پمپ چیست

پمپ یا تلمبه وسیله‌ای مکانیکی برای انتقال مایعات است که با افزایش فشار جریان آن، امکان جابجایی را به ارتفاعی بالاتر (با افزایش هد) یا پایین دست (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.

 

تلمبه‌های رایج و قدیمی انتقال آب دستی :

که قدیمی ترین مدل آن آهرم شادوف (shaduf) که آب را از مخزنی مانند چاه آب به مخزنهای دیگر منتقل می‌کرده. بعدها چرخ آب کشی ایرانی (Persian wheel) یا ساکیا جانشین آن شد. و بعدها سیستم نوریا (noria) که توسطه مهندسین مسلمان ساخته شد. البته یونانیان هم مکانیزم پیچ ارشمیدس (arashmidos screw)را برای انتقال آب ابداع کرده اند که پمپ پیچی نیز نامیده می شود. و اختراع آن به ارشمیدس یونانی نسبت داده می شود

arashmidos-screw noria shaduf


طبقه بندی پمپ ها :

1 : پمپ های جابجایی مثبت (positive displacement pumps)  :
این پمپ ها نسبت به پمپ های جنبشی حجم کمتری از سیال را در فشار بالا منتقل می کنند. این پمپ ها به دو دسته رفت و برگشتی و دورانی تقسیم می شوند.
پمپ های رفت و برگشتی (reciprocating)  : پمپ پیستونی(piston pump) ، پمپ پلانچری(plunger pump) ، پمپ دیافراگمی (diaphragm pump)
پمپ های دورانی (rotary) : پمپ نده ای (gear pump) ، پمپ لوبیایی (lobe pump) ، پمپ پیچی (screw pump) ، پمپ پره ای (vane pump) ، پمپ بادامکی (cam pump).


پمپ پیستونی : این پمپ ها از سیلندری تشکیل شده که پیستون یا پلانچر در درون آن عقب جلو می رود و مکش و رانش را به وسیله باز و بسته شدن سوپاپ های تعبیه شده انجام می دهد. از این پمپ ها در جاهای که نیاز به جابجایی سیالی با حجم کم و فشار بالا باشد استفاده می شود.
    *  این پمپ ها تحت فشار بالا نمی توانند عمل کنند در نتیجه عمر مفید کمتری دارند
    * جریان منحنی عملکرد آنها اساسا مسطح و یکنواخت است
    * برای انتقال مواد قابل احتراق و سمس مناسب به نظر نمی رسند
piston-pump


پمپ دیافراگمی : عملکردی مانند پمپ های پیستونی دارند با این تفاوت که به جای پیستون از یک دیافراگم قابل انعطاف که حرکاتی منظم دارد استفاده می شود. و مزیت آنها نسبت به پمپ های پیستونی نیاز نداشتن به پکینگ است. مقدار خروجی متناوب دارند و می توانند مایعات ، گازها یا ترکیبی از هر دو  همچنین مواد شیمیایی خورنده را پمپ کنند.
diaphragm-pump

پمپ دنده ای : چرخش دنده ها داخل پمپ که در ابتدا با هم درگیر نیستند و ایجاد خلاء موقتی سیال را به داخل پمپ کشیده سپس سیال به قسمت مابین محفظه و دنده ها حرکت می کند و به محض درگیر شده دنده ها با هم فشار بالایی ایجاد می شود که سیال را به سمت مسیر خورجی می راند. به علت اینکه پمپ ها قابلیت قفل کردن دارند برای پمپاژ مایعات دارای ذرات جامد مناسب نمی باشند. اما برای پمپاژ مایعات لزج مناسب هستند.
gear-pump

پمپ لوبیایی : شباهت ظاهری زیادی به به پمپ دنده ای دارد. با این تفاوت که این پمپ ها روتورهایی دارند که به جای دنده ها با دو یا سه یا چهار لب جایگزین شده اند. این پمپ ها برای استفاده بلند مدت مناسب نیستند
lobe-pump

پمپ پیچی : یک روتور مارپیچ در یک محفظه ثابت می چرخد این محفظه به شکلی است که به هنگام دوران پیچ و حرکت سیال به سمت تخیله، حفره ای در آن بوجود می آید. شکل گیری این حفره باعث ایجاد یک خلاء موقتی می شود که این خلاء سیال را به درون پمپ می کشد. و به هنگام تخلیه پمپ حفره بسته می شود.
screw-pump

