مقاله در مورد پمپ سانتر فیوژ

بخشی از مقاله

پمپ سانتر فیوژ

پُمپ یا تُلُمبه وسیله‌ای مکانیکی برای انتقال مایعات است که با افزایش فشار جریان آن، امکان جابجایی مایعات را به ارتفاعی بالاتر (با افزایش هد) یا حتی پایین دست (معمولاً حوضچه یا مخزن) فراهم می‌آورد.
به طور کلی پمپ به دستگاهی گفته می شود که انرﮊی مکانیکی را از یک منبع خارجی اخذ و به سیال مایعی که از آن عبور می کند، انتقال می دهد. در نتیجه انرﮊی سیال پس از خروج از این دستگاه (پمپ) افزایش می یابد. در پمپ ها تغییرات انرﮊی سیال همواره به صورت تغییر فشار سیال مشاهده می گردد. از پمپها برای انتقال سیال به یک ارتفاع معین و یا جا به جایی آن در

یک سیستم لوله کشی و یا هیدرولیک استفاده می نمایند. به عبارت کلی تر از پمپ برای انتقال سیال از یک نقطه به نقطه دیگر استفاده می کنند. پمپها دارای انواع مختلفی هستند که هرکدام دارای کاربرد خاصی می باشند. مهم‌ترین پمپهایی که در این واحد استفاده شده اند عبارت‌اند

از:

تعریف پمپ
به طور کلی پمپ به دستگاهی گفته می شود که انرﮊی مکانیکی را از یک منبع خارجی اخذ و به سیال مایعی که از آن عبور می کند، انتقال می دهد. در نتیجه انرﮊی سیال پس از خروج از این دستگاه (پمپ) افزایش می یابد. در پمپ ها تغییرات انرﮊی سیال همواره به صورت تغییر فشار سیال مشاهده می گردد. از پمپها برای انتقال سیال به یک ارتفاع معین و یا جا به جایی آن در یک سیستم لوله کشی و یا هیدرولیک استفاده می نمایند. به عبارت کلی تر از پمپ برای انتقال سیال از یک نقطه به نقطه دیگر استفاده می کنند. پمپها دارای انواع مختلفی هستند که هرکدام دارای کاربرد خاصی می باشند. مهم‌ترین پمپهایی که در این واحد استفاده شده اند عبارت‌اند از:

1. پمپهای سانتریفوﮊ. 2. پمپهای رفت و برگشتی. 3. پمپهای چرخ دنده ای.
پمپهای سانتریفوﮊ
این پمپها از نوعی می باشند که انتقال انرﮊی از آنها به سیال به طور دائمی انجام می پذیرد. پمپهای سانتریفوﮊ معمولاً نیروی محرکه خود را از طریق یک الکترو موتور (موتور الکتریکی) دریافت می کنند. انتقال نیروی محرکه از موتور به پمپ از طریق یک محور به نام شَفت منتقل می شود. شَفت موتور به وسیله نوعی تجهیزات مکانیکی به نام کوپلینگ به شَفت پمپ متصل شده است. به این ترتیب انتقال نیرو به راحتی از طریق شفت موتور الکتریکی به شفت پمپ منتقل می گردد.

پمپ های سانتریفوﮊ دارای یک محفظه هستند که حلزونی شکل است و پوسته یا کِ

یسینگ نامیده می شود و درون آن یک یا چند چرخ قرار دارند که روی یک محور (شفت) نصب شده اند. هر چرخ مجهز به تعدادی پره می باشد. انتقال انرﮊی به سیال در این قسمت انجام می شود. 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 می باشد. 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 اندازه های مختلف برای مصارف گوناگون ساخته می شوند.

پمپهای رفت وبرگشتی
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
پمپهای چرخ دنده ای یا گی یِر پمپ
این پمپها نوعی از پمپهای گردشی یا روتاری می باشند. پمپ های چرخ دنده ای از دو قسمت متمایز تشکیل شده اند، یکی قسمت جداره ثابت و دیگری قسمت دوار که شامل یک محور گرد

ان با چرخ دنده می باشد. در پمپ های چرخ دنده ای مقداری مایع بین دنده های چرخ دنده پمپ به اصطلاح به تله می افتد و در اثر چرخیدن چرخ دنده ها این مایع به قسمت خروجی پمپ رانده می شود. این پمپ ها به گونه ای ساخته می شوند که در آنها فاصله میان اجزاء گردنده و جداره ثابت بسیار کم می باشد. کار برد این پمپها برای جا به جایی مایع با حجم کم و فشار متوسط م

