پمپ های جابجایی مثبت

پمپ های جابجایی مثبت درجات برای مایعات خیلی ویسکوز متناسب است که در انواع پمپ پیستونی، پمپ دیافراگمی، پمپ چرخ دنده ای، پمپ های پیچی و… تولید می شوند. در این مقاله به کاربرد و مزایای آنها پرداخته ایم.

پمپ های جابجایی مثبت(PD) دارای تعدادی از سیکلهای کاری هستند که هر سیکل، در بردارنده حجم معینی از مایع می باشد و مایع را به درون سیستم می فرستد. بسته به نوع پمپ و مایع این اعمال با تاثیر کم فشار برگشتی بر پمپ اتفاق می افتند در حالیکه حد اکثر فشار قابل استفاده ، توسط مقاومت مکانیکی پمپ و سیستم و قدرت محرک در دسترس محدود می شود ، اثر فشار را می توان با شیر صنعتی مانند شیر ایمنی یا شیر اطمینان کنترل کرد.
 

مزایای پمپ های جابجایی مثبت (PD)

مزیت عمده پمپ های جابجایی مثبت (PD) این است که می توانند دبی های ثابت را انتقال دهند .علت این است که خروجی پمپ فقط وابسته به طراحی اصلی پمپ و سرعت محرک است .این معنی می دهد که اگر مایع با دبی کافی از میان سیستم عبور نمی کند ، می توان آن را با یکی یا هردوی این عوامل تصحیح کرد.

درجات متنوع پمپ های جابجایی مثبت برای مایعات خیلی ویسکوز متنناسب می باشند. همچنین آنها خود پر شور می باشند و از این رو توانایی جابجایی مایعات با حجم معینی از هوای وارد شده را دارند.

همه شیر های رانش نصب شده  بر روی هر P.D پمپ را باید قبل از راه اندازی پمپ باز کرد . این کار از افزایش سریع فشار جلوگیری می کند که می تواند به پمپ یا سیستم زیان برساند .
 

پمپ پیستونی

یکی از قدیمی ترین و اصلی ترین نوع پمپ فشار مثبت، پمپ پیستونی می باشد که از پیستون یا پلانچر برای تحت فشار قرار دادن مایع استفاده می کند.

موقعی که پیستون به سمت پایین حرکت می کند فشار را در بدنه بالا می برد شیر مکش را به خاطرفشار کمتر مکش می بندد و شیر رانش را باز می کند تا مایع را به بیرون از بدنه بفرستد.

موقعی که پیستون به سمت بالا می رود فشار را در بدنه کم می کند و شیر مکش را باز می کند تا مایع را به درون پمپ بپذیردو شیر رانش در اثر فشار بالاتر خط رانش بسته می شود .

یکی از قدیمی ترین انواع پمپ پیستونی ، نوع محرک بخاری آن است که هنوز هم به دو صورت افقی و قائم در دسترس است . با قرار دادن شیر می توان پمپ را در حالت کورس پایین و کورس بالا بروشی شبیه به پمپ دو دیافراگم عمل کننده با هوا بکار گرفت.

پمپ دیافراگمی

یک پمپ تک دیافراگم می تواند شبیه یک پمپ پیستونی باشد که حرکت رفت و برگشتی مسبب حرکت مایع از میان پمپ ، بجای پلانچر بوسیله دیافراگم بوجود می آید . مدل های بزرگ تر این نوع پمپ برای بسیاری از لجن های سنگین و فاضلاب های پر از آشغال ، از چاک ها و حوضچه های زه کشی بکار می روند.

مدل های کوچک طرح مشابه اصلی ‌بعنوان اندازه گیر شیمیایی یا پمپ های اندازه گیری در جایی استفاده می شوند که مقدار ثابت و خاص مایع برای پمپاژ مورد نیاز است.

یک نوع بیشتر معمول پمپ دیافراگمی ، پمپ دو دیافراگم عمل کننده با هوا می باشد که به جای وسایل مکانیکی از هوای فشرده برای تحریک دیافراگم ها استفاده می کند .این یعنی دو پمپ در یکی که یکی در مجوعه مکش و در حالیکه دیگری در مجموعه رانش می باشد. شیر های هوا بصورت متناوب یک محفظه دیافراگمی را تحت فشار قرار داده و هوا را از دیگر محفظه خارج می کنند.

این پمپ نیاز به وسایل نشت بندی اضافی ندارد .چون فشار هوا می تواند به صورت خودکار توسط هر طرف از دیافراگم  های پمپ  متوازن شود ،این پمپ می تواند بدون خطر در مقابل یک شیر رانش بسته کار کند.

