پمپ ها
انواع پمپ ها
زمانی که نیاز باشد یک سیال را با جریان بسیار بالا ارسال کنیم چندین پمپ را بصورت سری به همدیگر متصل کرده که به اینگونه پمپ ها پمپ ترکیبی گویند.
از اینگونه پمپ ها زمانی استفاده می شود که نیاز به ایجاد فشار و سرعت زیاد نباشد و این پمپ ها با استفاده از یک خلاء می توانند سیال را پمپ کنند.
این پمپ ها برخلاف پمپ های گریز از مرکز نباید خروجی پمپ بسته باشد زیرا باعث ایجاد خرابی در پمپ می شود. علاوه بر این ها بستن یک شیر اطمینان در خروجی پمپ لازم است.
در این نوع پمپ ها که مانند پمپ های گریز از مرکز دارای یک شیر خروجی است که نباید موقع عمل پمپاژ بسته باشد.
این نوع پمپ دارای یک شیر اطمینان است که مانند پمپ پیستونی است ولی اگر قطر فشارنده آن کم باشد به آن پمپ پلانجری گویند.
هرگاه جسمی به سرعت حول محور خود به چرخش درآید، ذرات مرکزی آن جسم در اثر نیروی تولید شده به خارج پرتاب می گردند. این نیرو را نیروی گریز از مرکز گویند. پمپ های گریز از مرکز بر اساس این نیرو که در اثر چرخش پروانه بوجود می آید، کار می کنند. دو قسمت مهم این تلمبه که کار اصلی را انجام می دهند، عبارتند از:
- پروانه impeller
- جداره casing
پمپ دوّار، یک نوع پمپ جابجایی مثبت است که مایع را ممکن است به دو طریق پمپ کند:
- دورانی خاص
- و مخلوطی از دوران و نوسان.
پمپ دورانی یک نوع پمپ جابجایی مثبت می باشد. به عنوان مثال در هر دور کامل چرخ در یک پمپ چرخ دنده ای مقدار معینی از سیال را از ورودی به خروجی منتقل کرده و آن را به سیستم های لوله کشی انتقال می دهد. به همین دلیل از پمپ های چرخ دنده ای معمولا برای انتقال سیال ها از میان سیستم هایی که دارای یک مسیر جریان کامل از قسمت خروجی به ورودی پمپ می باشند، استفاده می شود.
این پمپ به خاطر داشتن شکل دندانه چرخ دنده اش، پمپ چرخ دنده جناقی نامیده شده است. دندانه های پمپ چرخ دنده ای ساده ، مستقیم هستند. بدین دلیل هنگام تخلیه هر چرخ دنده در یک زمان انجام می شود. دنده چرخ دنده های جناقی کج است. این موضوع باعث روی هم افتادن چرخ دنده ها می شود. هنگام تخلیه یک چرخ دنده قبل از تکمیل هنگام چرخ دنده دیگر انجام می شود، بدین دلیل باعث نرم تر کار کردن جریان در داخل سیستم لوله کشی می شود.
بعضی از پمپ های چرخ دنده ای باید بتوانند سیال را به هر دو جهت جابه جا کنند. بدین معنی که جهت چرخش چرخ دنده ها بایستی معکوس شود. چرخش پمپ های چرخ دنده ای ساده قابل برگشت (دو طرفه) است ولی دارای خروجی ضربانی می باشند. پمپ های چرخ دنده جناقی دارای خروجی یکنواخت تری هستند، ولی جهت چرخش چرخ دنده ها قابل برگشت نیست. برای پیشگیری این نقض ، بعضی از پمپهای چرخ دنده ای از چرخ دنده حلزونی استفاده می کنند. کجی دندانه های چرخ دنده حلزونی باعث می شود هنگامه تخلیه یکنواخت برای جریان خروجی آرام تر از پمپ می باشد.
هر پمپ دارای سه روتور می باشد، یک روتور نیرو دهنده و دو هرز گرد. روتورها درون یک پوسته قرار می گیرند. سیال از طریق دهانه مکشی وارد پمپ می شود و از طریق گذرگاه های محفظه به هر دو انتهای روتورها یا جایی که سیال در میان فضای بین پوسته روتور و دندانه های روتور نیرو دهنده بار (سیال) پمپاژ شده مورد نیاز را با هرزگردها که بطور ساده برای آب بندی بکار می روند، حمل می کند. محفظه های روتور از یاطاقانهای طوقهای تشکیل شده اند. این یاطاقان ها روتورها را نگهداری و هدایت کرده و آنها را درگیر می کنند.
زمانی که یک مهندس آبیاری (مهندس آب) وارد صنعت می شود باید بتواند با انواع پمپ ها و دستگاه هایی که با آب سر و کار داردند کار کند و اطلاعاتی درمورد آنها داشته باشد. به همین دلیل سعی کردم در این پست به توضیحی در مورد یکی از پمپ های بسیار معروف و پر کاربرد در صنعت بپردازم.
در جهت عمود بر فرو رفتگی پره ها در پمپ ها می باشد. پمپ های سانتریفیوژ از پرکاربردترین پمپ هائی است که در صنعت کاربرد فراوان دارد. مزیت این نوع پمپ ها این است که در اثر گذر حجمی سیال در آنها یکنواخت می شود.