ی باشد. نکته مهم در مورد این پمپها آن است که هرگز نباید آنها را در حالیکه شیر خروجی پمپ (دیسچارج پمپ) بسته است روشن نمود؛ چرا که در این حالت، اگر هیچ شیر اطمینانی (سِیفتی وَلو) در مسیر دیسچارج پمپ وجود نداشته باشد، یا خود پمپ از بین می رود و یا اینکه لوله دیسچارج می شکند.
این پدیده یکی از خطرناکترین حالتهایی است که ممکن است برای یک پمپ به وجود آید. آب یا هر مایع دیگری، در هر درجه حرارتی به ازای فشار معینی تبخیر می شود. هرگاه در حین جریان مایع در داخل چرخ یک پمپ، فشار مایع در نقطه ای از فشار تبخیر مایع در درجه حرارت مربوطه کمتر شود، حبابهای بخار یا گازی در فاز مایع به وجود می آیند که به همراه مایع به نقطه ای دیگر با فشار بالاتر حرکت می نمایند. اگر در محل جدید فشار مایع به اندازه کافی زیاد باشد، حبابهای بخار در این محل تقطیر شده و در نتیجه ذراتی از مایع از مسیر اصلی خود منحرف شده و با سرعتهای فوق العاده زیاد به اطراف و از جمله پره ها برخورد می نمایند. در چنین مکانی بسته به شدت برخورد، سطح پره ها خورده شده و متخلخل می گردد. این پدیده مخرب در پمپ ها را کاویتاسیون می نامند. پدیده کاویتاسیون برای پمپ بسیار خطرناک بوده و ممکن است پس از مدت کوتاهی پره های پمپ را از بین ببرد. بنابراین باید از وجود چنین پدیده ای در پمپ جلو گیری گردد. کاویتاسیون همواره با صدا های منقطع شروع شده و سپس در صورت ادامه کاهش فشار در دهانه ورودی پمپ، بر شدت این صدا ها افزوده می گردد. صدای کاویتاسیون مخصوص ومشخص بوده وشبیه برخورد گلوله هایی به یک سطح فلزی است. هم‌زمان با تولید این صدا پمپ نیز به ارتعاش در می آید. در انتها این صداهای منقطع به صداهایی شدید ودائم تبدیل می گردد و در همین حال نیز راندمان پمپ به شدت کاهش می یابد.
انواع پمپها عبارتند از :
1ـ پمپ هاي ديناميكي - ۲ پمپ هاي جابجايي
مي توان پمپ هارابراساس نحوه عملكردشان به گونه اي ديگر نيز دسته بندي كرد:

ـ پمپ هاي سانتريفوژ(جريان شعاعي)
2ـ پمپ هاي محوري
3 ـ پمپ هاي نيمه سانتريفوژ(يا باجريان مختلط)
مهمترين تركيبات عمومي مواد ساختماني پمپها عبارتند از:
مواد: پمپهاي سانتريفيوژ كه معمولا به بازار عرضه مي شوند داراي تركيبات برنزي، تمام برنزي ،يا داراي تركيب آهني مي باشند. در ساختار نيمه برنزي ،پروانه خلاف شافت (اگر بكار برده شده باشد ) و رينگهاي سايشي برنزي خواهد بود و محفظه از چدن است. اين مواد ساختماني براي قسمتهاي از پمپ مي باشد كه در تماس با پمپاژ شده مي باشد.

محفظه آببندي (stuffing box) :
آن قسمت از پمپ است كه شفت گردننده وارد محفظه پمپ مي شود. براي جلوگيري از نشت اب از محفظه، يك آب بند مكانيكي يا نوار آببندي بكار مي رود.پمپها با اب بندي مكانيكي((mechanical seal بطور موفقيت آميز در موارد گوناگون بكار برده مي شوند.آب بندهاي داخلي درون محفظه آبر بيرون محفظه آببندي مي باشند. بسته به آببندي پمپ و مايعي كه پمپاژ مي شود محدوديتهاي در فشار و دماي مايع وجود دارد. جنس ماده ابندي پس از انكه نوع سيال پمپاژ شونده و دما و فشار ان تعيين شد ، توسط كارخانه سازنده تعيين مي شود. پمپها با نوار آب بندي بويژه در جاهايي كه مواد سايينده كه همراه اب وجود دارد بكار سيستم اسيب نمي رساند بطور گسترده اي مورد

استفاده قرار مي گيرند. مقداري نشت بايد وجود داشته باشد تا سطح بين ماده نوار و شفت را روانكاري و سرد كند. بوش شفت و شفت موتور يا پمپ را بويژه با نوار اببندي ، محافظت مي ك

نند.

رينگهاي سايشي براي پروانه يا محفظه آب بندي بكار برده مي شود ،انها قابل تعويض بوده و از سايش پروانه يا محفظه جلوگيري ميكنند.
بلبرينگها غالبا زياد بكار برده مي شوند مگر در پمپهاي سيلكولاتر ،كه ياتاقانهاي موتور و پمپ از نوع بوش مي باشد.
رينگ تعادل :
در طرف پشت پروانه هاي بسته تك مكشه مي باشد تا بار محوري را كاهش دهد.پروانه هاي داراي دو ورودي بطور ذاتي از لحاظ محوري بالانس مي باشند.
سرعتهاي كار نامي موتور ممكن است در محدود 600 تا 3600 دور در دقيقه انتخاب شوند (سازندگان پمپ بايستي سرعت بهينه پمپ را براي هر نياز پمپاژ بخصوص با در نظر گرفتن راندمان ، قيمت و صدا و نگهداري بدست اورد.)نمونه اي از سطح مقطع يك پمپ سانتريفوژ مجهز توسط انستيتوي هيدروليك در شكل نشان داده شده است بيشتر قسمتهاي كه قبلا شرح داده شد در روي شكل مشخص است.

به طوركلي پمپ به دستگاهي گفته مي شود كه انرژي مكانيكي رااز يك منبع خارجي اخذ و به سيالي كه ازآن عبورمي نمايدانتقال دهد.درنتيجه انرژي سيال بعدازخروج از ماشين افزايش مي يابد.پمپ ها رابرمبناي نحوه انتقال انرژي به سيال به دودسته تقسيم بندي مي كنند:
1ـ پمپ هاي ديناميكي:كه انتقال انرژي ازآنها به سيال به طوردائمي است.
2ـ پمپ هاي جابجايي:كه انتقال انرژي ازآنها به سيال به صورت متناوب يا پريوديك است.

مي توان پمپ هارابراساس نحوة عملكردشان به گونه اي ديگرنيز دسته بندي كرد:
1ـ پمپ هاي سانتريفوژ(جريان شعاعي)2ـ پمپ هاي محوري3ـ پمپ هاي نيمه سانتريفوژ(يا باجريان مختلط)

1ـ پمپ سانتريفوژ(شعاعي):
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

2ـ پمپ هاي محوري:
سيال موازي محور وارد پمپ مي گردد و به طور موازي نسبت به محور ازچرخ خارج مي گردد.اين پمپ ها براي ايجادفشارها و دبي هاي متوسط به كار مي روند.

3ـ پمپ هاي نيمه سانتريفوژ(مختلط):
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 سانتريفوژ
توانايي بيشتري دراستفاده وبه كارگيري دبي هاي يالا رادارند.
مباني وكاربردپمپهاي گريز از مركزcentrifugal pump اصول كار كليه اين پمپ هابراساس استفاده ازنيروي "گريزاز مركز" پايه گذاري شده است. هرحجمي كه دريك مسيردايره اي يامنحني الشكل حركت كند ، تحت تاثيرنيروي گريزازمركز واقع مي شود.جهت نيروي مذكور طوري است كه همواره تمايل داردكه جسم را ازمحوريامركز دوران دورسازد.

◄قسمت هاي اساسي يك پمپ گريزازمركز عبارتنداز:
1. الكترومتور: كه شامل قسمت الكتريكي پمپ است.
2. كوپل يا هم محور سازي :كه متصل كننده الكترومتر به شافت (محور )پمپ است.
3. هوس برينگ: كه محل قرار گيري برينگها مي باشد
4. مكانيكال سيل: كه محل آب بندي پمپ و جدا كننده سيال پمپاژ شده و قسمت مكانيكي پمپ مي باشد
5. پره هاي پمپ :كه با توجه به نوع كاربرد داراي انواع مختلفي مي باشد.
◄ مكانيكال سيل:
مكانيكال سيل يا محفظه آب بند قسمتي است كه در حد فاصل بين برينگها و پروانه پمپ قرار گرفته است و از مهمترين قسمتهاي پمپ مي باشد چرا كه وظيفه آن جلوگيري از ورود سيال به درون برينگهاو بر روي شفت مي باشد. مكانيكال سيل بوسيله منبع سيليپات روغن خنك كاري مي شود (منبع سيليپات براي خنك كاري است كه روغن آن داراي ويسكوزيته بالايي است و گاهي نيز از خود سيال براي خنك كاري مكانيكال سيل استفاده مي شود براي برينگها نيز از يك گيج روغن براي خنك كاري استفاده مي شود كه داراي ويسكوزيته كمتري است.

نويز ناشي از هر گونه فعاليت صنعتي بايد از استانداردهاي بين المللي تبعيت كند . ميزان سر وصداي آزار دهنده در اعلاميه (3) 53.s سال 1994 سازمان كنترل آلودگي ومديريت محيطي ظابطه دارد بر اساس اين قانون حتي در صورت مجاز بودن ميزان صدا، اگر نويز توليد شده افراد را آزار دهد تمهيدات لازم براي كاهش آن فراهم آيد . عملكرد سيستم ها وايستگاه هاي پمپاژ يكي از اين فعاليتها ي پرسر وصداي صنعتي است .



صداي پمپ ها
منابع ايجاد نويز در سيستم هاي پمپاژ :
• سرو صداي پمپ ها
• سروصداي محرك پمپ وتجهيزات انتقال نيرو همچون چرخد نده ها
• ارتعاشات پمپ وموتور
• سر وصداي هيدروليكي ايجاد شده در درون پمپ
• نويز هيدروليكي ايجاد شده در خطوط لوله و شير آلات

شرايط مكاني و كاربردي سيستم پمپاژ نيز درايجاد نويز موثر است،براي نمونه در ايستگاه هاي پمپاز فاضلاب فن هاي تهويه يكي از منابع توليد نويز هستند

كنترل نويز:
چهار اصل كلي در زمينۀ كنترل نويز وجود دارد :
• كمينه كردن توليد انرزي صوتي
• كمينه كردن ويژگيهاي صوتي نا خوشايند براي انسان
• كاهش انرژي صوتي با استفاده از ابزارهاي ميرا كننده از جمله جاذب صدا
• دور كردن وانحراف انرژي صوتي از مكانهاي حساس و مهم

بر اساس اين اصول بايد در طراحي وروند ساخت ايستگاه هاي پمپاژ ملاحظات مهمي انجام داد :
• اعمال ويژگيهايي براي پمپ ها ، موتورها و تجهيزات ديگر براي كاهش سرو صداي آنها
• قرار دادن ايستگاه هاي پمپاژ در زير زمين تا حد امكان
• طراحي مناسب تكيه گاه هاو اتصالات (جرا كه ارتعاش تجهيزات صداي ناخوشايند توليد مي كند )
نگهداري وتعمير منظم وپيوسته سيستم پمپاژ (دستگاهي كه منبع توليد صداي نامعقول است بايد هر چه سريعتر تعمير يا تعويض شود )

ممكن است سر وصداي محرك (موتور) به حدي زياد باشد كه نويز پمپ را پوشش دهد . در اين حالت ابتدا بايد ميزان نويز محرك را كاهش داد . در پمپ هاي كوچك آسان ترين راه قرار دادن پمپ وموتور در يك محفظه است ولي ممكن است علاوه بر آن لازم باشد كه :
• قاب (پايه ) مجموعه پمپ وموتور نيز ايزوله شود تا سرو صداي ناشي از آن نيز كنترل شود .
• به آببندي محفظه ، به ويژه در محل عبور لوله ها توجه شود .
• اتصالات لوله ها ايزوله شوند تا ارتعاشات در سرتا سر لوله كشي منتقل نشود .
• از نبود هرگونه اشتباه ومحدوديتي در طراحي سيستم كه به سروصداي اضافي پمپ بينجامد ، اطمينان حاصل شود

به طور كلي ،ميزان سرو صداي ناشي از يك نوع پمپ خاص به فشار ، اندازه وسرعت آن بستگي دارد .رابطه ميزان نويز با اين پارامترها به گونه اي است كه ما را به سمت انتخاب پمپي بزرگ كه با سرعت كم كار مي كند وفشار تخليه پاييني دارد سوق مي دهد .ولي معمولأ براي تامين بازدهي لازم يا ملزومات مورد نياز اين انتخاب انجام نمي شود .سر وصداي در ايستگاه پمپاژ علاوه بر پمپ ازموتور ، چرخ دنده ها ،لوله هاو اتصالات نيز ناشي ميگردد . از آنجايي كه اين موارد به ملزومات نصب (كهدر انواع نصب مختلف هستند )مربوط ميشوند نميتوان آنها را در اطلاعات داهشده توسط سازنده درباره نويز ناشي از نوعي پمپ قلمداد كرد .

