مقالات

بررسی جامع پمپ دنده ای یا پمپ غلیظ کش

پمپ دنده ای چیست

پمپ دنده ای، یکی از انواع پمپ جابجایی مثبت است که حجمی از سیال را با کمک چرخ دنده از محفظه ای به محفظه ی دیگر انتقال می دهد.

جابجایی مثبت بودن یعنی پمپ به صورت خود مکش است و با این که مکش پمپ کم است اما به دلیل فشرده شدن سیال، در خروجی پمپاژ بالایی دارد و جریان ثابتی از سیال را بدون توجه به تغییرات فشار در سیستم، انتقال می دهد.

پمپ دنده ای، با اسامی پمپ غلیظ کش و پمپ چرخ دنده ای نیز شناخته می شود.

اجزا پمپ دنده ای

در ابتدا اجزای پمپ دنده ای را بررسی می کنیم تا در مورد این مدل پمپ اطلاعات بیشتری داشته باشیم و سپس به عملکرد پمپ دنده ای بپردازیم.

پمپ دنده ای از چندین قسمت مختلف تشکیل شده است که بخش های اصلی آن شامل دنده محرک، دنده متحرک، بدنه پمپ و دو تا درگاه برای ورودی و خروجی سیال در پمپ است.

در بعضی از پمپ های دنده ای شیر (والو) کاهش فشار یا شیر اطمینان هم قرار داده اند که برای جلوگیری از آسیب رسیدن به پمپ است. این شیر در قسمت خروجی قرار می گیرد تا اگر فشار سیال، بیشتر از حد مجاز شد با آزاد کردن سیال از آسیب رسیدن به پمپ جلوگیری کند.

در پمپ های دنده داخلی قطعه ای هلالی شکل به نام آب بند وجود دارد که در بخش پمپ دنده داخلی در مورد آن توضیح می دهیم.

اجزای پمپ دنده ای

عملکرد پمپ دنده ای

اگر بخواهیم به صورت ساده عملکرد کلی پمپ دنده ای را توضیح دهیم می توان گفت که سیال را از ورودی دریافت می کند و با فشار از سمت خروجی پمپاژ می کند اما در ادامه عملکرد پمپ دنده ای را به صورت جامع و کامل توضیح می دهیم.

عملکرد پمپ های دنده ای به این صورت است که با حرکت چرخ دنده ی محرک که می تواند به انواع موتور الکتریکی متصل باشد، چرخ دنده متحرک نیز شروع به چرخش می کند تا زمانی که به سرعت ثابتی برسند.

این حرکت چرخ دنده ها باعث می شود در قسمت ورودی پمپ خلا به وجود آید که منجر به ایجاد مکش به درون پمپ دنده ای می شود.

با ایجاد مکش، سیال از طریق مخزنی که روی ورودی پمپ دنده ای سوار شده است وارد پمپ می شود و با حرکت سیال توسط چرخ دنده ها، در فضای بین محفظه و چرخ دنده ها قرار می گیرد.

با ادامه روند ورود سیال و به علت ثابت بودن فضای محفظه، سیال تحت فشار قرار می گیرد و توسط چرخ دنده ها به سمت خروجی پمپ هدایت می شود و سیال با فشاری بیشتر از فشار ورودی به بیرون پمپاژ می شود.

عملکرد پمپ دنده ای - نحوه کارکرد انواع پمپ دنده ای

در تصویر بالا، نحوه عملکرد پمپ دنده داخلی و پمپ دنده خارجی نشان داده است.

با مشاهده تصویر می توان متوجه شد که نحوه حرکت چرخ دنده ها و جابجایی سیال در پمپ های دنده ای چگونه است.

مشخصات فنی انواع پمپ دنده ای

از مهم ترین فاکتورهای خرید پمپ دنده ای، مشخصات فنی آن ها است که به بررسی این ویژگی ها می پردازیم.

