پمپ های هیدرولیكی

با توجه به نفوذ روز افزون سیستم های هیدرولیکی در صنایع مختلف وجود پمپ هایی با توان و فشار های مختلف بیش از پیش مورد نیاز است
با توجه به نفوذ روز افزون سیستم های هیدرولیکی در صنایع مختلف وجود پمپ هایی با توان و فشار های مختلف بیش از پیش مورد نیاز است . پمپ به عنوان قلب سیستم هیدرولیک انرژی مکانیکی را که توسط موتورهای الکتریکی، احتراق داخلی و … تامین می گردد به انرژی هیدرولیکی تبدیل می کند. در واقع پمپ در یک سیکل هیدرولیکی یا نیوماتیکی انرژی سیال را افزایش می دهد تا در مکان مورد نیاز این انرژی افزوده به کار مطلوب تبدیل گردد.

فشار اتمسفر در اثر خلا نسبی بوجود آمده به خاطر عملکرد اجزای مکانیکی پمپ ، سیال را مجبور به حرکت به سمت مجرای ورودی آن نموده تا توسط پمپ به سایر قسمت های مدار هیدرولیک رانده شود.
حجم روغن پر فشار تحویل داده شده به مدار هیدرولیکی بستگی به ظرفیت پمپ و در نتیجه به حجم جابه جا شده سیال در هر دور و تعداد دور پمپ دارد. ظرفیت پمپ با واحد گالن در دقیقه یا لیتر بر دقیقه بیان می شود

.
نکته قابل توجه در در مکش سیال ارتفاع عمودی مجاز پمپ نسبت به سطح آزاد سیال می باشد ، در مورد روغن این ارتفاع نباید بیش از ۱۰ متر باشد زیرا بر اثر بوجود آمدن خلا نسبی اگر ارتفاع بیش از ۱۰ متر باشد روغن جوش آمده و بجای روغن مایع ، بخار روغن وارد پمپ شده و در کار سیکل اختلال بوجود خواهد آورد . اما در مورد ارتفاع خروجی پمپ هیچ محدودیتی وجود ندارد و تنها توان پمپ است که می تواند آن رامعین کند.

●پمپ ها در صنعت هیدرولیک به دو دسته کلی تقسیم می شوند :
۱- پمپ ها با جا به جایی غیر مثبت ( پمپ های دینامیکی)
پمپ ها با جا به جایی غیر مثبت : توانایی مقاومت در فشار های بالا را ندارند و به ندرت در صنعت هیدرولیک مورد استفاده قرار می گیرند و معمولا به عنوان انتقال اولیه سیال از نقطه ای به نقطه دیگر بکار گرفته می شوند. بطور کلی این پمپ ها برای سیستم های فشار پایین و جریان بالا که حداکثر ظرفیت فشاری آنها به ۲۵۰psi تا۳۰۰۰si محدود می گردد مناسب است. پمپ های گریز از مرکز (سانتریفوژ) و محوری نمونه کاربردی پمپ های با جابجایی غیر مثبت می باشد.

۲- پمپ های با جابه جایی مثبت
پمپ های با جابجایی مثبت : در این پمپ ها به ازای هر دور چرخش محور مقدار معینی از سیال به سمت خروجی فرستاده می شود و توانایی غلبه بر فشار خروجی و اصطکاک را دارد . این پمپ ها مزیت های بسیاری نسبت به پمپ های با جابه جایی غیر مثبت دارند مانند مانند ابعاد کوچکتر ، بازده حجمی بالا ، انعطاف پذیری مناسب و توانایی کار در فشار های بالا ( حتی بیشتر از psi)

الف)پمپ ها با جابه جایی مثبت از نظر ساختمان :
۱- پمپ های دنده ای
۲ – پمپ های پره ای
۳- پمپ های پیستونی
ب)پمپ ها با جابه جایی مثبت از نظر میزان جابه جایی :
۱- پمپ ها با جا به جایی ثابت
۲- پمپ های با جابه جایی متغییر
در یک پمپ با جابه جایی ثابت (Fixed Displacement) میزان سیال پمپ شده به ازای هر یک دور چرخش محور ثابت است در صورتیکه در پمپ های با جابه جایی متغیر (Variable Displacement) مقدار فوق بواسطه تغییر در ارتباط بین اجزاء پمپ قابل کم یا زیاد کردن است. به این پمپ ها ، پمپ ها ی دبی متغیر نیز می گویند.