پمپ چرخ دنده ای و گوشواره ای

پمپ چرخ دنده خارجی دوار یک نوع پمپ جابجایی مثبت است که از درگیری خارج شدن دنده ها یک خلا جزئی بوجود می آورد تا مایع را درون پمپ بکشاند .مایع ، بین دنده چرخ دنده و پوسته تا سمت دیگر پمپ (رانش)حمل می شود .جایی که در گیری دنده ها مایع را از دهانه خروجی به بیرون می راند .جهت دوران ، ورودی و خروجی را تعیین می کند.از این رو با معکوس کردن جهت دوران ،‌ پمپ می تواند در جهت عکس پمپاژ کند.

اصولا یک چرخ دنده یه وسیله دیگری رانده می شود . معمولا چرخ دنده متحرک (رانده شده) در یاتاقانها نوع بوشی حرکت می کند. یاتاقانها و محور درون آن در پوسته پمپ قرار می گیرند و با سیال پمپ شده پر می شوند. درنتیجه این یاتاقانها و چرخ دنده ها به کیفیت رونکاری سیال پمپ شده وابسته اند.

در نوع دیگر ، چرخ دنده ها با هم تماس فلزی ندارند و هر دو روتور بوسیله چرخ دنده های هم گام جدا از محفظه پمپ به حرکت در می آیند . چون هر دو شاف از میان پوسته پمپ عبور می کنند دو گروه نشت بند مورد نیاز می باشند.

عدم تماس فلزی بین سطوح روتور ها و پوسته معنی می دهد که تنها عامل سایش ، اصطحکاک با سیال پمپ شونده می باشد.

اصلاح معروف پمپ چرخ دنده ای ، دارای چند آمیخته به هم است تا یک پمپ گوشواره ای را تشکیل دهد که اثر برشی کوچکتری بر مایع دارد.

پمپ چرخ دنده داخلی ، دارای یک روتور چرخ دنده خارجی که در داخل سوراخ حرکت می کند و با یک چرخ دنده ثانوی دنده داخلی درگیرمی شود.

پمپ های پیچی

پمپ های پیچی ،  نوع خاص پمپ های جابجایی مثبت دوار هستند که جریان از میان عناصر پمپ کاملا محوری است .مایع بین دنده های دو یا چند پیچ حمل شده و موقعی که پیچ ها می چرخند و درگیر می شوند بصورت محوری جابجا می شود .درگیری دنده های پیچ و انطباق نزدیک با محفظه اطراف ‌یک یا چند فضای آب بندی شده متحرک را پی در پی بین ورودی و خروجی پمپ بوجود می آورند. این گروه ها بصورت فضای آب بندی شده پیچاپیچ عمل کرده و پمپ پیچی با قابلیت فشاری مثبت را بوجود می آورند.

گروه های متوالی فضای آب بندی شده ، حفره های کاملا احاطه شده را تشکیل می دهند که به طور پیوسته از ورودی تا خروجی حرکت می کنند .این حفره ها مایع را در ورودی به دام می اندازند و بصورت جریان آرام تا خروجی حمل می کنند.

پمپ حفره پیش رونده (پمپ پیچی خارج از مرکز)

این پمپ ، یک نوع پمپ پیچی تک روتور و انتها منفرد می باشد که عناصر آن یک روتور و یک استاتور می باشند.معمولا استاتور ،‌دارای پیچ دو راهه مارپیچی داخلی با گامی دو برابر روتور یکراهه مارپیچی می باشد. پیش روی استاتور دو برابر روتور است.

وقتی که روتور در داخل استاتور دوران می کند ، دو حفره در انتهای مکشی استاتور تشکیل می شود . وقتی یک حفره بسته شود و حفره دیگر باز می شود. حفره ها بصورت مارپیچی از یک انتهای استاتور تا انتهای دیگر آن پیش می روند. نتیجه آن جریانی با ضربان نسبتا کم و نیروی برشی کم در تراکم ، نسبت به انواع پمپ شعاعی است.

انطباق فشاری بین روتور و استاتور ، خطوط نشت بندی را در جایی بوجود می آورد که آن دو با هم تماس بر قرار می کنند. خطوط نشت بندی حفره ها را از هم جدا کرده و با دوران روتور حفره ها در میان پمپ پیش می روند. استاتور الاستومری و روتورفولادی ضد زنگ به پمپ اجازه می دهند تا ذرات جامد معلق و درصد معینی از مواد ساینده را حمل کند.

شیوه ای که روتور در درون استاتور می چرخد ، طراحی مکانیکی پمپ های حفره پیش رونده را پیچیده می کند.چون روتور در درون استاتور می چرخد ، ‌خط مرکزی آن در اطراف خط مرکزی استاتور دوران می کند.

این خارج از مرکزیت معنی می دهد که پمپ باید به یک قفل گاردان متصل شود تا قدرت را از شاف با دوران هم مرکز به روتور با دوران خارج از مرکز انتقال دهد. این قفل گاردان باید بار پیش رانه و پیچشی را انتقال دهد. طراحهای این انتقال ، بصورت مکانیزمهای ساچمه و پین و کوپلینگ های چرخ دنده ای نشت بندی شده سنگین کار می باشند.