تحقیق در مورد پمپ

بخشی از مقاله

پمپ

از ديرباز بشر براي استفاده از منابع آب جهت كشاورزي به فكر وسيله اي براي انتقال راحت تر آب به محل مصرف بوده و به همين دليل اقدام به ابتكار و ساخت وسائلي در اين زمينه كرده است .

تعريف پمپ :
پمپ دستگاهي است كه انرژي مكانيكي را به مايعي كه از درون آن عبور مي كند انتقال مي دهد و درنتيجه انرژي مايع بعد از خروج از پمپ افزايش مي يابد .
از پمپ ها براي انتقال مايعات از يك نقطه به نقطه اي ديگر توسط سيستم لوله كشي استفاده مي گردد . تنوع زياد در نوع ساختمان و عملكرد پمپ ها بدليل متفاوت بودن خصوصيات فيزيكي مايعات نظير گرانروي ، جرم حجمي و نيز تفاوت در خصوصيات شيميايي همانند خورندگي سيال مي باشد . ضمن اينكه وجود ذرات جامد و گازهاي همراه سيال و نيز شرايط عملياتي نظير دما و فشار در اين تنوع مؤثر است .

انواع پمپ :
پمپ ها را بر اساس معيارهاي مختلف طبقه بندي مي نمايند . متداولترين معيار تقسيم بندي پمپ ها نحوة انتقال انرژي به سيال مي باشد . هرچند كه پمپ ها را
مي توان بر اساس ساختار داخلي و نوع سيال عبوري از آن نيز طبقه بندي كرد .
بر اساس معيار نحوه انتقال انرژي به سيال ، پمپ ها به دو دسته عمومي زير تقسيم مي شوند :

الف) پمپ هاي ديناميك :
اين پمپ ها از متداول ترين انواع پمپ ها بوده و در صنايع ، كشاورزي و نيز مصارف غيرصنعتي كاربردهاي زيادي دارند . پمپ سانتريفيوژ از مهمترين نوع پمپ هاي ديناميكي مي باشد .

ب) پمپ هاي باجابجائي مثبت :
اين دسته از پمپ ها خود به خود به دو دسته پمپ هاي چرخشي و پمپ هاي رفت و برگشتي تقسيم بندي مي شوند . صنايع بسياري از قبيل پالايشگاه ها ، نيروگاه ها و واحدهاي تصفيه فاضلاب از مهمترين استفاده كنندگان اين پمپ ها مي باشند .
پمپ ها را از نظر جنس بدنه آنها نيز مي توان به انواع چدني ، فولادي ، پلاستيكي و غيره طبقه بندي كرد . بواسطه تنوع بسيار زياد انواع پمپ ها در ادامه به معرفي برخي از متداولترين آنها پرداخته مي شود .

پمپ هاي سانتريفوژ :
در اين دسته از پمپ ها سيال وارد مركز پمپ شده و سپس با استفاده از پره هاي در حال گردش و بر اساس نيروي گريز از مركز ، مايع به خارج از پمپ رانده مي شود .
اجزاء اصلي اين نوع از پمپ ها را پوسته و پروانه تشكيل مي دهد . پوسته بدنه پمپ بوده و پروانه پمپ قسمت متحرك آن مي باشد . پروانه بعلت داشتن حركت دوراني مايع ورودي به پمپ را به خارج از پوسته هدايت مي كند . اين نوع از پمپ ها داراي ساختمان داخلي ساده اي بوده و به همين دليل قيمت آنها نسبت به انواع ديگر
پمپ ها كمتر مي باشد . ايجاد جريان مداوم و يكنواخت سيال ، هزينه هاي كم نصب و نگهداري و نياز به فضاي كم از ويژگي هاي اين نوع پمپ ها ست . وجود هوا يا گاز در درون مايع ورودي به پمپ ايجاد اختلال در عملكرد پمپ سانتريفوژ مي نمايد . اين مسئله از محدوديت هاي اين نوع از پمپ هاست . ضمن اينكه بايد يادآور شد اين
پمپ ها براي انتقال سيالاتي با گرانروي بالا مناسب نمي باشند .

