پمپها دستگاههای مکانیکی هستند که با استفاده از انرژی، سیالات را از یک نقطه به نقطهای دیگر منتقل میکنند. کاربرد اصلی پمپها جابهجایی سیالاتی مانند گازها، روغنها و آب است. پروانه یا پره بخشی از پمپ است که به حرکت سیالات درون دستگاه کمک میکند.
سه نوع اصلی پمپ وجود دارد: پمپهای جابجایی مثبت، پمپهای گریز از مرکز و پمپهای جریان محوری.
در پمپهای گریز از مرکز، جهت جریان سیال هنگام عبور از روی پروانه نود درجه تغییر میکند، در حالی که در پمپهای جریان محوری، جهت جریان سیال بدون تغییر باقی میماند.
انواع مختلفی از پمپها وجود دارد که برخی از آنها به شرح زیر هستند:
• پمپهای گریز از مرکز (Centrifugal Pumps)
• پمپهای دیافراگمی (Diaphragm Pumps)
• پمپهای دندهای (Gear Pumps)
• پمپهای دستی (Hand Pumps)
• لوب پمپ (Lobe Pumps)
• پمپهای مغناطیسی (Magnetic Drive Pumps)
• پمپهای اندازهگیر (Metering Pumps)
پمپهای گریز از مرکز:
پمپهای گریز از مرکز برای انتقال سیالات از طریق تبدیل انرژی جنبشی چرخشی به انرژی هیدرودینامیکی جریان سیال استفاده میشوند. انرژی چرخشی معمولاً از یک موتور الکتریکی یا موتور احتراقی تأمین میگردد. این پمپها زیرمجموعهای از توربوماشینهای دینامیکی محورمتقارن هستند که انرژی را جذب میکنند.
سیال از طریق محور چرخشی یا نزدیک به آن وارد پروانه پمپ میشود و توسط پروانه شتاب میگیرد، سپس بهصورت شعاعی به سمت بیرون به داخل دیفیوزر یا محفظه مارپیچی (کِیسینگ) جریان مییابد و از آن خارج میشود.
کاربردهای رایج این پمپها شامل انتقال آب، فاضلاب، مصارف کشاورزی، نفت و صنایع پتروشیمی است.
پمپهای گریز از مرکز اغلب به دلیل توانایی بالا در ارائه میزان جریان زیاد، سازگاری با محلولهای ساینده، قابلیت اختلاط، و همچنین طراحی مهندسی نسبتاً ساده آنها انتخاب میشوند.
پمپهای دیافراگمی:
پمپ دیافراگمی (که با نام پمپ غشایی نیز شناخته میشود) یک نوع پمپ جابجایی مثبت است که با استفاده از ترکیب حرکت رفت و برگشتی یک دیافراگم از جنس لاستیک، ترموپلاستیک یا تفلون و همچنین وجود شیرهای مناسب در دو طرف دیافراگم (مانند شیر یکطرفه، شیر پروانهای، شیر فلپ یا سایر انواع شیرهای قطعکننده)، عمل پمپاژ سیال را انجام میدهد.
سه نوع اصلی پمپ دیافراگمی وجود دارد:
• نوع اول، پمپهایی هستند که در آنها دیافراگم آببندی شده است؛ بهگونهای که یک طرف آن در تماس با سیال پمپاژشونده و طرف دیگر در تماس با هوا یا سیال هیدرولیک قرار دارد. با خم شدن دیافراگم، حجم محفظه پمپ افزایش یا کاهش مییابد.
• نوع دوم، پمپهایی هستند که از جابجایی حجمی مثبت استفاده میکنند، بهطوری که نیروی محرکه دیافراگم به صورت الکترومکانیکی از طریق میللنگ یا گیربکس، یا بهصورت مکانیکی خالص مانند اهرم یا دسته عمل میکند. در این روش، دیافراگم بهصورت مکانیکی خم میشود و یک طرف آن در معرض هوا قرار دارد.
• نوع سوم، پمپهایی هستند که از یک یا چند دیافراگم بدون آببندی استفاده میکنند، بهگونهای که سیال پمپاژشونده در هر دو طرف دیافراگم قرار دارد. دیافراگمها باز هم خم میشوند و باعث تغییر حجم در محفظه پمپ میگردند.
پمپهای دندهای:
پمپهای دندهای بهطور گستردهای در تأسیسات شیمیایی برای پمپاژ سیالات با ویسکوزیته بالا استفاده میشوند. دو نوع اصلی از این پمپها وجود دارد:
• پمپهای دنده خارجی که از دو چرخدنده اسپوری خارجی استفاده میکنند.
• پمپهای دنده داخلی که شامل یک چرخدنده اسپوری خارجی و یک چرخدنده اسپوری داخلی هستند (که دندانههای آن به سمت داخل قرار دارند
پمپهای دندهای از نوع جابجایی مثبت (یا جابجایی ثابت) هستند، به این معنی که در هر دور چرخش، مقدار ثابتی از سیال را پمپاژ میکنند. برخی از پمپهای دندهای به گونهای طراحی شدهاند که میتوانند هم به عنوان پمپ و هم به عنوان موتور عمل کنند.
