انواع پمپ

پمپ پیستونی، پلانجری، دیافراگمی، دنده ای و بسیاری پمپ های دیگر را میتوان نام برد که شناخت عمومی نسبت به این پمپ ها کم یا حتی ناچیز است. این مقاله سعی دارد انواع پمپ جابجایی مثبت و نامثبت را معرفی نموده و مشخصات آنرا به شما معرفی نماید. آشنایی با انواع پمپ میتواند به صنعتگران این امکان را بدهد که برای پمپاژ سیال خاص با هد و دبی مشخص بهترین گزینه را انتخاب نمایند.

پمپ های جابجایی مثبت

اگر برخی استثنائات را نادیده بگیریم، میتوانیم بگوییم که پمپ های جابجایی مثبت نسبت به پمپ های جنبشی حجم کمتری از سیال را در فشار بالا منتقل میکنند و در برابر، پمپ های جنبشی حجم بیشتری از سیال را با فشار پایین تر به پیش میبرند.

پمپ های جابجایی مثبت را که کارشان جذب سیال در هر دور فعالیت پمپ است میتوان به دو دسته تقسیم کرد: ۱- رفت و برگشتی ۲- دورانی.

انواع پمپ

انواع پمپ ها شامل پمپ های رفت و برگشتی و پمپ های دورانی هستند. پمپ های رفت و برگشتی نیز شامل انواع پیستونی، پلانجری و دیافراگمی و پمپ های دورانی شامل پمپ های دنده ای، لوبیایی، پیچی، پره ای و بادامکی است.

پمپ های پیستونی و پلانجری

پمپ پلانجری از سایر پمپ ها قدیمی ترند. پمپ های پلانجری و پیستونی از سیلندری تشکیل شده که پیستون یا پلانجر در درون آن عقب و جلو میرود. در پمپ های پلانجری، پلانجر از میان یک سیل که آببندی شده میگذرد و به سیال فشار وارد می آورد در صورتیکه در پمپ پیستونی سیل بر روی پیستون قرار گرفته است و همراه آن حرکت میکند و سیال را به سمت بیرون از سیلندر میراند.

مکانیزم آنها به این ترتیب است که به محض حرکت پیستون به سمت بیرون، حجم موجود در سیلندر افزایش می یابد و سیال از طریق شیر ورودی یک طرفه به داخل سیلندر وارد میشود. با برگشت پیستون به داخل سیلندر کاهش می یابد، فشار سیال افزایش می یابد و در نتیجه سیال از طریق شیر خروجی به بیرون رانده میشود.

در پمپ های پیستونی سرعت پمپاژ از صفر تا ماکزیمم در نوسان است. به این ترتیب: زمانیکه پیستون در نقطه ای قرار دارد که باید جهت حرکتش تغییر کند، سرعت پمپاژ صفر است و زمانی که پیستون به نیمه ی سیلندر رسیده باشد، سرعت پمپاژ در حداکثر است.

چنانچه از دو سمت پیستون برای پمپاژ استفاده شود سرعت پمپاژ میتواند کاهش یابد. پمپ هایی که به این شیوه کار میکنند پمپ های دو عمله نامیده میشود.

اگر بیشتر از یک سیلندر استفاده شود، سرعت پمپاژ بیشتر کاهش پیدا خواهد کرد. در مجموع میتوان گفت که سرعت پمپاژ پمپ های پیستونی با تغییر سرعت رفت و برگشت پیستون و یا تغییر در مسافتی که پیستون برای ضربه زدن طی میکند، کاهش و یا افزایش می یابد.

پیستون ممکن است مستقیما با بخار، هوای فشرده، روغن هیدرولیکی، یک رابط مکانیکی و یا بادامکی، که حرکت دورانی یک چرخ گردان را به حرکت رفت و برگشتی تبدیل کند. به حرکت در آید.

دو نوع پمپ پیستونی وجود دارد:

نوعی که برای سیالات با ویژگی های متفاوت ساخته شده و پمپ هیدرولیکی نامیده میشود.
نوعی که برای استعمال گاز و هوا بوده و بعنوان پمپ پنوماتیک شناخته میشود. (بوسیله انتگرال و دسته پمپ، پمپ روغن را تحت فشار رها میکند).

