معرفی کامل انواع پمپ صنعتی
انتقال سیالات مانند آب، روغن یا مواد شیمیایی، بخش مهمی از فعالیتهای صنعتی است و بدون تجهیزات مناسب بهسختی امکانپذیر است. پمپهای صنعتی این کار را انجام میدهند و سیالات را با فشار و جریان مناسب از یک نقطه به نقطه دیگر منتقل میکنند.
پمپهای صنعتی انواع مختلفی دارند که هر کدام با ساختار و عملکرد خاص خود برای شرایط متفاوت طراحی شدهاند. بعضی از آنها برای جابهجایی حجم زیاد سیال در زمان کوتاه مناسباند و بعضی دیگر برای انتقال سیال به مسافتهای طولانی یا ارتفاعات بالا بهینه شدهاند.
شناخت انواع پمپهای صنعتی و کاربرد هر کدام، به انتخاب تجهیزات مناسب کمک میکند و باعث بهبود عملکرد سیستمهای صنعتی میشود. در این مقاله، با انواع پمپها، ویژگیها و کاربردهای آنها آشنا خواهید شد.
پمپ چیست؟
پمپ دستگاهی مکانیکی است که برای انتقال مایعات و به جریان انداختن آنها در یک مسیر مشخص بهکار میرود. عملکرد پمپ بر اساس ایجاد اختلاف فشار است؛ یعنی مایع را از بخش ورودی مکش میکند و سپس با فشار بیشتر از بخش خروجی خارج میسازد. به این ترتیب، جابهجایی مایعات در شرایط مختلف و مسیرهای گوناگون امکانپذیر میشود.
در اصل، همه پمپها با وارد کردن نیرو به مایع، باعث افزایش فشار یا سرعت آن میشوند و این تغییر باعث حرکت و جریان یافتن سیال خواهد شد. پمپها نه تنها در زندگی روزمره (مانند پمپهای آب خانگی)، بلکه در صنایع مختلف مانند نفت و گاز، شیمیایی، کشاورزی و سیستمهای خنککننده نیز کاربرد گستردهای دارند.
انواع پمپ
پمپها بر اساس نوع کاربرد به سه دسته خانگی، کشاورزی و صنعتی تقسیم میشوند. پمپهای خانگی برای افزایش فشار و انتقال آب در ساختمانها، پمپهای کشاورزی برای آبیاری و انتقال آب در مزارع و پمپهای صنعتی با تنوع بالا برای انتقال انواع مایعات در صنایع مختلف بهکار میروند.
یکی از مهمترین شیوههای دستهبندی پمپها، توجه به شکل و نحوه عملکرد بخش انتقال سیال است. بر این اساس، پمپها به دو گروه اصلی تقسیم میشوند: پمپهای دینامیکی و پمپهای جابهجایی مثبت.
در تصویر زیر، انواع پمپ صنعتی بر پایه مکانیزم انتقال سیال نمایش داده شده است. در ادامه، هر یک از این گروهها را به صورت جداگانه بررسی میکنیم.
انواع پمپ دینامیکی
پمپهای دینامیکی گروهی از پمپها هستند که با استفاده از پرههای چرخان (پروانه)، انرژی مکانیکی را به سیال منتقل میکنند. در این فرایند، سرعت سیال افزایش یافته و سپس این سرعت به فشار تبدیل میشود تا مایع در مسیر مشخص جریان پیدا کند.
اصلیترین جزء این پمپها پروانه است که طراحی آن نقش مهمی در راندمان و عملکرد دستگاه دارد. در میان پمپهای دینامیکی، پمپ سانتریفیوژ پرکاربردترین نوع به شمار میرود و در صنایع مختلف به شکل گسترده مورد استفاده قرار میگیرد.
مزایای پمپهای دینامیکی
- ساختار ساده و نگهداری آسان: اجزای اصلی این پمپها، پروانه و بدنه است. به همین دلیل تعمیر و سرویس آنها معمولا آسانتر و کمهزینهتر است.
- جریان یکنواخت: در شرایط کاری مناسب، سیال را بدون ضربه یا لرزش زیاد پمپاژ میکنند.
- کارایی خوب برای سیالات رقیق: مثل آب و روغن سبک.
- امکان کنترل جریان: با تغییر سرعت موتور یا تنظیم شیر خروجی.
- دوام مناسب: اگر درست انتخاب و سرویس شوند، عمر طولانی دارند.
- کاربرد گسترده: از پمپ آب خانگی تا صنایع نفت، گاز، پتروشیمی و غذایی.
معایب پمپهای دینامیکی
- عدم خودمکش بودن: قبل از راهاندازی باید با مایع پر شوند.
- هد نسبتا پایین در طراحی تکمرحلهای: برای فشار بالا معمولا از نوع چندمرحلهای یا پمپهای جابجایی مثبت استفاده میشود.
- ضعف عملکرد در مایعات غلیظ یا با ذرات درشت: راندمان کاهش مییابد یا به پروانه آسیب میرسد.
- حساسیت به شرایط مکش: کمبود فشار ورودی باعث کاویتاسیون و خرابی پرهها میشود.
