انواع پمپ و تلمبه

پُمپ یا تُلُمبه وسیله‌ای مکانیکی برای انتقال مایعات است که با افزایش فشار جریان آن، امکان جابجایی مایعات را به ارتفاعی بالاتر (با افزایش هد) یا حتی پایین دست (معمولاً حوضچه یا مخزن) فراهم می‌آورد.
به طور کلی پمپ به دستگاهی گفته می شود که انرﮊی مکانیکی را از یک منبع خارجی اخذ و به سیال مایعی که از آن عبور می کند، انتقال می دهد. در نتیجه انرﮊی سیال پس از خروج از این دستگاه (پمپ) افزایش می یابد. در پمپ ها تغییرات انرﮊی سیال همواره به صورت تغییر فشار سیال مشاهده می گردد. از پمپها برای انتقال سیال به یک ارتفاع معین و یا جا به جایی آن در یک سیستم لوله کشی و یا هیدرولیک استفاده می نمایند. به عبارت کلی تر از پمپ برای انتقال سیال از یک نقطه به نقطه دیگر استفاده می کنند. پمپها دارای انواع مختلفی هستند که هرکدام دارای کاربرد خاصی می باشند. مهم‌ترین پمپهایی که در این واحد استفاده شده اند عبارت‌اند از:

تعریف پمپ
به طور کلی پمپ به دستگاهی گفته می شود که انرﮊی مکانیکی را از یک منبع خارجی اخذ و به سیال مایعی که از آن عبور می کند، انتقال می دهد. در نتیجه انرﮊی سیال پس از خروج از این دستگاه (پمپ) افزایش می یابد. در پمپ ها تغییرات انرﮊی سیال همواره به صورت تغییر فشار سیال مشاهده می گردد. از پمپها برای انتقال سیال به یک ارتفاع معین و یا جا به جایی آن در یک سیستم لوله کشی و یا هیدرولیک استفاده می نمایند. به عبارت کلی تر از پمپ برای انتقال سیال از یک نقطه به نقطه دیگر استفاده می کنند. پمپها دارای انواع مختلفی هستند که هرکدام دارای کاربرد خاصی می باشند. مهم‌ترین پمپهایی که در این واحد استفاده شده اند عبارت‌اند از:
۱٫ پمپهای سانتریفوﮊ. ۲٫ پمپهای رفت و برگشتی. ۳٫ پمپهای چرخ دنده ای.

پمپهای سانتریفوﮊ:
این پمپها از نوعی می باشند که انتقال انرﮊی از آنها به سیال به طور دائمی انجام می پذیرد. پمپهای سانتریفوﮊ معمولاً نیروی محرکه خود را از طریق یک الکترو موتور (موتور الکتریکی) دریافت می کنند. انتقال نیروی محرکه از موتور به پمپ از طریق یک محور به نام شَفت منتقل می شود. شَفت موتور به وسیله نوعی تجهیزات مکانیکی به نام کوپلینگ به شَفت پمپ متصل شده است. به این ترتیب انتقال نیرو به راحتی از طریق شفت موتور الکتریکی به شفت پمپ منتقل می گردد.

پمپ های سانتریفوﮊ دارای یک محفظه هستند که حلزونی شکل است و پوسته یا کِیسینگ نامیده می شود و درون آن یک یا چند چرخ قرار دارند که روی یک محور (شفت) نصب شده اند. هر چرخ مجهز به تعدادی پره می باشد. انتقال انرﮊی به سیال در این قسمت انجام می شود. برای اینکه از محل خروج شفت از کِیسینگ پمپ سیالی خارج نشود و اصطلاحا نشتی به خارج نداشته باشیم از ابزاری به نام مکانیکال سیل استفاده شده است. نکته بسیار مهم در مورد این نوع پمپها هواگیری یا پرایم کردن پمپ پیش از روشن کردن آنها می باشد. یعنی پس از لاین آپ نمودن پمپ و اطمینان از ورود سیال به داخل پمپ، باید از خروج کامل هوا یا گاز حبس شده در داخل پمپ نیز اطمینان حاصل نمود. از این نوع پمپها در ابعاد و اندازه های مختلف برای مصارف گوناگون ساخته می شوند.