پمپ های پیستونی و پلانجری معمولا کم ظرفیت هستند ولی فشار خروجی سیال را میتوانند تا مقدار زیادی افزایش دهند.

بنابراین از این پمپ ها در جاهایی که نیاز به جابجا کردن سیالی با حجم کم ولی فشار بالا باشد، استفاده میکنند. در ضمن باید به این نکته نیز توجه داشت که جریان سیال در این پمپ ها بصورت غیر یکنواخت میباشد. پمپ های پیستونی و پلانجری گران قیمت هستند اما فوق العاده قابل اطمینان و بادوام هستند و بعنوان پمپ هایی که برای صد سال نیاز به تعمیر و تعویض ندارند مشهورند.

نکته بسیار مهم در مورد این پمپ ها آنست که هرگز نباید آنها را در حالیکه شیر خروجی پمپ بسته است روشن نمود. پمپ های پیستونی از نظر پرکردن و تخلیه پمپ دارای کیفیت بالایی بوده اما محدودیت های زیادی نیز دارند که در اینجا به برخی اشاره میکنیم:

این پمپ ها تحت فشار بالا نمیتوانند عمل کنند در نتیجه عمر مفید آنها از برخی پمپ کوتاه تر است.
جریان منحنی عملکرد آنها، اساسا مسطح (یکنواخت) است.
برای انتقال مواد قابل احتراق و سمی مناسب بنظر نمیرسد.

پمپ های دیافراگمی

عملکرد پمپ دیافراگمی بسیار مشابه پمپ های پیستونی است با این تفاوت که در اینجا یک دیافراگم قابل انعطاف که حرکاتی منظم دارد جایگزین پیستون شده است. این دیافراگم ها این مزیت را دارند که در مقایسه با پمپ های پیستونی نیازی به پکینگ ندارند.

دیافراگم ممکن است به شیوه ای مکانیکی از طریق پیستونی که بی واسطه به آن متصل است و یا یک سیال نظیر روغن یا هوای فشرده به حرکت در آید. پمپ های دیافراگمی مقدار خروجی متناوبی دارند و میتوانند گازها، مایعات و یا ترکیبی از این دو را پمپ کنند. همچنین پمپ های دیافراگمی برای پمپ کردن مایعات حاوی ذرات جامد قابل استفاده اند.

علاوه بر این برای پمپ کردن مواد شیمیایی گران قیمت، سمی یا خورنده (فرسایشگر)، که ممکن است از طریق پکینگ به بیرون ترشح کنند، استفاده میشود. پمپ های دیافراگمی میتوانند برای مدت طولانی بدون روغن کاری به فعالیت بپردازند.

پمپ دنده ای

در این پمپ یکی از دنده ها چرخان و دیگری آزاد است. خلا موقتی از طریق چرخش این دنده ها که در ابتدا با هم درگیر نیستند ایجاد میشود که سیال را درون پمپ میکشد. سپس سیال به قسمت مابین محفظه و دنده ها حرکت میکند. بمحض درگیر شدن دنده ها با هم فشار بالایی ایجاد میشود که سیال را به سمت مسیر خروجی میراند. جهت تخلیه در پمپ دنده ای بستگی به جهت چرخش دنده ها دارد. دنده چرخان در واقع روتوری است با دندانه های تیز که با دندانه های دنده ای هرزگرد و لنگ درگیر میشود. بخش هلال شکل محفظه ی پمپ جریان سیال را بین دنده ی هرزگرد و روتور تقسیم میکند. این قبیل پمپ دنده ای (غلیظ کش) برای نرم کاری (اصطکاک زدایی) بکار میروند بهمین دلیل برای پمپ کردن گازها وابسته به مایعات نیستند. این پمپ ها خروج ثابتی دارند و با کمی لرزش ناشی از چرخش روتور همراه هستند.