پمپ هاي دوراني :
در اين نوع پمپ ها از چرخ دنده ها براي انتقال نيرو به سيال استفاده مي شود .
اين دسته از پمپ ها بر اساس ساختار داخلي خود به انواع چرخ دنده اي داخلي و
چرخ دنده اي خارجي تقسيم بندي مي گردند .

پمپ هاي چرخ دنده اي داخلي :
پمپ هاي رخ دنده اي داخلي جهت جابجائي سيالات با گرانروي هاي مختلف بسيار مناسب مي باشد .
در اين پمپ ها ، ابتدا مايع به محفظه داخلي پمپ كه چرخ دنده ها در آن قرار دارند وارد شده سپس مايع بواسطه حركت چرخ دنده ها در درون پوسته پمپ به حركت در مي آيد . ساختار داخلي اين دسته از پمپ ها بگونه اي است كه مسير حركت سيال از نقطه ورود آن به پمپ تا نقطه خروج از پمپ تنگ تر شده و همين مسئله سبب افزايش فشار سيال در خروجي مي گردد . از مزاياي اين دسته از پمپ ها كم بودن قطعات متحرك ، مناسب بودن براي جابجائي سيالاتي با گرانروي بالا ، خروجي يكنواخت ، نگهداري آسان و قابليت انعطاف براي انواع كاربردها را مي توان ذكر كرد . از معايب آن سرعت پائين عملكرد ومحدود بودن حداكثر فشار خروجي مي باشد .

پمپ هاي چرخ دنده اي خارجي :
عملكرد اين پمپ ها نيز تقريباً شبيه پمپ هاي چرخ دنده اي داخلي مي باشد . در اين نوع از پمپ ها ، سيال وارد پوسته شده و سپس توسط دو دستگاه چرخ دنده به خارج از پمپ هدايت مي گردد . سرعت بالا ، عملكرد يكنواخت امكان استفاده از مواد مختلف در ساخت آن و ايجاد فشارهاي متوسط از مزاياي آن به شمار مي رود .

پمپ هاي حلزوني :
اين پمپ ها داراي يك محفظه و يك قسمت متحرك حلزوني شكل يا مارپيچي
مي باشند . سيال ورودي در اين نوع از پمپ ها بصورت محوري بواسطه چرخش بخش حلزوني شكل جابجا شده و بواسطه تغيير سطح مقطع عبور سيال انرژي سيال افزايش پيدا مي كند . پمپ هاي حلزوني داراي ساختماني ساده بوده و به همين دليل قسمت پائيني دارد .
امكان استفاده از اين پمپ ها براي سيالاتي كه داراي مواد جامد مي باشند از مزاياي آن بشمار مي رود .

پمپ هاي گوشواره اي :
پمپ هاي گوشواره اي در صنايع مختلف از قبيل صنايع خمير و كاغذ ، صنايع شيميائي ، صنايع غذايي ، صنايع دارويي و بيوتكنولوژي بصورت گسترده استفاده
مي شود .
از دلايل استفاده گسترده از اين پمپ ها در صنايع مختلف راندمان بالا ، قابليت هاي زياد و مقاومت در مقابل خوردگي مي باشد .

پمپ هاي رفت و برگشتي :
اين پمپ ها از قديمي ترين انواع پمپ ها مي باشند كه هنوز هم با حفظ جايگاه خود در صنايع كاربردهاي فراواني دارند . ساختار اين پمپ ها متشكل از يك سيلندر ثابت و يك پيستون متحرك مي باشد . در اين پمپ ها با حركت پيستون به سمت عقب ، مايع به درون پمپ ها مكيده شده و سپس با حركت پيستون به سمت جلو مايع با فشار زياد از سيلندر تخليه مي گردد . ساختار اين پمپ بگونه اي است كه وقتي پيستون به سمت عقب حركت مي كند مسير خروجي مايع بسته شده و مسير ورود مايع به درون سيلندر باز مي گردد . پس از پر شدن سيلندر از مايع و شروع حركت پيستون به سمت جلو مسير ورود مايع بسته شده و مسير خروجي آن از سيلندر باز
مي گردد . امكان توليد فشارهاي بسيار بالا از مهمترين ويژگيهاي اين نوع از
پمپ هاست .

كاربرد پمپ ها در صنايع :
همانگونه كه ذكر شد از پمپ ها براي جابجايي سيال استفاده مي گردد و ليكن نوع سيال و مقدار فشار مورد نظر سلب مي شود تا پمپ خاصي براي اين منظور در نظر گرفته شود .
از كاربردهاي عمومي پمپ مي توان انتقال آب ، پساب ، نفت و ساير مايعات غيرخورنده را نام برد . اغلب براي اين منظور از پمپ هاي سانتريفوژ استفاده مي گردد .
در صنايع شيميايي بسته به ماهيت سيال از پمپ هايي با جنس ساختماني چدن ، آهن ، فولاد ، تفلون و قطعاتي از جنس شيشه ، پلاستيك ، گرافيت ، لاستيك سخت و انواع آلياژهاي فلزي استفاده مي شود . در صنايع شيميائي اگر هدف انتقال مواد قابل اشتعال زا و خطرناك يا مواد گران قيمت باشد بايد از پمپ هاي بدون نشت با جنس مناسب استفاده كرد .
درصورتيكه هدف انتقال مواد اسيدي و مواد خورنده باشد سعي مي شود از پمپ هايي استفاده گردد كه جنس آنها مقاوم در مقابل اسيد بوده يا پوسته آنها پوشيده از لاستيك ، تفلون و نيز پرونانه آنها از جنس فولاد ضد زنگ ، تفلون يا ديگر انواع پلاستيك هاي مناسب انتخاب گردد . در صنايع كشاورزي براي آبياري از انواع پمپ ها جهت كشيدن آب از چاه و يا انتقال آب كانال به شبكه آبياري استفاده مي گردد .

صنايع غذايي از جمله صنايعي است كه از پمپ هايي با ويژگي هاي خاص استفاده زيادي مي نمايد . بدليل حساسيت مواد غذائي در اين صنعت از پمپ هايي استفاده
مي گردد كه به آنها پمپ هاي بهداشتي نيز مي گويند . اين پمپ ها اغلب داراي اجزاء و ملحقاتي هستند كه در موارد ديگر لزومي به وجود آنها نمي باشد . اين پمپ ها بايد از هر نوع پوسيدگي دور بوده و به راحتي قابل تميزكاري باشند . جنس قطعات اين پمپ ها نبايد بو يا مزه ماده عبوري از آن را تغيير دهد .
سيستم روغن كاري اين پمپ ها نبايد نشتي داشته و بايد جنس قطعات بگونه اي باشد كه در حين كار سائيده يا پوسيده نگردد . معمولاً جنس اينگونه از پمپ ها را فولاد
ضد زنگ ، آلومينيم يا الياژهاي مخصوص تشكيل مي دهد .

انتخاب پمپ :
در انتخاب پمپ نكات مختلفي در نظر گرفته مي شود . از مهمترين اين نكات قابليت عملياتي پمپ از نظر ظرفيت و ميزان فشار مايع خروجي از پمپ ( هد ) مي باشد .
نكته مهم ديگر در انتخاب پمپ جنس پوسته ، پروانه و ديگر قطعات آن مي باشد . اين مسئله متأثر از نوع سيال جاري در پمپ است در صورتيكه سيال داراي مواد خورنده يا سائيده بدنه و قطعات پمپ باشد ، انتخاب جنس مناسب از اهميت بالائي برخوردار خواهد شد . ضمن اينكه بايد توجه داشت وجود ذرات جامد يا گاز در مايع ، دامنه گرانروي مايع و دماي عملياتي در انتخاب پمپ نقش مهمي دارند . لازم به ذكر است در كنار لحاظ كردن نكات فوق در انتخاب پمپ بايد به مسئله بالا بودن بازده آن در شرايط عملياتي توجه كافي داشت . اين مسئله از نظر ميزان مصرف انرژي اهميت دارد.

