پمپ طبقاتی بیشترین مقدار هد را در بین پمپ های سانتریفیوژ در سرعت های معمول عملیاتی تولید میکنند. پمپ طبقاتی دارای چندین پروانه هستند که بصورت سری کار میکنند. جریان در میان پمپ از یک مرحله به مرحله بعدی حرکت کرده و یک بخش حلزونی یا دیفیوزر نیز بعد از هر پروانه قرار میگیرد به طوریکه با حرکت مایع از میان پمپ، هد نیز افزایش می یابد. در بیشتر طراحی های بدنه دو تکه از نوع محوری، پمپ ها دارای ۲ تا ۱۵ مرحله میباشند.
برخی پمپ طبقاتی با بدنه دو تکه از نوع شعاعی دارای مراحل بسیار بیشتری نیز هستند. پمپ های توربینی عمودی نوع خاصی از پمپ چند مرحله ای هستند. پمپ طبقاتی نسبت به پروانه های تک مرحله ای با قطر بزرگ، توانایی دستیابی به هد های بسیار بیشتری را دارا هستند. همچنین، پمپ طبقاتی در مقایسه با پمپ های تک مرحله ای در همان هد و ظرفیت، میتوانند به راندمان های بالاتر دست یابند. اگر چه پمپ طبقاتی در مقایسه با دیگر گزینه های پمپ از نوع جابه جایی مثبت، ممکن است کارآمدی کمتری داشته باشند، اما اغلب دارای هزینه ی پایین تر، عملکرد روان تر و هزینه های نگهداری کمتری هستند.
کاربرد پمپ طبقاتی شامل تغذیه ی دیگ بخار، کاربرد های فشار بالای فرآیندی، سیستم های پاشش، تقویت کننده های فشار برای ساختمان های بلند، اسمز معکوس و خط لوله میباشد.
پمپ با بدنه دو تکه از نوع محوری
پمپ طبقاتی با بدنه ی دو تکه از نوع محوری، معمولا به شکل افقی هستند، این نوع پمپ ممکن است حداقل دو مرحله و حداکثر پانزده مرحله ای داشته باشد برخی از تولیدکنندگان نیز پمپ هایی با این نوع پیکربندی ارائه داده اند که دارای جریانی در حدود ۱۵۰۰۰ گالن بر دقیقه بوده و میتوانند هدی تا حدود ۷۰۰۰ فوت بر ثانیه داشته باشند. در کاربرد های مرتبط با آب گرم در این نوع پمپ، فشار معمولا تا حدود ۱۸۰۰ psi محدود میشود، درحالیکه در پمپ هایی که با مایعات با دمای محیط کار میکنند، فشارهای بسیار بالاتری نیز قابل دستیابی است. پیکری بندی نوع بدنه ی دو تکه ی افقی دارای مزایای مشابهی با پیکربندی نوع بدنه ی دو تکه ی محوری میباشد، با این تفاوت که فلنج های ورودی و خروجی که در دو سمت پمپ واقع شده اند معمولا با یکدیگر در یک راستا قرار ندارند.
پمپ طبقاتی با بدنه ی دو تکه از نوع محوری در هر دو نوع طراحی محفظه حلزونی و دیفیوزری ساخته میشوند. طرح های ولوت در پمپی با بیش از دو مرحله، معمولا از نوع دابل حلزونی میباشد. یک پمپ دو مرحله ای ممکن است دارای یک ساختار تک حلزونی باشد که حلزونی هر مرحله آن با زاویه ی ۱۸۰ درجه نسبت به دیگری قرار میگیرد. این کار، اثری مشابه با نقش یک محفظه ی دو حلزونی در یک پمپ تک مرحله ای خواهد داشت بارهای محوری در پمپ با بدنه ی دو تکه از نوع افقی را میتوان با قرار دادن نیمی از پروانه ها در یک جهت و نیمی دیگر در جهت مخالف به حداقل رساند. جریان پس از عبور از نیمی از مراحل (یا نزدیک به نیم آن در صورت وجود تعداد مراحل فرد)، به سمت مقابل پمپ رفته و به درون مراحل باقی مانده میرود.