- آسیبپذیری در انسداد یا کار خشک: دمای داخل پمپ بالا میرود و قطعاتی مانند آببند یا یاتاقان خراب میشوند.
- مشکل در صورت تراز نبودن شفت: ناهماهنگی بین موتور و پمپ لرزش ایجاد میکند و باعث کاهش عمر یاتاقان و آببند میشود.
- راندمان محدود به نقطه طراحی مشخص: خارج از محدوده بهینه، مصرف انرژی بیشتر و عمر قطعات کمتر خواهد شد.
پمپهای سانتریفیوژ
پمپهای سانتریفیوژ از پرکاربردترین انواع پمپهای دینامیکی هستند که در صنایع مختلف مانند آب و فاضلاب، نفت و گاز، پتروشیمی، نیروگاهها و حتی مصارف خانگی مورد استفاده قرار میگیرند. اساس کار این پمپها بر پایهی نیروی گریز از مرکز است.
در این پمپها، سیال از طریق دهانه ورودی به مرکز پروانه وارد میشود. با چرخش پروانه، پرهها سیال را به سمت لبههای آن پرتاب میکنند. این حرکت باعث افزایش سرعت و انرژی جنبشی سیال میشود. سپس انرژی جنبشی در محفظه پمپ به انرژی فشاری تبدیل شده و در نهایت سیال با فشار و دبی مشخص از دهانه خروجی پمپ خارج میگردد.
پمپهای سانتریفیوژ بر اساس معیارهای مختلفی دستهبندی میشوند که مهمترین آنها عبارتاند از:
- دسته بندی بر اساس جهت ورودی و خروجی سیال: جریان شعاعی، جریان محوری و جریان مخلوط (مختلط)
- دسته بندی بر اساس نوع مکش: تک مکشه و دو مکشه
- دسته بندی بر اساس ساختار مکانیکی پروانه: پروانه بسته، پروانه باز و پروانه نیمه باز
در ادامه هر یک از این دستهبندیها را به طور جداگانه توضیح میدهیم.
پمپ شعاعی
در پمپهای شعاعی، پروانهها به شکلی طراحی شدهاند که مانند شعاعهای یک دایره حول یک مرکز قرار دارند. سیال ابتدا به صورت محوری و عمود بر صفحه پروانه وارد میشود و پس از عبور از پرهها، به صورت شعاعی و عمود بر جهت ورود سیال از آن خارج میشود. به عبارت دیگر، مسیر حرکت سیال در پمپ تقریبا با زاویه ۹۰ درجه تغییر میکند.
با اتصال پمپ به یک الکتروموتور و چرخش شافت موتور، پروانه با سرعت بالایی میچرخد. چرخش پروانه با سرعت بالا در یک فضای بسته، انرژی مکانیکی زیادی به سیال منتقل میکند و باعث افزایش فشار آن میشود. در نتیجه سیال با استفاده از نیروی گریز از مرکز به سمت بیرون پرتاب میشود.
قطر پروانه و تعداد پرهها تأثیر زیادی روی عملکرد پمپ دارند. افزایش قطر یا تعداد پرهها باعث افزایش فشار و جریان خروجی میشود. در پمپهای چندطبقه میتوان با افزودن مراحل بیشتر، فشار بیشتری ایجاد کرد که برای پمپاژ سیالات به ارتفاع بالا مناسب است.
یکی از مزایای پمپهای شعاعی نسبت به پمپهای محوری و مختلط، توانایی تولید فشار بیشتر با جریان (دبی) کمتر است. به همین دلیل این پمپها برای کاربردهایی که نیاز به فشار بالا و دبی پایین دارند، گزینهای مناسب و کارآمد محسوب میشوند.
پمپ محوری
پمپهای محوری که به آنها پمپ جریان محور نیز گفته میشود، طوری طراحی شدهاند که سیال بهصورت محوری، موازی و همسو با محور پمپ وارد و خارج میشود. به عبارت دیگر، مسیر سیال در این پمپها تغییر جهت قابل توجهی ندارد و زاویه بین جریان و محور صفر درجه است.
این پمپها برای انتقال سیالات با ویسکوزیته پایین مناسب هستند و برای سیالات غلیظ کارایی بالایی ندارند. اگر سیال خیلی غلیظ باشد، عملکرد پمپ کاهش و مصرف انرژی افزایش مییابد.
یکی از ویژگیهای مهم پمپهای محوری این است که به دلیل مدل طراحی فشار زیادی به سیال منقل نمیکنند، اما میتوانند حجم زیادی از سیال (دبی بالا) را منتقل کنند. به همین دلیل، این پمپها در صنایعی مانند کشاورزی، زهکشی، گردش آب در نیروگاهها، برخی فرآیندهای صنعتی و تصفیه فاضلاب که نیاز به جریان زیاد و فشار کم دارند، مورد استفاده قرار میگیرند.
پمپ مخلوط (پروانه مخلوط)
پمپهای مخلوط ترکیبی از پمپهای شعاعی و محوری هستند و به همین دلیل به آنها مخلوط یا ترکیبی گفته میشود. در این پمپها، سیال عمدتا به صورت محوری وارد مرکز پروانه میشود و سپس با ترکیبی از حرکت محوری و شعاعی از پمپ خارج میگردد. این ویژگی باعث میشود هم حجم بالایی از سیال منتقل شود و هم فشار آن افزایش یابد.
