تا۱۰ درصد فشرده می‌شود. درموارد استفاده متحرک عمر اورینگ به صافی سطح قطعه‌ها و اندازه بودن آن مربوط می‌شود. اورینگ‌ها در مواردی که محل آب‌بندی دارای گوشه و زاویه است استفاده نمی‌شود. اگر اورینگ در قطعه‌ای تحت فشار زیاد نصب شود، با گذاشتن یک رینگ فیبری در پشت آن از خارج شدن اورینگ از شیار خود جلوگیری می‌کند. همیشه باید یک رینگ فیبری درطرف کم فشار اورینگ نصب شود. در صورت استفاده از دو رینگ فیبری اورینگ در وسط آن‌ها قرار می‌گیرد.

آب‌بندهای V شکل و U شکل:

V پک‌ها و U پک‌ها از سیل‌های متحرکی هستند که برای آب‌بندی پیستون و شافت پمپ‌ها استفاده می‌شوند. جنس آن‌ها معمولاً از چرم یا لاستیک طبیعی و مصنوعی یا پلاستیک می‌باشد. طرز نصبشان طوری است که فشار سیال لبه آب‌بند را به دیواره بچسباند و آب‌بندی را بهتر و کامل تر کند. برای آب‌بندی قطعات پمپ بایستی حداقل یک بسته از این نوع آب‌بند را بکار بر دو چند آب‌بند را همراه هم در یک شیار قرار داد.

سیل‌های فلنجی و گردگیرها:

گردگیرها سیل‌های متحرکی از جنس چرم یا لاستیک مصنوعی یا پلاستیک بوده که معمولاً در پیستون‌ها بکار می‌روند. عمل آب‌بندی بوسیله باز شدن لبه آن‌ها و چسبیدن به سطح قطعه انجام می‌شود.

آب‌بندهای فلزی:

از نظر شکل و ساختمان مانند رینگ‌های پیستون موتور بوده و ممکن است که فلزی یا غیرفلزی باشند. جنس آن‌ها عموماً از فولاد بوده و دارای نشتی زیاد می‌باشند، مگر اینکه خیلی دقیق نصب شوند. سیل‌های فلزی به دو صورت بازشونده (پیستونی) و جمع شونده (شفت جک) وجود دارند و در جاهایی بکار می‌روند که میزان حرارت بسیار بالا است. این آب‌بندها به دلیل نشتی زیاد با کاسه نمد و کانال تخلیه به مخزن در سیستم بکار می‌روند.

واشر کمپرسی:

این واشرها فقط برای کاربرد ثابت مثل کوپلینگ، لوله‌ها، پوسته پمپ و امثال آن‌ها با پرکردن قسمت‌های ناصاف آب‌بندی را انجام می‌دهد و ممکن است فلزی یا غیر فلزی باشند.

کاسه نمدها:

درجاهایی که شافت از پوسته خارج می‌شود کاسه نمدها نصب می‌شوند. اگر فشار اتمسفر از فشار کاسه نمد بالاتر باشد از عبور هوا به داخل و اگر فشار پشت کاسه نمد بالاتر از فشار جو باشد از نشت سیال یا بخار به بیرون جلوگیری می‌کند. بهترین نوع قابل استفاده برای پمپ یک رینگ فانوسی است که بداخل آن آب تزریق می‌شود. این تزریق آب یا از خروجی خود پمپ تأمین می‌شود یا اگر سیال پمپ غیر آب باشد از یک منبع مستقل آب را لوله‌کشی می‌کنند. اگر مایع آب‌بندی‌کننده دارای ذرات جامدی باشد که به غلاف‌های کاسه نمد آسیب برساند بهتر است که سر راه آن فیلتر قرار گیرد.

گلندها:

بوش‌های یکپارچه‌ای هستند، که به منظور سفت کردن پکینگ‌ها جهت آب‌بندی بیشتر از آن‌ها استفاده می‌شود. میزان سفت کردن پیچ‌های آن به‌طور تجربی به اندازه‌ای است، که مابین اصطکاک، آب‌بندی، روغن کاری و خنک کاری تعادل حفظ شود.

