مقالات پمپ

  • 75
  • 2098 مرتبه
آشنایی با پمپ های جابجایی مثبت

آشنایی با پمپ های جابجایی مثبت

چهار شنبه 05 شهریور 1399

یکی از اولین تصمیماتی که باید در طراحی سیستم و استفاده از یک پمپ انجام شود، انتخاب نوع پمپ مورد استفاده می باشد. اولین موضوع، تصمیم گیری در این باره است که پمپ باید از نوع سانتریفیوژ (جابجایی نا مثبت) باشد یا جابه جایی مثبت .

نظر سنجی از مهندسان تجهیزات و کاربران پمپ نشان می دهد که اکثریت آنها پمپ های گریز از مرکز را به پمپ های جابه جایی مثبت مانند پمپ دنده ای ، پمپ پیستونی یا پمپ دیافراگمی ترجیح می دهند (البته اگر شرایط هیدرولیکی به شکلی باشد که بتوان از هر نوع استفاده نمود).

دلایل بسیاری برای این ارجحیت پمپ سانتریفیوژ نسبت داده شده، اما  اغلب آن ها  ریشه در این باور دارد که پمپ های سانتریفیوژ از قابلیت اطمینان بالاتر و هزینه ی نگهداری پایین تری برخوردار هستند.

پمپ گریز از مرکز

این پمپ معمولا اجزای متحرک کمتری داشته و فاقد شیر یک طرفه (مانند پمپ های جابه جایی مثبت رفت و برگشتی) می باشند. این نوع پمپ ها حداقل نوسان فشار را ایجاد نموده؛ تماس سایشی با روتور پمپ در آن هاوجود نداشته و در معرض بارگذاری خستگی بر روی یاتاقان ها و نشست بند ها که از ماهیت تناوبی بسیاری از پمپ هاجابه جایی مثبت ناشی می شود، قرار نمی گیرند.اگرچه هنگام انتخاب پمپ بهتر است پمپ های سانتریفیوژ به عنوان اولویت در نظر گرفته شوند، ولی باید دانست که این نوع پمپ ها برای هر نوع کاربردی مناسب نیستند.

پمپ جابجایی مثبت

این تقدم پمپ سانتریفیوژ بر پمپ های جابه جایی مثبت، قطعا همیشه غالب نیست و در حقیقت، معیار های کاربردی خاصی وجود دارد که استفاده از یک پمپ جابه جایی مثبت را ایجاب می کند. در ادامه برخی از موارد کلیدی که منجر به انتخاب پمپ جابه جایی مثبت به جای پمپ سانتریفیوژ می شود، آورده شده است:

  • ویسکوزیته ی بالا                                                                      
  • فشار بالا
  • راندمان(بهره وری)بالا
  • نیروی برشی پایین
  • پمپاژ بدون نشتی
  • جریان ثابت/ فشار سیستم متغیر
  • قابلیت خود راه اندازی
  • جریان پایین
  • سرعت کم
  • توانایی عملکرد در جریان دارای ذرات جامد
  • اندازه گیری جریان به صورت مکرر و دقیق
  • جریان دوفازی

مزایای پمپ جابجایی مثبت

توانایی پمپاژ مایعات لزج یکی از مهم ترین ویژگی های پمپ های جابه جایی مثبت مثل پمپ دنده ای است، در صورتی که در پمپ های سانتریفیوژ امکان پمپاژ مایعات با لزجت کم وجود دارد . بازده پمپ گریز از مرکز با افزایش ویسکوزیته به سرعت تنزل می کند و حد بالایی از ویسکوزیته وجود دارد که در نظر گرفتن پمپ سانتریفیوژ را به دلیل تلفات انرژی بیش از حد غیر عملی می کند.

مکایعات بسیار غلیظ مطلقا نمی توانند با پمپ های گریز از مرکز پمپاژ شوند. تنها راه حل عملی برای پمپاژ چنین مایعاتی ممکن است استفاده از بعضی انواع پمپ های جابه جایی مثبت باشد.

اغلب انواع پمپ های جابه جایی مثبت، ذاتا خود راه انداز(خود مکش ) هستند، به این معنی که میتوانند بدون نیاز به پر شدن خط لوله مکش و حذف گاز های غیر قابل میعان از آن (قبل از راه اندازی پمپ)، در بالای سطح مایع پمپ شونده واقع شوند. بنابراین، این نوع از پمپ ها را می توان بدون نیازبه وجود هیچ تجهیزات خاص هواگیری خارجی به راحتی در بالای مخازن انتقال نصب کرد.

نمودار هد و دبی در پمپ دنده ای

شاخصه های مربوط به فشار بالا و جریان پایینباید به صورت توام در نظر گرفته شوند. منظور از فشار بالا یعنی چقدر بالا و منظور از جریان پایین یعنی چقد پایین؟برای نمونه، میتوان انواع پمپ گریز از مرکز را مثال زد که فشاری تا چندین هزارpsi تولید کننده و با انواع کوچکی از آن ها که ظرفیتشان تنها چند گالن در دقیقه است.