پمپهای رفت وبرگشتی:
این نوع پمپها وسایلی هستند که انتقال انرﮊی از آنها به سیال به صورت پریودیک و دوره ای می باشد. نیروی محرکه این نوع پمپها نیز غالبا توسط موتورهای الکتریکی تامین می گردد. در این نوع پمپها حرکت چرخشی میل لنگ تبدیل به حرکت رفت و آمدی پیستونی در یک سیلندر می شود. با عقب رفتن پیستون در سیلندر ایجاد مکش شده و در نتیجه مایع از طریق یک شیر ورودی داخل سیلندر می گردد. با حرکت پیستون به طرف جلو دریچه ورودی بسته و مایع از طریق شیر خروجی به خارج هدایت می گردد. شیرهای ورودی و خروجی یکطرفه بوده و طوری ساخته شده اند که در مراحل رفت و آمد پیستون، از ورود مایع داخل سیلندر به قسمت کم فشار و بالعکس ممانعت شود. اگر بجای پیستون، پلانجری در داخل سیلندر رفت و آمد کند در این حالت به آن پمپ پلانجری می گویند. در ضمن چنانچه پلانجر دیافراگمی را حرکت دهد پمپ از نوع دیافراگمی است. فرق میان پیستون وپلانجر در این است که طول سر پیستون کوتاه تر از مسافتی است که پیستون درون سیلندر طی می نماید، در حالی که طول پلانجر بیشتر از طول مسافت طی شده توسط آن در داخل سیلندر می باشد. از طرفی در پمپهای پیستون از حلقه یا رینگی جهت آب بندی پیستون و سیلندر استفاده شده است که روی بدنه پیستون قرار گرفته و همراه آن حرکت می کند، در حالیکه در پمپهای پلانجری این رینگ روی سیلندر قرار دارد و ثابت است. این پمپها معمولاً کم ظرفیت هستند ولی فشار خروجی سیال را می توانند تا مقدار زیادی افزایش دهند. بنابراین از این پمپها در جاهایی که نیاز به جا به جا کردن سیالی با حجم کم ولی فشار بالا می باشد استفاده می کتتد. در ضمن باید به این نکته نیز توجه داشت که جریان سیال در این پمپها به صورت غیر یکنواخت می باشد. نکته بسیار مهم در مورد این پمپ ها آن است که هرگز نباید آنها را در حالیکه شیر خروجی پمپ (دیسچارج پمپ) بسته است روشن نمود

پمپهای چرخ دنده ای یا گی یِر پمپ:
این پمپها نوعی از پمپهای گردشی یا روتاری می باشند. پمپ های چرخ دنده ای از دو قسمت متمایز تشکیل شده اند، یکی قسمت جداره ثابت و دیگری قسمت دوار که شامل یک محور گردان با چرخ دنده می باشد. در پمپ های چرخ دنده ای مقداری مایع بین دنده های چرخ دنده پمپ به اصطلاح به تله می افتد و در اثر چرخیدن چرخ دنده ها این مایع به قسمت خروجی پمپ رانده می شود. این پمپ ها به گونه ای ساخته می شوند که در آنها فاصله میان اجزاء گردنده و جداره ثابت بسیار کم می باشد. کار برد این پمپها برای جا به جایی مایع با حجم کم و فشار متوسط می باشد. نکته مهم در مورد این پمپها آن است که هرگز نباید آنها را در حالیکه شیر خروجی پمپ (دیسچارج پمپ) بسته است روشن نمود؛ چرا که در این حالت، اگر هیچ شیر اطمینانی (سِیفتی وَلو) در مسیر دیسچارج پمپ وجود نداشته باشد، یا خود پمپ از بین می رود و یا اینکه لوله دیسچارج می شکند.

کاویتاسیون:
این پدیده یکی از خطرناکترین حالتهایی است که ممکن است برای یک پمپ به وجود آید. آب یا هر مایع دیگری، در هر درجه حرارتی به ازای فشار معینی تبخیر می شود. هرگاه در حین جریان مایع در داخل چرخ یک پمپ، فشار مایع در نقطه ای از فشار تبخیر مایع در درجه حرارت مربوطه کمتر شود، حبابهای بخار یا گازی در فاز مایع به وجود می آیند که به همراه مایع به نقطه ای دیگر با فشار بالاتر حرکت می نمایند. اگر در محل جدید فشار مایع به اندازه کافی زیاد باشد، حبابهای بخار در این محل تقطیر شده و در نتیجه ذراتی از مایع از مسیر اصلی خود منحرف شده و با سرعتهای فوق العاده زیاد به اطراف و از جمله پره ها برخورد می نمایند. در چنین مکانی بسته به شدت برخورد، سطح پره ها خورده شده و متخلخل می گردد. این پدیده مخرب در پمپ ها را کاویتاسیون می نامند. پدیده کاویتاسیون برای پمپ بسیار خطرناک بوده و ممکن است پس از مدت کوتاهی پره های پمپ را از بین ببرد. بنابراین باید از وجود چنین پدیده ای در پمپ جلو گیری گردد. کاویتاسیون همواره با صدا های منقطع شروع شده و سپس در صورت ادامه کاهش فشار در دهانه ورودی پمپ، بر شدت این صدا ها افزوده می گردد. صدای کاویتاسیون مخصوص ومشخص بوده وشبیه برخورد گلوله هایی به یک سطح فلزی است. هم‌زمان با تولید این صدا پمپ نیز به ارتعاش در می آید. در انتها این صداهای منقطع به صداهایی شدید ودائم تبدیل می گردد و در همین حال نیز راندمان پمپ به شدت کاهش می یابد.
انواع پمپها عبارتند از:
۱ـ پمپ های دینامیکی – ۲ پمپ های جابجایی

می توان پمپ هارابراساس نحوه عملکردشان به گونه ای دیگر نیز دسته بندی کرد:

۱ـ پمپ های سانتریفوژ(جریان شعاعی)
۲ـ پمپ های محوری
۳ ـ پمپ های نیمه سانتریفوژ(یا باجریان مختلط)

مهمترین ترکیبات عمومی مواد ساختمانی پمپها عبارتند از:
مواد: پمپهای سانتریفیوژ که معمولا به بازار عرضه می شوند دارای ترکیبات برنزی، تمام برنزی ،یا دارای ترکیب آهنی می باشند. در ساختار نیمه برنزی ،پروانه خلاف شافت (اگر بکار برده شده باشد ) و رینگهای سایشی برنزی خواهد بود و محفظه از چدن است. این مواد ساختمانی برای قسمتهای از پمپ می باشد که در تماس با پمپاژ شده می باشد.

محفظه آببندی (stuffing box):
آن قسمت از پمپ است که شفت گردننده وارد محفظه پمپ می شود. برای جلوگیری از نشت اب از محفظه، یک آب بند مکانیکی یا نوار آببندی بکار می رود.پمپها با اب بندی مکانیکی((mechanical seal بطور موفقیت آمیز در موارد گوناگون بکار برده می شوند.آب بندهای داخلی درون محفظه آببندی عمل میکند درصورتی که آببندهای خارجی دارای اجزاء دورانی( rotatig element) خودشان در بیرون محفظه آببندی می باشند. بسته به آببندی پمپ و مایعی که پمپاژ می شود محدودیتهای در فشار و دمای مایع وجود دارد. جنس ماده ابندی پس از انکه نوع سیال پمپاژ شونده و دما و فشار ان تعیین شد ، توسط کارخانه سازنده تعیین می شود. پمپها با نوار آب بندی بویژه در جاهایی که مواد سایینده که همراه اب وجود دارد بکار سیستم اسیب نمی رساند بطور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند. مقداری نشت باید وجود داشته باشد تا سطح بین ماده نوار و شفت را روانکاری و سرد کند. بوش شفت و شفت موتور یا پمپ را بویژه با نوار اببندی ، محافظت می کنند.

رینگهای سایشی برای پروانه یا محفظه آب بندی بکار برده می شود ،انها قابل تعویض بوده و از سایش پروانه یا محفظه جلوگیری میکنند.
بلبرینگها غالبا زیاد بکار برده می شوند مگر در پمپهای سیلکولاتر ،که یاتاقانهای موتور و پمپ از نوع بوش می باشد.

رینگ تعادل:
در طرف پشت پروانه های بسته تک مکشه می باشد تا بار محوری را کاهش دهد.پروانه های دارای دو ورودی بطور ذاتی از لحاظ محوری بالانس می باشند.
سرعتهای کار نامی موتور ممکن است در محدود ۶۰۰ تا ۳۶۰۰ دور در دقیقه انتخاب شوند (سازندگان پمپ بایستی سرعت بهینه پمپ را برای هر نیاز پمپاژ بخصوص با در نظر گرفتن راندمان ، قیمت و صدا و نگهداری بدست اورد.)نمونه ای از سطح مقطع یک پمپ سانتریفوژ مجهز توسط انستیتوی هیدرولیک در شکل نشان داده شده است بیشتر قسمتهای که قبلا شرح داده شد در روی شکل مشخص است.

