شناخت ۶ دسته از انواع پمپ هیدرولیک

انواع پمپ هیدرولیک بر اساس اصل قانون پاسکال کار می کنند.

به این معنی که از قاعده انتقال فشار تمام جهت در سیالات برای انتقال نیرو در این تجهیزات استفاده می شود.

با وجود این مکانیزم های عملکرد پمپ های هیدرولیک در گروه های مختلفی طبقه بندی می شوند.

در ادامه قصد داریم به معرفی انواع پمپ های هیدرولیک، ساختمان عملکرد و کاربرد آن ها بپردازیم.

تا پایان این مطلب با ما همراه باشید.

1# پمپ هیدرولیک چیست؟

پمپ تجهیزی است که انرژی مکانیکی را از منبعی دریافت می کند و
آن را به صورت انرژی جنبشی به یک سیال انتقال می دهد.

به این ترتیب فشار و سرعت سیال افزایش پیدا می کند.

پمپ ها بر اساس نوع عملکرد به گروه های مختلفی تقسیم می شوند که
پمپ هیدرولیک (Hydraulic Pump) یکی از آن هاست.

انواع پمپ هیدرولیک با انتقال سیال از یک نقطه به نقطه دیگر، نیروی هیدرولیک تولید می کنند؛
بنابراین منبع تامین انرژی مکانیکی این پمپ ها، اصل مهمی در فیزیک تحت عنوان اصل پاسکال است.

به این معنی که یک مدار هیدرولیک در این پمپ ها در نظر گرفته می شود.

درون این مدار سیالی مانند روغن قرار می گیرد.

وقتی روغن در مدار هیدرولیک پمپ تحت فشار قرار می گیرد، شروع به حرکت کردن می کند.

این حرکت نیروی لازم برای انتقال انرژی جنبشی به سیال از سوی پمپ را فراهم می کند.

پمپ های هیدرولیک در مقایسه با پمپ هایی که توان مورد نیاز خود را از انرژی الکتریکی به دست می آورند، ساختمان ساده تری دارند.

از جمله مهم ترین مزایای پمپ های هیدرولیک می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• عملکرد با راندمان بالا در تبدیل حرکت چرخشی به خطی در مقایسه با پمپ های الکتریکی
• ابعاد و اندازه کوچک تر در مقایسه با سایر پمپ های مکانیکی و الکتریکی
• قابل استفاده در زیر آب
• ایمنی بالا به دلیل حذف جریان الکتریکی
• قابلیت تولید توان برابر یا بیشتر در مقایسه با پمپ های الکتریکی
• نیاز به تعمیر و نگهداری کمتر و ارزان تر به دلیل ساختمان ساده پمپ هیدرولیک

2# انواع پمپ هیدرولیک

عملکرد انواع پمپ هیدرولیک از منطق یکسانی پیروی می کند که در بالا اشاره کردیم.

در عین حال از مکانیزم های مختلفی در این پمپ ها استفاده می شود.

در یک دسته بندی کلی فارغ از نوع مکانیزم، پمپ های هیدرولیک را به دو دسته تقسیم می کنند:

• پمپ تک عاملی (Single-Action Pump): امکان مکش و انتقال سیال صرفا در یک جهت را دارند.
• پمپ دو عاملی (Double-Action Pump): امکان مکش و انتقال سیال در بیش از یک جهت را دارند.

اما در یک نگاه جزئی تر پمپ های هیدرولیک به گروه های بیشتری تقسیم می شوند که
در ادامه به معرفی هر یک از آن ها می پردازیم.

1-2# انواع پمپ هیدرولیک دنده ای (Hydraulic Gear Pump)

انواع پمپ هیدرولیک دنده ای در ردیف پمپ های جابجایی مثبت قرار می گیرند.

به این معنی که در هر سیکل عملکرد این پمپ ها، حجم سیال مشخصی با فشار و سرعت معین تولید می شود.

پمپ های هیدرولیک مورد استفاده در خودروهای سنگین مانند کامیون ها از نوع دنده ای هستند.

پمپ های دنده ای قطعات متحرک کمی دارند.

به همین دلیل قیمت آن ها مقرون به صرفه و هزینه تعمیرات و نگهداری محدودی دارند.

در پمپ های هیدرولیک دنده ای روغن بین دو چرخ دنده و بدنه پمپ وجود دارد.

با چرخش چرخ دنده ها روغن تحت فشار قرار می گیرد و
به سمت سوراخ های خارجی موجود در بدنه پمپ حرکت می کند.

در سیستم پمپ هیدرولیک دنده ای از فشار روغن برای انتقال انرژی استفاده می شود.

پمپ های هیدرولیک دنده ای به چهار دسته تقسیم می شوند که عبارت اند از:

1) پمپ دنده خارجی (External Gear Pump)

در انواع پمپ هیدرولیک دنده خارجی از چرخش چرخ دنده های خارجی در جهت مخالف یکدیگر برای انتقال حرکت به سیال استفاده می شود.