پکینگ کمپرسی:

ازاین نوع آب‌بند می‌توان به جای وی پک ویو پک‌ها استفاده کرد. جنس آن معمولاً از پلاستیک یا نخ نسوز یا لاستیک نخ دار با روکش فلزی می‌باشد. آین آب‌بندها برای قسمت‌های با فشار کم بکار می‌روند. در حقیقت عامل آب‌بندی‌کننده براساس افت فشار سیال در طول غلاف می‌باشند. علت اینکه پکینگ‌ها باید دارای خواص پلاستیکی (فرم پذیری) باشند این است تا مقدار فشردگی روی اسلیو (غلاف‌ها) را تنظیم کنند ونیز خواص الاستیک جهت جذب انرژی و آسیب نرساندن به جزء دوار را داشته باشند و به صورت رینگ‌هایی درداخل محفظه آب‌بندی قرارگیرند. انرژی اصطکاکی (گرما) تولیدشده دراثر گردش شافت از طریق نشت مقدار کمی مایع از پوسته یا توسط محفظه خنک کاری پشت آن یا استفاده از هر دو دفع می‌شود. پکینگ‌ها از مواد گوناگون تشکیل شده و انواع گوناگونی دارند:

آزبستوس: که برای درجه حرارت‌های پایین ازآن استفاده می‌کنند. این پکینگ‌ها قبلاً بوسیله گرافیت یا روغن، روغن کاری می‌شوند.

متالیک: این پکینگ‌ها برای فشارها و دماهای بالا استفاده می‌شوند. پکینگ‌های متالیک ترکیبی از فویل فلزی (مس، آلومینیم، بابیت و…) با گرافیت یا مواد چرب‌کننده دیگر می‌باشند. روغنکاری نقش مهمی در این آب‌بند دارد زیرا اگر خشک کار کند روی سطح تماس مثلاً سیلندر خط می‌اندازد.

آب‌بندهای مکانیکی:(در اصطلاح فی فنر هم گفته می‌شوند)

آب‌بندهایی که تاکنون توصیف شد عمدتاً از نوع پکینگ بودند. استفاده از پکینگ‌ها به عنوان آب‌بند همیشه مناسب و عملی نیست. با محکم کردن پیچ‌های گلند اصطکاک و انرژی ایجاد شده سبب کاهش عمر و خراب شدن غلاف‌ها می‌گردد. از طرف دیگر بعضی از مایعات مثل بوتان و پروپان حلال مواد چرب‌کننده پکینگ‌ها هستند که در این صورت دقت آب‌بندی ازبین می‌رود. به دلایلی که گفته شد و همچنین زمانی که میزان نشت باید حداقل باشد از آب‌بندهای مکانیکی استفاده می‌کنند.

سطح آب‌بندی در مکانیکال سیل‌ها عمود بر امتداد محور بوده، درحالی که در کاسه نمدها سطح آب‌بندی در تماس با خود شافت یا اسلیو قرار می‌گیرد. اگرچه مکانیکال سیل‌ها در انواع گوناگون ساخته می‌شوند اما اصول کارشان یکسان و دارای دو جزء ثابت و متصل به پوسته و یک جزء دوار متصل به شافت (یا غلاف) می‌باشند و یک فنر دو قسمت را به یکدیگر محکم می‌کند. یک دیافراگم یا رینگ لاستیکی برای حرکت جانبی (مماسی) نیز وجود دارد. مکانیکال سیلها معمولاً ازدو قسمت فلزی و لاستیکی هستند. بعضی اوقات قسمت چرخان آب‌بند از زغال با روکش فولادی ساخته می‌شود. البته سطح بین رینگهای دوار و ثابت، بسیار صیقلی و در اصل از دو جنس متفاوت سیلیکون و کاربید کربن می‌باشد.

لایه‌ای از مایع با خاصیت خنک‌کنندگی و روانکاری اصطکاک را به حداقل می‌رساند. رینگ‌های مکانیکال (سیل رینگ‌ها) در دو وضعیت نسبت به پمپ قرار می‌گیرند که ممکن است رینگ دوار در سمت داخل و به طرف ایمپلر باشد، یا در قسمت بیرون قرار گرفته و با مایع پمپ شونده تماس نداشته باشد. در هر دو وضعیتی که گفته شد فقط سه نقطه مهم وجود دارد که در آب‌بندی مؤثر است:

مابین رینگ ثابت و پوسته

مابین رینگ دوار و شافت (غلاف شافت)

مابین رینگ ثابت و متحرک (بخش‌های ثابت و متحرک مکانیکال)

آب‌بندی در حالت اول توسط گسکت‌ها و اورینگ‌ها صورت می‌گیرد. در حالت دوم توسط رینگ‌ها و در حالت سوم باتماس مستقیم و تنگاتنگ دو رینگ که همواره توسط فنری به به هم فشرده می‌شوند انجام می‌شود.