زاویه حرکت سیال هنگام ورود و خروج معمولا بین ۳۰ تا ۴۵ درجه تنظیم میشود تا جریان همزمان محوری و شعاعی شکل بگیرد و انرژی سیال به طور مؤثر افزایش یابد.
در این پمپها معمولا از الکتروموتور سهفاز القایی برای به حرکت درآوردن پروانه استفاده میشود.
پمپهای مخلوط زمانی کاربرد دارند که دبی زیاد و فشار متوسط یا بالا مورد نیاز باشد. همچنین در سیستمهایی که فشار یا دبی کافی نیست، این پمپها قادرند هم فشار و هم حجم جریان سیال را بهبود دهند.
پمپ دو مکشه و تک مکشه
پمپهای تکمکش و دومکش انواع پمپهای شعاعی هستند که تفاوت اصلی آنها در تعداد ورودی سیال به پروانه است.
- پمپ تکمکش: سیال تنها از یک سمت وارد پروانه میشود. این طراحی ساده باعث میشود پمپ کوچکتر و اقتصادیتر باشد و برای انتقال حجم متوسط سیال با فشار معمولی مناسب است. معمولا در سیستمهایی با ارتفاع کم تا متوسط استفاده میشود.
- پمپ دومکش: سیال از هر دو سمت پروانه وارد میشود، بنابراین میتواند حجم بیشتری از سیال را منتقل کرده و فشار بالاتری تولید کند. این طراحی همچنین برای پمپاژ به ارتفاعات بالاتر مناسب است و در سیستمهای بزرگ، صنایع و شبکههای آبرسانی شهری کاربرد فراوان دارد.
به طور خلاصه، پمپ تکمکش برای سیستمهای کوچک با دبی و فشار متوسط و پمپ دومکش برای جریان زیاد و ارتفاع بالاتر بهترین گزینه هستند.
پمپ پروانه بسته، پروانه باز و پروانه نیمه باز
پمپهای سانتریفیوژ بر اساس ساختار پروانه به سه نوع اصلی تقسیم میشوند: بسته، باز و نیمهباز. نوع پروانه تأثیر زیادی بر راندمان، قدرت و کاربرد پمپ دارد.
پروانه بسته
در این نوع پروانه، پرهها بین دو صفحه دایرهای قرار دارند و به طور کامل احاطه شدهاند. این طراحی باعث افزایش راندمان و جلوگیری از نشت سیال میشود. پروانههای بسته برای پمپاژ سیالات تمیز و با ویسکوزیته پایین مناسب هستند و توانایی تولید فشار بالا دارند. از آنها معمولا در صنایع شیمیایی، آبرسانی و تصفیه آب استفاده میشود. این پروانهها برای سیالات حاوی ذرات جامد مناسب نیستند، زیرا تمیزکاری آنها دشوار است و وجود جامدات میتواند به پرهها آسیب برساند.
پروانه باز
در پروانههای باز، پرهها از هر دو طرف آزاد هستند و به هیچ صفحهای متصل نیستند. این طراحی باعث میشود که پروانه بتواند سیالات حاوی ذرات جامد یا لجن را منتقل کند، اما راندمان آن نسبت به پروانه بسته پایینتر است. پروانههای باز در پمپهای لجنکش، فاضلاب و جاهایی که سیال ناخالصی دارد، کاربرد دارند. در این نوع پروانه، ارتفاع پرهها معمولا کوتاهتر است تا استحکام بیشتری داشته باشند. همچنین جنس پرهها باید مقاوم باشد تا در برابر ذرات جامد آسیب نبینند.
پروانه نیمهباز
پروانههای نیمهباز ترکیبی از ویژگیهای پروانه بسته و باز هستند. پرهها از یک طرف به صفحه دایرهای متصلاند و طرف دیگر آنها باز است. این طراحی باعث میشود پمپ بتواند سیالات حاوی ذرات معلق یا با ویسکوزیته بالا را منتقل کند و در عین حال راندمان بهتری نسبت به پروانه باز داشته باشد. از این نوع پروانهها در پمپهای کفکش، پمپهای کشاورزی و صنایع شیمیایی و داروسازی استفاده میشود.
پمپ محیطی
پمپ محیطی یکی از انواع پمپهای دینامیکی است که از نظر ظاهر شبیه پمپ سانتریفیوژ است، اما به دلیل طراحی خاص پروانه توربینی با پرههای متعدد، عملکرد متفاوتی دارد. وقتی سیال وارد پمپ میشود، از بین پرهها عبور کرده و چندین بار در مسیر پروانه حرکت میکند. این حرکت مکرر باعث میشود انرژی بیشتری به سیال منتقل شود و حتی در دبیهای کم، فشار قابل توجهی ایجاد شود. در نتیجه سیال با نیروی کافی به سمت خروجی رانده میشود.
