دانلود مقاله کاربردهای پمپ

کاربردهای پمپ
مقدمه
سیستم‌های لوله‌کشی انتقال سیالات تقریباً در تمامی فرآیندها و عملیات تولیدی، مبحث مهمی به شمار می‌آید.

پمپ به منزله قلب سیستم‌های انتقال مواد است.

اگر پمپ کار نکند و یا به درستی کار نکند، کل سیستم کارایی خود را از دست می‌دهد و در این صورت از گروه نگهداری و تعمیرات خواسته می‌شود مشکل را برطرف کنند.

پمپ‌ها باید با انواع مختلف سیالات با مقادیر مختلف گرانروی کار کرده و آنها را با شدت جریان‌های متفاوت انتقال دهند.

برای این منظور پمپ‌ها در انواع مختلفی ساخته می‌شوند از انواع با جابجایی مثبت (پیستونی، رفت و برگشتی و دوار) گرفته تا پمپ‌های گریز ار مرکز پرسرعت.

سیستم‌های پمپاژ آب
پمپاژ مواد (اعم از سیالات و نیمه جامدات) در واحدهای صنعتی مشکلات بسیاری بوجود می‌آورند.

بنابراین نه تنها پمپ، بلکه سیستم لوله‌کشی انتقال مواد نیز باید مورد بررسی قرار گیرد.

مسائل نگهدارنده و تعمیرات معمولاً از پمپ ناشی می‌شوند، اما در اثر لوله‌کشی یا انتخاب نادرست شیرها و متعلقات آن نیز بوجود می‌آیند.

توسعه یک سیستم لوله‌کشی موجود پروژه‌ای است که اغلب به واحد نگهداری و تعمیرات ارجاع می‌گردد.

برخی از سیستم‌های سیالات و مواد نیمه جامد که در زیر رح داده شده، ممکن است مشابه سیستم‌های موجود در کارخانه شما باشد.

حتی اگر خود سیستم‌ها متفاوت باشند، اصول و روش‌های مربوطه تقریباً یکسان خواهد بود.

سیستم‌های آبرسانی متداول‌ترین سیستم‌های انتقال سیالات در کارخانه‌ها هستند.

گرچه آب بیشتر کارخانه‌ها توسط سیستم‌های آب شهری تامین می‌شود، برخی از واحدها از چاه‌ها و یا منابع متعلق به خود سود می‌جویند.

برخی دیگر به تغییرات خاص در سیستم‌های شهری از جمله فشار بالاتر، تصفیه شیمیایی و گردش آب در داخل کارخانه نیاز دارند.

بیشتر سیستم‌های آبرسانی به جای گردشی از نوع مستقیم‌اند.

در سیستم مستقیم، مطابق شکل زیر، آب توسط یک پمپ (معمولاً گریز از مرکز) از یک مخزن، دریاچه، چاه و یا منابع دیگر کشیدذه می‌شود.

این آب معمولاً برای آنکه جهت آشامیدن و یا مقاصد دیگر کشیده می‌شود.

این آب معمولاً برای آنکه جهت آشامیدن و یا مقاصد دیگر قابل استفاده باشد، باید تصفیه و خالص شود.

تصفیه می‌تواند شامل سختی‌گیری، پالایش، ته‌نشینی و یا فرآوری شیمیایی باشد.

پس از خروج از مخزن نگهدارنده از طریق سیستم لوله‌کشی به نقاط مصرف منتقل می‌شود.

شکل 1: یک سیستم رایج آبرسانی
البته کارخانه‌هایی که به آبی با خصوصیات معین نیاز دارند.

در سیستم فوق تغییراتی می‌دهند.

برای مثال، آب را می‌توان مطابق شکل زیر با تجهیزات خاصی تصفیه و سپس بدون عبور از مخزن نگهدارنده انتقال داد.

یک مثال در این مورد، سیستم آب ورود دیگر بخار است.

در اینجا مواد شیمیایی لازم پیش از پمپ شدن آب به داخل دیگر با مقادیر معین به داخل آب افزوده می‌شوند.

غالباً مواد شیمیایی را می‌توان قبلاً مخلوط و در یک مخزن کوچک نگهداری کرد و سپس همراه با آب به سیستم تزریق نمود.

شکل 2: نمونه‌ای از یک سیستم تصفیه آب
سیستم رایج دیگر در اکثر واحدهای صنعتی، سیستم توزیع آب گرم است که می‌تواند مطابق شکل زیر از نوع مدار بسته (گردشی) یا مدار باز باشد.

نوع مورد استفاده به شرایط کارخانه بستگی دارد.

اگر در یک ناحیه معینی به مقدار زیادی آب گرم نیاز باشد، نوع مدار باز می‌تواند بهترین انتخاب باشد، اما اگر مقدار زیادی آب گرم در سرتاسر کارخانه لازم باشد.

سیستم مقدار بسته یا گردشی می‌توان اقتصادی‌تر باشد.

بدین طریق آب گرم مصرف نشده می‌تواند با مقدار کمی آب سرد ورودی دوبار گرم شود.

این کار از گرم کردن تنها آب سرد آسانتر بوده و به علاوه بدین ترتیب گرمایی که هنگام سرد شدن آب آسانتر بوده و به علاوه بدین ترتیب گرمایی که هنگام سرد شدن آب در لوله‌ها تلف می‌شود، صرفه‌جویی می‌گردد.

شکل 3: سیستم‌های مدار باز و مدار بسته
سیستم‌های پمپاژ مواد شیمیایی
سیستم‌های پمپاژ مواد شیمیایی طراحی خاصی دارند.