موضوع قابل توجه در مورد رینگ‌ها این است که این رینگ‌ها با جنس ویژه خود در مقابل نیروی (بار) محوری ضعیف هستند و دچار آسیب می‌شوند، اما درمقابل بسیار مقاوم هستند و با مقداری سایش دوباره توسط فنری که میان آن‌ها قرار دارد ساییده می‌شوند. به همین دلیل یکی از عوامل خراب شدن آن‌ها وارد شدن نیروی محوری است. با توجه به جنس آن‌ها نیز معمولاً ترد و شکننده هستند.

حفره‌زایی (حباب‌زایی یا کاویتاسیون)

نوشتار اصلی:

این پدیده یکی از خطرناکترین حالتهایی است که ممکن است برای یک پمپ به وجود آید. آب یا هر مایع دیگری، در هر درجه حرارتی به ازای فشار معینی تبخیر می‌شود. هرگاه در حین جریان مایع در داخل چرخ یک پمپ، فشار مایع در نقطه‌ای از فشار تبخیر مایع در درجه حرارت مربوطه کمتر شود، حبابهای بخار یا گازی در فاز مایع به وجود می‌آیند که به همراه مایع به نقطه‌ای دیگر با فشار بالاتر حرکت می‌نمایند. اگر در محل جدید فشار مایع به اندازه کافی زیاد باشد، حبابهای بخار در این محل تقطیر شده و در نتیجه ذراتی از مایع از مسیر اصلی خود منحرف شده و با سرعت‌های فوق‌العاده زیاد به اطراف و از جمله پره‌ها برخورد می‌نمایند. در چنین مکانی بسته به شدت برخورد، سطح پره‌ها خورده شده و متخلخل می‌گردد. این پدیده مخرب در پمپ‌ها را می‌نامند. پدیده برای پمپ بسیار خطرناک بوده و ممکن است پس از مدت کوتاهی پره‌های پمپ را از بین ببرد؛ بنابراین باید از وجود چنین پدیده‌ای در پمپ جلوگیری گردد. کاویتاسیون همواره با صداهای منقطع شروع شده و سپس در صورت ادامه کاهش فشار در دهانه ورودی پمپ، بر شدت این صداها افزوده می‌گردد. صدای مخصوص و مشخص بوده و شبیه برخورد گلوله‌هایی به یک سطح فلزی است. هم‌زمان با تولید این صدا پمپ نیز به ارتعاش در می‌آید. در انتها این صداهای منقطع به صداهایی شدید و دائم تبدیل می‌گردد و در همین حال نیز راندمان پمپ به شدت کاهش می‌یابد. کاویتاسیون در لغت از کلمه Cavity به معنای حفره آمده و منظور از کاویتاسیون ایجاد حفره یا حفره زایی است. در صورت وقوع این پدیده یکی از خسارات آن خوردگی و حفره بر روی بدنه پروانه و پوسته پمپ است. قبل از توضیح پدیده کاویتاسیون لازم است اشاره به نقطه جوش و فشار بخار مایعات صورت گیرد. نقطه جوش مایعات به فشاری که مایع در آن قرار دارد بستگی دارد. مثلاً آب در فشار یک اتمسفر در دمای۱۰۰ درجه سانتیگراد می‌جوشد که این دما در فشار۵/۰ اتمسفر درحدود۸۰ درجه‌است. ممکن است در داخل پمپ شرایطی بوجود آید به‌طوری‌که در دمای موجود با توجه به کاهش فشاری که ایجاد شده، سیال بجوشد. این پدیده در صورت وقوع در ابتدای پره در داخل پروانه رخ می‌دهد. تبدیل مایع به حباب‌های بخار همراه با افزایش حجم ناگهانی می‌باشد (دانسیته مایع بیش از ۱۰۰۰ برابر دانسیته بخار در این شرایط است). حباب تشکیل شده با سرعت زیادی به جلو هدایت می‌شود. درنیمه دوم پره با افزایش فشار سیال شرایط از حالت اشباع به حالت مایع فشرده بر می‌گردد و طی پدیده پیچیده‌ای حباب بخار سقوط کرده و ضمن تقطیر شدن با سرعت زیاد (تا ۵۰ متر برثانیه) به اطراف برخورد می‌کند. قطرات سیال که با این سرعت به اطراف برخورد می‌کنند، دارای ممنتوم بسیار بالایی هستند به‌طوری‌که نیروی وارد شده از طرف این ذرات بر دیواره پروانه قادر است قسمتی از بدنه پروانه را کنده و بر روی آن ایجاد حفره کند. کمتر فلزی در برابر این نیرو مقاومت می‌کند، آلیاژهای فولاد -کرم مقاومت بهتری در مقابل این پدیده دارند. این پدیده معمولاً با ایجاد سر و صدا نیز همراه است که فرکانس آن به MHZ۱ می‌رسد به این صدا اصطلاحاً صدای سفید گفته می‌شود. می‌توان از طریق اندازه‌گیری صدا بروز کاویتاسیون را تشخیص داد.