فرسایش و خوردگی در آنها باعث بازگشت آب به درون پمپ میشود. به دلیل اینکه این پمپ ها قابلیت قفل کردن (جام شدن) دارند برای پمپاژ مایعات حاوی ذرات جامد مناسب نمیباشند و چون نیازی به سوپاپ یک طرفه ندارند میتوان در پمپاژ بسیاری از مایعات لزج از آنها استفاده کرد.

پمپ لوبیایی

پمپ های لوبیایی از نظر ظاهری بسیار به پمپ های دنده خارجی شباهت دارند. با این تفاوت که این پمپ ها روتورهایی دارند که به جای دنده ها با دو، سه و یا چهار lobe جایگزین شده اند و هر دو روتور آنها چرخان میباشند.

پمپ های لوبیایی در مقایسه با پمپ های دنده خارجی لرزش بیشتری دارند و برای استفاده بلند مدت و مداوم مناسب نیستند. نوع دیگر این پمپ ها، کمپرسورهای لوبیایی هستند که در این قبیل کمپرسورها، هر روتور دو lobe دارد و در پمپ کردن گازها از آنها استفاده میشود.

پمپ پیچی

در یک پمپ پیچی، یک روتور مارپیچ در یک محفظه ی ثابت میچرخد این محفظه به شکلی است که به هنگام دوران پیچ و حرکت سیال به سمت تخلیه، حفره ای در آن بوجود می آید. شکل گیری این حفره باعث ایجاد یک خلا موقتی میشود که این خلا، سیال را به درون پمپ میکشد. سپس سیال به سمتی که خلا در آن موجود است (حفره) منتقل میشود. شکل محفظه طوریست که به هنگام تخلیه ی پمپ حفره بسته میشود و با ایجاد فشار فراینده ای سیال به مسیر خروجی رانده میشود. پمپ های پیچی میتوانند سیالاتی حاوی بخار یا ذرات جامد را پمپ کنند. این پمپ ها خروجی ثابتی دارند و در عین حال لرزشی بسیار ناچیز، ناشی از چرخش روتور نیز دارند.

بدلیل اینکه پمپ های پیچی نیازی به شیرهای اطمینان ورودی و خروجی ندارند، قادرند مایعات بسیار لزج را نیز پمپ کنند. این پمپ ها غول پیکر سنگین و گران قیمت هستند، اما در عین حال بسیار قوی و پر قدرت اند و عمری طولانی دارند.

پمپ پره ای

روتور این پمپ بصورت لنگ جا گرفته است. پره های مستطیل شکل در فواصل منظم و ثابتی نسبت به یکدیگر، حول سطح منحنی روتور قرار گرفته اند. تمام پره ها در درون یک شکافت (slot) قرار دارند طوریکه میتوانند آزادانه در این شکافت حرکت کنند.

نیروی گریز از مرکز که حاصل از دوران شفت است پره ها را برای تشکیل یک سیل (seal) در برابر محفظه ی پمپ، به بیرون پرتاپ میکند. با چرخش روتور، خلا موقتی که در قسمت مکش پمپ ایجاد شده است سیال را به درون پمپ میکشد و بدین ترتیب سیال به سمت دیگر پمپ، در فضایی که بین روتور و محفظه قرار دارد منتقل میشود، افزایش فشار در قسمت تخلیه، سیال را به سمت مسیر خروجی میراند. مقدار پمپاژ با تغییر درجه لنگی روتور قابل تغییر است.

پمپ های پره ای نیازی به شیرهای اطمینان خروجی و ورودی ندارند. این قبیل پمپ ها قادرند سیالاتی را که حاوی بخار و گاز هستند پمپ کنند، اما برای پمپاژ مایعات حاوی ذرات جامد مناسب نیستند.

نوعی کمپرسورهای پره ای نیز وجود دارند که برای پمپ کردن گازها از آنها استفاده میشود. پمپ های پره ای خروجی ثابتی بهمراه کمی لرزش ناشی از چرخش روتور دارند و در عین حال پرقدرت نیز میباشند.