باید بدانیم که پمپ ها ایجاد فشار نمی کنند بلکه تولید جریان می نمایند. در واقع در یک سیستم هیدرولیک فشار بیانگر میزان مقاومت در مقابل خروجی پمپ است اگر خروجی در فشار یک اتمسفر باشد به هیچ وجه فشار خروجی پمپ بیش از یک اتمسفر نخواهد شد .همچنین اگر خروجی در فشار ۱۰۰ اتمسفر باشد برای به جریان افتادن سیال فشاری معادل ۱۰۰ اتمسفر در سیال بوجود می آید.
●پمپ های دنده ای Gear Pump

این پمپ ها به دلیل طراحی آسان ، هزینه ساخت پایین و جثه کوچک و جمع و جور در صنعت کاربرد زیادی پیدا کرده اند . ولی از معایب این پمپ ها می توان به کاهش بازده آنها در اثر فرسایش قطعات به دلیل اصطکاک و خوردگی و در نتیجه نشت روغن در قسمت های داخلی آن اشاره کرد. این افت فشار بیشتر در نواحی بین دنده ها و پوسته و بین دنده ها قابل مشاهده است.
۱- دنده خارجی External Gear Pumps
۲– دنده داخلی Internal Gear Pumps
۳- گوشواره ای Lobe Pumps
۴- پیچی Screw Pumps
۵- ژیروتور Gerotor Pumps
●دنده خارجی External Gear Pumps

در این پمپ ها یکی از چرخ دنده ها به محرک متصل بوده و چرخ دنده دیگر هرزگرد می باشد. با چرخش محور محرک و دور شدن دنده های چرخ دنده ها از هم با ایجاد خلاء نسبی روغن به فضای بین چرخ دنده ها و پوسته کشیده شده و به سمت خروجی رانده می شود.
لقی بین پوسته و دنده ها در اینگونه پمپ ها حدود ( (۰.۰۲۵ mm می باشد.
افت داخلی جریان به خاطر نشست روغن

در فضای موجود بین پوسته و چرخ دنده است که لغزش پمپ (Volumetric efficiency ) نام دارد.
با توجه به دور های بالای پمپ که تا rpm ۲۷۰۰ می رسد پمپاژ بسیار سریع انجام می شود، این مقدار در پمپ ها ی دنده ای با جابه جایی متغییر می تواند از ۷۵۰ rpm تا ۱۷۵۰ rpm متغییر باشد. پمپ ها ی دنده ای برای فشارهای تا (كیلوگرم بر سانتی متر مربع۲۰۰ ) ۳۰۰۰ psi طراحی شده اند که البته اندازه متداول آن ۱۰۰۰ psi است.
●دنده داخلی Internal Gear Pumps

این پمپ ها بیشتر به منظور روغنکاری و تغذیه در فشار های کمتر از ۱۰۰۰ psi استفاده می شود ولی در انواع چند مرحله ای دسترسی به محدوده ی فشاری در حدود ۴۰۰۰ psi نیز امکان پذیر است. کاهش بازدهی در اثر سایش در پمپ های دنده ای داخلی بیشتر از پمپ های دنده ای خارجی است.
● پمپ های گوشواره ای Lobe Pumps
این پمپ ها از خانواده پمپ های دنده ای هستند که آرامتر و بی صداتر از دیگر پمپ های این خانواده عمل می نماید زیرا هر دو دنده آن دارای محرک خارجی بوده و دنده ها با یکدیگر درگیر نمی شوند. اما به خاطر داشتن دندانه های کمتر خروجی ضربان بیشتری دارد ولی جابه جایی حجمی بیشتری نسبت به سایر پمپ های دنده ای خواهد داشت.