اجزاي پمپ :
1- بدنه : براي باز و بسته شدن پمپ ها بدنه آنها را معمولاً چند تكه مي سازند .
2- محور ( شافت ) : هر پمپ داراي مركزيتي به نام محور ( شافت ) است كه تمام قطعات روي آن سوار مي شوند . محور از آلياژهاي مختلفي ساخته مي شود و جنس آن از فولاد زنگ نزن (Staneless Still) تا در مقابل خوردگي مقاومت كند چرا كه اگر محور خراب شود خسارت بر روي قسمتهاي ديگر وارد مي كند .
3- فلنچ : لوله ورودي پمپ است و قطر آن پيش از لوله خروجي است چون بايد مايع زيادي را وارد كند تا درون پمپ كمبود فشار نداشته باشيم .
4- پروانه : پروانه ها با توجه به نوع و حجم سيالي كه منتقل مي كنند اندازه هاي مختلفي دارند و نيز جنس هاي مختلف دارند : impller چدن ، لاستيك فشرده ، برنز
( كه از پروانه هاي برنزي براي انتقال آب استفاده مي شود ) و ...

ساختمان پروانه ها : پروانه ها ساختمان ساده اي دارند و داراي دو صفحه در دو طرف هستند و تعدادي پره را احاطه كرده اند ( پره ها در وسط صفحه قرار دارند و داراي زواياي خاصي هستند كه با توجه به نوع طراحي پروانه ها انتخاب مي شوند ) ، پروانه ها داراي سوراخ يا شياري در وسط هستند كه سوار بر محور مي شود و اين شيار باعث مي شود كه پروانه ها روي محور حركت چرخشي نداشته باشد و همزمان با محور بچرخد براي اينكه محور از سوراخ بيرون نيايد خاري وجود دارد كه شيار پروانه را با شيار محور يكي مي كند .
- چشم پروانه : ورودي مايع در واقع در چشم است و بر اثر چرخشي كه در پروانه ايجاد مي شود پروانه در امتداد شعاع مي چرخد و مايع از چشم وارد و در اثر نيروي گريز از مركز در جهت شعاع به بيرون پرتاب مي شود .

- انواع پروانه : 1- يك مدخلي ( يك چشمي ) 2- دو مدخلي ( دو چشمي )
توجه : سيالاتي وجود دارند كه در آنها چيزهاي ديگري مانند املاح معلق ، گرد و خاك و ... وجود دارد كه در اين سيالات از پروانه هاي باز استفاده مي شود .
توجه : براي روغن كاري پروانه از روغن Sea استفاده مي شود .

5- ياتاقان : محور تكيه گاهي دارد ، در صنعت تكيه گاه هاي مختلف به نام ياتاقان ساخته شده كه براي تحمل بار محورها و آسان كردن چرخش محور بكار مي رود . جنس ياتاقان مي تواند از بابيت ( آلياژي از جنس برم ، كروم ، كبالت ) باشد . مقاومت ياتاقان ها در برابر خوردگي كمتر از شافت shaft مي باشد و آن را روي شافت قرار
مي دهند تا شافت دچار خوردگي نشود .

انواع ياتاقان :
1) صاف
2) دو قله Split breaing : براي بارهاي زياد استفاده مي شود .
3) bali breaing : بر روي شافت با دستگاه پرس سوار مي كنند ، قطر خارجي شافت با قطر داخلي balibreaing يكي است حركت ساچمه ها به شكل نقطه است و با پوسته در ارتباط است . ساچمه ها بين دو پوسته داخلي و خارجي قرار ميگيرند كه يكي از پوسته ها ثابت و ديگري متحرك است .
4) roilbreaing ( ياتاقان غلتكي ) : به شكل مخروط ناقص است و جنس آنها اكثراً از فولاد زنگ نزن است و داراغي حركت خطي اند .
6) حلقه هاي ساينده : داراي دو نوع تك بوش و تك برينگ هستند . دو طرف پروانه را با حلقه هاي سائيده مي پوشانند تا از پروانه محافظت كند .
7) صفحه افشاننده (diffuser) : در پمپ هائي كه براي فرستادن آب به بيشتر از 4km ( مسير طولاني ) وسيله اي به نام صفحه افشاننده دارند كه سرعت را به فشار تبديل مي كند .
8) نشت بند : از خروج سيال به بيرون از محفظه و از ورود گرد و خاك به داخل محفظه جلوگيري مي كند .