پمپ جنبشی

پمپ های جنبشی به دو دسته قابل تقسیم هستند: گریز از مرکز یا سانتریفیوژی و جانبی. در پمپ های جنبشی، به سیال سرعت داده میشود و بعدا مقدار قابل توجهی از این هد سرعت به هد فشار تبدیل میشود هر چند که نخستین پمپ سانتریفیوژی در حدود سال ۱۸۶۰ معرفی شد اما پمپ های جنبشی تا قرن بیستم بسیار کم مورد استفاده بودند.

پمپ گریز از مرکز یا سانتریفیوژ

هرگاه جسمی بسرعت، حول محور خود بچرخش درآید، ذرات مرکزی آن جسم در اثر نیروی تولید شده به خارج پرتاب میگردند. این نیرو را نیروی گریز از مرکز میگویند. پمپ های گریز از مرکز بر اساس این نیرو که در اثر چرخش پروانه بوجود می آید، کار میکنند.

مایع پس از رهایی از پروانه، از مجرایی میگذرد که انرژی سرعتی مایع به انرژی فشاری مبدل میگردد. به این ترتیب، فشار مایع هنگام خروج بیش از فشار ورودی آن میباشد.

پمپ های سانتریفیوژی شامل چند دسته ی جریان محوری، جریان شعاعی و جریان ترکیبی هستند. عمدتا پمپ های جریان شعاعی را بهترین نوع پمپ های سانتریفیوژی میدانند. رایجترین نوع پمپ های جریان شعاعی، پمپ های حلزونی (پیچکی) است که در شکل های زیر دیده میشود.

در این پمپ ها، سیال در نزدیکی محور پروانه ای که با سرعت بالا درحال چرخیدن است به پمپ وارد میشود و بصورت شعاعی از محفظه ی پمپ خارج میگردد. خلا موقتی که ایجاد شده بصورت مداوم سیال بیشتری را به داخل پمپ میکشد.

پمپ های سانتریفیوژی حلزونی، قوی، کم صدا، قابل اعتماد و نسبتا ارزان هستند. این پمپ ها از نظر ابعاد، کوچک و فشرده هستند. ساختار ساده ای دارند و نیازی به شیر اطمینان ورودی و خروجی ندارند.

پمپ های سانتریفیوژی حلزونی میتوانند مایعات حاوی ذرات جامد را پمپ کنند. اما وقتی مایعاتی را که حاوی مقدار کمی بخار هستند پمپ میکنند، مکش آنها بواسطه کاویتاسیون صدمه میبیند.

پمپ های سانتریفیوژی اگر برای پمپ کردن مایعات غیرلزج استفاده شوند، عالی عمل میکنند. ولی ظرفیت آنها در صورتیکه برای پمپ کردن مایعات گرانرو استفاده شود بشدت کاهش می یابد.

نوع دیگر پمپ های سانتریفیوژی جریان شعاعی، پمپ های دیفیوزر هستند. در این قبیل پمپ ها بعد از اینکه سیال پروانه را ترک کرد از درون حلقه ای که از پره های ثابت تشکیل شده است میگذرد.

این پره ها سیال را پخش میکنند و سیال بیشتر کنترل شده ای را تدارک میبینند، بعلاوه هد سرعت را بهتر از سایر پمپ ها به هد فشار تبدیل میکنند.

پمپ های سانتریفیوژی جریان محور در پمپ های سانتریفیوژی جریان محور، روتور یک ملخ است. در این قبیل پمپ ها سیال بصورت موازی در راستای محور جریان می یابد.

پره های پخش کننده در بخش تخلیه پمپ واقع شده اند و کار آنها حذف سرعت دورانی سیال است که بوسیله ی ملخ ایجاد شده است.

برای پمپ کردن گازها میتوان از کمپرسورهای جریان محوری استفاده کرد. در پمپ های ترکیبی، سیال به دو طریقه ی محوری و شعاعی از محفظه ی حلزونی تخلیه میشود. دامنه کاربرد پمپ های سانتریفیوژ بسیار وسیع است و در صنایع شیمیایی، کاغذسازی، صنایع غذایی و لبنیات، آب و فاضلاب، دفع مواد زائد، نفت و پتروشیمی و بکار میروند.