پمپ (2)

دسته بندی های مختلفی از پمپ ها بر حسب مورد کاربرد ,جنس مواد تشکیل دهنده آنها ,مایعی که پمپ می کند ,حتی وضعیتی که نصب می شود و غیره به عمل آمده است همانند : پمپ های شیمیایی ,پمپ های پلا ستیکی ,پمپ های عمودی یا افقی ,تغذیه بویلر ها , پمپ های همه کاره , چاه عمیق پا لا یشگاهی , distillate,condensate پمپ های خلا , پمپ های فاضلابی, slarry وغیره.
یکی از تقسیم بندی های جامع و رایج ,پمپ ها رابرمبناي نحوه انتقال انرژي به سيال در کل به دوگروه پمپ هاي ديناميكي( dynamic) و پمپ هاي جابجايي(ِDisplacement) تقسيم بندي مي كنند.
دو دسته فوق را از جهات گوناگون می توان با هم مقایسه کرد :
1) حد اکثر انرﮊی (فشار ) ایجاد شده توسط پمپ ها ی دینا میک (سانتریفوﮊ ) محدود بوده و به هد معروف است که با بستن شیر خروجی به طور کامل (شدت جریان صفر )به وجود می آید در حالیکه حد اکثر فشار پمپ های جابجایی با توجه به فشار سیستم تعیین می شود. یعنی پمپ تا جایی که مورد نیاز سیستم باشد فشار خود را به آن حد می رساند.
2) در پمپ های دینامیک انرژي افزوده شده ابتدا به سرعت تبدیل شده و سپس در حلزون و سر انجام در دیفیوزر به فشار تبدیل می شود در حالی که در پمپ ها ی جا به جایی انرژي مورد نظر مستقیما به فشار تبدیل می شود .
3) در پمپ های دینامیک انرژي بطور پیوسته و بدون انقطاع به مایع افزوده می شود در صورتی که در پمپ های جابجایی انرژي درریود های معینی به مایع تزریق می شود .
4) اصولا پمپ های جابجایی برای مقادیر اندک جریان در فشارهای بالا و مایعات لزج به کار می رود و پمپ های دینامیک برای فشار های متوسط و جریان های زیاد مورد استفاده قرار می گیرد .

پمپ های دینامیکی به دو دسته تقسیم می شود:
1- پمپ هاي سانتريفوژ ( CENTRIFUGAL PUMPS )
ساختمان ايـن نوع پمپ هـا به صورتي است كه بر روي محور دوار ( در مركز پمپ ) پره هايـي قرار داده شـده كه بـا دوران خود مايعـات و مواد سيال را به اطراف پرتـاب مي نمايند. جدار اين پمپ به صورت حلزوني ساخته شده و مايع كه داراي سرعت نيز مي باشد از قسمت حلزوني به طرف مدخل خروجي پمپ رانده مي شود.
سيالي كه در اطراف پره ها موجود است در اثر حركت دوراني به محور به اطراف پرتاب شده و در نتيجه در اطراف محور خلاء ايجاد مي شود و بدين ترتيب سيال از مجراي ورودي به داخل محفظهء حلزوني شكل پمپ مكيده شده و از مجراي خروجي به خارج منتقل مي گردد.
راندمان پمپ به موقعيت قرار گرفتن پره هاي پمپ، فاصله آن از محفظه حلزوني شكل و سرعت حركت محور بستگي دارد. زاويه قرار گرفتن پره هاي پمپ ها نيز در بالا بردن راندمان پمپ مؤثر است. مثلاً چنانچه وضعيت پره هاي پمپ نسبت به مركز به صورت عمودي باشد راندمان پمپ كمتر از زماني است كه پره ها بطور مايل بوده و در جهت حركت مايع به صورت منحني قرار گرفته باشند.
به علت اينكه سيال در اثر حركت دوراني محور به اطراف پرتاب شده و در مركز پمپ خلاء ايجاد مي شود دهانه لوله ورودي در پمپ هاي سانتريفوژ در مركز قرار دارد تا با استفاده از خلاء ايجاد شده در اين محل انتقال سيال سريع تر و بهتر انجام بگيرد.
پمپ هاي گريز از مركز داراي دو امتياز برجسته مي باشند: اولاً جريان مايع در آن ها يكنواخت است. ثانياً اگر لولهء خروجي پمپ مسدود يا تنگ شود، فشار زيادي كه براي ساختمان پمپ مضر باشد توليد نكرده و بار آن به اندازه اي نمي رسد كه موتور محرك پمپ را از كار بيندازد.
براي بكار انداختن پمپ بايد هميشه محفظه آن را از مايع مورد پمپاژ پر نموده و هواي محبوس در محفظه را خالي نمود. اين عمل را آبگيري ( Priming ) مي نامند. هرگاه پمپ در سطحي پايين تر از مخزن حاوي مايع مورد استفاده واقع شود، لزومي به آبگيري نخواهد بود. ( به اين علت كه محفظه پمپ همواره پر از مايع بوده و در نتيجه محفظه خالي از هواست )
ساختمان پمپ هاي گريز از مركز در ابتدا بسيار ساده بوده و فقط شامل پره، پوسته و محور بودند و ليكن به علت نياز روز افزون به اين پمپ ها، به سرعت تكامل يافته و ساختمان آن ها پيچيده تر شد و قطعات ديگر به آن ها افزوده شدند از قبيل رنگ هاي سايشي، لائي هاي آب بندي، پره هاي ثابت براي هدايت بهتر آب در خروج از پرهء متحرك و ورود به محفظه حلزوني و غيره.
پره هاي پمپ هاي سانتريفوژ به سه دسته تقسيم مي گردند: باز، نيم باز و بسته.