محفظه خروجی روغن به گونه ای مش بندی می شود که حجم سیال تخلیه شده محدود شود.

همچنین روغن باقی مانده بین چرخ دنده ها نیز بار دیگر به سمت پمپ مکش می شود تا این چرخه ادامه پیدا کند.

این دسته از پمپ ها در مواقعی که نیاز به جابجایی سیال در مسافت ثابتی وجود دارد، مورد استفاده قرار می گیرند.

در چنین شرایطی قادر به تولید فشار بسیار زیادی هستند.

2) پمپ لوب (Lobe Pump)

مکانیزم عملکرد پمپ های لوب تقریبا شبیه به پمپ های دنده خارجی است.

در زبان فارسی به این دسته از انواع پمپ هیدرولیک لقب پمپ گوشواره ای داده می شود.

چرا که قطعاتی مانند گوشواره در این پمپ ها بدون این که تماس مستقیم با یکدیگر داشته باشند در حال چرخش هستند.

با چرخش این گوشواره ها جریان سیال به درون محفظه پمپ مکش می شود.

در ادامه جریان سیال توسط لوب ها به دام می افتد.

به این ترتیب با چرخش لوب ها، سیال نیز مجبور به حرکت چرخشی می شود.

سپس جریان به سمت درگاه های خروجی موجود در بدنه محفظه پمپ هدایت می شود.

نهایتا سیال با فشار مشخصی از این دریچه ها عبور می کند.

پمپ لوب برای جابجایی سیالات با ویسکوزیته کم در حجم محدود راندمان عملکرد مطلوبی از خود نشان می دهد.

3) پمپ دنده داخلی (Internal Gear Pump)

پمپ های دنده داخلی به دلیل سر و صدای کم از شهرت و آوازه زیادی در صنعت برخوردار شده اند.

به علاوه این که معمولا در فشارهای محدود و زیر 7 مگاپاسکال کاربرد دارند.

پمپ های دنده داخلی از کنار هم قرار گرفتن دو چرخ دنده درون محفظه به همراه یک روتور تشکیل می شوند.

روتور با استفاده از شافت به یکی از چرخ دنده ها متصل می شود.

چرخ دنده ساده شروع به چرخیدن می کند و با چرخ دنده دیگر درگیر می شود.

با چرخش چرخ دنده ها، روغن به درون محفظه مکش می شود.

به این ترتیب فضای بین چرخ دنده ها با روغن پر می شود.

در اثر چرخش، فشار روغن افزایش پیدا می کند و به سمت دریچه های خروجی محفظه هدایت می شود.

4) پمپ ژیروتور (Gerotor Pump)

در بین انواع پمپ هیدرولیک دنده ای باید به ژیروتور به عنوان یکی دیگر از پمپ های جابجایی مثبت اشاره کنیم.

این پمپ ها از کنار هم قرار گرفتن یک چرخ دنده داخلی و خارجی تشکیل می شوند.

روتور به چرخ دنده داخلی که محرک است متصل می باشد و
چرخ دنده خارجی به عنوان متحرک یا هرزگرد شناخته می شود.

در پمپ ژیرتور هر دو چرخ دنده به گردش در می آیند.

جالب است بدانید که چرخ دنده داخلی به صورت خارج از مرکز قرار می گیرد.

به همین دلیل در ناحیه خاصی فضای بین دو چرخ دنده افزایش پیدا می کند.

این فضا نوعی خلاء را ایجاد می کند که باعث مکش روغن به میان چرخ دنده ها می شود.

در ادامه با چرخش چرخ دنده ها، روغن به ناحیه ای منتقل می شود که
فضای بین دو چرخ دنده کاهش می یابد.

به این ترتیب فشار زیادی به روغن وارد می شود و به سمت محفظه خروجی انتقال پیدا می کند.

2-2# انواع پمپ هیدرولیک پیستونی (Hydraulic Piston Pump)

وقتی نیاز به تولید فشار عملیاتی بالایی وجود دارد، در بین انواع پمپ هیدرولیک به سراغ پمپ های پیستونی می رویم.

در عین حال پمپ های پیستونی در مقایسه با پمپ های دنده ای مقاومت کمتری در برابر آلاینده ها دارند و قیمت آن ها نیز بیشتر است.

قطعات متحرک پمپ های پیستونی نیز بیشتر است و به همین دلیل ساختمان پیچیده تری دارند.

نمونه بارز کاربرد پمپ های پیستونی را می توان در ساخت جرثقیل ها مشاهده کرد.

این دسته از پمپ ها با نام پمپ های رفت و برگشتی نیز شناخته می شوند.

در پمپ رفت و برگشتی یک پیستون درون سیلندر حرکت خطی انجام می دهد.

این حرکت در هر بار تکرار ابتدا باعث مکش روغن و در ادامه موجب هدایت آن با فشار زیاد به سمت خروجی پمپ می شود.

پمپ های پیستونی نیز از نوع جابجایی مثبت هستند که در مدل های ثابت و متغیر در بازار به فروش می رسند.

در حالت کلی انواع پمپ هیدرولیک پیستونی را می توان به دو گروه تقسیم کرد:

1) پمپ پیستونی محوری (Axial Piston Pump)

در این پمپ ها از پیستون محوری استفاده می شود که درون سیلندر حرکت رفت و برگشتی انجام می دهد.

به این ترتیب عملیات مکش و تخلیه سیال با فشار بالا به صورت متناوب تکرار می شود.

در این نوع پمپ ها از یک صفحه به نام سواش (swash) در انتهای پمپ استفاده می شود.

وظیفه این صفحه کنترل میزان نفوذ پیستون درون سیلندر است.

به این ترتیب فشار سیال خروجی از پمپ را کنترل و تنظیم می کنند.

2) پمپ پیستونی شعاعی (Radial Piston Pump)

پمپ پیستونی شعاعی از پیستون هایی که به صورت شعاعی قرار گرفته اند تشکیل می شود.

این پیستون ها به صورت پره هایی درون یک محفظه چرخان تعبیه می شوند.

معمولا تعداد پیستون ها در پمپ به صورت فرد در نظر گرفته می شود.

با چرخش شافت، فاصله بین خط مرکزی آن و پره های پیستون دائما کم و زیاد می شود.

به این ترتیب نوعی چرخه مکش و فشار درون پمپ ایجاد می شود.

پیچ های تنظیم روی بدنه این پمپ ها در نظر گرفته می شود که فشار عملیاتی آن را با تنظیم پیچ ها کنترل می کنند.

3-2# انواع پمپ هیدرولیک پره ای (Hydraulic Vane Pump)

یکی دیگر از انواع پمپ هیدرولیک که معمولا در سیستم های هیدرولیک ایستا استفاده می شود، پمپ پره ای است.

در یک پمپ هیدرولیک پره ای تعدادی پره روی یک شافت قرار دارند.

با چرخش شافت روغن ابتدا بین پره های پمپ جمع می شود و
سپس با فشار به سمت خروجی آن انتقال می یابد.

نوع قرارگیری پره ها به گونه ای است که فضای بین آن ها در سمت ورودی افزایش و در سمت خروجی کاهش می یابد.

پمپ های هیدرولیک پره ای در مقایسه با پمپ های دنده ای کاربرد زیادی در صنعت به خصوص سیستم های متحرک ندارند.

4-2# پمپ کلاچ (Clutch Pump)

همان طور که از نام این پمپ ها مشخص است،
به کمک آن ها می توان فشار لازم برای درگیر یا جدا کردن کلاچ در وسایل نقلیه را اعمال کرد.

پمپ کلاچ از کنار هم قرار گرفتن دو شافت تشکیل می شود.

امکان قفل شدن شافت ها به یکدیگر و چرخیدن آن ها با سرعت مشخص در این پمپ ها وجود دارد.

در عین حال می توان شافت ها را از هم جدا کرد تا امکان تعویض دنده و تغییر سرعت وسیله نقلیه فراهم شود.

این دسته از پمپ ها برای تولید فشار در مقیاس محدود استفاده می شوند.

5-2# پمپ تخلیه (Dump Pump)

یکی دیگر از انواع پمپ هیدرولیک، پمپ تخلیه است که
معمولا در مکانیزم تخلیه بار کامیون های کمپرسی استفاده می شود.

مکانیزم عملکرد آن تا حد زیادی شبیه به پمپ های دنده داخلی است.

آنچه این پمپ ها را از پمپ های دنده داخلی متمایز می کند،
محدوده فشار عملیاتی کمتر و وجود شیر کنترل سه جهته یکپارچه در آن است.

تولید گرما در سیستم هیدرولیک این پمپ بسیار زیاد است.

بنابراین اساسا نمی توان از آن ها برای کاربردهای پیوسته و طولانی مدت استفاده کرد.

مسیر انتقال سیال در پمپ های تخلیه معمولا باید به دو یا سه خط موازی تقسیم شود.

به این ترتیب راندمان عملکرد پمپ به میزان قابل توجهی افزایش پیدا می کند.

6-2# پمپ هیدرولیکی – الکتریکی (Electric Hydraulic Pump)

در ابتدا اشاره کردیم که در انواع پمپ هیدرولیک از انرژی الکتریکی برای انتقال نیرو استفاده نمی شود.

اخیرا نوع خاصی از این پمپ ها تولید شده است که برای کار کردن از جریان برق استفاده می کند.

این دسته از پمپ ها برای انتقال مایع هیدرولیک از یک مخزن به سمت یک سیلندر هیدرولیک استفاده می شوند.

جریان برق در این پمپ ها باعث می شود که اجزای داخلی آن ها در اثر اختلاف فشار شروع به چرخیدن کنند.

به این ترتیب فرصت برای جریان پیدا کردن سیالات فراهم می شود.

از این منطق در برخی از تجهیزات مانند آسانسورهای هیدرولیک و بیل مکانیکی استفاده می شود.