- از نظر وضعیت طبقات که ممکن است یک طبقه و یا چند طبقه باشند.
- از نظر مقدار آبدهی و هد که ممکن است بصورت کم ، متوسط و زیاد باشند.
- از نظر نوع پروانه ، تعداد تیغه.
اجزای یک پمپ سانتریفوژ:
- موتور ، که باعث حرکت دورانی محور می گردد.
- پوسته جداره
- لوله رانش
- لوله مکش
- محفظه بین پوسته و پروانه
- پروانه پمپ شامل پره هایی می باشد که به نحوی ساخته شده اند تا جریان داخل پمپ حتی امکان یکنواخت باشد.
پروانه ممکن است به یک صفحه متصل باشد یا بین دو صفحه قرار داشته باشد یا آزاد باشد. مایع در جهت محور وارد بدنه پمپ می شود و سیال ورودی بوسیله پره های پروانه دریافت شده و به داخل یک پیچک که مماس بر پمپ می باشد تخلیه می گردد. آب بندی پمپ های سانتریفوژ مسئله ای بسیار مهمی است که در صورت عدم رعایت آن باعث کاهش راندمان عمل پمپ می گردد.
در این قسمت قصد داریم تا درباره انواع پمپ های گریز از مرکز( centrifuge pump ) را مورد بحث و بررسی قرار دهیم. ابتدا اصول کار اولیه یک پمپ گریز از مرکز را بصورت خیلی مختصر شرح می دهم تا با مفهوم گریز از مرکز آشنایی پیدا کنید.
- پمپ پره مستقیم ( شعاعی)
- پمپ تیغه خمیده ( volute )
- پمپ مارپیچ
در این گونه پمپ ها یک مجرای ورودی در مرکز پروانه پمپ قرار گرفته که سیال از طریق آن وارد محفظه می شود در این حین حرکت دورانی سیال موجب ایجاد یک فشار به قطر خارجی پروانه می شود که باعث ایجاد جریان شده و پروانه را با سرعت و فشار زیادی ترک گفته و از طریق خروجی خارج می شود.
این نوع پمپ ها علاوه بر قسمت های داخلی که به پره های منحنی شکل مجهز می باشد حتی درپوش آن هم به پره های منحنی شکل مجهز شده است. در این گونه پمپ شکل پمپ یک تغییر خاصی دارد که حالت مارپیچ به خود دارد.
زمانی که سیال وارد محفظه پمپ شده پره ها سیال را به تلاطم در آورده اما به فرم مارپیچ این کار انجام می شود و سیال را به دیواره چسبانده و سپس آن را خارج می کند همزمان با گردش پروانه آب به دیواره چسبیده می شود و وارد مجرای مارپیچی می شود. توجه کنید که فرآیند کار تمامی پمپ های گریز از مرکز یکسان است ولی کمی با هم تفاوت دارند.
این پمپ ها به شکل یک منحنی مارپیچ می باشند که به گرد یک نقطه دوران می کنند و دارای فاصله یکسان و ثابتی می باشند که از مرکز خود دور می شوند. حالت مارپیچ به شکل پوسته داخلی پمپ اطلاق می شود که فرم مارپیچ به خود می گیرد.
پمپ ها
در قسمت قبل به تفسیر پمپ های گریز از مرکز (centrifuge pump) پرداخته و انواع آن ها را بیان نمودیم. حال می خواهیم در اینجا به توضیح در مورد تقسیم بندی کلی پمپ ها بپردازیم.
- پمپ ها تک مرحله ای (single stage)
- پمپ های دو مرحله ای
- پمپ های چند مرحله ای
این پمپ ها برای مواردی طراحی شده اند که ارتفاع خروجی آن ها کمتر از ۱۰۰۰ فوت (۳۰۵ متر) باشد کاربرد دارد. اما مهمترین ایرادی که از این گونه پمپ ها می توان گرفت این است که ارتفاعی که سیال را می تواند پمپ کنند بسیار کم می باشد. این نوع پمپ ها به دو صورت طراحی می شوند:
- پمپ های تک مرحله ای ثابت
- پمپ های تک مرحله ای متحرک (portable)
این پمپ برای زمانی است که بخواهیم یک سیال را از یک چاه کم عمق یا مصارف عمومی و کار در منزل مورد استفاده قرار می گیرد.
این پمپ برای موتورهای برقی و گازوئیلی یا بنزینی استفاده می شود. بیشتر شرکت های ساختمانی از این نوع پمپ ها استفاده می کنند زیرا قابلیت حمل به هر نقطه را داشته و برای هر نوع عملیاتی توانایی و قدرت مناسبی دارند.
دیگر در رابطه با پمپ های دو مرحله ای صحبت نمی کنیم زیرا ساختاری شبیه به پمپ های چند مرحله ای دارند. این پمپ ها برای زمانی طراحی شده اند که بخواهیم یک سیال را به ارتفاع زیادی پمپاژ نماییم به همین دلیل این پمپ ها با استفاده از ساختاری که برای آن ها طراحی کرده اند مناسب می باشند. در این پمپ ها از یک مرحله ای وجود دارد تا ۱۰ و بیشتر، به طوری که هر مرحله را می توان یک پمپ تک مرحله ای فرض کرد.