کاربرد پمپ محیطی بیشتر در مکانهایی است که نیاز به فشار بالا ولی دبی کم دارند. از این پمپ در مصارف خانگی مانند پمپاژ آب در ساختمانها، آبیاری باغها و زمینهای شیبدار و همچنین در برخی صنایع مثل صنایع شیمیایی و غذایی استفاده میشود.
مزایای این پمپ شامل قیمت مناسب، اندازه کوچک و توانایی تولید فشار بالا در حجم کم است. از مهمترین محدودیتهای آن نیز میتوان به مناسب نبودن برای سیالات غلیظ یا حاوی ذرات درشت و ارائه دبی پایین نسبت به سایر پمپها اشاره کرد.
انواع پمپ جابجایی مثبت
پمپهای جابجایی مثبت در مقایسه با پمپهای سانتریفیوژ طراحی متفاوتی دارند. در این پمپها از پروانه استفاده نمیشود؛ بلکه با جابجا کردن حجم مشخصی از سیال، فشار لازم برای انتقال آن ایجاد میگردد. به همین دلیل شیوه عملکردشان با پمپهای دینامیکی متفاوت است.
مزایای پمپهای جابجایی مثبت
- انتقال مطمئن سیالات غلیظ: بهترین انتخاب برای روغنها، لجن و مایعات با ویسکوزیته بالا.
- دقت بالا در جابجایی سیال: در هر سیکل، حجم مشخصی از سیال منتقل میشود.
- پمپاژ بدون نشتی خارجی: طراحی این پمپ باعث جلوگیری از خروج ناخواسته سیال به بیرون میشود.
- کارکرد پایدار در فشار بالا: حتی در فشار زیاد، دبی تقریبا ثابت میماند.
معایب پمپهای جابجایی مثبت
- ظرفیت محدود برای دبی زیاد: برای انتقال حجمهای خیلی بزرگ مناسب نیستند.
- آسیبپذیری در صورت انسداد مسیر خروجی: فشار سریع بالا میرود و ممکن است به پمپ صدمه بزند.
- جریان ضربانی و پر سر و صدا: خروجی یکنواخت نیست و همراه با لرزش و صدا است.
- کاهش راندمان در سیالات خیلی رقیق: چون احتمال برگشت داخلی سیال (نشتی درونی) بیشتر است.
پمپهای جابهجایی مثبت به دو گروه اصلی تقسیم میشوند:
- پمپهای رفت و برگشتی
- پمپهای چرخشی (روتاری)
هر یک از این گروهها انواع مختلفی دارند که بسته به شرایط کاری و ویژگیهای سیال در صنایع گوناگون به کار گرفته میشوند.
پمپ رفت و برگشتی
پمپهای رفت و برگشتی نوعی پمپ جابجایی مثبت هستند که بر خلاف پمپهای سانتریفیوژ، پروانه ندارند. در این پمپها جابجایی سیال با حرکت رفت و برگشتی یک قطعه متحرک مثل پیستون، پلانجر یا دیافراگم انجام میشود. این طراحی باعث میشود چنین پمپهایی برای دبی کم و فشار بالا بسیار مناسب باشند.
اجزای اصلی این پمپها شیرهای یکطرفه ورودی و خروجی هستند که فقط اجازه حرکت سیال در یک جهت را میدهند. هنگام عقب رفتن عضو متحرک، شیر ورودی باز و سیال وارد سیلندر میشود. در حرکت رو به جلو، شیر ورودی بسته و شیر خروجی باز میشود تا سیال به بیرون رانده شود. درست کار کردن این شیرها برای عملکرد صحیح پمپ حیاتی است.
این پمپها در سه نوع پیستونی، پلانجری و دیافراگمی ساخته میشوند. روش کار در هر سه مشابه است و تفاوت آنها فقط در عضو متحرکی است که عملیات جابجایی سیال را انجام میدهد.
پمپ پیستونی
پمپهای پیستونی از نوع جابجایی مثبت و بدون پروانه هستند. در این پمپها، حرکت رفت و برگشتی پیستون درون سیلندر باعث مکش و تخلیه سیال میشود.
وقتی پیستون به سمت عقب حرکت میکند، فضای داخل سیلندر بزرگتر میشود و فشار کاهش پیدا میکند. در این حالت شیر ورودی باز میشود و مایع به داخل پمپ کشیده میشود. به این بخش، مرحله مکش گفته میشود. سپس پیستون به سمت جلو حرکت میکند. در این حالت شیر ورودی بسته میشود و فشار داخل سیلندر بالا میرود. در نتیجه شیر خروجی باز شده و سیال به بیرون رانده میشود. این بخش را مرحله تخلیه مینامند.
این پمپها در دو مدل ساخته میشوند:
- یکطرفه: پمپاژ فقط در یک جهت حرکت پیستون انجام میشود.
- دوطرفه: در هر دو حرکت رفت و برگشت، پمپاژ صورت میگیرد و بازدهی بالاتری دارد.
به دلیل توانایی بالا در ایجاد فشار زیاد و دبی پایدار، پمپهای پیستونی در سیستمهای هیدرولیک، ماشینآلات و کاربردهای صنعتی با نیاز به فشار بالا استفاده میشوند.