پمپ پره ای : روتور این پمپ به صورت لنگ جا گرفته است. پره های مستطیل شکل در فواصل منظم و ثابتی نسبت به یکدیگر حول سطح منحنی روتور قرار گرفته اند. تمام پره ها در درون یک شکاف قرار دارند طوری که می توانند آزادانه در این شکاف حرکت کنند. نیروی گریز از مرکز که حاصل از دوران شفت است پره ها را برای تشکیل یک سیل در برابر محفظه ی پمپ به بیرون پرتاب می کند. با چرخش روتور خلاء موقتی که در قسمت مکش پمپ ایجاد شده است سیال را به درون پمپ می کشد.
vane-pump


2 : پمپ های جنبشی (kinetic pumps) :
در این پمپ ها به سیال سرعت داده می شود و بعدا مقدار قابل توجهی از این هد سرعت به هد فشار تبدیل می شود. پمپ های جنبشی به دو دسته تقسیم می شود


1-2 : گریز از مرکز (Centrifugal) : یک پمپ گریز از مرکز بر اساس تبدیل انرژی جنبشی یک سیال جاری به فشار ایستا کار می‌کند. این نحوه عمل بوسیله قانون برنولی توصیف می‌شود. قاعده عملکرد پمپ گریز از مرکز را می‌توان با ملاحظه تاثیر تکان دادن یک سطل آب بر روی یک مسیر دایره‌ای شکل توسط یک طناب، نشان داد. نیرویی که آب را به کف سطل فشار می‌دهد، نیروی گریز از مرکز است. اگر یک سوراخ در کف سطل تعبیه شود، آب از طریق این سوراخ جریان می‌یابد. از این گذشته اگر یک لوله ورودی در بالای سطل تعبیه شود، جریان آب به بیرون سوراخ منجر به تولید یک خلاء موضعی در داخل سطل خواهد شد. این خلاء آب را از یک منبع در سمت دیگر لوله ورودی به داخل سطل خواهد کشید. بدین روش یک جریان پیوسته از منبع و به بیرون سطل بوجود می‌آید.
در رابطه با پمپ‌های گریز از مرکز، سطل و سرپوش آن متناظر با قاب پمپ، سوراخ و لوله ورودی متناظر با ورودی و خروجی پمپ هستند و طناب و بازو متناظر کار پروانه را انجام می‌دهد.
پمپ گریز از مرکز پمپی است که از یک پروانه گردان بمنظور افزودن فشار یک سیال استفاده می نماید. پمپ‌های گریز از مرکز عموما برای جابجا کردن سیال از طریق یک سیستم لوله کشی کاربرد دارد. سیال در امتداد یا نزدیک محور چرخان وارد پروانه پمپ گشته و بوسیله این پروانه شتاب می‌گیرد و به سرعت به سمت بیرون و به داخل یک پخش کننده یا محفظه حلزونی جریان می‌یابد که از آنجا به درون سیستم لوله کشی پائین جریان خارج می‌گردد.
تیغه‌های روی پروانه بطور تصاعدی از مرکز پروانه پهن می‌شوند که سرعت را کاهش داده و فشار را افزایش می‌دهد. این امکان به پمپ گریز از مرکز اجازه می‌دهد تا جریان‌های پیوسته با فشار بالا ایجاد نماید.

پمپ‌های سانتریفوﮊ دارای یک محفظه هستند که حلزونی شکل است و پوسته یا کِیسینگ نامیده می‌شود و درون آن یک یا چند چرخ قرار دارند که روی یک محور (شفت) نصب شده اند. هر چرخ مجهز به تعدادی پره می‌باشد. انتقال انرﮊی به سیال در این قسمت انجام می‌شود. 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 می‌باشد. 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 اندازه‌های مختلف برای مصارف گوناگون ساخته می‌شوند.

1-2-1- پمپ های سانتریفیوژی جریان محور (axial flow centrifugal pump)  : در پمپ های سانتریفیوژی جریان محور، روتور یک ملخ است در این سیال به صورت موازی در راستای محور جریان می یاید. پره های پخش کننده در بخش تخلیه پمپ واقع شده اند و کار آنها حذف سرعت دورانی سیال است که بوسیله ی ملخ ایجاد شده است برای پمپ کردن گاز ها می توان از کمپروسورهای جریان محوری استفاده کرد.