● پمپ های پیچی Screw Pumps
پمپ پیچی یک پمپ دنده ای با جابه جایی مثبت و جریان محوری بوده که در اثر درگیری سه پیچ دقیق (سنگ خورده) درون محفظه آب بندی شده جریانی کاملا آرام ، بدون ضربان و با بازده بالا تولید می کند. دو روتور هرزگرد به عنوان آب بندهای دوار عمل نموده و باعث رانده شدن سیال در جهت مناسب می شوند.حرکت آرام بدون صدا و ارتعاش ، قابلیت کا با انواع سیال ، حداقل نیاز به روغنکاری ، قابلیت پمپاژ امولسیون آب ، روغن و عدم ایجاد اغتشاش زیاد در خروجی از مزایای جالب این پمپ می باشد.

●پمپ های ژیروتور Gerotor Pumps
عملکرد این پمپها شبیه پمپ های چرخ دنده داخلی است. در این پمپ ها عضو ژیروتور توسط محرک خارجی به حرکت در می آید و موجب چرخیدن روتور چرخ دندهای درگیر با خود می شود.
در نتیجه این مکانیزم درگیری ، آب بندی بین نواحی پمپاژ تامین می گردد. عضو ژیروتور دارای یک چرخ دندانه کمتر از روتور چرخ دنده داخلی می باشد.

حجم دندانه کاسته شده ضرب در تعداد چرخ دندانه چرخ دنده محرک ، حجم سیال پمپ شده به ازای هر دور چرخش محور را مشخص می نماید.
كليات
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.

پمپ کاربردهای فراوان در صنعت و حتی در وسایل نقلیه دارد. مانند پمپ بنزین یا پمپ آب خودرو تا پمپ‌های بزرگ برای پر کردن حوضچه‌های تعمیر کشتی.

 

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 ی

ک 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. پم

پ 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.

پمپ هيدروليكي

بازده یک پمپ ب ور کلی به میزان تلرانسها و دقت بکار رفته در ساخت ، وضعیت مکانیکی اجزاء و بالانس فشار بستگی دارد

پمپ ه دروليكي

با توجه به نفوذ روز افزون سيستم هاي هيدروليكي در صنايع مختلف وجود پمپ ه يي با توان و فشار هاي مختلف بيش از پيش مورد نياز است . پمپ ب عنوان قلب سيستم هيدروليك انرژي مكانيكي را كه توسط موتورهاي الكتريكي، احتراق داخلي و … تامين مي گردد به انرژي هيدروليكي تبديل مي كند. در واقع پمپ د يك سيكل هيدروليكي يا نيوماتيكي انرژي سيال را افزايش مي دهد تا در مكان مورد نياز اين انرژي افزوده به كار مطلوب تبديل گردد.

فشار اتمسفر در اثر خلا نسبي بوجود آمده به خاطر عملكرد اجزاي مكانيكي پمپ ، سيال را مجبور به حركت به سمت مجراي ورودي آن نموده تا توسط پمپ ب ساير قسمت هاي مدار هيدروليك رانده شود.

حجم روغن پر فشار تحويل داده شده به مدار هيدروليكي بستگي به ظرفيت پمپ و در نتيجه به حجم جابه جا شده سيال در هر دور و تعداد دور پمپ د رد. ظرفيت پمپ ب واحد گالن در دقيقه يا ليتر بر دقيقه بيان مي شود.

 

نكته قابل توجه در در مكش سيال ارتفاع عمودي مجاز پمپ ن بت به سطح آزاد سيال مي باشد ، در مورد روغن اين ارتفاع نبايد بيش از ۱۰ متر باشد زيرا بر اثر بوجود آمدن خلا نسبي اگر ارتفاع بيش از ۱۰ متر باشد روغن جوش آمده و بجاي روغن مايع ، بخار روغن وارد پمپ ش ه و در كار سيكل اختلال بوجود خواهد آورد . اما در مورد ارتفاع خروجي پمپ ه چ محدوديتي وجود ندارد و تنها توان پمپ ا ت كه مي تواند آن رامعين كند.