با این حال، چه میشود اگر کسی تقاضای 5 گالن در دقیقه با فشار psi2000 داشته باشد؟ در این حالت، تنها راحل استفاده پمپ جابه جایی مثبت است.شکل 1-10محدوده جریان و هد پمپ های سانتریفیوژ،روتاری و رفت و برگشتی را به صورت کلی نشان می دهد. اگرچه بخشی از این نمودار وجود دارد که توسط هر سه نوع پمپ قابل همپوشانی است، ولی ناحیه ای که تنها تحت پوشش پمپ های جابه جایی قرار می گیرد، مربوط به جریان های پایین همرا با فشار های بسیار بالا می باشد.

اگر تنها موضوع مورد ملاحضه در انتخاب پمپ، بهره وری از لحاظ مضرف انرژی باشد، پمپ های جابه جایی مثبت بیشتری احتمالا در نظر گرفته می شوند، چون برخی از پمپ های PD کاملا از لحاظ مصرف انرژی کارآمد هستند هرچند انرژی تنها موضوع مورد توجه نیست و عوامل دیگری ماننده هزینه نصب و نگهداری نیز بر هزینه های ناشی از صرفه جویی در مصرف انرژی اولویت دارند. 

شاخصه های مربوط به سرعت پایین ، برش کم و قابلیت عملکرد در جریانی با ذرات جامد، معمولا به شکل توام وجود دارند. در پمپ های سانتریفیوژ، مایع پمپ شونده، به دلیل سرعت بالا در خروجی پروانه و کلرنس های نزدیک درون پمپ ، در معرض تنش های بالایی قرار می گیرد.

بسیاری از مایعات نمی توانند این سرعت های بالا و تنش های برشیزیاد را تحمل کنند. یک مثال خوب از این مورد میوه ها و سبزیجاتی مثل گیلاس و نخود فرنگی هستند  که در کارخانه های مواد غذایی پمپ می شوند. اگر این محصولات با استفاده از پمپ های سانتریفیوژ پمپ شوند، احتمالا آب گیلاس یا آب نخود فرنگی تولید خواهد شد.

یک رده ی کامل از پروانه های پمپ سانتریفیوژ از نوع غیر قابل انسداد وجود دارد که وظیفه آن ، پمپاژ فاضلاب و سایر مایعات زائد حاوی مواد جامداست. این نوع پمپ های سانتریفیوژ ملزم به حفظ یکپارچگی مواد جامد نیستند و اغلب در حین پمپاژ،آن ها را تکه تکه می کنند . یک نوع پروانه سانتریفیوژ دیگر مرسوم به پروانه Recessed یا گردابی نیز وجود دارد که قادر به پمپاژ جامدات بزرگ با حداقل تخریب می باشد. از جنبه های منفی این نوع پروانه نیز می توان به ناکار آمدی زیاد آن اشاره نمود.

انواع پمپ جابجایی مثبت

انواع مختلفی از پمپ های جابه جایی مثبت مثل پمپ های پریستالتیک یا دیافراگمی وجود دارند که به دلیل طراحی منحصر به فردشان، ذاتا فاقد آب بندی بوده و به آب بندی شافت نیاز ندارند و در ضمن ،نشتی محصول نیز در آن ها صفر می باشد. اگر چه امروزه انواع مختلفی از پمپ های سانتریفیوژ در دسترس هستند؛ ولی این گزینه های سانتریفیوژ نیز دارای محدودیت ها و کاستی های مربوط به خود می باشند. عدم نیاز ذاتی برخی از پمپ های جابه جایی مثبت به نشست بندی، آن ها را به راه حل ساده تری بدل ساخته است.

 

در پمپ های جابه جایی مثبت، ظرفیت به طور مستقیم با سرعت تغییر کرده و مستقل از اختلاف فشار یا هد استدر اغلب پمپ های جابه جایی مثبت، پدیده Slip(برگشت) وجود دارد، به این معنی که نشتی از سمت فشار بالا به سمت فشار پایین پمپ جریان می یابد این پدیده موجب میشود که پمپ در اختلاف فشار های بالاتر ، دبی پایین تری را تحویل دهد.

میزانSlip  به طور عمده از یک پمپ جابه جایی مثبت تا یک پمپ دیگر متغیر بوده و به پارامتر های چون اختلاف فشار پمپ ویسکوزیته مایع و لقی های داخلی وابسته می باشد. تقریبا، اغلب پمپ های جا به جایی مثبت در معرض نشتی فزاینده یبرگشتی به قسمت مکش ( به علت سایش، مانند آن چه برای پمپ های سانتریفیوژ رخ  می دهد) قرار نمی گیرند.

گرچه برخی از انواع آن،درصد بسیار ناچیزی از Slipرا از خود نشان می دهند. وجود این عوامل، برخی از انواع پمپ های جابه جایی مثبت رابرای کاربرد های اندازه گیری که در آن ها کنترل دقیق میزان دبی جریان (مثلا برای یک ماده ی شیمیایی گران قیمت) باید وجود داشته باشد، ایده آل می سازد.