توان ورودی: توانی ورودی مورد نیاز برای پمپ های دنده ای محدوده ای بین 0.18 تا 90 کیلووات است و با توجه به نیاز، به منبع تغذیه تک فاز یا سه فاز متصل می شوند.

سرعت چرخش: پمپ های دنده ای با سرعتی بین 100 تا 1400 دور بر دقیقه می چرخند. حداکثر سرعت پمپ های دنده ای کوچک 1400 دور و حداکثر سرعت پمپ های دنده ای بزرگ 700 دور بر دقیقه است.

دبی: دبی پمپ یعنی میزان پمپاژ مایعات در واحد زمانی مشخص که برای مدل پمپ دنده ای از 3.5 تا 2800 لیتر بر دقیقه است.

فشار و ارتفاع پرتاپ سیال: حداکثر فشار پمپ های دنده ای 25 بار و حداکثر ارتفاع قابل پمپاژ آن ها به 50 متر می رسد.

دما: برای دما نمی توان بازه مشخصی را اعلام کرد چون که این پارامتر به عوامل دیگری مانند جنس بدنه پمپ دنده ای و دمای محیط بستگی دارد. به عنوان مثال دمای قابل تحمل برای پمپ دنده ای کوپار 20 تا 180 درجه و برای پمپ دنده ای کراخت از 10- تا 220 درجه سانتیگراد است.

هرچه موتور پمپ دنده ای قوی تر و سرعت آن کمتر باشد، می تواند سیالاتی با غلظت بیشتر را انتقال دهد.

انواع پمپ دنده ای

پمپ های دنده ای را طبق ساختار چرخ دنده ها و ساختار بدنه یا تنوع در ورودی و خروجی می توان تقسیم بندی کرد.

ابتدا بر اساس ساختار چرخ دنده ها بررسی می کنیم و سپس به دسته بندی دیگر می پردازیم.

انواع پمپ دنده ای بر اساس ساختار چرخ دنده ها

از نظر ساختار چرخ دنده ها و قرار گیری آن ها نسبت به یکدیگر، پمپ های دنده ای به 2 دسته دنده داخلی و دنده خارجی تقسیم می شوند.

پمپ دنده خارجی و انواع آن

قسمت اصلی پمپ دنده خارجی شامل دو چرخ دنده یکسان و جفت شده با یکدیگر در یک محفظه بسته است.

یکی از چرخ دنده ها به یک محور محرک وصل است و آن محور هم به منبعی ورودی مثل الکتروموتور متصل است. به این چرخ دنده، چرخ دنده محرک یا نیرو می گویند.

چرخ دنده دوم با حرکت چرخ دنده محرک، شروع به چرخش می کند. به این چرخ دنده، چرخ دنده متحرک یا پیرو گفته می شود.

طراحی داخلی پمپ دنده خارجی - مشخص کردن اجزای پمپ دنده خارجی

بیشتر بدانید ⇐ پمپ دنده خارجی چیست؟

عملکرد پمپ دنده خارجی

چرخ دنده های پمپ دنده خارجی با سرعت برابر و در خلاف جهت یکدیگر شروع به چرخش می کنند که باعث ایجاد خلا می شود.

با ایجاد خلا، در قسمت ورودی مکش ایجاد می شود که شرایط برای ورود سیال به درون پمپ فراهم می شود.

سپس با حرکت چرخ دنده ها، سیال محبوس شده بین دندانه ها و محفظه به سمت خروجی هدایت می شود و با فشار به سمت بیرون پمپاژ می شود.

پمپ های دنده خارجی تا زمانی که پمپ متوقف شود یا سایر بخش ها دچار خرابی شوند و از کار بیفتند به پمپاژ خود ادامه می دهند و به سیستم فشار وارد می کنند، به همین دلیل معمولا برای این مدل پمپ، شیر (والو) کمکی یا اضطراری قرار می دهند.