به طورکلی پمپ به دستگاهی گفته می شود که انرژی مکانیکی رااز یک منبع خارجی اخذ و به سیالی که ازآن عبورمی نمایدانتقال دهد.درنتیجه انرژی سیال بعدازخروج از ماشین افزایش می یابد.پمپ ها رابرمبنای نحوه انتقال انرژی به سیال به دودسته تقسیم بندی می کنند:
۱ـ پمپ های دینامیکی:که انتقال انرژی ازآنها به سیال به طوردائمی است.
۲ـ پمپ های جابجایی:که انتقال انرژی ازآنها به سیال به صورت متناوب یا پریودیک است.

می توان پمپ هارابراساس نحوة عملکردشان به گونه ای دیگرنیز دسته بندی کرد:
۱ـ پمپ های سانتریفوژ(جریان شعاعی)۲ـ پمپ های محوری۳ـ پمپ های نیمه سانتریفوژ(یا باجریان مختلط)

۱ـ پمپ سانتریفوژ(شعاعی):
عملکرداین پمپ به این صورت است که درآن سیال موازی محور واردچرخ پمپ شده وعمود برآن ازچرخ خارج می گردد.این پمپ ها معمولاً برای ایجادفشارهای بالا دردبی های کم به کارمی روند.بنابراین اغلب پمپ های سانتریفوژ توانایی خوبی درایجادفشارهای بالادارند.پمپ های سانتریفوژ شایع ترین نمونه ازپمپ هاهستند.

۲ـ پمپ های محوری:
سیال موازی محور وارد پمپ می گردد و به طور موازی نسبت به محور ازچرخ خارج می گردد.این پمپ ها برای ایجادفشارها و دبی های متوسط به کار می روند.

۳ـ پمپ های نیمه سانتریفوژ(مختلط):
سیال موازی محور وارد چرخ پمپ می گردد و به طورمایل نسبت به محورازچرخ خارج می گردد.این پمپ ها برای ایجادفشارها و دبی های متوسط به کارمی روند.این پمپ هانسبت به پمپ های سانتریفوژ
توانایی بیشتری دراستفاده وبه کارگیری دبی های یالا رادارند.
مبانی وکاربردپمپهای گریز از مرکزcentrifugal pump اصول کار کلیه این پمپ هابراساس استفاده ازنیروی “گریزاز مرکز” پایه گذاری شده است. هرحجمی که دریک مسیردایره ای یامنحنی الشکل حرکت کند ، تحت تاثیرنیروی گریزازمرکز واقع می شود.جهت نیروی مذکور طوری است که همواره تمایل داردکه جسم را ازمحوریامرکز دوران دورسازد.

قسمت های اساسی یک پمپ گریزازمرکز عبارتنداز:
۱٫ الکترومتور: که شامل قسمت الکتریکی پمپ است.
۲٫ کوپل یا هم محور سازی: که متصل کننده الکترومتر به شافت (محور )پمپ است.
۳٫ هوس برینگ: که محل قرار گیری برینگها می باشد
۴٫ مکانیکال سیل: که محل آب بندی پمپ و جدا کننده سیال پمپاژ شده و قسمت مکانیکی پمپ می باشد
۵٫ پره های پمپ: که با توجه به نوع کاربرد دارای انواع مختلفی می باشد.

مکانیکال سیل:
مکانیکال سیل یا محفظه آب بند قسمتی است که در حد فاصل بین برینگها و پروانه پمپ قرار گرفته است و از مهمترین قسمتهای پمپ می باشد چرا که وظیفه آن جلوگیری از ورود سیال به درون برینگهاو بر روی شفت می باشد. مکانیکال سیل بوسیله منبع سیلیپات روغن خنک کاری می شود (منبع سیلیپات برای خنک کاری است که روغن آن دارای ویسکوزیته بالایی است و گاهی نیز از خود سیال برای خنک کاری مکانیکال سیل استفاده می شود برای برینگها نیز از یک گیج روغن برای خنک کاری استفاده می شود که دارای ویسکوزیته کمتری است.