پمپ ه در صنعت هيدروليك به دو دسته كلي تقسيم مي شوند :

پمپ ه با جا به جايي غير مثبت : توانايي مقاومت در فشار هاي بالا را ندارند و به ندرت در صنعت هيدروليك مورد استفاده قرار مي گيرند و معمولا به عنوان انتقال اوليه سيال از نقطه اي به نقطه ديگر بكار گرفته مي شوند. بطور كلي اين پمپ ه براي سيستم هاي فشار پايين و جريان بالا كه حداكثر ظرفيت فشاري آنها به ۲۵۰psi تا۳۰۰۰si محدود مي گردد مناسب است. پمپ ه ي گريز از مركز (سانتريفوژ) و محوري نمونه كاربردي پمپ ه ي با جابجايي غير مثبت مي باشد.

پمپ ه ي با جابجايي مثبت : در اين پمپ ه به ازاي هر دور چرخش محور مقدار معيني از سيال به سمت خروجي فرستاده مي شود و توانايي غلبه بر فشار خروجي و اصطكاك را دارد . اين پمپ ه مزيت هاي بسياري نسبت به پمپ ه ي با جابه جايي غير مثبت دارند مانند مانند ابعاد كوچكتر ، بازده حجمي بالا ، انعطاف پذيري مناسب و توانايي كار در فشار هاي بالا ( حتي بيشتر از psi)

پمپ ه با جابه جايي مثبت از نظر ساختمان :

۱- پمپ ه ي دنده اي

 

۲ – پمپ ه ي پره اي

۳- پمپ ه ي پيستوني

پمپ ه با جابه جايي مثبت از نظر ميزان جابه جايي :

۱- پمپ ه با جا به جايي ثابت

در يك پمپ ب جابه جايي ثابت (Fixed Displacement) ميزان سيال پمپ ش ه به ازاي هر يك دور چرخش محور ثابت است در صورتيكه در پمپ ه ي با جابه جايي متغير (Variable Displacement) مقدار فوق بواسطه تغيير در ارتباط بين اجزاء پمپ ق بل كم يا زياد كردن است. به اين پمپ ه ، پمپ ه ي دبي متغير نيز مي گويند.

بايد بدانيم كه پمپ ه ايجاد فشار نمي كنند بلكه توليد جريان مي نمايند. در واقع در يك سيستم هيدروليك فشار بيانگر ميزان مقاومت در مقابل خروجي پمپ ا ت اگر خروجي در فشار يك اتمسفر باشد به هيچ وجه فشار خروجي پمپ ب ش از يك اتمسفر نخواهد شد .همچنين اگر خروجي در فشار ۱۰۰ اتمسفر باشد براي به جريان افتادن سيال فشاري معادل ۱۰۰ اتمسفر در سيال بوجود مي آيد.

پمپ ه ي دنده اي Gear Pump

اين پمپ ه به دليل طراحي آسان ، هزينه ساخت پايين و جثه كوچك و جمع و جور در صنعت كاربرد زيادي پيدا كرده اند . ولي از معايب اين پمپ ه مي توان به كاهش بازده آنها در اثر فرسايش قطعات به دليل اصطكاك و خوردگي و در نتيجه نشت روغن در قسمت هاي داخلي آن اشاره كرد. اين افت فشار بيشتر در نواحي بين دنده ها و پوسته و بين دنده ها قابل مشاهده است.

پمپ ه ي دنده اي :

۱- دنده خارجي External Gear Pumps

۲– دنده داخلي Internal Gear Pumps

۳- گوشواره اي Lobe Pumps

۴- پيچي Screw Pumps

 

۵- ژيروتور Gerotor Pumps

۱- دنده خارجي External Gear Pumps

در اين پمپ ه يكي از چرخ دنده ها به محرك متصل بوده و چرخ دنده ديگر هرزگرد مي باشد. با چرخش محور محرك و دور شدن دنده هاي چرخ دنده ها از هم با ايجاد خلاء نسبي روغن به فضاي بين چرخ دنده ها و پوسته كشيده شده و به سمت خروجي رانده مي شود.

لقي بين پوسته و دنده ها در اينگونه پمپ ه حدود ( (۰٫۰۲۵ mm مي باشد.

افت داخلي جريان به خاطر نشست روغن در فضاي موجود بين پوسته و چرخ دنده است كه لغزش پمپ (Volumetric efficiency ) نام دارد.

