پمپ

پمپ یا تُلُمبه وسیله ای مکانیکی برای انتقال مایعات است که با افزایش فشار جریان آن، امکان جابه جایی مایعات را به ارتفاعی بالاتر (با افزایش هد) یا حتی پایین دست (معمولاً حوضچه یا مخزن) فراهم می‌آورد.

به طور کلی پمپ به دستگاهی گفته می‌شود که انرﮊی مکانیکی را از یک منبع خارجی اخذ و به سیال مایعی که از آن عبور می‌کند، انتقال می‌دهد. در نتیجه انرﮊی سیال پس از خروج از این دستگاه (پمپ) افزایش می‌یابد. از پمپ ‌ها برای انتقال سیال به یک ارتفاع معین و یا جا به جایی آن در یک سیستم لوله کشی و یا هیدرولیک استفاده می‌نمایند. به عبارت کلی تر از پمپ برای انتقال سیال از یک نقطه به نقطه دیگر استفاده می‌کنند. پمپ‌ ها دارای انواع مختلفی هستند که هرکدام دارای کاربرد خاصی می‌باشند. مهم ترین پمپ‌ هایی که در این واحد استفاده شده اند عبارت اند از:
1. پمپ‌ های سانتریفوﮊ
2. پمپ‌ های رفت و برگشتی
3. پمپ‌ های چرخ دنده‌ای

پمپ‌ های سانتریفوﮊ:

این پمپ ‌ها از نوعی می‌باشند که انتقال انرﮊی از آنها به سیال به طور دائمی انجام می‌پذیرد. پمپ‌ های سانتریفوﮊ معمولاً نیروی محرکه خود را از طریق یک الکترو موتور (موتور الکتریکی) دریافت می‌کنند. انتقال نیروی محرکه از موتور به پمپ از طریق یک محور به نام شَفت منتقل می‌شود. شفت موتور به وسیله نوعی تجهیزات مکانیکی به نام کوپلینگ به شَفت پمپ متصل شده است. به این ترتیب انتقال نیرو به راحتی از طریق شفت موتور الکتریکی به شفت پمپ منتقل می‌گردد.

پمپ‌ های سانتریفوﮊ دارای یک محفظه هستند که حلزونی شکل است و پوسته یا کِیسینگ نامیده می‌شود و درون آن یک یا چند چرخ قرار دارند که روی یک محور (شفت) نصب شده اند. هر چرخ مجهز به تعدادی پره می‌باشد. انتقال انرﮊی به سیال در این قسمت انجام می‌شود. برای اینکه از محل خروج شفت از کِیسینگ پمپ سیالی خارج نشود و اصطلاحا نشتی به خارج نداشته باشیم از ابزاری به نام مکانیکال سیل استفاده شده است. نکته بسیار مهم در مورد این نوع پمپ‌ها هواگیری یا پرایم کردن پمپ پیش از روشن کردن آنها می‌باشد. یعنی پس از لاین آپ نمودن پمپ و اطمینان از ورود سیال به داخل پمپ، باید از خروج کامل هوا یا گاز حبس شده در داخل پمپ نیز اطمینان حاصل نمود. از این نوع پمپ ‌ها در ابعاد و اندازه‌های مختلف برای مصارف گوناگون ساخته می‌شوند.

پمپ‌ های رفت و برگشتی:

این نوع پمپ‌ ها وسایلی هستند که انتقال انرﮊی از آنها به سیال به صورت پریودیک و دوره ای می‌باشد. نیروی محرکه این نوع پمپ ‌ها نیز غالبا توسط موتورهای الکتریکی تامین می‌گردد. در این نوع پمپ‌ها حرکت چرخشی میل لنگ تبدیل به حرکت رفت و آمدی پیستونی در یک سیلندر می‌شود. با عقب رفتن پیستون در سیلندر ایجاد مکش شده و در نتیجه مایع از طریق یک شیر ورودی داخل سیلندر می‌گردد. با حرکت پیستون به طرف جلو دریچه ورودی بسته و مایع از طریق شیر خروجی به خارج هدایت می‌گردد. شیرهای ورودی و خروجی یک طرفه 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. اگر به جای پیستون، پلانجری در داخل سیلندر رفت و آمد کند در این حالت به آن پمپ پلانجری می‌گویند. در ضمن چنانچه پلانجر دیافراگمی را حرکت دهد پمپ از نوع دیافراگمی است. فرق میان پیستون و پلانجر در این است که طول سر پیستون کوتاه تر از مسافتی است که پیستون درون سیلندر طی می‌نماید، در حالی که طول پلانجر بیشتر از طول مسافت طی شده توسط آن در داخل سیلندر می‌باشد. 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 می‌کند، در حالی که در پمپ‌ های پلانجری این رینگ روی سیلندر قرار دارد و ثابت است. این پمپ‌ ها معمولاً کم ظرفیت هستند ولی فشار خروجی سیال را می‌توانند تا مقدار زیادی افزایش دهند. بنابراین از این پمپ ‌ها در جاهایی که نیاز به جا به جا کردن سیالی با حجم کم ولی فشار بالا می‌باشد استفاده می‌کتتد. در ضمن باید به این نکته نیز توجه داشت که جریان سیال در این پمپ‌ها به صورت غیر یکنواخت می‌باشد. نکته بسیار مهم در مورد این پمپ‌ ها آن است که هرگز نباید آنها را در حالی که شیر خروجی پمپ (دیسچارج پمپ) بسته است روشن نمود.

پمپ‌ های چرخ دنده‌ای:

این پمپ ‌ها نوعی از پمپ ‌های گردشی یا روتاری می‌باشند. پمپ‌های چرخ دنده ای از دو قسمت متمایز تشکیل شده اند، یکی قسمت جداره ثابت و دیگری قسمت دوار که شامل یک محور گردان با چرخ دنده می‌باشد. در پمپ‌ های چرخ دنده ای مقداری مایع بین دنده‌های چرخ دنده پمپ به اصطلاح به تله می‌افتد و در اثر چرخیدن چرخ دنده‌ها این مایع به قسمت خروجی پمپ رانده می‌شود. این پمپ‌ها به گونه ای ساخته می‌شوند که در آنها فاصله میان اجزاء گردنده و جداره ثابت بسیار کم می‌باشد. کار برد این پمپ ‌ها برای جا به جایی مایع با حجم کم و فشار متوسط می‌باشد. نکته مهم در مورد این پمپ‌ها آن است که هرگز نباید آنها را در حالی که شیر خروجی پمپ بسته است روشن نمود؛ چرا که در این حالت، اگر هیچ شیر اطمینانی در مسیر discharge پمپ وجود نداشته باشد، یا خود پمپ از بین می‌رود و یا اینکه لوله DisCharge می‌شکند.

1. پمپ‌ های سانتریفوژ (جریان شعاعی)
2. پمپ‌ های محوری
3. پمپ ‌های نیمه سانتریفوژ (یا با جریان مختلط)

پمپ سانتریفوژ (شعاعی)

عملکرداین پمپ به این صورت است که درآن سیال موازی محور وارد چرخ پمپ شده و عمود برآن از چرخ خارج می‌گردد. این پمپ‌ ها معمولاً برای ایجاد فشارهای بالا در دبی‌های کم به کارمی‌روند. بنابراین اغلب پمپ‌ های سانتریفوژ توانایی خوبی درایجاد فشارهای بالا دارند. پمپ‌های سانتریفوژ شایع ترین نمونه از پمپ‌ها هستند.

پمپ‌ های محوری

سیال موازی محور وارد پمپ می‌گردد و به طور موازی نسبت به محور ازچرخ خارج می‌گردد. این پمپ‌ ها برای ایجاد فشارها و دبی‌های متوسط به کار می‌روند.

پمپ‌ های نیمه سانتریفوژ (مختلط)

سیال موازی محور وارد چرخ پمپ می‌گردد و به طور مایل نسبت به محور از چرخ خارج می‌گردد. این پمپ‌ ها برای ایجاد فشارها و دبی‌های متوسط به کارمی‌روند. این پمپ ‌ها نسبت به پمپ‌ های سانتریفوژ توانایی بیشتری در استفاده و به کارگیری دبی‌های بالا رادارند.

مبانی و کاربرد پمپ‌ های گریز از مرکزcentrifugal pump اصول کار کلیه این پمپ‌هابراساس استفاده از نیروی "گریز از مرکز" پایه گذاری شده است. هر حجمی که در یک مسیر دایره ای یا منحنی شکل حرکت کند، تحت تأثیر نیروی گریز از مرکز واقع می‌شود. جهت نیروی مذکور طوری است که همواره تمایل دارد که جسم را ازمحور یا مرکز دوران دور سازد.

قسمت‌های اساسی یک پمپ گریز از مرکز عبارتند از:
1. الکتروموتور: که شامل قسمت الکتریکی پمپ است.
2. کوپل یا هم محور سازی:که متصل کننده الکترومتر به شافت (محور) پمپ است.
3. هوس برینگ: که محل قرار گیری برینگ‌ها می‌باشد
4. مکانیکال سیل: که محل آب بندی پمپ و جدا کننده سیال پمپاژ شده و قسمت مکانیکی پمپ می‌باشد.
5. پره‌های پمپ: که با توجه به نوع کاربرد دارای انواع مختلفی می‌باشد.

مواد:
پمپ‌ های سانتریفیوژ که معمولا به بازار عرضه می‌شوند دارای ترکیبات برنزی، تمام برنزی، یا دارای ترکیب آهنی می‌باشند. در ساختار نیمه برنزی، پروانه خلاف شافت (اگر به کار برده شده باشد) و رینگ‌های سایشی برنزی خواهد بود و محفظه از چدن است. این مواد ساختمانی برای قسمت‌های از پمپ می‌باشد که در تماس با پمپاژ شده می‌باشد.

کاویتاسیون:
این پدیده یکی از خطرناک ترین حالت‌هایی است که ممکن است برای یک پمپ به وجود آید. آب یا هر مایع دیگری، در هر درجه حرارتی به ازای فشار معینی تبخیر می‌شود. هرگاه در حین جریان مایع در داخل چرخ یک پمپ، فشار مایع در نقطه ای از فشار تبخیر مایع در درجه حرارت مربوطه کمتر شود، حباب‌های بخار یا گازی در فاز مایع به وجود می‌آیند که به همراه مایع به نقطه ای دیگر با فشار بالاتر حرکت می‌نمایند. اگر در محل جدید فشار مایع به اندازه کافی زیاد باشد، حباب‌های بخار در این محل تقطیر شده و در نتیجه ذراتی از مایع از مسیر اصلی خود منحرف شده و با سرعت‌های فوق العاده زیاد به اطراف و از جمله پره‌ها برخورد می‌نمایند. در چنین مکانی بسته به شدت برخورد، سطح پره‌ها خورده شده و متخلخل می‌گردد. این پدیده مخرب در پمپ‌ ها را کاویتاسیون می‌نامند. پدیده کاویتاسیون برای پمپ بسیار خطرناک بوده و ممکن است پس از مدت کوتاهی پره‌های پمپ را از بین ببرد. بنابراین باید از وجود چنین پدیده ای در پمپ جلو گیری گردد. کاویتاسیون همواره با صداهای منقطع شروع شده و سپس در صورت ادامه کاهش فشار در دهانه ورودی پمپ، بر شدت این صداها افزوده می‌گردد. صدای کاویتاسیون مخصوص و مشخص بوده و شبیه برخورد گلوله‌هایی به یک سطح فلزی است. هم زمان با تولید این صدا پمپ نیز به ارتعاش در می‌آید. در انتها این صداهای منقطع به صداهایی شدید و دائم تبدیل می‌گردد و در همین حال نیز راندمان پمپ به شدت کاهش می‌یابد.