پمپ ها در همه جا از ساختمان های ساده مسکونی برای آبرسانی تا صنایع نفت، گاز، پتروشیمی و نیروگاه ها برای تحقق اهداف فرآیندی و گاهی انتقال نفت خام، حضور دارند. مثال انتقال نفت خام را می توان مصداق این جمله معروف دانست که پمپ ها گاهی پول را جابه جا می کنند!

این مقاله با توضیح رایج ترین انواع پمپ های صنعتی و بیان نکات کلیدی در انتخاب هوشمندانه هر یک دنبال می شود.

پمپ هایی که در این مقاله به آن ها پرداخته می شود

دسته بندی انواع پمپ
1-پمپ های جابجایی مثبت (Positive displacement Pumps)
1-1- پمپ های رفت و برگشتی (Reciprocating Pumps)
1-1-1- پمپ های پیستونی (Piston Pumps)
2-1-1- پمپ های پلانجری (Plunger Pumps)
3-1-1- پمپ های دیافراگمی (Diaphragm Pumps)
2-1- پمپ های روتاری (Rotary Pumps)
1-2-1- پمپ های اسکرو (Screw pumps)
2-2-1- پمپ های دنده ای (Gear Pumps)
1-1-2-1- پمپ های دنده ای خارجی (External Gear Pumps)
2-1-2-1- پمپ های دنده ای داخلی (Internal Gear Pumps)
3-2-1- پمپ های تیغه ای (Vane Pumps)
4-2-1- پمپ های گوشواره ای (Lobe Pump)
2- پمپ های دینامیکی (Dynamic Pumps)
1-2- پمپ های سانتریفیوژ (Centrifugal Pumps)
1-1-2-پروانه جریان شعاعی(Radial Flow)
2-1-2- پروانه جریان محوری(Axial Flow)
3-1-2- پروانه جریان میکس(Mixed Flow)
2-2 پمپ ها با کاربری خاص
1-2-2- پمپ های پیتوت تیوب (Pitot Tube Pumps)
2-2-2- پمپ های ساید چنل (Side Channel Pumps)

—————————————

پمپ ها براساس هندسه و مکانیزم عضو انتقال دهنده نیرو به دو دسته کلی ذیل تقسیم می شوند:

1- پمپ های دینامیکی
2- پمپ های جابجایی مثبت

#1 پمپ های دینامیکی (Dynamic Pump)

اساس کار این کلاس از انواع پمپ ها، تبادل مومنتوم بین پره و سیال می باشد
بنابراین انحنای پره پروانه و متعاقبا مسیر حرکت سیال بر روی مشخصات هیدرولیکی پمپ تاثیر خواهد گذاشت.

از شاخص های این پمپ ها می توان به تولید جریان پیوسته بدون نبض(pulse) و همچنین تبعیت از مقاومت مدار هیدرولیکی در تولید دبی اشاره کرد.

#1-1 پمپ های سانتریفیوژ

پمپ های سانتریفیوژ، پرکاربرد ترین پمپ های دینامیکی هستند.
پمپ های سانتریفیوژ بر اساس فاکتورهای ذیل طبقه بندی می شوند:

– جهت ورود سیال به پروانه و خروج از آن(Flow Direction)

تعداد مکش(No. of suction entrance)

ساختار مکانیکی(Mechanical Structure)

مرسوم ترین و پرکاربرد ترین دسته بندی پمپ های سانتریفیوژ، دسته بندی براساس جهت ورود سیال به پروانه و خروج سیال از آن می باشد.

#2-1 پمپ های با کاربری خاص

 

#1-2-1 پمپ پیتوت تیوب (Pitot Tube)

پمپ های پیتوت تیوب دارای بهترین عملکرد در دبی پایین و هد بالا می باشند

این پمپ ها را می توان رقیب اصلی پمپ های سانتریفیوژ دور بالا و با جعبه دنده داخلی(OH6)دانست.سیال عبوری از این پمپ حتماً باید تمیز و عاری از ذرات باشد. در غیر این صورت لوله پیتوت مورد استفاده به شدت صدمه خواهد دید.