با توجه به دور هاي بالاي پمپ ك تا rpm 2700 مي رسد پمپاژ بسيار سريع انجام مي شود، اين مقدار در پمپ ه ي دنده اي با جابه جايي متغيير مي تواند از ۷۵۰ rpm تا ۱۷۵۰ rpm متغيير باشد. پمپ ه ي دنده اي براي فشارهاي تا (كيلوگرم بر سانتي متر مربع۲۰۰ ) ۳۰۰۰ psi طراحي شده اند كه البته اندازه متداول آن ۱۰۰۰ psi است.

اين پمپ ه بيشتر به منظور روغنكاري و تغذيه در فشار هاي كمتر از ۱۰۰۰ psi استفاده مي شود ولي در انواع چند مرحله اي دسترسي به محدوده ي فشاري در حدود ۴۰۰۰ psi نيز امكان پذير است. كاهش بازدهي در اثر سايش در پمپ ه ي دنده اي داخلي بيشتر از پمپ ه ي دنده اي خارجي است.

اين پمپ ه از خانواده پمپ ه ي دنده اي هستند كه آرامتر و بي صداتر از ديگر پمپ ه ي اين خانواده عمل مي نمايد زيرا هر دو دنده آن داراي محرك خارجي بوده و دنده ها با يكديگر درگير نمي شوند. اما به خاطر داشتن دندانه هاي كمتر خروجي ضربان بيشتري دارد ولي جابه جايي حجمي بيشتري نسبت به ساير پمپ ه ي دنده اي خواهد داشت.

پمپ پ چي يك پمپ د ده اي با جابه جايي مثبت و جريان محوري بوده كه در اثر درگيري سه پيچ دقيق (سنگ خورده) درون محفظه آب بندي شده جرياني كاملا آرام ، بدون ضربان و با بازده بالا توليد مي كند. دو روتور هرزگرد به عنوان آب بندهاي دوار عمل نموده و باعث رانده شدن سيال در جهت مناسب مي شوند.حركت آرام بدون صدا و ارتعاش ، قابليت كا با انواع سيال ، حداقل نياز به روغنكاري ، قابليت پمپاژ امولسيون آب ، روغن و عدم ايجاد اغتشاش زياد در خروجي از مزاياي جالب اين پمپ م باشد.

عملكرد اين پمپها شبيه پمپ ه ي چرخ دنده داخلي است. در اين پمپ ه عضو ژيروتور توسط محرك خارجي به حركت در مي آيد و موجب چرخيدن روتور چرخ دندهاي درگير با خود مي شود.

در نتيجه اين مكانيزم درگيري ، آب بندي بين نواحي پمپاژ تامين مي گردد. عضو ژيروتور داراي يك چرخ دندانه كمتر از روتور چرخ دنده داخلي مي باشد.

حجم دندانه كاسته شده ضرب در تعداد چرخ دندانه چرخ دنده محرك ، حجم سيال پمپ ش ه به ازاي هر دور چرخش محور را مشخص مي نمايد.

پمپ ه ي پره اي :

به طور كلي پمپ ه ي پره اي به عنوان پمپ ه ي فشار متوسط در صنايع مورد استفاده قرار مي گيرند. سرعت آنها معمولا از ۱۲۰۰ rpm تا ۱۷۵۰ rpm بوده و در مواقع خاص تا ۲۴۰۰ rpm نيز ميرسد. بازده حجمي اين پمپ ه ۸۵% تا ۹۰% است اما بازده كلي آنها به دليل نشت هاي موجود در اطراف روتور پايين است ( حدود ۷۵% تا ۸۰% ). عمدتا اين پمپها آرام و بي سر و صدا كار مي كنند ، از مزاياي جالب اين پمپ ه اين است كه در صورت بروز اشكال در ساختمان پمپ ب ون جدا كردن لوله هاي ورودي و خروجي قابل تعمير است.