1-جریان تخلیه مایع در آنها آرام و یکنواخت است
2- متنوع بودن این پمپ ها با خصوصیات زیاد و گوناگون
3- رضایت بخش بودن راندمان
4- تناسب برای کارکردن با موتورهای برقی و موتورهای احتراقی
5- پایین بودن هزینه نگهداری
6- دامنه کاربرد آنها در پروژه های کشاورزی ، صنعتی و آبرسانی فوق العاده بالاست زیرا از نظر دبی و ارتفاع تولیدی وسعت زیادی را پوشش میدهد .
7- فضای کمتری را متناسب با قدرت تولیدی ایجاد میکند .
پمپ های سانتر فیوژ به سه دسته تقسیم می شود:

عملكرداين پمپ به اين صورت است كه درآن سيال موازي محور واردچرخ پمپ شده وعمود برآن ازچرخ خارج مي گردد.اين پمپ ها معمولاً براي ايجادفشارهاي بالا دردبي هاي كم به كارمي روند. پمپ هاي سانتريفوژ شايع ترين نمونه ازپمپ ها هستند .

سيال موازي محور وارد پمپ مي گردد و به طور موازي نسبت به محور ازچرخ خارج مي گردد . دراین پمپ قسمت اعظم فشار مایع را نیروی پرتاب پره های پروانه تامین میکند . این پمپ برای تولید دبی های زیاد با ارتفاع کم کاربرد دارد .( دبی زیاد ، ارتفاع ک ، نیروی پرتاب پروانه )

سيال موازي محور وارد چرخ پمپ مي گردد و به طورمايل نسبت به محورازچرخ خارج مي گردد.اين پمپ ها براي ايجادفشارها و دبي هاي متوسط به كارمي روند .اين پمپ هانسبت به پمپ هاي سانتريفوژتوانايي بيشتري دراستفاده وبه كارگيري دبي هاي يالا رادارند . این پمپ دارای دو قسمت است ، یکی جداره ثابت و دیگری قسمت دوار که شامل محور گردان با چرخدنده میباشد . برخلاف پمپهای گریز از مرکز که مایع را با سرعت به قسمت خروجی پمپ هدایت میکند در پمپهای گردشی مقداری از مایع بین دنده های چرخدنده پمپ به اصطلاح به تله می افتند و باعث میشوند سرعت مایع در خروجی کاهش یابد . این پمپ ها بیشتر برای روغن کاری کاربرد دارند.

دامنه کاربرد پمپ های سانتریفیوژ بسیار وسیع بوده ،ودرصنایع شیمیایی،کاغذسازی، صنایع غذایی ولبنیات ،فلزات مذاب،آب وفاضلاب ،فع موادزائد،نفت وپتروشیمی ودیگر موادبه کارمی روند.از نظرظرفیت وهد،توانایی این پمپ ها برای ظرفیت های بالاومتوسط نوع جریان وتری و هدهای پایین نوع محوری و هدبالانوع شعاعی می باشد.
البته دو کمیت هد و ظرفیت مستقل از هم نیستندوبه شکل،اندازه و سرعت ایمپلر بستگی دارند.

اژکتورها دستگاهی هستند که گازها و بخارات را از یک فضای خالی خارج کرده و آن ها را برای تخلیه کردن در یک فشاری بالاتر متراکم نموده. زمانیکه اختلاط گازها یا بخارات با سیال راندمانی امکانپذیر باشد.
اژکتورها تا حدودی دارای قیمت هایی کمتر و هزینه نگهداری کمی نسبت به پمپ ها دارند. معمولا اژکتورها دارای یک شیپوره همگرا- واگرای درونی دارند. که در آن سیال رانده شده برای تغذیه و یک شیپوره بزرگ تر بیرونی که در آن گازها تخلیه شده. ممنتم یا انرژی سیال خروجی از شیپوره راندنی دارای سرعت بالا می باشد. اما به میزان جزئی این سرعت به گازهای در حال تخلیه هم وارد می شود. پس در این صورت سرعت مخلوط ما کمتر از سرعت سیال وارد شده می باشد. ولی در هر صورت سرعت آن بیشتر از سرعت صوت می باشد. پس در این صورت شیپوره بزرگ تر بعنوان یک دیفیوزر همگرا- واگرا است که در آن فشار افزایش یافته و سرعت صوت کاهش یافته.

اژکتور دارای ساختمانی شیپوری (Venturi) است. هوا یا بخار فشرده از طریق یک لوله باریک (Nozzle) به سرعت جهش مانند (Jet) به فضای مخروطی شیپور هدایت می شود.
مسلم است که فشار خروجی اژکتور از ورودی آن بیشتر است و علت بر نگشتن گاز از خروجی اژکتور به ورودی آن سرعت زیاد مخلوط آب و گازها در خرطومی (Diffuser) اژکتور است.

می دانیم که نقطه جوش تابع مستقیمی از فشار محیط است. به عبارت صحیح تر، فشار و نقطه جوش رابطه مستقیمی با هم دارند. لذا کاهش فشار محیط ، کاهش نقطه جوش را به همراه دارد. با توجه به این عبارت اهمیت اژکتور به عنوان تنها وسیله تولید خلاء در صنایع نفت و پتروشیمی مشخص می شود از موارد استفاده اژکتور می توان به دو مورد زیر اشاره کرد:
1) همان گونه که می دانیم هیدروکربن ها در درجه حرارت های بالا ممکن است شکسته شوند و یا با ذرات دیگر ترکیب شوند، بنابراین برای تصفیه و تفکیک نفت خام در پالایشگاه ها از برج های خلاء استفاده می شود به دلیل اینکه در اینگونه برج ها درجه حرارت پایین آمده و قادر خواهیم بود بدون ازدیاد درجه حرارت به میزان زیاد مواد را تفکیک و تصفیه کنیم.
2) تخلیه یک طرفه مایعات از دیگر استفاده های اژکتورهاست که در این حالت اژکتور همانند یک تلمبه عمل می نماید که در صنعت به (Jet Pump) معروف است.

اژکتورها از لحاظ دسته و تقسیم بندی انواع متفاوتی ندارند و همواره یک اژکتور می تواند از قطعات اصلی زیر تشکیل شده باشد :
1) سرپوش بازدید افشاننده
2) صافی بخار
3) سرپوش افشاننده
4) ورودی بخار آب
5) سرپوش ورودی
6) ورودی
7) افشاننده
8) مبدل فشار به سرعت یا خرطومی
9) خروجی

پمپ های جا بجایی به دو دسته تقسیم می شود :

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. يكي ازخصوصيات اصلي اين پمپ ها اين است كه در زمانيكه پمپ مشغول كار مي باشد بايستي محلي براي تخليه مايع مكيده شده موجود باشد. اين نكته اي مهم و قابل توجه است و چنانچه شخص مسئول بهره برداري از پمپ بخواهد اقدام به بستن مجراي خروجي آن نمايد، بايد كاملاً مطمئن گردد كه مجراي خروجي ديگري براي تخليه مايع وجود دارد. در غير اين صورت بر روي قطعات پمپ فشار وارد شده و ممكن است كه منجر به سوختن الكتروموتور، ازكار افتادن پمپ، سوختن فيوز و تركيدن محفظه و لوله ها و ساير معايب ديگر شود.
پمپ های رفت و برگشتی به دو دسته تقسیم می شود :
الف)پمپ های پیستونی Piston Pumps:
اين نوع پمپ ها در طرح ها و اندازه هاي مختلف ساخته شده و در بسياري موارد از آن استفاده مي شود و بر حسب احتياج مي توان اين پمپ ها را به طريقي ساخت كه فشار زياد بوجود آورند و يا اينكه فقط عمل انتقال مايعات را بدون ايجاد فشار انجام دهند.

طرز عمل پيستوني
اين پمپ تشكيل شده است از سيلندر، پيستون، شير ورودي و شير خروجي. سطح پيستون بوسيله دسته اي بر روي چرخ دواري قرار گرفته و در جهت بالا و پايين حركت مي نماينـد. هنگام حركت پيستون به طرف بالا دريچه A در اثر مكش و برگشت جريان از مجراي خروجي بسته شده و در اثر مكش دريچه B باز و مايع به درون محفظه پمپ مكيده مي شود. هنگامي كه پيستون به طرف پايين حركت مي نمايد دريچه B بسته شده و دريچه A باز مي گردد و سيال محبوس در محفظه و تحت فشار پيستون به مجراي خروجـي انتقال مي يابد. تكرار اين عمـل سبب انتقال سيال از يك محل به محل ديگـر مي گردد.
سيلندر بايد به نحوي آب بندي شده باشد كه مايع نتواند به خارج نشت نمايد. هر حركت رفت پيستون را يك ضربه و مسافتي را كه پيستون طي مي كند طول ضربه نامند. چون در پمپ هاي رفت و برگشتي جابجا شدن مايع به طور متناوب انجام مي گيرد لذا حركت مايع در لوله خروجي به صورت حركت ضرباتي خواهد بود. چون حركت ضرباتي به لوله خروجي و حتي دستگاه هاي ديگري كه در سر راه هستند، ضرباتي وارد مي نمايد، بايد تدبيري بكار برد كه شدت ضربه ناشي از متناوب بودن جريان را كم كند. يكي از راه هاي كم كردن شدت ضربه، بكار بردن مخزن پر از هوا در سرا راه خروجي پمپ هاي رفت و برگشتي است. مطابق شكل در حركت رفت پيستون و يا خروج مايع از پمپ، مقداري از مايع كه تحت فشار است هواي مخزن را فشرده و به مخزن وارد مي شود. در حركت برگشت پيستون فشار مايع پايين مي آيد و هواي فشرده داخل مخزن، مقدار مايعي را كه در حركت رفت وارد مخزن شده بود به خارج مي فرستد. در نتيجه مايع وارد لوله خروجي مي شود و بدين وسيله از شدت ضربه ناشي از حركت ضرباتي كاسته مي شود. مسئله مهم در بكار بردن مخزن هوا اين است كه امكان دارد هواي موجود در مخزن به مرور جذب آب شده از ميزان آن كاسته شود. اگر اين عمل همچنان ادامه يابد بدون اينكه هواي از دست رفته تأكين شود مخزن پر از آب شده و كار خود را انجام نخواهد داد. براي تأمين هوا بهتر است كه در قسمت بالاي مخزن يك شير يك طرفه كار گذاشت. يكي ديگر از راه هاي كم كردن شدت ضربه بكار بردن پمپ هاي دو ضربه اي است كه در شكا نشان داده شده است. پمپ هاي دو ضربه اي را به دليل كم كردن شدت ضربه و ظـرفيت بيشتر و تقريبـاً يكنواخت كردن جريان در خروجي بيشتر از پمپ هـاي يك ضربه اي بكار مي برند.
براي انتقال مايعات و مواد سيال از عمق هاي زياد معمولاً شير يك طرفه اي در مدخل مجراي ورودي پمپ قرار مي دهند كه اين شير مايع را در مجراي ورودي محبوس نموده، و با ريختن مقدار كمي آب در محفظه پمپ، در شروع عمل پمپ سهولت داده مي شود. چون امكان دارد كه در مايعات مواد زائي وجود داشته باشد. براي ممانعت از ورود اين مواد در مدخل مجراي ورودي پمپ محفظه اي مشبك كه معمولاً از توري ساخته شده، قرار مي دهند و چون لازم است هر چند مدت يك بار اين صافي ها را بازرسي نمود و در صورت كثيف بودن تميز نمايند اين توري به طريقي نصب مي گردد كه بتوان به سهولت به آن دسترسي حاصل نمود. در پمپ هاي بزرگ معمولاً اين صافي ها را كه قابل تعويض مي باشند درون گودالي كه Suction Well ناميده مي شود قرار مي دهند.

ب) پمپ دیافراگمی

پمپ دوار به سه دسته تقسیم می شود :
الف)پمپ پیچی
ب) پمپ هاي دنده اي Gear Pumps
اين پمپ ها نيز بمانند پمپ هاي رفت و برگشتي از گروه پمپ هاي انتقال دهنده با حجم ثابت هستند، با اين تفاوت كه طرح و ساختمان آن ها ساده تر و احتياج به شير يك طرفه مكش ندارند و جريان خروجي آن ها يكنواخت است. اين پمپ ها در اندازه هاي مختلف و با دنده هاي متفاوت ساخته مي شوند چون دنده ها ممكن است داراي دو يا چند دنده باشند.
چرخ دنده بوسيله محور دوار به حركت درآمده و پس از مكش مايع آن را تحت فشار گذاشته و به طرف خروجي مي راند. همان طور كه در شكل نشان داده شده است، مايع به وسيلهء دنده هايي كه آزاد هستند از ورودي به طرف خروجي برده مي شود. دنده هايي كه بـه ترتيب آزاد مي شوند خلاء جزئـي در مكش ايجاد كـرده و مايع سريع تر وارد دنده هاي آزاد مي گردد چون در اين نوع پمپ ها دنده ها خيلي به هم نزديك هستند اگر در كارگذاري آن ها دقت كافي نشود تماس دنده ها با يكديگر باعث خرابي آن ها خواهد شد. اين نكته مهمي است كه در مورد پمپ هاي دنده اي بايستي رعايت نمود، و هنگامي كه لازم است پمپ تحت تعمير قرار گيرد بايد دقت كافي نمود كه براي تعويض واشرها و ساير مصالح اين فواصل بطور ثابت و معين باقي بمانند.
بايد توجه داشت كه اين دنده ها همواره روغن كاري شده كه خشك عمل ننمايند و اگر مايع پمپ شونده خاصيت روغن كاري داشته باشد، عمر پمپ دوراني زياد مي شود.
اين پمپ ها براي ظرفيت هايي نسبتاً كم با فشار متوسط موارد استفاده زياد دارند.

ج) پمپ هاي تيغه اي Vane Pumps
نوع ديگر پمپ هاي انتقال دهنده با حجم ثابت كه از نظر اصول كاركرد با پمپ هاي چرخ دنده اي شباهت زيادي دارند پمپ هاي تيغه اي مي باشند. حركت اين پمپ ها دوراني بوده و نيروي محركه شان از الكترو موتورها تأمين مي گردد. تيغه ها كه داراي حركت خارج از مركز مي باشند مي توانند در داخل شيارهايي حركت رفت و برگشتي داشته باشند. با توجه به شكل تيغه وقتي كه به بالا مي رسد كاملاً داخل شيار جاي گرفته و همين كه از آن نقطه دور مي گردد در اثر فشار فنر داخل شيار بيرون آمده و سيال را از قسمت ورودي به طرف قسمت خروجي با خود مي برده. تيغه ها در اثر نيروي فشار فنري كه در پشت آن هاست همواره با جداره پمپ در تماس اند.

/س