پمپ پلانجری
پمپ پلانجری یکی از انواع پمپهای جابجایی مثبت است که در آن قطعهای به نام پلانجر، شبیه یک میله باریک و صیقلی، با حرکت رفت و برگشتی درون سیلندر باعث مکش و تخلیه سیال میشود.
تفاوت اصلی این پمپ با پمپ پیستونی در محل قرارگیری آببند یا سیل است. در پمپهای پیستونی، سیل روی پیستون قرار دارد و همراه آن حرکت میکند، اما در پمپ پلانجری سیل ثابت است و پلانجر از داخل آن عبور میکند. این طراحی اصطکاک کمتری ایجاد کرده و مانع نشتی سیال میشود. در نتیجه پمپ میتواند فشارهای بسیار بالاتری را تحمل کند.
برای بهبود عملکرد و کاهش نوسانات جریان، پمپهای پلانجری گاهی با چند پلانجر ساخته میشوند. وجود چند پلانجر باعث افزایش دبی و یکنواختتر شدن جریان خروجی میشود، هرچند فشار را بیشتر نمیکند. به دلیل این ویژگیها، پمپهای پلانجری در صنایع نفت و گاز، فاضلابهای شهری و صنعتی و سایر کاربردهایی که نیاز به فشار بالا دارند، بهطور گسترده استفاده میشوند.
پمپ دیافراگمی
پمپ دیافراگمی یکی از انواع پمپهای جابجایی مثبت است که به جای پروانه از یک صفحه انعطافپذیر به نام دیافراگم استفاده میکند. حرکت رفت و برگشتی دیافراگم باعث تغییر حجم محفظه پمپ میشود؛ در نتیجه هنگام عقب رفتن، سیال وارد پمپ شده و با حرکت رو به جلو، با فشار از خروجی خارج میشود.
مزیت اصلی این پمپها وجود دیافراگم به عنوان یک دیواره بین سیال و بخشهای مکانیکی است که احتمال نشتی را بسیار کم میکند. همچنین قابلیت انتقال طیف وسیعی از سیالات از آب و مواد شیمیایی گرفته تا مایعات غلیظ، خورنده یا حتی سیالات دارای ذرات جامد را دارند. به همین دلیل در صنایع شیمیایی، غذایی، دارویی، کشاورزی و شستوشوی صنعتی کاربرد فراوان دارند.
ویژگیهای دیگر این پمپها شامل خودمکش بودن (بدون نیاز به پر شدن اولیه)، امکان کارکرد در حالت خشک بدون آسیب جدی و تنوع جنس دیافراگم متناسب با نوع سیال است.
با این حال، پمپهای دیافراگمی محدودیتهایی هم دارند که مهمترین آنها این است که توانایی تأمین دبیهای خیلی بالا را ندارند و جریان خروجی آنها ممکن است نوسان داشته باشد. البته این مشکل معمولا با طراحیهای خاص یا تجهیزات کمکی کاهش پیدا میکند.
پمپ چرخشی
پمپهای چرخشی نوعی از پمپهای جابجایی مثبت هستند که با استفاده از قطعات چرخان مانند دندهها، پیچها، پرهها یا لوبها عمل میکنند. در این پمپها، با هر بار چرخش روتور، مقدار مشخصی سیال جابجا میشود و به همین دلیل جریان خروجی تقریبا یکنواخت و بدون ضربه است.
این پمپها برای جابجایی سیالات غلیظ مانند روغن، شربت یا مواد شیمیایی مناسب بوده و در صنایع مختلف کاربرد گستردهای دارند.
انواع پمپهای چرخشی عبارتند از:
- پمپ اسکرو (پیچی)
- پمپ دندهای
- پمپ لوب (گوشوارهای)
- پمپ پرهای (تیغهای)
- پمپ پریستالتیک
در ادامه هر یک از انواع پمپ چرخشی را به طور کامل بررسی میکنیم.
پمپ اسکرو یا پیچی
پمپ اسکرو یا پیچی یکی از انواع پمپهای جابجایی مثبت است که با استفاده از یک یا چند شافت مارپیچی (اسکرو) سیال را در فضاهای میان مارپیچها و جداره نگه داشته و به سمت خروجی منتقل میکند. سرعت چرخش شافتها مستقیما دبی پمپ را تعیین میکند؛ هر چه شافتها سریعتر بچرخند، مقدار بیشتری سیال منتقل میشود.
نکته: هر چه سرعت چرخش بالاتر ⇐ دبی سیال بالاتر
انواع پمپ اسکرو عبارتند از:
- تک اسکرو: دارای یک شافت مارپیچی؛ مناسب برای انتقال سیالات با دبی متوسط.
- دو اسکرو: دو شافت مارپیچی که همزمان حرکت میکنند؛ جریان یکنواختتر و ظرفیت بالاتر نسبت به تک اسکرو دارد.
- سه اسکرو: سه شافت مارپیچی؛ برای انتقال حجم بالا و جریان کاملا یکنواخت و بدون ضربه، به ویژه در صنایع حساس، استفاده میشود.