مزایای پمپ دنده خارجی
  • عملکرد آرام و بی صدا
  • انتقال یکنواخت سیال
  • استفاده در کاربردهای سخت به دلیل مقاومت بالا و قابلیت طراحی و تولید با مواد مختلف

مهم ترین کاربرد پمپ دنده خارجی، استفاده برای فشار، سرعت و دقت بالا مثل دستگاه های هیدرولیک و انتقال در خطوط لوله است.

معایب پمپ دنده خارجی
  • سیال نباید ذرات جامد و ساینده داشته باشد چون باعث خوردگی چرخ دنده ها می شود
  • مراحل ساخت و تولید بسیار سختی دارد
  • چرخش چرخ دنده ها در یک جهت

نکته مهم: لوب پمپ و پمپ اسکرو، پمپ دنده ای نیستند و فقط بر اساس شباهت عملکرد آن ها به عملکرد پمپ دنده خارجی، در این دسته قرار گرفته اند.

پمپ گوشواره ای یا لوب پمپ (Lobe pump)

پمپ گوشواره ای یا لوب پمپ را می توان جز دسته دنده خارجی قرار داد. لوب ها انواع مختلفی دارند و از لحاظ ظاهری با چرخ دنده ها متفاوت هستند اما مکانیزم یکسانی دارند.

از این پمپ ها عموما برای پمپاژ مایعات سنگین یا مایعات با ذرات جامد استفاده می شود.

طراحی داخلی لوب پمپ، lobe pump یا پمپ گوشواره ای

عملکرد لوب پمپ

لوب ها به طور مستقل و توسط چرخ دنده هایی که خارج از محفظه پمپ قرار دارند، بر خلاف جهت یکدیگر می چرخند و مکش اولیه را به وجود می آورند.

بعد از ورود سیال به درون پمپ و با ادامه چرخش لوب ها، سیال به سمت خروجی می رود و به بیرون پمپاژ می شود.

در حالت ایده آل، نباید بین لوب ها و محفظه تماس وجود داشته باشد اما در حین کار، این احتمال وجود دارد که بر اثر فشار، شافت خم شود و لوب ها با محفظه تماس پیدا کنند.

مزایای لوب پمپ

نیروی گریز از مرکز می تواند خواص سیال را هنگام انتقال تحت تاثیر قرار دهد، به همین دلیل برای انتقال مایعات حساس به نیروی گریز از مرکز، از لوب پمپ استفاده می شود تا خواص تغییر نکند.

به دلیل طراحی ساده و تماس کمتر دندانه ها با یکدیگر، لوب ها کمتر خراب می شوند و اگر نیاز به تعویض قطعات باشد، در زمانی کوتاه این کار انجام می شود.

ضریب اطمینان و توان بالا از دیگر مزیت های این مدل پمپ است.

مهم ترین کاربرد لوب پمپ، استفاده در کارهای فوق العاده بهداشتی مانند صنایع غذایی و صنایع دارویی است.

معایب لوب پمپ

بین لوب ها و محفظه، فضای خالی وجود دارد که می تواند باعث بازگشت سیال در جهت مخالف شود. با این اتفاق فشار سیال در قسمت خروجی کم می شود. وجود این فضا باعث می شود که لوب پمپ برای سیالاتی مانند آب که ویسکوزیته یا غلظت پایینی دارند، مناسب نباشد.

بازده حجمی پمپ گوشواره ای یا لوب پمپ، کمتر از سایر انواع پمپ صنعتی، مثل پمپ های گریز از مرکز یا پمپ محوری است.

قیمت بالای لوب پمپ هم جز ایرادات آن است که دو علت دارد. اولی به دلیل آب بندی 2 مرحله ای آن است که فرآیند تولید را سخت تر می کند. دلیل دیگر این است که در لوب پمپ ها قطعات بیشتری نسبت به سایر پمپ ها استفاده شده است که باعث می شود هزینه خرید و تعمیرات آن نسبت به سایر پمپ ها بیشتر شود.

