به چه نوع پمپ‌هایی ، پمپ دنده ای میگویند؟
پمپ‌هایی با جابه جایی مثبت که با چرخ دنده‌های در هم تعبیه شده است را پمپ دنده ای مینامند ! این نوع پمپها به‌طور پیوسته مقدار ثابت و مشخصی از سیالات را پمپاژ شکل دورانی ، جا به جا میکند .
پمپ دنده‌ای مقدار مشخصی از سیالات را با مقدار تکانه و لرزش کمتر نسبت به سرعت چرخ دنده‌های که عمل چرخش سیستم را برعهده دارند ، به حرکت درمی‌آورد .
یک پمپ دنده‌ای چگونه عمل میکند .
یک پمپ دنده‌ای با استفاده از نیرو و چرخش تولید شده از چرخ دنده‌ها نیروی مورد نیاز خود را برای جابه جایی سیالات به کار میبرد . عنصر چرخش ، سیال موجود را در پمپ محدود میکند و باعث ایجاد حالت مکش در دهانه‌ی پمپ میشود .
پمپ با استفاده از نیروی موجود، سیال را درون خود می‌کشد ؛ درون قسمت حفره‌ای که چرخ‌دنده‌ها تعبیه شده است ؛ حبس میشود و سپس پس از اعمال پمپاژ به خروجی منتقل میشوند .
پمپ دنده‌ای در دسته‌ی اصلی خارجی و داخلی تقسیم میشوند !
پمپ دنده‌ای خارجی
این نوع از پمپهای دنده‌ای از دو چرخدنده کاملا یک شکل طراحی و تولید میشود ؛ این دو چرخدنده کاملا به یکدیگر قفل شده و به دست شافت‌های جدا در جای مختص به خود نصب میشوند.
به‌طور معمول یکی از چرخ‌دنده‌ها از طریق نیروی تولید شده‌ی موتور حرکت را شروع میکند و به دنبال آن چرخدنده هرزگرد دیگر هم به حرکت درمی‌آید .
البته بعضی اوقات هر دو شافت با موتورهای جدا حرکت خود را شروع میکند . شافت‌ها هم به بلبرینگ‌هایی که در دو طرف سیستم سوار شده‌اند.
یک پمپ دنده‌ای خارجی چگونه عمل میکند .
همزمان با شروع حرکت چرخ دنده‌ها که داخل پمپ دنده‌ای تعبیه شده سیالات از حالت انبساط درمی‌آید و حجم آن زیادتر می شود. پس از آن سیال وارد حفره پمپ میشود و شروع پمپاژ چرخ‌دنده‌ها درون محفظه پمپ از طریق دندانه‌های چرخدنده حبس میشود .
در قدم بعدی ، مایع درون چرخدنده پس از اعمال تغییرات به سمت خروجی میرود که این بین به دلیل قفل شدن دندانه‌های چرخدنده دوباره دچار انبساط شده و تحت فشار له حرکت خود ادامه می دهند .
به هیچ عنوان حتی مقدار کمی از سیال پس از شروع حرکت به سمت قسمت ورودی باز نخواهد گشت ( از مرکز به ورودی) دلیل این امر هم قفل شدگی چرخ‌دنده‌ها در هم میباشد .
مقدار کم تلرانس بین چرخ دنده ها و محفظه باعث شده میشود که پمپ دنده‌ای بتواند نیروی مکش را در ورودی ایجاد و از به وجود اومدن نشت سیال در قسمت تخلیه ، به وجود آورد. البته که در هر صورت احتمال نشت سیال‌های با درصد ویسکوزیته ی بالا وجود دارد .
پمپ داخل سیستم توانایی جابه جایی مثبت خودمکش دارد که برای دو عمل خالی کردن و پر کردن و خالی کردن استفاده میشود .
از نقاط ضعف پمپ دنده‌ای خارجی احتمال آسیب دیدن آن به دست ذرات بیرونی و معلق در هوا میباشد .
پمپ دنده‌ای داخلی
عملکرد پمپ دنده‌ای داخلی نسبتا مانند پمپ دنده‌ای خارجی می باشد ، البته که یه تفاوت کلی وجود دارد ، دو چرخ دنده‌ها که در هم قفل شده‌اند در اندازه‌های مختلفی طراحی می شود .