براي تعيين ميزان سرو صداي پمپ روشهايي از جمله اندازه گيري فشار پفقدرت وشدت صوت وجود دارد . فشار صوت ميزان صدايي است كه گوش انسان مي شنود . قدرت صوت ميزان انرژي اكوستيك منتشر شده توسط منبع صداست وشدت صوت برابر است با قدرت صوت بر واحد سطح .


ضميمه 2

نصب پمپ ها در آبرساني
در نصب پمپها بايد همواره سعي نمود پمپ را پائين تر از سطح منبع مكش قرار داده تا فشار مكش مثبت ايجاد گردد، و در صورتيكه اين امر در بعضي از شبكه هاي آبرساني مقدور نباشد، تا آنجائيكه وضع ايستگاههاي پمپاژ اجازه مي دهد بايد سعي نمود پمپ نزديك سطح مايع منبع مكش قرار گيرد تا اختلالات كمتري در كار پمپ ايجاد گردد .

مسير لوله كشي بايد مستقيم و از ايجاد خمها و زانوها و لوازمات لوله كشي نه چندان مورد نياز اجتناب ورزيد ، بين زانوئي و محل اتصال مكش بايد لوله مستقيمي بطول لااقل 5 برابر قطر مکش فاصله ايجاد نمود . چرا كه در غيراينصورت فشار مكش نامتعادلي ايجاد شده و يكطرف چشمه پروانه و محفظه مكش پر تر از طرف ديگر گرديده و تلفات هيدروليكي پمپ زياد و راندمان پمپ كم مي گردد .

بايد قطر لوله مكش يك نمره بيشتر از قطر مجراي رانش بوده و عمق مكش بين 5/4 تا 6 متر باشد ، لوله مكش بايد كاملاً آب بندي بوده و از محبوس نمودن هوا در لوله مكش اجتناب ورزيد ، در قسمت اعظم لوله ورودي پمپ ، فشار هوا كمتر از فشار جو بوده و براي مطمئن شدن از آب بندي لوله ورودي بعد از كارگذاري ، يك شعله به قسمتهاي اتصالي نزديك مي كنند در صورتيكه درزي موجود باشد شعله بطرف لوله كشيده مي شود لوله مكش بايد 1 تا 2 متر پائين تر از حداقل سطح آب چاه باشد تا هوا وارد پمپ نگردد در قسمت رانش پمپ شير يك طرفه جهت جلوگيري از حركت معكوس آب و شير تنظيم جهت كم و زياد نمودن آب تعبيه نموده با صدمه اي به پمپ وارد نگردد.
جهت نصب پمپها اصولاً يك شاسي محكم براي موتور و پمپ درنظر گرفته و از ايجاد ناميزاني كه سبب فرسوده شدن بوشهاي اتصال و ياتاقانها و احتمالاً شكستن محور پمپ مي گردد جلوگيري مي شود همواره بايد سعي نمود محور پمپها باموتور محرك آن در كارخانه ميزان شود كه اين ميزان نبايد در اتصال و نصب پمپ بهم بخورد.

معمولاً صفحه اي به ضخامت 5/2تا 4 سانتيمتر بين صفحه زبري پمپ و سطح بالائي

فنداسيون در نظر گرفته مي شود كه با ملات سيمان پوشيده شده تا ناصافيهاي بالائي فونداسيون اصلاح و حركت جانبي صفحه زبري پمپ كم شود.
در مسير رانش پمپ ، يك شير دروازه اي و يك سوپاپ كنترل قرار مي دهند ، كار اين سوپاپ حفظ پمپ در مقابل فشارهاي اضافي وارد بر پمپ است. سوپاپ انتهاي لوله مكش بايد لااقل 5/1 متر از سطح مايع مكش پائين تر بوده و پمپ نيز بايد به سطح منبع مكش نزديك باشد .
پمپ و موتور را بايد روي فونداسيون محكمي نگهداشت تا تنظيم آن خراب نگردد در غير اينصورت بوشهاي اتصال محور پمپ و موتور نيز ياتاقانهاي آن خراب و سبب شكستگي محور مي گردد.