فضاي بين روتور و رينگ بادامكي در در نيم دور اول چرخش محور ، اف

زيش يافته و انبساط حجمي حاصله باعث كاهش فشار و ايجاد مكش مي گردد، در نتيجه سيال به طرف مجراي ورودي پمپ ج يان مي يابد. در نيم دور دوم با كم شدن فضاي بين پره ها سيال كه در اين فضاها قرار دارد با فشار به سمت خروجي رانده مي شود. همانطور كه در شكل مي بينيد جريان بوجود آمده به ميزان خروج از مركز(فاصله دو مركز) محور نسبت به روتور پمپ ب تگي دارد و اگر اين فاصله به صفر برسد ديگر در خروجي جرياني نخواهيم داشت.

پمپ ه ي پره اي كه قابليت تنظيم خروج از مركز را دارند مي توانند دبي هاي حجمي متفاوتي را به سيستم تزريق كنند به اين پمپ ه ، جابه جايي متغيير مي گويند. به خاطر وجود خروج از مركز محور از روتور(عدم تقارن) بار جانبي وارد بر ياتاقان ها افزايش مي يابد و در فشار هاي بالا ايجاد مشكل مي كند.

براي رفع اين مشكل از پمپ ه ي پره اي متقارن (بالانس) استفاده مي كنند. شكل بيضوي پوسته در اين پمپ ه باعث مي شود كه مجاري ورودي و خروجي نظير به نظير رو به روي هم قرار گيرند و تعادل هيدروليكي برقرار گردد. با اين ترفند بار جانبي وارد بر ياتاقان ها كاهش يافته اما عدم قابليت تغيير در جابه جايي از معايب اين پمپ ه به شمار مي آيد .( چون خروج از مركز وجود نخواهد داشت)

حداكثر فشار قابل دستيابي در پمپ ه ي پره اي حدود ۳۰۰۰ psi است.

پمپ ه ي پيستوني

پمپ ه ي پيستوني با دارا بودن بيشترين نسبت توان به وزن، از گرانترين پمپ ه هستند و در صورت آب بندي دقيق پيستون ها مي تواند بالا ترين بازدهي را داشته باشند. معمولا جريان در اين پمپ ه بدون ضربان بوده و به دليل عدم وارد آمدن بار جانبي به پيستونها داراي عمر طولاني مي باشند، اما به خاطر ساختار پيچيده تعمير آن مشكل است.

 

از نظر طراحي پمپ ه ي پيستوني به دو دسته شعاعي و محوري تقسيم مي شوند.

پمپ ه ي پيستوني محوري با محور خميده (Axial piston pumps(bent-axis type)) :

در اين پمپ ه خط مركزي بلوك سيلندر نسبت به خط مركزي محور محرك در موقعيت زاويه اي مشخصي قرار دارد ميله پيستون توسط اتصالات كروي (Ball & socket joints)به فلنج محور محرك متصل هستند به طوري كه تغيير فاصله بين فلنج محرك و بلوك سيلندر باعث حركت رفت و برگشت پيستون ها در سيلندر مي شود. يك اتصال يونيورسال ( Universal link) بلوك سيلندر را به محور محرك متصل مي كند.

ميزان خروجي پمپ ب تغيير زاويه بين دو محور پمپ ق بل تغيير است.در زاويه صفر خروجي وجود ندارد و بيشينه خروجي در زاويه ۳۰ درجه بدست خواهد آمد.

پمپ ه ي پيستوني محوري با صفحه زاويه گير (Axial piston pumps(Swash plate)) :

در اين نوع پمپ ه محوربلوك سيلندر و محور محرك در يك راستا قرار مي گيرند و در حين حركت دوراني به خاطر پيروي از وضعيت صفحه زاويه گير پيستون ها حركت رفت و برگشتي انجام خواهند داد ، با اين حركت سيال را از ورودي مكيده و در خروجي پمپ م كنند. اين پمپ ه را مي توان با خاصيت جابه جايي متغير نيز طراحي نمود . در پمپ ه ي با جابه جايي متغيير وضعيت صفحه زاويه گير توسط مكانيزم هاي دستي ، سرو كنترل و يا از طريق سيستم جبران كننده تنظيم مي شود. حداكثر زاويه صفحه زاويه گير حدود ۱۷٫۵ درجه مي باشد.

 

پمپ ه ي پيستوني شعاعي (Radial piston pumps)

در اين نوع پمپ ه ، پيستون ها در امتداد شعاع قرار ميگيرند.پيستون ها در نتيجه نيروي گريز از مركز و فشار سيال پشت آنها همواره با سطح رينگ عكس العمل در تماسند.

براي پمپ ن ودن سيال رينگ عكس العمل بايد نسبت به محور محرك خروج از مركز داشته باشد ( مانند شكل ) در ناحيه اي كه پيستون ها از محور روتور فاصله دارند خلا نسبي بوجود آمده در نتيجه مكش انجام ميگيرد ، در ادامه دوران روتور، پيستون ها به محور نزديك شده و سيال موجود در روتور را به خروجي پمپ م كند. در انواع جابه جايي متغيير اين پمپ ه با تغيير ميزان خروج از مركز رينگ عكس العمل نسبت به محور محرك مي توان مقدار خروجي سيستم را تغيير داد.

 

پمپ ه ي پلانچر (Plunger pumps)

پمپ ه ي پلانچر يا پمپ ه ي پيستوني رفت و برگشتي با ظرفيت بالا در هيدروليك صنعتي كاربرد دارند. ظرفيت برخي از اين پمپ ه به حدود چند صد گالن بر دقيقه مي رسد.

پيستون ها در فضاي بالاي يك محور بادامكي (شامل تعدادي رولر برينگ خارج از مركز) در آرايش خطي قرار گرفته اند. ورود و خروج سيال به سيلندر ها از طريق سوپاپ ها(شير هاي يك ترفه) انجام مي گيرد.

راندمان پمپ ه (Pump performance):

بازده يك پمپ ب ور كلي به ميزان تلرانسها و دقت بكار رفته در ساخت ، وضعيت مكانيكي اجزاء و بالانس فشار بستگي دارد. در مورد پمپ ه سه نوع بازده محاسبه مي شود:

۱- بازده حجمي كه مشخص كننده ميزان نشتي در پمپ ا ت و از رابطه زير بدست مي آيد

( دبي تئوري كه پمپ ب يد توليد كند /ميزان دبي حقيقي پمپ )= ازده حجمي

= بازده مكانيكي

(قدرت حقيقي داده شده به پمپ /قدرت تئوري مورد نياز جهت كار پمپ )

منابع :

 

هيدروليك صنعتي(شناسايي و كاربرد)۲ جلد ترجمه وتاليف :مهندس احمد رضا مدينه – مهندس حسين دلايلي

هيدروليك و پنوماتيك تاليف : هري ل.استوارت ترجمه :تيمور اشتري نخعي

پمپ به عنوان قلب سیستم هیدرولیک، توان مکانیکی را که بوسیله موتورهای الکتریکی یا احتراق داخلی تامین می گردد به توان هیدرولیکی تبدیل می کند. پمپ فقط مولد جریان سیال بوده و سطح فشار ایجاد شده به میزان بار مقاومی که توسط عملگر سیستم هیدرولیک بر آن غلبه ميشود، بستگی دارد.
پمپ جابجايي مثبت به ازاء هر دو ر چرخش محور پمپ ،مقدار مشخصي از سيال را به سيستم هيدروليك ارسال مينمايد. پمپ جابجائی مثبت (دبی ثابت و متغییر ) شامل انواع پمپ دنده ای ، پره ای و پیستونی محوری و شعاعی ميباشد.

پمپ پيستوني پمپ پره اي

در انتخاب پمپهاي با جابجايي ثابت موارد ذيل بايد در نظر گرفته شود:

• قطر دهانه هاي پمپ
• فشار كاري در خروجي پمپ
• فشار كاري در ورودي پمپ
• سرعت دوران پمپ
• حجم جابجايي روغن

• دبي موثر
• توان موتور محرك پمپ
• دماي كاري روغن
• درجه ويسكوزيته
• فيلتراسيون

نحوه انتخاب پمپهاي هيدروليك
اولين مرحله در انتخاب مدار تغذيه و تعيين پمپ مناسب براي يك كاربرد معين در سيستمهاي هيدروليك، بررسي ميزان فشار و جريان مورد نياز در مدار است.