از مهمترین مزایای پمپهای اسکرو میتوان به قابلیت جابجایی طیف گستردهای از سیالات اشاره کرد. این پمپها میتوانند مایعات رقیق، غلیظ، سیالات حساس مانند محصولات غذایی یا دارویی و مخلوطهای گاز و مایع را منتقل کنند بدون آنکه ساختار سیال آسیب ببیند. همچنین جریان کاملا یکنواخت، صدای کم و لرزش ناچیز، باعث شده این پمپها برای انتقال آرام و پیوسته سیالات بسیار مناسب باشند.
در مقابل، طراحی پیچیده، هزینه اولیه بالاتر و محدودیت در فشارهای بسیار زیاد از معایب اصلی این نوع پمپها محسوب میشود.
پمپ دنده ای
پمپ دندهای یکی از انواع پمپهای جابجایی مثبت است که با چرخش چرخدندهها سیال را منتقل میکند. این پمپها دو نوع اصلی دارند:
- پمپ دنده خارجی: دو چرخ دنده ساده کنار هم قرار دارند و یکی از آنها به عنوان محرک نیرو را از موتور الکتریکی میگیرد و میچرخد. چرخدنده دوم نیز در تماس با آن حرکت میکند و سیال را به سمت خروجی هدایت میکنند. این نوع سادهتر است و برای سیالات رقیق و فشار معمولی مناسب است.
- پمپ دنده داخلی: یک چرخدنده کوچک داخل یک چرخدنده بزرگتر قرار دارد و با چرخش آنها سیال منتقل میشود. این نوع برای سیالات غلیظ و فشار بالاتر مناسبتر است.
بیشتر بدانید ⇐ تفاوت پمپ دنده داخلی و پمپ دنده خارجی
عمل پمپاژ در پمپهای دندهای به چرخش چرخدندهها وابسته است. با چرخش چرخدندهها، فضاهای خالی بین دندانهها، سیال را جذب کرده و به سمت خروجی هدایت میکنند. مقدار سیال منتقل شده تقریبا با سرعت چرخش چرخدندهها تغییر میکند.
پمپهای دندهای به دلیل طراحی ساده، اندازه جمعوجور و قابلیت انتقال طیف گستردهای از سیالات، از رقیق تا غلیظ، کاربرد زیادی دارند. این پمپها جریان نسبتا یکنواختی ایجاد میکنند و میتوانند در فشارهای مختلف عملکرد پایداری داشته باشند. با این حال، آنها نسبت به وجود ذرات جامد در سیال حساس هستند و در صورت افزایش بیش از حد ویسکوزیته، راندمان آنها کاهش مییابد. همچنین برای حفظ عملکرد مناسب، نیازمند روانکاری و نگهداری منظم هستند.
به طور کلی پمپهای دندهای یکی از انواع پمپهای رایج و پرکاربرد هستند که در اکثر صنایع به کار میروند. به همین دلیل انتخاب پمپ دندهای مناسب، نیازمند دقت در نوع سیال، فشار و شرایط کاری است.
بیشتر بدانید ⇐ آشنایی با انواع پمپ دنده ای
پمپ لوب یا گوشواره ای
پمپ لوب یا گوشوارهای نوعی پمپ جابجایی مثبت است که به جای چرخدنده، از لوب یا گوشواره استفاده میکند. عملکرد آن شبیه پمپ دندهای است؛ با چرخش لوبها، در ورودی پمپ خلأ ایجاد شده و سیال وارد محفظه میشود، سپس لوبها سیال را به سمت خروجی هدایت میکنند.
تفاوت اصلی این پمپ با پمپ دندهای در این است که لوبها با یکدیگر در تماس مستقیم نیستند و فاصلهای میان آنها وجود دارد. این فاصله، باعث به حداقل رسیدن اصطکاک و در نتیجه کاهش خوردگی اجزا میشود که این موضوع یکی از ویژگیهای مثبت پمپهای گوشوارهای است.
پمپهای لوب را میتوان بر اساس تعداد لوبها به مدلهای تک لوب، دو لوب، سه لوب و چند لوب (۴ تا ۶ لوب) تقسیم کرد. در تصویر زیر پرکاربردترین آنها را مشاهده میکنید.
از مزایای آنها میتوان به جریان یکنواخت، توانایی انتقال سیالات غلیظ یا حساس مانند مواد غذایی و دارویی و اصطکاک کم اشاره کرد. معایب این پمپ شامل وجود مقداری نشتی داخلی، محدودیت در فشارهای بسیار بالا و هزینه اولیه بالاتر نسبت به پمپهای سادهتر مانند پمپ دندهای است.
پمپ پرهای یا تیغهای
پمپ پرهای یا تیغهای نوعی پمپ روتاری جابجایی مثبت است که روتور آن دارای شیارهایی است که در هر شیار یک پره یا تیغه قرار دارد. این تیغهها هنگام چرخش روتور به دیواره داخلی محفظه میچسبند و با تغییر حجم فضای بین روتور و بدنه، سیال از ورودی مکیده شده و به خروجی رانده میشود. طراحی غیرهممرکز روتور و محفظه باعث ایجاد مکش و فشار میشود.
پمپ پرهای در صنایع متنوعی از جمله خطوط تولید نوشیدنی و صنایع غذایی، خودروسازی، هوافضا، سیستمهای هیدرولیک و واحدهای تولید رنگ و چسب کاربرد دارد.