روتار که چرخ دنده ی بزرگ است ، نوعی چرخ‌دنده‌ی داخلی است ؛ به این معنا که دندانه‌های آن از داخل به بیرون طراحی شده اند.
درون روتار یک چرخدنده ی کوچک از نوع خارجی تعبیه میشود ( این چرخدنده هرزگرد است که در این پمپ دنده‌ای فقط روتار توانایی حرکت دارد ) این چرخدنده بیرون از مرکز روتار نصب میشود .
طراحی این پمپ دنده‌ای به شکلی است که دندانه های چرخدنده کوچکتر به صورت دوره‌ای و نوبتی در چرخ‌دنده‌ی بزرگ قفل میشود .
یک پینیون و غلاف به محفظه پمپ متصل و چرخدنده هرزگرد را در خود نگه میدارد .
یک قسمت هلالی شکل ( ماه شکل ) به طور جای خالی ایجاد شده که آن را هرزگرد پر میکند و نقش یک درزگیر بین ورودی و خروجی پمپ دنده‌ای را ایفا میکند .
یک پمپ دنده‌ای داخلی چگونه عمل میکند
همزمان با به حرکت درآوردن چرخ دنده ، با نیروی مکش سیال به درون محفظه پمپ کشیده میشود و همانند پمپ دنده‌ای خارجی توسط چرخدنده حبس میشود .
سیال به درون حفره های پمپ ریخته میشود و چرخ دنده ها همچنان به چرخش خود ادامه میدهند ؛ سپس سیال محبوس شده از سمت ورودی حرکت را شروع کرده و درون همان محفظه پمپاژ سیال اعمال میشود و دندانه‌های چرخ دنده‌ها در هم قفل میشود و سیال منبسط میشود ؛ در آخر سیال از خروجی ، خارج میشود .
ویدئو طرز کار پمپ دنده ای
مشخصات فیزیکی پمپ دنده‌ای
همانطور که میدانید مقدار خروجی دستگاه با سرعت چرخش چرخدنده رابطه ی مستقیم دارد و همین اصلی باعث شده است که از پمپ دنده‌ای بیشتر برای اندازه گیری و ترکیب سیالات استفاده شود . البته از این پمپها برای انتقال موادی که ویژگی های خورندگی یا خطر آتش‌زایی دارند هم استفاده میشود .
با اینکه پمپ دنده‌ای از مواد های اولیه مانند آهن و فولاد ضد زنگ ساخته میشود ولی امروزه با استفاده از آلیاژ ها امکان استفاده از این پمپها برای پمپاژ سیالات اسیدی مانند اسید سولفوریک ، سدیم هیپوکلریت ، فریک کلرید و سدیم هیدروکسید هم استفاده شود.
از پمپ دنده‌ای در تجهیزات هیدرولیکی نیز استفاده میشود ، بیشتر در زمینه های وسایل نقلیه ، باسکول‌ها و تجهیزات سیار کشت و برداشت استفاده میشود . با برعکس کردن جهت حرکت پمپ دنده ای با استفاده از روغنی که از جای دیگری از سیستم پمپاژ می شود می توان یک موتور هیدرولیک ایجاد کرد.
وسایلی مانند تراکتور ها به پمپ دنده‌ای خارجی وابسته هستن!
امتیازات پمپ دنده‌ای
پمپ دنده‌ای طراحی کوچک و ساده‌ای دارند ؛ هر چند این نوع از پمپها نمیتوانند با پمپهای اصطکاکی یا سانتریفیوژی به رقابت بپردازند ؛ اما فشاری که پمپ دنده‌ای تولید میکند نسبتا از پمپهای پره‌ای و گوشواره‌ای بیشتر است .
از پمپ دنده‌ای بیشتر برای پمپاژ روغن و دیگر سیالات با درصد ویسکوزیته بالا به کار برده میشود .
پمپ دنده‌ای خارجی توانایی تحمیل فشار بیشتر را دارد و به مراتب جریان بالاتری را نیز ایجاد میکند ؛ این امر به دلیل شافت‌های قوی‌تر و تلرانس نزدیک‌تر می باشد .
البته پمپ دنده‌ای داخلی قدرت مکش نسبتا بیشتری دارد و در پمپاژ سیالات درصد ویسکوزیته بالا مناست بر می باشند .
هر دوی این پمپ دنده‌ای ها ، شرایط تعمیر و نگهداری آسانی را دارند .
برندهای قابل عرضه پمپ دنده ای
پمپ Allweiler
پمپ دنده ای BSM
پمپ Imo
پمپ دنده ای ایران تولید
پمپ دنده ای خارجی BSM
پمپ های شرکت BSM که اختصار نام Brown & Sharp نامیده میشود . سری S این پمپ ها که به صورت پایه دار نیز نصب میشود دارای 300 بار فشار می باشد .
پمپ های سری Heavy Duty برای کنترل انواع مایعات طراحی شده اند و مخصوصاً برای کاربردهای انتقال فله در مواردی که به عمر طولانی و خدمات قابل اطمینان نیاز دارند ، مناسب هستند. نصب و نگهداری پمپ ها آسان بوده و در مواد مختلف برای پاسخگویی به نیازهای خاص موجود است.
مزایای پمپ دنده ای
1. پمپ دنده ای داخلی فقط دو عضو محرک دارد
2. خروجی یکنواختو بدون نوسانی دارد
3. بسیار مناسب برای سیال با ویسکوزیته(لزجت) بالا می باشد
4. عملکرد عالی پمپ دنده ای داخلی در هر دو جهت
5. به NPSH کمی نیازمند است
6. پمپ دنده ای داخلی تعمیر و نگهداری ساده ای دارد
7. طراحی قابل انعطافی با توجه به نیاز مشتری دارد
8. ثابت و تخلیه بدون در نظر گرفتن شرایط فشار
9. پمپ دنده ای داخلی را میتوان به گونه ای ساخت که سیال را در یک جهت پمپ کرده در صورتیکه قطعه دورانی به هردو سمت چرخش دوران کند
10. خود مکشی دارد
11. می تواند به مدت کوتاهی خشک کار کند
معایب پمپ دنده ای
1. پمپ دنده ای داخلی محدودیت فشار متوسط دارد
2. معمولا نیاز به مدیریت بر روی سرعت دورانی دارد
3. بار زیادی بر روی شفت ایجاد می کند
4. پمپ دنده ای داخلی سرعت عملکرد بالایی ندارد
موارد استفاده پمپ های دنده ای داخلی
معمولا از پمپ های دنده ای داخلی در موارد زیر استفاده می کنند که این نشان از محدودیت استفاده از پمپ در موارد زیر نیست:
1. پمپ دنده ای داخلی در عین حال که جهت پمپ کردن سیالات رقیق مانند حلال ها، روغن ها و… کاربرد دارد، برای سیالات غلیظی چون آسفالت، شکلات و قیر نیز استفاده می شود
2. در ماشین آلات راهسازی مانند پمپ فرمان و پمپ هیدرولیک کاربرد دارد
3. انواع روغن ها و روغن داغ، روانکارهای صنعتی، سوخت (گاز مایع، بنزین، گازوئیل، مازوت، نفت سیاه و…(
4. برای پمپاژ رزین ها و پلیمر میتوان از پمپ دنده ای داخلی استفاده نمود
5. الکل ها و حلال ها
6. فوم پلی يورتان (ایزوسیانات و پلیول)
7. مواد غذایی مانند شکلات، کره بادام زمینی، رنگ ، جوهر، رنگ دانه ها
8. صابون و سورفاکتانت ها
9. گلیکول
10. پمپ دنده ای داخلی برای پمپاژ رنگ، جوهر و رنگدانه ها(Pigments)
جنس ساختاری پمپ دنده ای داخلی
1. بدنه (سر، پوسته، براکت): چدن، فولاد، فولاد ضدزنگ، آلیاژ 20، و آلیاژهای بالاتر
2. چرخدنده ها: چدن، فولاد، فولاد ضدزنگ، آلیاژ 20، و آلیاژهای بالاتر
3. بوش: گرافیت کربن، برنز، کاربید سیلیسیم، کاربید تنگستن، سرامیک، colomony، و دیگر مواد
4. شافت: فولاد آلیاژی، استنلس استیل
5. آب بنده شافت: اب بندی مکانیکی جزء، اب بندی مکانیکی کارتریج استاندارد، اب بندی مانع گاز، پمپ های محور مغناطیسی
پمپ اسکرو
پمپ های اسکرو جزو پمپ های جابجایی مثبت رایج بوده و آنها را به طور کلی می توان بر حسب تعداد مارپیچ به سه دسته یک اسکرو (Single Screw)، دو اسکرو (Two Screw) و سه اسکرو (Three Screw) تقسیم نمود. پمپ های سه اسکرو که بزرگترین کلاس پمپ های اسکرو می باشند به علت طراحی داخلی آن دارای بیشترین بازدهی در بین این سه نوع بوده و در کاربردهای مختلف صنایع گوناگون استفاده می شوند.
پمپ های اسکرو در مقایسه با سایر پمپ های جابجایی مثبت (مثلاً انوع دنده ای یا لوب) سیال را کمتر دچار تنش برشی می کنند و بنابراین می توانند در سرعت های بالاتر کار کنند و رنج دبی های بالاتری نیز دارند.
این پمپ ها خود مکش (Self Prime) بوده و برای سیالات نسبتاً تمیز و غیر خورنده با ویسکوزیته های بالا مناسب می باشند.
مهمترین کاربردهای پمپ های سه اسکرو عبارتند از:
– روغن کاری ماشین آلات (دیزل ها، پمپ ها، توربین ها و غیره)
– سوخت رسانی به تجهیزات (دیزل ها و توربین ها و موتورخانه کشتی ها)
– پمپ های هیدرولیک کم فشار
– انتقال نفت خام تصفیه شده و سایر سیالات از این دست
– انتقال پلیمرها مانند ایزوسیانات، مواد نایلونی و پلی یورتان (توسط مدل های بدون آب بند یا Sealless)
پمپ های اسکرو در انواع مختلف جهت های نصب و نازل ساخته می شوند تا مناسب فضا و طراحی پایپینگ انتخاب گردند.
پمپ 3 اسکرو IMO
پمپ های سری 3G برای فشارهای دیفرانسیل به 250 PSIG (17.2 بار) و سرعت جریان به 55 GPM (208 لیتر در متر) ارائه شده اند. نصب شامل پا یا فلنج است. مواد پوشش یا چدن یا فولاد هستند. این سه پمپ پیچ برای انتقال روغن سوخت تقطیر و خدمات مشعل ، روغن کاری ماشین آلات و سایر کاربردهای پمپاژ صنعتی استفاده می شود. برای محافظت از پمپ در برابر فشارهای لحظه ای ، بیشتر اندازه ها با یک شیر تخلیه فشار داخلی ساخته شده در برابر دستکاری در دسترس هستند.
مشخصات سری 3G پوشش- چدن یا فولاد چدن. روتور – روتور قدرت از آهن شکل پذیر (ندولار) است. روتورهای بیکار از آهن خاکستری هستند. روتورها برای استفاده در محدوده 32-60 SSU (2-10 CST) برای روغن های سوختی یا پمپ های محفظه فولادی ، نیترید سخت شده اند. مهر و موم شفت – نوع L: مهر و موم دو لب تفلونی با پشتیبانی فولادی فقط برای پمپ های چدن ، توصیه شده برای روغن روانکاری تمیز. نوع V: فلوروئلاستومر درزگیر مکانیکی با کربن روی صورتهای niresist ، حلقه های O فلوروئلاستومر است که برای ویسکوزیته های زیر 3000 SSU (650 CST) توصیه می شود نوع H: مهر و موم مکانیکی ، دمنده مثبت فلزی با کربن روی صفحات کاربید سیلیکون ، حلقه های O فلوروئلاستومر ، برای ویسکوزیته های بالاتر از 3000 SSU (650 CST) یا برای انطباق بیشتر با API توصیه می شود. بلبرینگ – داخلی ، از نوع گوی. دریچه تسکین – دریچه تسکین فشار داخلی داخلی ، مقاوم در برابر دستکاری ، برای ویسکوزیته های بیش از 3000 SSU (650 CST). فشار تنظیم شده دیفرانسیل را با افزایش 15 PSI (1.03 BAR) مشخص کنید ، یعنی 45 ، 60 ، 75… 255. این شیر تسکین دهنده برای محافظت لحظه ای پمپ در برابر فشار زیاد در نظر گرفته شده است. در نظر گرفته نشده است که یک وسیله کنترل فشار باشد. حداقل فشار تنظیم شده 45 PSID (3.1 BAR) است. حداکثر فشار تنظیم شده 255 PSID (17.6 BAR) است. پمپ های محفظه فولادی می توانند شامل یک شیر اختیاری ساخته شده و مقاوم در برابر دستکاری با بازگشت خارجی به اتصال مخزن باشند. ویسکوزیته – حداکثر 15000 SSU (3200 CST) به جز مهر و موم نوع V فشار ورودی – نوع مهر و موم 10 PSIG (0.7 BAR). انواع V و H 50 PSIG(3.4 BAR) حداکثر فشار خروجی – حداکثر 250 PSIG (17 BAR) [تا 300 PSIG (20.7 BAR) با ورودی 50 PSIG (3.4 BAR)] دما – 0 تا 225 درجه فارنهایت (-18 تا 107 درجه سانتیگراد) درایو / چرخش – فقط مستقیم. چرخش عقربه های ساعت استاندارد روبرو شافت پمپ. چرخش خلاف جهت عقربه های ساعت اختیاری است. سرعت- اندازه 95: حداکثر 5000 دور در دقیقه. اندازه های 118-162: حداکثر 4000 دور در دقیقه. نصب – ممکن است در هر جهت از پایه یا فلنج نصب شود. پایه مخزن عمودی موجود است.
تفاوت های پمپ های اسکرو و دنده ای
صدا : پمپهای دنده‌ای صدای بلندی تولید می‌کنند. ولی پمپهای اسکرو بی‌صدا هستند.
دبی پمپهای دنده‌ای در مقایسه با پمپهای اسکرو دبی کمتری تولید می‌کنند. ولی پمپهای اسکرو دامنه وسیعی از دبی دارند.
فشار پمپهای دنده‌ای می‌توانند در محدوده فشار بالا استفاده شوند. ولی پمپهای اسکرو فشار بالایی تولید نمی‌کنند و به همین دلیل در صورت انسداد مسیر یا مانع د رطول مسیر حرکت فشار زیادی تولید نمی‌شود تا به اجزاء سیستم و اتصالت هیدرولیک آسیب برساند.
پرتلاطم پمپهای دنده‌ای خروجی پرتلاطم و تکان‌دهنده به دلیل مکانیزه چرخدنده دارند. ولی پمپهای اسکرو خروجی آرام و بی تلاطمی دارند.
قیمت پمپها دنده‌ای از نظر هزینه نسبت به پمپهای اسکرو ارزان‌تر هستند. ولی پمپهای اسکرو در مقایسه با پمپهای دنده‌ای از نظر هزینه گران‌تر هستند به همین دلیل بعضی افراد به خاطر صرفه اقتصادی از پمپهای دنده‌ای در آسانسورهای هیدرولیک استفاده می‌کنند.
دسترسی در بازار پمپهای دنده‌ای به دلیل اینکه تولیدکنندگان بیشتری وجود دارد در بازار به‌راحتی در دسترس است. ولی پمپهای اسکرو تولید کنندگانِ معدودی در جهان دارد لذا این مسئله دلیلی بر استفاده از پمپهای دنده‌ای نمی‌شود.
تناسب دبی و فشار پمپها دنده‌ای مناسب برای دبی پائین و فشار بالا است. ولی پمپهای اسکرو مناسب برای محدوده وسیعی از دبی و فشار کم تا متوسط است. لذا بنا به‌ضرورت در سیستم پاور یونیت آسانسور احتیاج به دبی‌های بالا با فشار کمتر از 40 بار است.