پمپهای دستی:
پمپهای دستی پمپهایی هستند که بهصورت دستی و با نیروی انسانی کار میکنند؛ این پمپها از نیروی انسان و مزیت مکانیکی برای جابجایی سیالات یا هوا از یک محل به محل دیگر استفاده میکنند. پمپهای دستی در سراسر جهان برای کاربردهای مختلف صنعتی، دریایی، آبیاری و تفریحی بهطور گستردهای مورد استفاده قرار میگیرند.
انواع مختلفی از پمپهای دستی وجود دارد که عمدتاً بر اساس اصول عملکرد پیستونی، دیافراگمی یا پره چرخشی کار میکنند و دارای شیر یکطرفه در ورودی و خروجی محفظه هستند که در جهتهای مخالف عمل میکنند.
بیشتر پمپهای دستی از نوع پمپهای پیستونی یا پلانجری هستند و در دسته پمپهای جابجایی مثبت قرار میگیرند.
لوب پمپ:
لوب پمپ ، یا پمپ لوبی دوار، نوعی پمپ جابجایی مثبت است. این پمپ شبیه به پمپ دندهای است با این تفاوت که لوبها (بالکها) طوری طراحی شدهاند که تقریباً به هم میرسند اما با یکدیگر تماس ندارند یا یکدیگر را نمیچرخانند.
لوب پمپ در صنایع مختلفی از جمله صنایع کاغذ و خمیر، صنایع شیمیایی، صنایع غذایی، نوشیدنی، داروسازی و زیستفناوری مورد استفاده قرار میگیرند. دلیل محبوبیت این پمپها در صنایع گوناگون، ویژگیهای بهداشتی عالی، بازدهی بالا، قابلیت اطمینان، مقاومت در برابر خوردگی و توانایی شستوشوی در محل و استریلیزاسیون در محل (CIP/SIP) است.
پمپهای دوار توانایی جابهجایی مواد جامد (مانند گیلاس و زیتون)، دوغابها، خمیرها و انواع مختلف مایعات را دارند. اگر داخل پمپ مرطوب باشد، عملکرد خودمکش دارند. عملکرد ملایم پمپاژ از تخریب محصول جلوگیری میکند. همچنین این پمپها امکان جریان مداوم و متناوب و برگشتپذیر را دارند و میتوانند برای مدت کوتاهی بدون سیال نیز کار کنند.
جریان خروجی این پمپها نسبتاً مستقل از تغییرات فشار فرایند است؛ بنابراین دبی خروجی آنها نسبتاً ثابت و پیوسته باقی میماند.
پمپهای مغناطیسی:
پمپهای مغناطیسی نوعی پمپ هستند که از آهنرباها برای ایجاد یک آببندی بین موتور و پروانه استفاده میکنند و نیاز به آببندی شفت سنتی را از بین میبرند. این طراحی از نشتی و آلودگی جلوگیری میکند و آنها را برای پمپاژ سیالات خورنده یا خطرناک در صنایع مختلف ایدهآل میسازد.
در حالی که سایر پمپها از مکانیزم رانش مستقیم استفاده میکنند، که به این معناست که شفت مستقیماً به پروانه متصل است، پمپهای مغناطیسی اینگونه نیستند. این بدان معناست که هیچ آببندی در محل وجود ندارد که در نهایت دچار نشتی یا خرابی شود. به همین دلیل، این پمپها قادر به پمپاژ مواد شیمیایی خشن و سوزان بدون نگرانی هستند.
پمپهای اندازهگیر:
پمپهای اندازهگیر مقدار دقیقی از مایع را در یک دوره زمانی مشخص منتقل میکنند و مقدار جریان حجمی دقیقی را فراهم میکنند. انتقال سیالات با میزان جریان دقیق و قابل تنظیم گاهی اوقات به عنوان اندازهگیری شناخته میشود. اصطلاح “پمپ اندازهگیر” بیشتر به کاربرد یا استفاده آن مربوط میشود تا نوع دقیق پمپ، اگرچه ، چند نوع پمپ وجود دارند که از بیشتر انواع دیگر پمپها مناسبتر هستند.
هر چند پمپهای اندازهگیر میتوانند آب را پمپاژ کنند، اما معمولاً برای پمپاژ مواد شیمیایی، محلولها یا سایر مایعات استفاده میشوند. بسیاری از پمپهای اندازهگیر برای پمپاژ در فشار تخلیه بالا طراحی شدهاند. این پمپها معمولاً طوری ساخته میشوند که نرخ جریان آنها در یک بازه وسیع از فشار تخلیه (خروجی) تقریباً ثابت بماند (زمانی که میانگینگیری شده در طول زمان). سازندگان، هر یک از مدلهای پمپهای اندازهگیر را با یک حداکثر فشار تخلیه مشخص به بازار عرضه میکنند که هر مدل قادر است در برابر آن فشار عمل کند. مهندس، طراح یا کاربر باید اطمینان حاصل کند که فشار، درجه حرارت و مواد پمپ که در معرض سیال قرار میگیرند، برای کاربرد و نوع مایع پمپاژ شده سازگار هستند.
بیشتر پمپهای اندازهگیر دارای یک سر پمپ و یک موتور هستند. مایع پمپاژ شده از طریق سر پمپ وارد شده و از طریق یک خط ورودی وارد و از طریق یک خط خروجی خارج میشود. موتور معمولاً یک موتور الکتریکی است که سر پمپ را به حرکت درمیآورد.