برای مطالعه و توضیحات بیش تر به مقاله جناب آقای مهندس اصغر اسکندرلو چاپ شده در مجله Hydrocarbon processing کشور آمریکا با عنوان ذیل مراجعه فرمایید:

Compare pitot tube pumps with high-speed centrifugal pumps for low-flow applications

 

پمپ های پیتو تویوب

محدوده کاری متداول
ظرفیت: حداکثر تا دبی 80 متر مکعب بر ساعت
هد: حداکثر تا 1480 متر / 4856فوت
فشار: حداکثر تا 160بار / 2320psi
دما: حداکثر تا 200درجه سانتی گراد / 390درجه فارنهایت

کاربرد
– پمپ Wash water

-پمپ Caustic

#2-2-1 پمپ ساید چنل (Side Channel)

یک پمپ کانال جانبی یا همان ساید چنل از یک یا چند پروانه (استیج) تشکیل می شود.

پمپ ساید چنل

گیف عملکرد پمپ ساید چنل

کاربرد

برخی از کاربردهای پمپ های ساید چنل به شرح زیر می باشند؛


– پمپاژ LPG
– اسمز معکوس

#2 پمپ های جابجایی مثبت (Positive displacement Pump)

اساس کار جابجایی و حمل سیال است و به 2 دسته کلی، تقسیم می شوند:
1- پمپ های چرخشی یا روتاری (Rotary Pump)
2- پمپ های رفت و برگشتی (Reciprocating Pump)

#1-2 پمپ های رفت و برگشتی (Reciprocating Pump)

اگرچه حجم انتقال یافته در این پمپ ها ثابت است، اما دامنه حرکت عضو رفت و برگشتی می تواند با مکانیزمی قابل تنظیم باشد. به همین دلیل این پمپ ها اولین انتخاب برای سرویس های تزریق هستند.
از معایب این پمپ ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:
1- نبض یا Pulse (بعنوان پدیده نامطلوب در سیستم لوله کشی)
2- وابستگی به عملکرد شیر یکطرفه (Check Valve) در ورودی و خروجی

#1-1-2 پمپ های پلانجری (Plunger)

در پمپ های پلانجری، نیروی دورانی موتور از طریق میل لنگ و یک میل-پیستون که حرکت دورانی را به حرکت رفت و برگشتی تبدیل می نماید به پیستون منتقل می شود.
پمپ های پلانجری بهترین گزینه برای پمپاژ سیالات با ویسکوزیته بالا می باشند.

پمپ های رفت و برگشتی پلانجری

گیف عملکرد پمپ های پلانجری

محدوده کاری
از این پمپ ها معمولا تا اختلاف فشار 2100bar می توان بهره برداری نمود.

مزایا
این پمپ در میان سایر انواع خانواده پمپ های جابه جایی مثبت می تواند در بالاترین محدوده اختلاف فشار، سیال را جابه جا نماید.

#2-1-2 پمپ های دیافراگمی (Diaphragm pump)

پمپ ها دیافراگمی را بر اساس تعداد دیافراگم می توان به انواع ذیل تقسیم بندی نمود:

– دیافراگم تکی(Single Diaphragm)

– دیافراگم دوتایی(Double Diaphrag)

همچنین بالاترین درجه نشت بندی را دارا بوده و به جز در ویسکوزیته دینامیکی 400cp از رایج ترین پمپ های تزریق در صنعت نفت، گاز و پتروشیمی محسوب می شوند.
در حالت دیافراگم دوتایی، فاصله میان دو دیافراگم با لایه نازکی از روغن پر شده یا آن را در فشاری نزدیک به فشار خلا قرار می دهند.یک سنسور معروف به

Rupture detector فضای موجود میان دو دیافراگم را مورد پایش قرار می دهد.

پمپ پرده ای

گیف عملکرد پمپ دیافراگمی

محدوده کاری
از این پمپ ها معمولا تا اختلاف فشار 250bar می توان استفاده کرد؛ که در این اختلاف فشار معمولا می توان دبی 500l/h را پمپاژ نمود.

مزایا
به دلیل قدرت نشت بندی بالا برای پمپ کردن مواد شیمیایی اشتعال پذیر و یا خطرناک مناسب هستند.

#3-1-2 پمپ های پیستونی(Piston)

در پمپ های پیستونی ساختار انتقال قدرت شبیه به پمپ های پلانجری است.
با این تفاوت که در اختلاف فشار کمتری می توانند حجم مشخصی از سیال را جابجا کنند. علت آن را می توان در ضریب رعنایی بالاتر میله پیستون آن(نسبت به پمپ پلانجری) و در نهایت کمانش(Buckling) راحت تر آن دانست!

گیف عملکرد پمپ های پیستونی

محدوده کاری
این پمپ ها معمولا تا اختلاف فشار 150bar مورد استفاده قرار می گیرند.

کاربرد

– پمپ های هیدرولیکی برای ماشین آلات سنگین

– پمپ انتقال نفت خام(Crude oil transfer pump)

#2-2 پمپ های چرخشی(Rotary Pump)

این پمپ ها که خود یکی از انواع پمپ های جابجایی مثبت هستند در حالت کلی خود به چند دسته تقسیم می شوند که در شکل زیر قابل مشاهده است:

پمپ های پرکاربرد از گروه پمپ های روتاری به شرح ذیل است:
– پمپ های اسکرو
– پمپ های دنده ای (دنده داخلی و خارجی)
– پمپ های تیغه ای
– پمپ های گوشواره ای

#1-2-2 پمپ های اسکرو (Rotary Screw Pump) یا پیچ ارشمیدس

این دسته پمپ اولین و مهم ترین نماینده خانواده پمپ های چرخشی هستند.

حرکت سیال در این گونه از پمپ ها حرکت براساس تغییر زاویه یک پیجه در پوسته است.
به دلیل ابداع این پمپ توسط ارشمیدس این پمپ ها را با نام پیچ ارشمیدس(Archimedes rotary pump) نیز می شناسند.

پمپ های اسکرو

گیف عملکرد پمپ های اسکرو

محدوده کاری
محدوده سرعت جریان: 189 تا 56781 لیتر در دقیقه
محدوده اختلاف فشار: 310 بار

#2-2-2 پمپ های دنده ای(gear Pump)

این پمپ ها شامل دو نوع دنده ای داخلی و دنده ای خارجی می باشند.

#1-2-2-2 پمپ های دنده ای خارجی

پمپ های دنده خارجی یکی از پمپ های محبوب هستند و اغلب به عنوان پمپ های روانکاری در ماشین آلات، در واحد انتقال قدرت مایع و به عنوان پمپ های روغن در موتور استفاده می شود.

محدوده کاری
پمپ های کوچک دنده خارجی معمولا در دور 1750Rpm یا 3450Rpm عمل می کنند و مدل های بزرگتر با سرعت تا 640 دور در دقیقه عمل می کنند. این پمپ ها بهتر است سیال را حداکثر در اختلاف فشار 120 بار جاه به جا نماید.

#2-2-2-2 پمپ های دنده ای داخلی

پمپ های دنده داخلی فوق العاده همه کاره هستند و می توان از آن ها در محدوده وسیع ویسکوزیته ای و دمایی استفاده کرد. این به دلیل نقطه ی تکین لقی(clearance)(فاصله ی بین انتهای دنده دنده روتور و سر پمپ) است. این لقی(clearance) قابل تنظیم است تا بتواند خود را به درجه حرارت بالا، حداکثر بهره وری در مایعات ویسکوزیته بالا تطبیق دهد.

پمپ دندانه داخلی

کاربرد

– انواع نفت و روغن
– رزین و انواع پلیمر
– آسفالت و قیر
– شربت ذرت، شکلات و کره بادام زمینی(استفاده در صنایع غذایی)

#3-2-2-2 پمپ های تیغه ای (Vane Pump)

تیغه ها معمولا با مکانیزم محرک فنری کار می کنند که همین موضوع به یکی از نقاط ضعف آن ها نسبت به سایر انواع پمپ ها تبدیل شده است.

 

#4-2-2-2 پمپ های گوشواره ای (Lobe Pump)

در پمپ های گوشواره ای و یا پمپ های لوب عملکردی مشابه پمپ های دندانه خارجی در هدایت سیال دارند اما، برخلاف پمپ های دندانه خارجی، گوشواره های(Lobes) این پمپ با یکدیگر تماس ندارند و هماهنگی باچرخدنده هایی در خارج از محفظه که timing gear نامیده می شوند، انجام می شود.

همچنین فاصله میان گوشواره ها و پوسته بیشتر از پمپ های دنده ای است که تا حد بسیار کمی وجود ذرات تحمل شود.

پمپ لوب

جمع بندی و انتخاب اولیه نوع پمپ موردنیاز

 

انتخاب اولیه پمپ

با توجه به محاسبات دبی و هد مورد نیاز پمپ می توان بر اساس نمودار و آموزش بیان شده در ویدئو، پمپ خود را میان انواع پمپ ها به طور اولیه انتخاب کنیم.