مزایای این پمپ شامل هزینه خرید و نگهداری پایین، طول عمر بالا و لرزش و صدای کم هنگام کار است. در عین حال، محدودیتهایی نیز دارد؛ برای سیالات بسیار غلیظ یا فشارهای بالا مناسب نیست و نیازمند آببندی دقیق و سرویس منظم به دلیل حساسیت اجزای داخلی است.
پمپ پریستالتیک
پمپ پریستالتیک نوعی پمپ جابجایی مثبت است که سیال را تنها از طریق یک لوله انعطافپذیر عبور میدهد. غلتک یا کفشک با حرکت چرخشی این لوله را فشرده کرده و مایع را به جلو میراند. در این فرآیند، سیال هیچگونه تماسی با قطعات داخلی پمپ ندارد و همین ویژگی، خطر آلودگی و خوردگی را از بین میبرد. به همین دلیل این پمپ برای مایعات حساس، استریل یا خورنده بسیار مناسب است.
شیوه کار پمپ شبیه فشردن یک شیلنگ با انگشت است. هر بار که غلتکها روی لوله حرکت میکنند، بخشی از مایع به جلو رانده شده و با باز شدن دوباره شیلنگ، سیال تازه وارد میشود. این حرکت مداوم، جریان پایدار ایجاد میکند و از آنجا که مقدار مشخصی مایع در هر گردش جابهجا میشود، پمپ پریستالتیک توانایی بالایی در دوزینگ دقیق دارد.
این نوع پمپ در صنایع گوناگون کاربرد دارد. در پزشکی و داروسازی برای تزریق دارو و انتقال مواد استریل، در صنایع غذایی برای جابهجایی موادی مانند شیر، آبمیوه و سس، در بخش شیمیایی و پتروشیمی برای اسیدها و مواد خورنده و همچنین در تصفیه آب و فاضلاب برای تزریق مواد شیمیایی و انتقال لجن استفاده میشود.
از مهمترین مزایای پمپ پریستالتیک میتوان به جداسازی کامل سیال از اجزای پمپ، تعمیر و نگهداری آسان، امکان کارکرد خشک و قابلیت انتقال دقیق حجمهای کوچک یا حساس اشاره کرد.
محدودیتهای پمپ نیز شامل استهلاک شیلنگ و نیاز به تعویض دورهای، جریان خروجی پالسدار، فشار و دبی محدود و افزایش هزینه نگهداری در کارکرد طولانیمدت میشود.
پمپهای خاص
برخی پمپها به دلیل ویژگیها یا کاربردهای ویژه، از سایر پمپها متمایز هستند و برای مایعات حساس، شرایط یا محیطهای صنعتی خاص طراحی شدهاند. رایجترین پمپهای خاص عبارتند از:
- پمپ آب خانگی: تأمین آب منازل و آپارتمانها با فشار مناسب و پایدار.
- پمپ شناور: داخل چاه یا منابع آبی قرار میگیرد و برای استخراج آب زیرزمینی استفاده میشود.
- پمپ کفکش: انتقال آب کمعمق و آبیاری زمینها یا باغها.
- پمپ لجنکش: پمپاژ آب آلوده یا حاوی ذرات جامد، مناسب فاضلاب و محیطهای صنعتی.
- پمپ وکیوم: کاهش فشار داخل محفظه و ایجاد خلا در سیستمهای آزمایشگاهی و صنعتی.
- پمپ استخری: گردش آب استخرها برای حفظ کیفیت و جلوگیری از جمع شدن ذرات و جلبکها.
- پمپ کارواشی: تولید فشار بالا با دبی کم برای شستشوی خودرو و مصارف صنعتی.
- پمپ دیافراگمی: جابجایی سیال با دیافراگم انعطافپذیر، مناسب مایعات حساس، خورنده یا شیمیایی.
- پمپ روغن داغ: پمپاژ مایعات داغ در صنایع شیمیایی و فرآوری حرارتی.
- پمپ تزریق (دوزینگ): تزریق دقیق مواد شیمیایی یا مایعات خاص، کاربرد در تصفیه آب و صنایع دارویی و شیمیایی.
- پمپ مگنتی: کار بدون تماس مکانیکی، مناسب سیالات خورنده یا سمی.
- پمپ هیدرولیک: ایجاد جریان سیال در سیستمهای هیدرولیک.
پارامترهای مهم در انتخاب پمپ
انتخاب پمپ مناسب اهمیت زیادی دارد، زیرا مستقیما بر عملکرد، طول عمر و ایمنی سیستم تأثیر میگذارد. پارامترهای اصلی که باید در نظر گرفته شوند عبارتاند از:
- نوع سیال: مشخص کنید سیال چیست؛ آب، روغن، مواد شیمیایی یا فاضلاب. ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی هر سیال، نوع پمپ مناسب را تعیین میکند. برای مثال، پمپهای استاندارد برای آب مناسباند، اما برای مایعات خورنده یا غلیظ باید از پمپهای خاص استفاده شود تا تجهیزات آسیب نبینند.