پمپ پیچی یا پمپ اسکرو (screw pump)

پمپ پیچی را می توان جز دسته دنده خارجی قرار داد.

در ساختار این پمپ از شافت یا لوله ی استوانه ای و مارپیچ، تقریبا مشابه ماردون مارپیچ استفاده می شود و به همین علت به آن پمپ پیچی می گویند.

در پمپ های پیچی معمولا از 2 شافت که خلاف جهت یکدیگر می چرخند، استفاده می شود اما در مدل های مختلف، می توان از 1 تا 5 شافت قرار داد.

طراحی داخلی پمپ پیچی یا پمپ اسکرو

عملکرد پمپ پیچی

با راه اندازی پمپ و ورود سیال، فاصله ی بین رزوه های شافت در قسمت ورودی توسط مایع پر می شود و با چرخش شافت، مایع به صورت مستقیم و در امتداد شافت از قسمت ورودی به سمت خروجی حرکت می کند.

مزایای پمپ پیچی

  • ایمنی بالا و قابلیت اطمینان
  • انتقال سیال با ذرات جامد
  • تعمیر و نگهداری ساده
  • راندمان تا ۸۶ درصد
  • فرسایش کم
  • عمر مفید بالا

معایب پمپ پیچی

  • هزینه بالا
  • وابسته بودن عملکرد پمپ به ویسکوزیته یا غلظت سیال

پمپ دنده داخلی و انواع آن

شامل یک چرخ دنده بزرگ (متحرک)، یک چرخ دنده کوچکتر (محرک) و یک قطعه هلالی شکل (آب بند) است. چون چرخ دنده کوچکتر درون چرخ دنده بزرگتر قرار دارد، به آن ها چرخ دنده داخلی و چرخ دنده خارجی هم می گویند.

در پمپ دنده داخلی، چرخ دنده کوچکتر درون چرخ دنده بزرگتر قرار دارد اما در مرکز آن نیست. این نحوه قرارگیری چرخ دنده ها باعث می شود که در یک سمت پمپ فضای زیادی به وجود آید و مایع می تواند به سمت مخالف حرکت کند یا همانجا ثابت بماند.

برای رفع این مشکل در سمتی که فاصله چرخ دنده ها زیاد است، قطعه ای هلالی شکل بین چرخ دنده ها قرار داده اند تا سیال بین دندانه ها قفل شود و از برگشت آن جلوگیری کند.

طراحی داخلی پمپ دنده داخلی - مشخص کردن اجزای پمپ دنده داخلی

به پمپ دنده داخلی، پمپ ماه و ستاره هم می گویند.

عملکرد پمپ دنده داخلی

چرخ دنده کوچکتر با سرعت بیشتری نسبت به چرخ دنده بزرگتر شروع به چرخش می کند و این حرکت چرخ دنده ها، باعث ایجاد خلا در ورودی پمپ می شود و در نهایت مکش سیال به درون پمپ اتفاق می افتد.

سیال بعد از ورود به پمپ، در فضای بین دو چرخ دنده و قطعه هلالی شکل محبوس می شود.

با ادامه این روند و مانند سایر پمپ های دنده ای، سیال به سمت خروجی حرکت می کند و با فشار به بیرون پمپاژ می شود.

مزایای پمپ دنده داخلی
  • عملکرد مناسب پمپ و چرخش دنده ها در هر دو جهت
  • تعمیر و نگهداری ساده ای دارد
  • ثابت بودن فشار خروجی بدون توجه به فشار ورودی
  • اگر مدت کوتاهی سیال وارد پمپ نشود، به پمپ آسیب وارد نمی شود

مهم ترین ویژگی پمپ داخلی این است که برای انواع سیال با هر ویسکوزیته ای مناسب است.

معایب پمپ دنده داخلی
  • دارای محدودیت فشار
  • بار زیادی روی شافت به وجود می آید
  • سرعت عملکرد بالایی ندارد
پمپ ژیروتور (gerotor pumps)

پمپ دنده ای ژیروتور را می توان جز دسته پمپ دنده داخلی قرار داد.