به عنوان نمونه، میتواند به فرایند تصفیه ی آب با کلر نام برد. توجه داشته باشید که از پمپ های گریز از مرکز نیز میتوان برای کنترل دقیق استفاده کرد، ولی باید به یک حلقه کنترای که جریان را اندازه گیری کرده و سپس، تنظیم شیر کنترل سیستم را انجام می دهد، متکی باشند. پمپ های رفت و برگشتی رایج ترین نوع پمپ های جابه جایی مثبت به کار رفته در کاربردهای اندازه گیری هستند، اگرچه از انواع دیگری مانند پمپ های پریستالتیکی نیز برای این کار استفاده می شود.

نیاز به وجود یک روند ثابت نرخ جریان، در حالی که فشار سیستم به طور گسترده ای  متغیر است،می تواند با استفاده از یک پمپ سانتریفیوژ پاسخ داده شود. با این حال، این موضوع که نیاز به یک سیستم کنترل فیدبک، شامل اندازه گیری جریان و استفاده از شیر کنترلی اتوماتیک برای حفظ جریان ثابت دارد.

با این حال، استفاده از یک پمپ جابه جایی مثبت ممکن است راه حلی سادتر باشد، زیرا هنگامی که ویژگی های مایع، سرعت و اندازه ی یک پمپ مثبت معلوم شود؛ پمپ نرخ جریان تقریبا ثابتی را بدون توجه به فشار سیستم ارائه خواهد داد. در ضمن، برای پمپاژ مایعاتی که همراه با گاز هستند نیز بسیاری از انواع پمپ های جابه جایی مثبت وجود دارند که گزینه های مناسب تری نسبت به پمپ های گریز از مرکز به شمار می روند.

یکی از مشخصات هیدرولیکی پمپ های های جابه جایی مثبت این است که پمپ های جابه جایی مثبت این است که پمپ در کنار ارائه نرخ جریان ثابت (البته اگر پمپاژ در سرعتی ثابت انجام شود)، به تولید فشار در قسمت خروجی نیز ادامه می دهد. این امر به این معنی است که اگر شیری در پایین دست پمپ به صورت اتفاقی بسته شود، پمپ همچنان به ایجاد فشار ادامه خواهد داد.

معمولا در اینجا یکی از چند در نظر گرفته شده برای جلوگیری از آسیب رسیدن به پمپ اتفاق می افتد.در جریان ثابت و فشار فزاینده، فراهم سازی قدرت مورد نیاز ( اسب بخار)ادامه می باید تا زمانی که موتور Overload (سر ریز بار) نموده و خاموش شود و یا لیمیت سوییچ مربوط به فشار  بالا یا دمای بالا، آن را از کار بیندازد.

اگر موتور از کار نیفتد و یا فشار اضافی تخلیه نشود، پمپ در نهایت می تواند فشار را تا حدی بالا ببرد که محفظه ی پمپ  یا برخی بخش های پایین دستی پمپ دچار آسیب های بالقوه جدی شوند. معمولا توصیه می شود که در پمپ های رفت و برگشتی به منظور حفاظت در مقابل افزایش فشار بیش از حد،از یک شیر اطمینان در داخل پمپ یا پایین دست آن استفاده گردد.

شیر های اطمینان داخلی تعبیه شده درون پمپ، فشار را از طریق یک لوپ داخلی که بخش خروجی را به قسمت مکش متصل می کند، تخلیه می کنند، شیر های خارجی باید توسط مسیر لوله کشی به یک منبع خارجی (معمولا مخزن ذخیره) متصل شوند. شیوه دوم، می تواند دیدی بصری از باز بودن شیر اراوه کند.

در برخی موارد، تنظیم شیر های اطمینان با وجود پیچیدگی های آن قابل انجام بوده و کاربر باید حتما قادر به درک تعاریف سازنده از تنظیمات و ویژگی های شیر باشد. لازم به ذکر است که اگر از این شیر ها به عنوان یک دستگاه تنظی فشار استفاده شود، به سرعت فرسوده شده و معمولا شرایط پایدار نخواهند داشت. از این رو بهتر است از یک شیر تنظیم فشار به جای آن ها استفاده شود.

نظرات
 
   
 

قوانین ارسال نظر

  • پیام هایی که حاوی تهمت یا افترا باشد منتشر نخواهد شد.
  • پیام هایی که به غیر از زبان فارسی یا غیر مرتبط با خبر باشد منتشر نخواهد شد.
  • با توجه به آن که امکان موافقت یا مخالفت با محتوای نظرات وجود دارد، معمولا نظراتی که محتوای مشابه دارند، انتشار نمی‌یابند بنابراین توصيه مي‌شود از مثبت و منفی استفاده کنید.
ثبت سفارش
تعداد
عنوان