- ویسکوزیته یا غلظت سیال: مایعات غلیظ مانند روغن یا لجن نمیتوانند به راحتی از پمپهای سانتریفیوژ عبور کنند، بنابراین پمپهای جابجایی مثبت گزینه بهتری هستند. انتخاب درست باعث کارکرد پمپ با فشار کمتر و راندمان بالاتر میشود.
- دبی و هد: دبی (مقدار جریان سیال) و هد (ارتفاع یا فشار مورد نیاز) معیار اصلی برای تعیین سایز و توان پمپ هستند. اگر این پارامترها دقیق نباشند، پمپ ممکن است بیش از حد کار کند، آسیب ببیند یا انرژی اضافی مصرف شود.
- خواص شیمیایی و خورندگی: سیالات خورنده، اسیدی یا سمی میتوانند پمپ را تخریب کنند. استفاده از پمپ با مواد مقاوم به خوردگی و آببندی مناسب طول عمر پمپ را افزایش میدهد.
- دمای سیال: دمای بالا یا پایین سیال بر طراحی و جنس پمپ تأثیر مستقیم دارد. برای مثال، پمپاژ روغن داغ نیازمند پمپهایی با مقاومت حرارتی است و استفاده از پمپ نامناسب میتواند باعث ذوب شدن قطعات یا خرابی پمپ شود.
جمع بندی
همانطور که بررسی شد، انواع پمپهای صنعتی بسیار متنوع هستند و هر کدام دارای مزایا و محدودیتهای خاص خود میباشند. بنابراین، برای انتخاب پمپ صنعتی مناسب، داشتن اطلاعات تخصصی و دقیق بسیار ضروری است. انتخاب نادرست پمپ میتواند بر عملکرد و عمر مفید سیستم تأثیر منفی بگذارد.
برای اطمینان از انتخاب بهترین پمپ مطابق نیاز خود، میتوانید از مشاوره تخصصی کارشناسان شهباز موتور بهرهمند شوید و پمپی با کیفیت و کارآمد برای سیستم صنعتی خود انتخاب کنید.
برای دریافت مشاوره در این زمینه، همین حالا به سایت شهباز موتور مراجعه کنید و درخواست خود را ثبت کنید.
اگر در رابطه با این مقاله سوالی دارید، میتوانید از طریق کامنت برای ما ارسال کنید. کارشناسان ما در اسرع وقت پاسخگوی شما عزیزان خواهند بود.
سوالات متداول
پمپهای صنعتی به چند دسته تقسیم میشوند؟
پمپها به دو دسته اصلی پمپهای دینامیکی (سانتریفیوژ) و پمپهای جابهجایی مثبت تقسیم میشوند.
تفاوت پمپ سانتریفیوژ با پمپ جابجایی مثبت چیست؟
- پمپ سانتریفیوژ: با استفاده از نیروی گریز از مرکز، سیال را منتقل میکند و برای دبیهای بالا و فشارهای متوسط مناسب است.
- پمپ جابجایی مثبت: با حرکت مکانیکی، حجم مشخصی از سیال را منتقل میکند و برای فشارهای بالا و دبیهای ثابت کاربرد دارد.
دبی پمپ چیست؟
دبی (Q) مقدار سیالی است که در واحد زمان از پمپ عبور میکند و معمولا بر حسب لیتر بر دقیقه (LPM) یا متر مکعب بر ساعت (m³/h) اندازهگیری میشود.
هد پمپ چیست؟
هد (H) ارتفاعی است که پمپ میتواند سیال را به آن ارتفاع منتقل کند و معیاری برای فشار پمپ است.
پمپهای سانتریفیوژ و جابه جایی مثبت چه کاربردهایی دارند؟
پمپهای سانتریفیوژ در صنایع مختلف مانند آبرسانی، تهویه مطبوع، تصفیه آب، صنایع نفت و گاز و پتروشیمی کاربرد دارند. اما پمپهای جابهجایی مثبت برای انتقال سیالات با ویسکوزیته بالا، مواد شیمیایی، روغنها و در سیستمهای هیدرولیک استفاده میشوند.
اجزای اصلی یک پمپ سانتریفیوژ چیست؟
اجزای اصلی شامل پروانه، شفت، پوسته، یاتاقانها و مکانیکال سیل میباشند.
مکانیکال سیل چیست؟
مکانیکال سیل قطعهای است که برای جلوگیری از نشت سیال از شفت به محیط بیرون استفاده میشود.
چگونه میتوان عمر مفید پمپ را افزایش داد؟
با نگهداری منظم، استفاده از فیلترها، بررسی و تعویض قطعات فرسوده و جلوگیری از کارکرد در شرایط نامناسب میتوان عمر پمپ را افزایش داد.
پمپ های جابجایی مثبت چه مزایایی نسبت به پمپ های دینامیکی برای انتقال سیالات با ویسکوزیته بالا دارن؟
درود آقای کرمی. پمپ های جابجایی مثبت اصولا برای سیالات با ویسکوزیته بالا مناسب تر اند چون می توانند جریان یکنواخت و فشار بالاتری رو تولید کنند و وابستگی خیلی زیادی به سرعت جریان سیال ندارند.