ساختار کلی پمپ ژیروتور و پمپ دنده داخلی مشابه یکدیگر است و تفاوت آن ها در نوع و مدل قسمت هایی که می چرخد (بخش چرخ دنده ها) است.

در دنده داخلی از 2 چرخ دنده و یک قطعه هلالی شکل استفاده می شود اما پمپ ژیروتور قطعه هلالی ندارد و مدل چرخ دنده ها هم متفاوت است.

طراحی داخلی پمپ ژیروتور

عملکرد پمپ ژیروتور

چرخ دنده داخلی یا محرک مانند ساختار دنده داخلی، خارج از مرکز قرار داده شده و باعث چرخش چرخ دنده خارجی یا متحرک (هرزگرد) می شود. اما با توجه به طراحی متفاوت نوع چرخ دنده ها، این فضای خالی مشکلی برای پمپاژ سیال به وجود نمی آورد.

با توجه به روندی که در یک دور کامل اتفاق می افتد، مجرای ورودی را در قسمتی که فضای بین قطعه ها بیشتر می شود و مکش به وجود می آید، قرار می دهند. همچنین خروجی را در قسمتی که فضای بین دو قطعه کم می شود، قرار می دهند چون باعث فشرده شدن و پمپاژ سیال با فشار بیشتری می شود.

مزایای پمپ ژیروتور

  • سرعت بالا
  • راندمان بالا در فشارهای متوسط
  • عملکرد آرام و کم صدا

مهم ترین مزیت پمپ ژیروتور، مقاومت در برابر حرارت و دمای بالا است.

معایب پمپ ژیروتور

  • دارای محدودیت برای فشار های بالا یا پایین
  • سیال نباید سخت باشد و بهتر است دارای ذرات جامد و بزرگ نباشد.

انواع پمپ دنده ای بر اساس تنوع در ورودی و خروجی

پمپ های دنده ای برای سیالات با دماهای مختلف، ساختاری متفاوت دارند یعنی تعداد ورودی و خروجی آن ها با هم تفاوت دارد.

پمپ دنده ای تک جداره - پمپ دنده ای دو جداره

پمپ دنده ای دو جداره

در پمپ دو جداره، دو ورودی و دو خروجی وجود دارد که یکی از آن ها مخصوص سیال است و دیگری مخصوص روغن یا هر نوع مایع روان کننده است.

سیالاتی که دارای ویسکوزیته یا غلظت بالایی هستند، باید دمایی بالاتر از حد معمول داشته باشند تا بتوانند به خوبی جریان پیدا کنند. برای این دسته از سیالات، مایعی با دمای بالا به درون جداره دوم پمپ می فرستند تا کمی دمای سیال بیشتر شود و بتواند به خوبی از درون پمپ عبور کند.

کاربرد دیگر این است که وقتی دمای سیال بسیار بالا باشد، احتمال دارد به پمپ دنده ای آسیب برسد. در این مواقع می توان از ورودی دوم، روغن یا مایعی را برای خنک سازی عبور داد اما این کار غیر اصولی است، چون که عبور مایع خنک از جداره دوم باعث می شود که به دنده های پمپ شوک وارد شود.

برای سیالات با دمای بسیار بالا از پمپ های دیگری که توانایی تحمل دمای بالاتری دارند، استفاده می شود.

برای انتقال عسل از پمپ غلیظ کش عسل که پمپ دنده ای 2 جداره است استفاده می شود. همچنین برای انتقال قیر هم از پمپ دنده ای دو جداره استفاده می شود که با اسامی پمپ قیر کش یا پمپ غلیظ کش قیر شناخته می شود.

پمپ دنده ای تک جداره

در پمپ دنده ای تک جداره یک ورودی و یک خروجی وجود دارد که مخصوص سیال است.