خصوصیات پمپ های سانتریفیوژی :
·         جریان تخلیه مایع در آنها آرام و یکنواخت است
·         متنوع بودن این پمپ ها با خصوصیات فراوان و گوناگون
·         رضایت بخش بودن راندمان
·         مناسب برای کار کردن با موتورهای الکتریکی و موتورهای احتراقی
·         پایین بودن هزینه نگهداری
·         دامنه کاربرد آنها در پروژه های کشاورزی و صنعتی و آبرسانی فوق العاده بالاست زیرا از نظر دبی و ارتفاع تولیدی وسعت زیادی را پوشش می دهند.


1-2-2-پمپ های جانبی (regenerative) : که توربین یا پمپ های جانبی نیز نامیده می شوند در این پمپ ها پروانه پرده هایی در  هر  دو سوی  لبه هایش دارد که به صورت حلقوی در درون پمپ می چرخد. در این پمپ ها سیال آزادانه از نوک پروانه تخلیه نمی شود بلکه دوباره به چرخه و جریان می افتد و این چرخه ی دوباره یا زایش مجدد سیال باعث افزایش هد می شود.


3 : پمپ های الکترومغناطیسی (electromagnetic pumps) : این پمپ ها فقط قادرند سیالاتی را که رسانایی الکتریکی مناسبی هستند پمپ کنند در این پمپ ها لوله ای که سیال را حمل می کند در میدان مغناطیسی واقع شده است و یک جریان الکتریکی در جهتی که سیال جریان دارد به داخل سیال وارد می شود و از آن عبور می کند

 

ساختار الکتروپمپ گریز از مرکز عبارتند از:

الکتروموتور: که شامل قسمت الکتریکی پمپ است.
کوپلینگ یا هم محور سازی :که متصل کننده الکترموتور به شافت (محور )پمپ است.
محفظه یاتاقان: که محل قرار گیری برینگها می باشد.
مکانیکال سیل: که محل آب بندی پمپ و جدا کننده سیال پمپاژ شده و قسمت مکانیکی پمپ است.
پره‌های پمپ: که با توجه به نوع کاربرد دارای انواع گوناگون هستند.
 دو جزء اصلی پمپ‌های گریز از مرکز پروانه و تیغه آن و حلزونی پمپ هستند.

مزایا و معایب پمپ گریز از مرکز :

از مزایای پمپ گریز از مرکز می‌توان به ویژگی تولید یک جریان هموار و یکنواخت اشاره نمود. برخی انواع پمپ‌های گریز از مرکز مقداری شن نیز پمپ می‌کنند و در کل مطمئن و دارای عمر کاری خوبی می‌باشند.
از معایب این پمپ‌های می‌توان به از دست دادن سطح کیفی راه اندازی اشاره نمود که بعد از راه اندازی رخ می‌دهد. همچنین راندمان این پمپ‌ها وابسته به کار تحت هد و سرعت طراحی می‌باشد.
در راه اندازی یک پمپ گریز از مرکز از آنجاییکه این پمپ‌ها از مکش استفاده می‌کنند قابلیت پمپ کردن هوا را ندارند. پس بعنوان یک نتیجه پمپ و لوله بایستی از آب پر باشند تا مشکلی در پمپ آب بروز نکند.

 

اجزاء پمپ (محفظه آب بندی، اورینگ، سیل،کاسه نمد، گلندها،پکینگ ) :

محفظه آب بندی:
این محفظه شامل آب بندها و اجزاء مربوطه است و برای رسیدن به بازدهی مناسب در قطعات هیدرولیک وجودآب بندی کامل و مناسب ضروری است.آب بندی بین قطعات در هیدولیک بوسیله آب بندها انجام میشود.
آب بندها براساس استفاده به دو نوع کلی ثابت و متحرک تقسیم میشوند:
·          آب بند ثابت: به صورت واشر بین قطعات غیر متحرک به کار میرود.
·          آب بند متحرک: برای آب بندی قطعات متحرک بکار می رود و برطبق شکل انتخاب میگردد.نوع آب بندهرقطعه توسط سازنده تعیین میگرددو در زمان تعویض بایدبه این موضوع توجه داشت.

 

انواع آب بندها :
·         اورینگها : معمولی ترین آب بند مورداستفاده درماشین آلات می باشد.اورینگ ها به عنوان سیل ثابت و متحرک استفاده میشوند وجنس آنها معمولا از ترکیبات لاستیک های مصنوعی می باشند.موارداستفاده اورینگ برای آب بندی پیستون درسیلندر و شیرهای هیدرولیکی محل اتصال شلنگ ها و پمپ ها استفاده میشود.
طرح اورینگ طوری است که برای نصب در شیارها ساخته شده است و زمان نصب تا10 درصد فشرده می شود.درموارد استفاده متحرک عمر اورینگ به صافی سطح قطعه ها و اندازه بودن آن مربوط میشود.اورینگ ها در مواردی که محل آب بندی دارای گوشه و زاویه است استفاده نمی شود.اگر اورینگ در قطعه ای تحت فشار زیاد نصب شود،با گذاشتن یک رینگ فیبری در پشت آن از خارج شدن اورینگ
از شیارخود جلوگیری می کند. همیشه بایدیک رینگ فیبری درطرف کم فشاراورینگ نصب شود. در صورت استفاده از دو رینگ فیبری اورینگ در وسط آنها قرار میگیرد.
·         آب بندهای v شکل و u شکل : v پک ها و u پک ها از سیل های متحرکی هستند که برای آب بندی پیستون و شافت پمپ ها استفاده میشوند. جنس آنها معمولا از چرم یا لاستیک طبیعی و مصنوعی یا پلاستیک میباشد.طرز نصبشان طوری است که فشارسیال لبه آب بند را به دیواره بچسباند و آب بندی را بهتر و کامل تر کند.برای آب بندی قطعات پمپ بایستی حداقل یک بسته از این نوع آب بند را بکار بر دو چند آب بند را همراه هم در یک شیار قرار داد.

 
سیل های فلنجی و گردگیرها :
گردگیرها سیل های متحرکی از جنس چرم یا لاستیک مصنوعی یا پلاستیک بوده که معمولا در پیستون ها بکار میروند. عمل آب بندی بوسیله بازشدن لبه آنها و چسبیدن به سطح قطعه انجام میشود.

·         آب بندهای فلزی : از نظرشکل و ساختمان مانند رینگ های پیستون موتور بوده و ممکن است که فلزی یا غیرفلزی باشند. جنس آنها عموما از فولاد بوده و دارای نشتی زیاد میباشند،مگر اینکه خیلی
دقیق و فیت نصب شوند. سیل های فلزی به دو صورت بازشونده (پیستونی) وجمع شونده (شفت جک) وجود دارند و در جاهایی بکار میروند که میزان حرارت بسیار بالا است. این آب بندها به دلیل نشتی زیاد با کاسه نمد و کانال تخلیه به مخزن در سیستم بکار میروند.

·         واشر کمپرسی : این واشرها فقط برای کاربرد ثابت مثل کوپلینگ، لوله ها ، پوسته پمپ و امثال آنها با پرکردن قسمت های ناصاف آب بندی را انجام میدهد و ممکن است فلزی یا غیر فلزی باشند.

·         کاسه نمدها : در جاهایی که شافت ازپوسته خارج میشودکاسه نمدها نصب میشوند.اگرفشاراتمسفر از فشار کاسه نمد بالاتر باشد از عبور هوا به داخل و اگر فشار پشت کاسه نمد بالاترازفشار جو باشدازنشت سیال یا بخار به بیرون جلوگیری میکند.بهترین نوع قابل استفاده برای پمپ یک رینگ فانوسی است که بداخل آن آب تزریق میشود.این تزریق آب یا از خروجی خود پمپ تامین میشود یا اگر سیال پمپ غیر آب باشد از یک منبع مستقل آب را لوله کشی میکنند.اگر مایع آب بندی کننده دارای ذرات جامدی باشد که به غلاف های کاسه نمد آسیب برساند بهتر است که سر راه آن قرار گیرد


مصارف پمپ ها (pumps usage) :
برخی مصارفی که پمپ های عمومی ممکن است داشته باشند عبارتند از :
·         پمپ های فرایندهای شیمیایی و نفتی
·         پمپ های نیروگاه های الکتریکی و اتمی
·         پمپ های برجک های خنک کننده و فاضلابهای صنعتی و خانگی
·         پمپ های صنایع کاغذ و مقواسازی
·         پمپ های دوغابی
·         پمپ های سرعت بالا

 

اباراهیوندایجمکومیرابموتوژنموتورسازاننوید سهندسمنان انرژیپمپیرانالکتروموتور