پمپ سانتریفوژ

در پمپ سانتریفوژ مایع به مرکز پمپ و پای پره‌ها وارد شده و اثر نیروی گریز از مرکز که ناشی از گردش سریع پمپ می‌باشد، انرژی جنشی زیادی پیدا کرده و به طرف خارج پرتاب می‌شود و پوسته را پر از سیال می‌کند. انرژی جنبشی در قسمت خروجی پمپ اجبارا به انرژی فشار تبدیل می‌گردد.

جهت حرکت پروانه: جهتی است عمود بر فرو رفتگی پره ها در پمپ ها. پمپ های گریز از مرکز از پر مصرف‌ ترین پمپ هائی می‌باشند که در صنعت بطور فراوان بکار می‌روند. حسن این پمپ ها در آنست که گذر حجمی سیال در آنها یکنواخت می‌باشد و همچنین چنانچه لوله تخلیه مسدود و یا تنگ شود، فشار زیادی که به پمپ آسیب رساند ایجاد نخواهد کرد و در نتیجه بار آن به حدی نخواهد رسید که موتور محرک خود را از کار بیندازد. دو نوع افت فشار داریم: افت اصطکاکی و افت اتصالات.

عملکرد موفق یک پمپ تا حدود زیادی بستگی به انتخاب و نصب صحیح آن دارد. جهت حصول اطمینان از حداکثر کارایی پمپ و حداقل نیاز به تعمیر و نگهداری، انتخاب پمپ باید با عرضه اطلاعات صحیح به کاتولوگ صورت گیرد. بیشتر سازندگان پمپ دانستنی های لازم در خصوص پمپ تولیدی خود را در کاتالوگ و کتابچه راهنما ذکر می‌کنند. اطلاعاتی از قبیل نصب، عملکرد و تعمیر و نگهداری. در این مبحث منتخبی از این گونه دانستنی ها درباره پمپ های سانتریفوژ و همچنینی عیوب متصوره، علت و چگونگی رفع این عیوب ذکر می‌گردد.

 

پمپ سانتریفوژ

انواع پمپ های گریز از مرکز

پمپ سانتریفوژ را بر حسب نوع ساختمان آنها به انواع زیر تقسیم بندی می‌کنند:

  1. از نظر وضعیت طبقات که ممکن است یک طبقه و یا چند طبقه باشند.
  2. از نظر مقدار آبدهی و ارتفاع که ممکن است بصورت کم ، متوسط و زیاد باشند.
  3. از نظر نوع پروانه ، تعداد تیغه و وضعیت آنها.

ممکن است پمپ ها را بر حسب نوع استفاده آنها تقسیم بندی کنند:

  1. پمپ های سیرکولاتور برای به جریان انداختن آب گرم در سیستمهای حرارتی.
  2. پمپ های افقی یک طبقه از نوع مکش مارپیچی جهت استفاده در تأسیسات مکانیکی.
  3. پمپ های سانتریفوژ فشار قوی چند طبقه جهت استفاده در آبرسانی و غیره.
  4. جهت استفاده در چاه های عمیق و نیمه عمیق.
  5. پمپ های لجن کش جهت استفاده در سیستم های فاضلاب.

پمپ های طبقاتی در سیستم تأسیساتی کاربرد فراوان دارند، مختصرا به ساختمان این نوع پمپ ها اشاره می‌گردد.

پمپ های سانتریفوژ از نظر مکش

پمپ های سانتریفوژ ممکن است با یک مکش یا با دو مکش باشند. پمپ های سانتریفوژ با دو مکش جریان سیال را از طریق دو لوله و به مقدار یکسان از دو طرف پروانه وارد پمپ می‌کنند.

عوامل موثر بر ظرفیت پمپ های سانتریفوژ

ظرفیت یک پمپ سانتریفوژ بستگی به چگونگی طراحی پمپ، سرعت گردش پروانه پمپ، فشار مطلق قسمت مکش پمپ، فشار قسمت تخلیه پمپ و خواص فیزیکی سیال عبوری از پمپ دارد.

اجزای یک پمپ سانتریفوژ

  1. موتور ، که باعث حرکت دورانی محور می گردد.
  2. روتور ، (که خود شامل محور و پره‌ها است).
  3. پوسته جداره
  4. لوله مکش
  5. لوله رانش
  6. محفظه بین پوسته و پروانه

پروانه پمپ شامل پره‌هایی می‌باشد که به نحوی ساخته شده‌اند تا جریان داخل پمپ حتی المقدور یکنواخت باشد.

انواع پروانه‌های پمپ های سانتریفوژ

چند نوع از پروانه‌های پمپ های سانتریفوژ را نشان می‌دهد هر چه تعداد پره‌های پروانه بیشتر باشد کنترل در جهت حرکت سیال بیشتر بوده و تلفات ناشی از جریان های گردشی بین پره‌ها کمتر خواهد بود.

انواع پروانه‌های معمولی

پروانه ممکن است به یک صفحه متصل باشد یا بین دو صفحه قرار گرفته باشد یا آزاد باشد. مایع در جهت محور وارد بدنه پمپ می‌شود و مایع ورودی بوسیله پره‌های پروانه گرفته شده و به داخل یک پیچک که مماس بر پمپ می‌باشد تخلیه می‌گردد. آب بندی پمپ های سانتریفوژ مسئله مهمی است که عدم رعایت آن باعث کاهش راندمان عمل پمپ می‌گردد. همانطور که از این پمپ ها در ک می‌شود، اساس کارشان برای حمل سیالات از نقطه‌ای به نقطه دیگر بر حرکت سیال در خلاف جهت مرکز محور پمپ بنا نهاده شده است، یعنی در واقع سیال با دور شدن از مرکز محور پمپ به داخل لوله رانش هدایت خواهد شد و یا اختلاف فشار ایجاد شده بین قسمت مکش و رانش پمپ ، سیال با سرعت به حرکت خود در سوی تخلیه ادامه می‌دهد. اصولا این پمپها متشکل از یک پروانه و یک محور که در داخل یک پوسته فلزی مستقر می‌باشند (این پوسته فلزی VOLUTE یا نوع پیچکی نامه دارد و پروانه داخل پوسته IMPELLER موسوم است.)

پمپ سانتریفوژ

مواد ساختن پمپ سانتریفوژ

پمپ های سانتریفوژ را از مواد مختلفی می‌سازند. اکثرا پروانه و بدنه از مواد مقاوم در مقابل خوردگی و سایش ساخته می‌شوند. فولاد ضد زنگ ، نیکل ، لاستیک ، پلی پروپیلن در ساختمان پمپ های سانتریفوژ بکار می‌روند. در صورتی که پمپ های سانتریفوژ برای انتقال سیالات حاوی مواد معلق جامد مورد استفاده قرار می‌گیرند، بایستی فاصله بین پره‌ها و دریچه‌ها به اندازه کافی بزرگ باشند تا از خطر مسدود شدن آنها جلوگیری شود.

مزایای پمپ سانتریفوژ

  • پمپهای سانتریفوژ دارای ساختمان ساده‌ای بوده و از مواد گوناگون ساخته می‌شوند.
  • در استفاده از این پمپ ها نیازی به شیر یا سوپاپ می‌باشد.
  • چون پمپ در سرعت های بالا عمل می‌کند لذا می‌توان آنرا مستقیما به موتور الکتریکی متصل نمود. با افزایش سرعت برای عملکرد معین ابعاد پمپ کوچکتر می‌شود.
  • دبی آن یکنواخت است.
  • هزینه تعمیرات آن از پمپ های دیگر کمتر می‌باشد.
  • درصورت قطع جریان می‌تواند مدت بدون آسیب رسیدن به پمپ به گردش ادامه دهد.
  • برای انتقال سیالات با مواد معلق بخوبی عمل می‌کنند.
  • نسبت به پمپ های دیگر با ظرفیت مشابه دارای ابعاد کوچکتری می‌باشند.

معایب پمپ سانتریفوژ

  • پمپ های سانتریفوژ قادر به ایجاد فشارهای بالا نمی‌ باشند و به این منظور برای فشارهای بالا باید از پمپ های چند مرحله‌ای استفاده نمود.
  • در شرایط معین و محدودی با راندمان بالا عمل می‌کند.
  • راه اندازی این پمپ ها نیاز به آماده سازی دارد.
  • در صورتی که پمپ ها از کار بیفتند، سیال می‌تواند به قسمت مکش از درون پمپ ها جاری شود. لذا بهتر است که در خروجی این پمپ ها از شیر یک طرفه استفاده نمود.
  • برای سیالات با ویسکوزیته (غلظت) بالا نمی‌توان از این نوع پمپ استفاده نمود.

پمپ های حلزونی (پیچکی) و افشان

لازم به یادآوری است که پمپ های پیچکی و افشان کاملا از نوع گریز از مرکز می‌باشند.

پمپ حلزونی تلمبه پیچکی: در تلمبه‌های پیچکی گریز از مرکز، پروانه در داخلی محفظه مارپیچ حلزونی که بتدریج توسعه می یابد گردش می کند و در اثر گردش محور تلمبه، که به پروانه انتقال می یابد سیال از مرکز پمپ در جهت شعاع و به سوی کناری پوسته پمپ حرکت کرده بطرف لوله رانش منحرف می شود. این پمپها یا طبقه و چند طبقه نیز ساخته می شوند. بیشترین کاربرد را در صنعت دارند.

پمپ افشان: پروانه تلمبه افشان در داخل محفظه پره داری گردش می‌کند که پره‌های آن ثابت بوده (پخش کننده‌ها) و برای عبور مایع مجراهائی واگرایی تعبیه شده‌اند که به تدریج توسعه می‌یابند. جهت جریان مایع ورود به این مجراها تغییر کرده و پیش از ورود به محفظه مارپیچی تغییرات سرعت مبدل به تغییرات فشار می‌شود. اصولا راندمان با ضریب بهره دهی پمپ های افشان بیش از پمپ های پیچکی است و همچنین پمپ های افشان را با قدرت های بالا و ظرفیت های آبدهی فراوان می‌سازند و چون ساختمان داخل آن پیچیده است به نسبت ، قیمت آن از قیمت پمپ های پیچکی گرانتر است. این پمپ ها یک طبقه و چند طبقه ساخته می‌شوند.

کاربرد پمپ سانتریفوژ

در اکثر صنایع و رسانش های ساختمانی، در صنایع شیمیایی و نقت پمپ های سانتریفوژ مصارف بسیاری دارند. پمپ های سانتریفوژ برای مایعات مختلفی با مواد معلق گوناگون بکار می‌روند. سرعت این پمپ ها زیاد می‌باشد، لذا می‌توان آنها را مستقیما به الکتروموتور وصل نمود.

پمپهای یک طبقه و چند طبقه

پمپ های یک طبقه SINGLE-STAGE PUMPS: پمپ های گریز از مرکز یک طبقه با انواع گوناگون پروانه ها ساخته می شود، یکی از ساده ترین انواع آنها دارای یک مجرای مکش و یک پروانه می باشد و به این جهت یک طبقه نامیده شده است. پره های پروانه بین دو صفحه قرار گرفته اند و مجاری مایع بین پره ها و این دو صفحه محصور گردیده اند. این نوع پروانه به تمام بسته موسوم می باشد که مورد استعمال بیشتری دارد.

پمپ های چند طبقه MULTISAGE PUMPS: پمپ های طبقه گریز از مرکز، تا کنون برای تولید ۴۰ اتمسفر فشار (۶۰۰ پوند بر اینج مربع و یا ارتفاع ۳۵۰ متر آبدهی) و با سرعت ۷۱۵۰ دور در دقیقه ساخته شده اند. با این حال وقتی که سرعت گردش تلمبه از ۳۵۰۰ دور در دقیقه تجاوز نکند، معمولا ارتفاع آبدهی آنها از ۱۲۰ متر تجاوز نمی‌کند.

بنابراین در مواردی که ارتفاع آبدهی پمپ های یک طبقه کافی نباشد از پمپهای چند طبقه که دارای ارتفاع آبدهی بیشتری است استفاده می‌کنند. شاید لازم به یادآوری باشد که چون در صنایع استخراج نفت لازم است، پمپ هائی بکار گرفته شود که دارای ظرفیت گذر حجمی بسیار زیاد و ارتفاع فوق العاده باند از پمپ های چند طبقه استفاده می‌شود، برای مثال پمپی ساخته شده است که دارای ۳۱۷ طبقه (هر طبقه و یک محفظه می‌باشد) و به ارتفاع انرژی ۲۷۰۰ متر بوده است. بطور خلاصه در یک پمپ چند طبقه دور یا چند پروانه متوالی روی یک محو قرار می‌گیرند. آب در پوسته همان طبقه جمع شده، طبقه دوم تخلیه می‌شود و از دوم به سوم و به همین ترتیب ادامه می‌یابد. پمپ های چند طبقه هم با محور افقی و هم با محور قائم کاربرد دارند.