برای کاربرد آن هم می توان گفت، هر زمانی که به پمپ دو جداره نیاز نباشد از پمپ دنده ای تک جداره استفاده می کنند.

جنس بدنه پمپ دنده ای

جنس بدنه پمپ های دنده ای می تواند از نوع چدن، استیل و برنج یا برنز باشد که هر کدام کاربردهای خود را دارند.

پمپ دنده ای چدنی: برای مقاومت بیشتر در برابر ضربه و آسیب های محیطی، از چدن برای ساخت پمپ دنده ای استفاده می شود و معمولا چرخ دنده فولادی دارند.

پمپ دنده ای چدنی

پمپ دنده ای استیل: برای مواد بسیار حساس مثل مواد صنعت غذا و دارو از پمپ دنده ای استیل استفاده می کنند. چون دمای بالا یا سیال های خورنده مثل اسید، تاثیر بسیار کمی روی جنس استیل می گذارند و سیال هم دچار تغییر خاصیت نمی شود.

همچنین ضد زنگ بودن جنس استیل، از دیگر ویژگی های پمپ دنده ای یا پمپ غلیظ کش استیل است.

پمپ دنده ای استیل - پمپ غلیظ کش استیل

پمپ دنده ای برنجی یا برنزی: از جنس برنز یا برنج هم برای ساخت انواع پمپ های دنده ای استفاده می شود اما با توجه به ویژگی ها و کاربردهای گسترده تر جنس چدن و استیل، پمپ دنده ای برنجی کاربرد بسیار کمتری دارد.

پمپ دنده ای برنجی یا پمپ دنده ای برنزی

بیشتر بدانید ⇐ روش انتخاب پمپ دنده ای

معرفی برترین برندهای پمپ دنده ای

پمپ دنده ای نیز مانند سایر محصولات دارای تولید کنندگان داخلی و خارجی است و باید برندهای معتبر را بشناسیم.

در بین برترین برندهای پمپ دنده ای ایرانی، می توان به برندهای پمپ نقش جهان و پمپ ایران تولید اشاره کرد.

برند نقش جهان در بین برترین تولیدکنندگان پمپ صنعتی ایرانی می باشد چون هم پمپ دنده ای تک جداره و هم پمپ دنده ای دو جداره تولید می کند.

در بین برندهای خارجی هم می توان برند کوپار ترکیه و کراخت آلمان را نام برد.

یکی از دلایل استقبال مصرف کنندگان از پمپ کوپار، طراحی و تولید انواع پمپ صنعتی مخصوصا پمپ های دنده ای است که می توان با توجه به غلظت و ویسکوزیته سیال، مدل مناسب را انتخاب کرد.

جمع بندی

با مطالعه مقاله و در نظر گرفتن ویژگی های پمپ دنده ای در دسته بندی های متفاوت، می توانیم هنگام خرید پمپ دنده ای انتخاب بهتر و مناسب تری داشته باشیم.

مثلا متوجه شدیم که برای انتقال سیال با دمای بالا بهتر است از مدل دو جداره پمپ دنده ای ژیروتور استفاده کنیم یا این که برای مواد بهداشتی و حساس از لوب پمپ با جنس استیل استفاده شود که تمامی این ویژگی ها روی قیمت پمپ دنده ای بسیارتاثیر گذار است.

در پایان چون پمپ دنده ای یکی از انواع پمپ صنعتی می باشد و انتخاب آن نیازمند دانش فنی است، اگر به راهنمایی و مشاوره تخصصی نیاز داشتید می توانید با کارشناسان فروش شهباز موتور در ارتباط باشید.

اگر در رابطه با این مقاله سوالی دارید، می توانید از طریق کامنت برای ما ارسال کنید. کارشناسان ما در اسرع وقت پاسخگوی شما عزیزان خواهند بود.

نظر یا درخواست شما

در صورت درج اطلاعات خصوصی شما مانند شماره تلفن و ایمیل توسط ما مشاهده می شود، و برای عموم فیلتر خواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *