پمپ سانتریفیوژ در قسمت اول مقاله مورد بررسی قرار گرفت. در این قسمت به بررسی دو مدل پمپ بویلر (پمپ مخصوص (اژکتور) و پمپ های جابجایی) می پردازیم.
پمپ بویلر : پمپ اژکتور و پمپ های جابجایی
۲- پمپ مخصوص (اژکتور)
اژکتورها دستگاهی هستند که گازها و بخارات را از یک فضای خالی خارج کرده و آن ها را برای تخلیه کردن در یک فشاری بالاتر متراکم نموده. زمانیکه اختلاط گازها یا بخارات با سیال راندمانی امکانپذیر باشد.
اژکتورها تا حدودی دارای قیمت هایی کمتر و هزینه نگهداری کمی نسبت به پمپ ها دارند.
معمولا اژکتورها دارای یک شیپوره همگرا- واگرای درونی دارند. که در آن سیال رانده شده برای تغذیه و یک شیپوره بزرگ تر بیرونی که در آن گازها تخلیه شده. ممنتم یا انرژی سیال خروجی از شیپوره راندنی دارای سرعت بالا می باشد. اما به میزان جزئی این سرعت به گازهای در حال تخلیه هم وارد می شود.
پس در این صورت سرعت مخلوط ما کمتر از سرعت سیال وارد شده می باشد. ولی در هر صورت سرعت آن بیشتر از سرعت صوت می باشد. پس در این صورت شیپوره بزرگ تر بعنوان یک دیفیوزر همگرا- واگرا است که در آن فشار افزایش یافته و سرعت صوت کاهش یافته.
ساختمان اژکتور و اساس کار آن:
اژکتور دارای ساختمانی شیپوری (Venturi) است. هوا یا بخار فشرده از طریق یک لوله باریک (Nozzle) به سرعت جهش مانند (Jet) به فضای مخروطی شیپور هدایت می شود.
مسلم است که فشار خروجی اژکتور از ورودی آن بیشتر است و علت بر نگشتن گاز از خروجی اژکتور به ورودی آن سرعت زیاد مخلوط آب و گازها در خرطومی (Diffuser) اژکتور است.
موارد کاربرد اژکتورها:
می دانیم که نقطه جوش تابع مستقیمی از فشار محیط است. به عبارت صحیح تر، فشار و نقطه جوش رابطه مستقیمی با هم دارند. لذا کاهش فشار محیط ، کاهش نقطه جوش را به همراه دارد.
با توجه به این عبارت اهمیت اژکتور به عنوان تنها وسیله تولید خلاء در صنایع نفت و پتروشیمی مشخص می شود از موارد استفاده اژکتور می توان به دو مورد زیر اشاره کرد:
۱) همان گونه که می دانیم هیدروکربن ها در درجه حرارت های بالا ممکن است شکسته شوند و یا با ذرات دیگر ترکیب شوند، بنابراین برای تصفیه و تفکیک نفت خام در پالایشگاه ها از برج های خلاء استفاده می شود به دلیل اینکه در اینگونه برج ها درجه حرارت پایین آمده و قادر خواهیم بود بدون ازدیاد درجه حرارت به میزان زیاد مواد را تفکیک و تصفیه کنیم.
۲) تخلیه یک طرفه مایعات از دیگر استفاده های اژکتورهاست که در این حالت اژکتور همانند یک تلمبه عمل می نماید که در صنعت به (Jet Pump) معروف است.
قطعات اصلی اژکتورها :
اژکتورها از لحاظ دسته و تقسیم بندی انواع متفاوتی ندارند و همواره یک اژکتور می تواند از قطعات اصلی زیر تشکیل شده باشد :
۱) سرپوش بازدید افشاننده
۲) صافی بخار
۳) سرپوش افشاننده
۴) ورودی بخار آب
۵) سرپوش ورودی
۶) ورودی
۷) افشاننده
۸) مبدل فشار به سرعت یا خرطومی
۹) خروجی
۳-پمپ های جابجایی :
پمپ های جا بجایی به دو دسته تقسیم می شود :
الف) پمپ های رفت و بر گشتی:
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.
پمپ پلانجری
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.
مزیت پمپ رفت و برگشتی
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 کنند. 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.