تاثیر خالص انجام این کار بدین گونه است که در صورتیکه تعداد زوجی از مراحل وجود داشته باشد و همه ی پروانه ها نیز با قطر مشابهی اندازه برداری (تریم) شده باشند، بارهای محوری متعادل میشوند. در اغلب پمپ طبقاتی برای در نظر گرفتن نامیزانی های محوری در هنگام راه اندازی پمپ و یا در شرایط طراحی که تعداد مراحل عددی فرد است، از یک یاتاقان محوری نیز استفاده میشود. در بیشتر پمپ طبقاتی با بدنه دو تکه از نوع افقی از یک بوشینگ میانی بین دو پروانه ای که بصورت پشت به پشت در مرکز پمپ قرار دارند، استفاده میشود. این بوشینگ ها باید لقی حرکتی محدود داشته باشند، زیرا اختلاف فشار زیادی در دو طرف بوشینگ وجود داشته و لازم است برای حفظ راندمان پمپ و تعادل محوری، میزان نشتی از آن به حداقل برسد. در این نوع پمپ از دو محفظه نشت بندی یا آب بندی استفاده میشود، اما بصورت متداول در یکی فشار مکش و در دیگری فشار میانی وجود دارد. از این رو، بمنظور برابرسازی فشاری که دو آب بند باید در مقابل آن عمل نشت بندی را انجام دهند و همچنین، برابر سازی فاصله ی تعییراتی آنها، معمولا از یک خط اتصال دهنده استفاده میشود. در بسیاری از پمپ طبقاتی به منظور بهبود NPSH دراولین مرحله، چشمه پروانه آن را بزرگ در نظر میگیرند.
مواد مورد استفاده برای ساخت پمپ طبقاتی با بدنه ی دو تکه از نوع افقی معمولا شامل چدن (برای فشار پایین تر) با فولاد (برای فشار بالاتر)، کروم ۱۲درصد، برنز یا فولاد ضد زنگ ۳۱۶ میباشند.
در پمپ چند مرحله ای افقی با پروانه های مخالف با توجه به هندسه ی پیچیده مورد نیاز برای تقاطع توصیف شده، آب بندی محفظه (بدنه) دشوار میباشد. این موضوع به شدت به عملکرد مناسب گاسکتی که بین دونیمه ی بدنه قرار گرفته، وابسته است. وجود نقصی بسیار کوچک در گاسکت، بویژه در کاربری های مرتبط با آب گرم، میتواند به نشتی بدنه از نواحی فشاربالا به نواحی فشار پایین که به Wire Drawing مرسوم است، منجر شود. ایجاد چنین شرایطی میتواند بسرعت آسیب جدی به بدنه وارد کند. پمپ دیفیوزری با بدنه ی دو تکه از نوع شعاعی، فاقد مشکلات ذکر شده د رمورد گاسکت با طراحی پیچیده و مشکلات مربوط به آب بندی آن میباشد.
پمپ با محفظه ی دو تکه از نوع شعاعی
انواع بسیاری از پمپ طبقاتی با محفظه ی دو تکه از نوع شعاعی وجود دارد. در ایالات متحده از این پمپ ها که پمپ های اتصال رینگی یا مقطع حلقه ای نیز نامیده میشوند، معمولا برای کاربردهای سبک تر نسبت به پمپ های با بدنه ی دو تکه از نوع محوری استفاده میشود. این پمپ ها د رهر دو نوع افقی و عمودی، مقادیر جریان تا حدود ۳۵۰۰ گالن بر دقیقه و هدهای در حدود ۵۰۰۰ فوت بر ثانیه موجود میباشند. بسیاری از تولیدکنندگان نسخه های بزرگ و به شدت مهندسی شده این پمپ را برای کاربردهای فرآیندی تولید میکنند، اما رایجترین کاربرد این نوع پیکربندی در سیستم های تقویت کننده ی آب فشار بالا، اسمز معکوس و تغذیه ی دیگ بخار کوچک میباشد.
پمپی با محفظه ی دو تکه از نوع شعاعی برای کاربری سنگین طراحی شده و از آن به پمپ بشکه ای دوبل، بشکه ای یا محفظه ای دو گانه یاد میشود. این پمپ برای تغذیه دیگ بخار نیروگاه الکتریکی و دیگر سرویس های سنگین فرآیندی استفاده میشود. پمپ های دارای این نوع پیکربندی میتوانند دارای جریان تا حدود ۵۰۰۰۰ گالن بر دقیقه و هد های تا حدود ۱۰۰۰۰ فوت بر ثانیه بوده و در دماهایی تا حدود ۷۰۰ درجه فارنهایت کار کنند. این پمپ ها برای سرویس هایی مانند تغذیه ی دیگ بخار، معمولا در درون های ۵۰۰۰ تا ۷۰۰۰ دور بر دقیقه کارکرده و اغلب به NPSH در حدود ۱۰۰ فوت بر ثانیه نیاز دارند. بر این اساس، برای ایجاد NPSH کافی دراین نوع پمپ ها، معمولا به یک پمپ تقویت کننده نیاز میباشد.
همه پروانه ها ممکن است در یک جهت تنظیم شده و یا به شکل متقاطع باشند. پروانه مرحله اول یک پمپ چند مرحله ای با محفظه ی دو تکه از نوع شعاعی، ممکن است دارای یک طراحی ویژه با NPSH پایین باشد (مثلا، دارای یک چشمی بزرگ بوده و یا از نوع دو مکشه باشد). در پمپ طبقاتی با بدنه دو تکه از نوع شعاعی و پمپ های بشکه ای، چشمی پروانه ی مرحله اول نسبت به سایر پروانه ها بزرگتر است.