راندمان سیستم‌های پمپاژ

راندمان پمپ‌ها با پیشرفت تکنولوژی و بهینه‌سازی‌های انجام شده بر روی آن‌ها روز به روز افزایش یافته و در مورد پمپ‌های با پره جریان مخلوط (سرعت مخصوص بین ۲۰۰۰ تا ۴۰۰۰) می‌تواند به بیش از نود درصد برسد. با این وجود مطالعات انجام شده بر روی سیستم‌های پمپاژ در کشورهای مختلف نشان می‌دهد راندمان سیستم‌های پمپاژ به‌طور میانگین کمتر از ۴۰ درصد است. همچنین این مطالعات نشان می‌دهند حدود ۱۰ درصد از سیستم‌های پمپاژ با راندمانی کمتر از ده درصد کار می‌کنند. علت راندمان پایین سیستم‌های پمپاژ را بایستی در پایین بودن راندمان سیستم لوله‌کشی، شیوه‌های نامناسب کنترل دبی پمپ، استفاده از پمپ‌هایی با ظرفیت بالاتر از حد نیاز و نگهداری نامناسب پمپ‌ها جستجو کرد.

منحنیهای عملکردی پمپ‌ها

نوشتار اصلی:

کارخانه‌های سازنده پمپ‌ها جهت مشخص نمودن شرایط و عملکردهای هر پمپ، منحنی‌های مختلفی را با انجام آزمایش‌های مشخصی به همراه درخواست مشتری ارائه می‌دهند. مسئله مهم کاربردی بودن این نمودارها بعد از خرید و در هنگام بهره‌برداری از آن‌ها می‌باشد. سیال مورد استفاده جهت آزمون پمپ، بیشتر آب یا گازوییل، در دمای محیط می‌باشد. دلیل استفاده از آنها ارزانی، راحتی و در دسترس بودن است. در صورتی که سیال پمپ شونده سیالی با لزجت بالاتر از آب باشد، بایستی با استفاده از ضرایب تصحیح، اصلاحات لازم بر روی منحنی عملکردی که با آب بدست آمده‌است، انجام شود.

توان مصرفی

از فرمول زیر محاسبه می‌شود:

P = ρ ⋅ g ⋅ h ⋅ q ˙ / η {\displaystyle P=\rho \cdot g\cdot h\cdot {\dot {q}}/\eta } که در آن η راندمان پمپ، ρ چگالی آب، g شتاب ثقل، h ارتفاع نظیر آب و q آب می‌باشد.

قوانین تشابه

اگر ابعاد پمپ ثابت باشد:

سرعت ارتباط مستقیم با دبی خروجی دارد:

N 2 / N 1 = Q 2 / Q 1 {\displaystyle N_{2}/N_{1}=Q_{2}/Q_{1}} سرعت متناسب است با جذر دوم ارتفاع.

( N 2 / N 1 ) 2 = H 2 / H 1 {\displaystyle (N_{2}/N_{1})2=H_{2}/H_{1}} در نتیجه سرعت متناسب است با جذر سوم توان هیدرولیکی.

پمپ دیافراگمی

قیمت پمپ دیافراگمی

پمپ دیافراگمی پنوماتیک

پمپ دیافراگمی بادی

انواع پمپ دیافراگمی

طرز کار پمپ دیافراگمی

پمپ دیافراگمی آرو

پمپ دیافراگمی گراکو

پمپ دیافراگمی ویلدن

پمپ دیافراگمی بلگدان

پمپ دیافراگمی وردر

پمپ دیافراگمی دبم debem

Tweet