یکی ازخصوصیات اصلی این پمپ ها این است که در زمانیکه پمپ مشغول کار می باشد بایستی محلی برای تخلیه مایع مکیده شده موجود باشد. این نکته ای مهم و قابل توجه است و چنانچه شخص مسئول بهره برداری از پمپ بخواهد اقدام به بستن مجرای خروجی آن نماید، باید کاملاً مطمئن گردد که مجرای خروجی دیگری برای تخلیه مایع وجود دارد.
در غیر این صورت بر روی قطعات پمپ فشار وارد شده و ممکن است که منجر به سوختن الکتروموتور، ازکار افتادن پمپ، سوختن فیوز و ترکیدن محفظه و لوله ها و سایر معایب دیگر شود.
انواع پمپ رفت و برگشتی
پمپ های رفت و برگشتی به دو دسته تقسیم می شود : پمپ های پیستونی ، پمپ دوار و پمپ های تیغه ای
a)پمپ های پیستونی Piston Pumps:
این نوع پمپ ها در طرح ها و اندازه های مختلف ساخته شده و در بسیاری موارد از آن استفاده می شود و بر حسب احتیاج می توان این پمپ ها را به طریقی ساخت که فشار زیاد بوجود آورند و یا اینکه فقط عمل انتقال مایعات را بدون ایجاد فشار انجام دهند.
طرز عمل پیستونی
این پمپ تشکیل شده است از سیلندر، پیستون، شیر ورودی و شیر خروجی. سطح پیستون بوسیله دسته ای بر روی چرخ دواری قرار گرفته و در جهت بالا و پایین حرکت می نماینـد.
هنگام حرکت پیستون به طرف بالا دریچه A در اثر مکش و برگشت جریان از مجرای خروجی بسته شده و در اثر مکش دریچه B باز و مایع به درون محفظه پمپ مکیده می شود.
هنگامی که پیستون به طرف پایین حرکت می نماید دریچه B بسته شده و دریچه A باز می گردد و سیال محبوس در محفظه و تحت فشار پیستون به مجرای خروجـی انتقال می یابد. تکرار این عمـل سبب انتقال سیال از یک محل به محل دیگـر می گردد.
سیلندر باید به نحوی آب بندی شده باشد که مایع نتواند به خارج نشت نماید. هر حرکت رفت پیستون را یک ضربه و مسافتی را که پیستون طی می کند طول ضربه نامند.
چون در پمپ های رفت و برگشتی جابجا شدن مایع به طور متناوب انجام می گیرد لذا حرکت مایع در لوله خروجی به صورت حرکت ضرباتی خواهد بود.
چون حرکت ضرباتی به لوله خروجی و حتی دستگاه های دیگری که در سر راه هستند، ضرباتی وارد می نماید، باید تدبیری بکار برد که شدت ضربه ناشی از متناوب بودن جریان را کم کند.
کم کردن شدت ضربه در پمپ های رفت و برگشتی
یکی از راه های کم کردن شدت ضربه، بکار بردن مخزن پر از هوا در سرا راه خروجی پمپ های رفت و برگشتی است. مطابق شکل در حرکت رفت پیستون و یا خروج مایع از پمپ، مقداری از مایع که تحت فشار است هوای مخزن را فشرده و به مخزن وارد می شود.
در حرکت برگشت پیستون فشار مایع پایین می آید و هوای فشرده داخل مخزن، مقدار مایعی را که در حرکت رفت وارد مخزن شده بود به خارج می فرستد. در نتیجه مایع وارد لوله خروجی می شود و بدین وسیله از شدت ضربه ناشی از حرکت ضرباتی کاسته می شود.
مسئله مهم در بکار بردن مخزن هوا این است که امکان دارد هوای موجود در مخزن به مرور جذب آب شده از میزان آن کاسته شود. اگر این عمل همچنان ادامه یابد بدون اینکه هوای از دست رفته تأکین شود مخزن پر از آب شده و کار خود را انجام نخواهد داد.
برای تأمین هوا بهتر است که در قسمت بالای مخزن یک شیر یک طرفه کار گذاشت. یکی دیگر از راه های کم کردن شدت ضربه بکار بردن پمپ های دو ضربه ای است که در شکا نشان داده شده است. پمپ های دو ضربه ای را به دلیل کم کردن شدت ضربه و ظـرفیت بیشتر و تقریبـاً یکنواخت کردن جریان در خروجی بیشتر از پمپ هـای یک ضربه ای بکار می برند.
انتقال مایعات و مواد سیال از عمق های زیاد
برای انتقال مایعات و مواد سیال از عمق های زیاد معمولاً شیر یک طرفه ای در مدخل مجرای ورودی پمپ قرار می دهند که این شیر مایع را در مجرای ورودی محبوس نموده، و با ریختن مقدار کمی آب در محفظه پمپ، در شروع عمل پمپ سهولت داده می شود.
چون امکان دارد که در مایعات مواد زائی وجود داشته باشد. برای ممانعت از ورود این مواد در مدخل مجرای ورودی پمپ محفظه ای مشبک که معمولاً از توری ساخته شده، قرار می دهند و چون لازم است هر چند مدت یک بار این صافی ها را بازرسی نمود و در صورت کثیف بودن تمیز نمایند این توری به طریقی نصب می گردد که بتوان به سهولت به آن دسترسی حاصل نمود.
در پمپ های بزرگ معمولاً این صافی ها را که قابل تعویض می باشند درون گودالی که Suction Well نامیده می شود قرار می دهند.
b)پمپ دوار
پمپ دوار به سه دسته تقسیم می شود :
الف)پمپ پیچی
ب) پمپ های دنده ای Gear Pumps
ج) پمپ گوشواره ای
این پمپ ها نیز بمانند پمپ های رفت و برگشتی از گروه پمپ های انتقال دهنده با حجم ثابت هستند، با این تفاوت که طرح و ساختمان آن ها ساده تر و احتیاج به شیر یک طرفه مکش ندارند و جریان خروجی آن ها یکنواخت است.
این پمپ ها در اندازه های مختلف و با دنده های متفاوت ساخته می شوند چون دنده ها ممکن است دارای دو یا چند دنده باشند.
عملکرد پمپ دوار
چرخ دنده بوسیله محور دوار به حرکت درآمده و پس از مکش مایع آن را تحت فشار گذاشته و به طرف خروجی می راند. همان طور که در شکل نشان داده شده است، مایع به وسیلهء دنده هایی که آزاد هستند از ورودی به طرف خروجی برده می شود. دنده هایی که بـه ترتیب آزاد می شوند خلاء جزئـی در مکش ایجاد کـرده و مایع سریع تر وارد دنده های آزاد می گردد چون در این نوع پمپ ها دنده ها خیلی به هم نزدیک هستند اگر در کارگذاری آن ها دقت کافی نشود تماس دنده ها با یکدیگر باعث خرابی آن ها خواهد شد. این نکته مهمی است که در مورد پمپ های دنده ای بایستی رعایت نمود، و هنگامی که لازم است پمپ تحت تعمیر قرار گیرد باید دقت کافی نمود که برای تعویض واشرها و سایر مصالح این فواصل بطور ثابت و معین باقی بمانند.
باید توجه داشت که این دنده ها همواره روغن کاری شده که خشک عمل ننمایند و اگر مایع پمپ شونده خاصیت روغن کاری داشته باشد، عمر پمپ دورانی زیاد می شود.
این پمپ ها برای ظرفیت هایی نسبتاً کم با فشار متوسط موارد استفاده زیاد دارند.
c) پمپ های تیغه ای Vane Pumps
نوع دیگر پمپ های انتقال دهنده با حجم ثابت که از نظر اصول کارکرد با پمپ های چرخ دنده ای شباهت زیادی دارند پمپ های تیغه ای می باشند. حرکت این پمپ ها دورانی بوده و نیروی محرکه شان از الکترو موتورها تأمین می گردد.
تیغه ها که دارای حرکت خارج از مرکز می باشند می توانند در داخل شیارهایی حرکت رفت و برگشتی داشته باشند.
با توجه به شکل تیغه وقتی که به بالا می رسد کاملاً داخل شیار جای گرفته و همین که از آن نقطه دور می گردد در اثر فشار فنر داخل شیار بیرون آمده و سیال را از قسمت ورودی به طرف قسمت خروجی با خود می برده. تیغه ها در اثر نیروی فشار فنری که در پشت آن هاست همواره با جداره پمپ در تماس اند.
شما می توانید برای کسب اطلاعات بیشتر، مقالات مربوطه را مطالعه فرمایید:
انواع پمپ ها در بویلر و دیگ بخار