بیشتر شرایط لازم برای طراحی و ساخت ویژه آنها مستقیماً به موادی مربوط می‌شود که باید توسط پمپ انتقال یابند.

برای مثال، مواد شیمیایی در یک کارخانه ممکن است به مواد مقاوم در برابر خوردگی نیاز نداشته باشند، اما در سایر موارد ممکن است مواد مقاوم در برابر خوردگی بکار رفته در یک پمپ برای انتقال یک ماده شیمیایی خاصی برای مواد شیمیایی دیگر مناسب نباشد.

در این موارد، لازم است از دو سیستم جداگانه استفاده شود.

سیستم لوله‌کشی نیز به این شرایط مختلف بستگی دارد.

انتقال مواد شیمیایی مانند توزیع آب شامل سیستم‌های مختلف و خطوط لوله گوناگون می‌شود.

بیشتر این سیستم‌ها با توجه به آرایش کارخانه و سیستم مورد استفاده تعیین می‌شوند.

به عنوان مثال، یک سیستم انتقال مواد شیمیایی می‌تواند مطابق شکل زیر کلاً در خود کارخانه قرار گرفته و تنها به یک سطح کوچک محدود شود.

در این صورت، مواد شیمیایی خشک در یک نقطه مرتفع در طبقه دوم کارخانه انبار می‌شوند، به طوری که مجرای تغذیه آنها تا ناحیه مخلوط‌سازی مواد در طبقه اول امتداد می‌یابد.

در طبقه اول، ابتدا مواد شیمیایی خشک مختلف در یک مخزن یا هم مخلوط شده و سپس با آب یا مایعات دیگر ترکیب شده، مواد موردنظر را به دست می‌دهند.

آنگاه مواد شیمیایی مایع به یک ماشین پر کننده پمپ می‌شوند که در آن صورت بطری، قوطی، بشکه و یا ظروف دیگر بسته‌بندی می‌گردند.

مشابه این عملیات در اکثر کارخانه‌های بطری پرکنی انجام می‌شود.

شکل 4: نمونه‌ای از یک سیستم پمپاژ مواد شیمیایی
سیستم‌‌های انتقال پساب
سیستم‌های انتقال پساب نیز مانند سیستم‌های انتقال مواد شیمیایی کاربردهای گوناگونی دارند که از جمله می‌توان به ناودان‌های پشت بام، فاضلاب، مواد زائد شیمیایی و پساب رادیواکتیو اشاره کرد.

معمولاً در کارخانه‌ها برای انتقال پساب از پمپ‌های گریز از مرکز استفاده می‌شود.

ارتفاع کم انتقال و توانایی پمپ در انتقال ذرات کوچک جامد، پمپ گریز از مرکز را برای این کاربردهای مناسب ساخته است.

معمولاً پساب‌ با لوله مستقیماً به پمپ می‌رسد.

غالباً پمپ باید مانند پمپ چاهک شکل زیر در مایع غوطه‌ور شود.

شکل 5: نمونه‌ای از یک پمپ چاهک
اگر از پمپ‌ها برای انتقال مواد زائد شیمیایی یا رادیواکتیو استفاده می‌شود، ممکن است آنها را به سیستم‌های جمع‌آوری و تخلیه مختلف متصل نمود.

به عنوان مثال، شکل زیر کارخانه‌ای را نشان می‌دهد که مواد زائد شیمیایی را از طریق یک سیستم جداگانه دفع کرده و فاضلاب را از طریق سیستمی دیگر به یک چاهک منتقل می‌کنند.

پمپ در خارج از چاهک یا مخزن جمع‌آوری نصب شده و تنها قطعات داخلی آن با مواد زائد در تماس قرار دارند.

تنها قطعات داخلی پمپ باید در برابر مواد شیمیایی مقاوم باشد.

مواد زائد با پمپ به یک مخزن مرتفع جهت ذخیره‌سازی موقت انتقال می‌یابند و از آنجا با کامیون، قطار و یا وسیله دیگر به نقطه‌ای منتقل می‌شوند که برای منابع آب و تسهیلات مربوط به خطر آلودگی به همراه نداشته باشد.

شکل 6: نمونه‌ای از سیستم‌های پساب جداگانه نمونه‌ی دیگری از عملیات روی مواد زائد شیمیایی که در بسیاری از کارخانه‌ها متداول است، اتاقک پاشش (Spray Booth) (شکل زیر) است.

در این سیستم، هوا پس از عبور از قسمت پاشش رنگ از پرده اتاقک عبور داده می‌شود.

پس از عبور هوا و رنگ از چند پرده آب، رنگدانه‌ها توسط‌ آب جذب می‌شوند.

سپس آب به مخزن برگشته و رنگدانه‌ها در آن ته‌نشی می‌شوند.

آب از مخزن توسط یک پمپ (که خارج از اتاقک پاشش نصب می‌شود) به لوله اصلی سیستم پاشش منتقل می‌گردد.

این یک سیستم جریان بسته است که در یک سطح بسیار کوچک عمل می‌کند.

شکل 7: نمونه‌ای از یک اتاقک پاشش رنگ از آنجا که اتاقک‌های پاشش به مقدار زیادی آب نیاز دارند، تغذیه دائم آب تازه یا مصرف نشده عملی نخواهد بود.

با استفاده از سیستم چرخش دوباره (Recirculation) آب مصرفی بسیار کمتر خواهد بود.

در فواصل زمانی منظم، آب سیستم عوض شده و رنگدانه‌ها از ته مخزن جمع‌آوزی می‌شوند.

سیستم‌های پمپاژ مواد با گرانروی بالا مواد با گرانروی بالا می‌توانند شامل رنگ‌ها و روغن‌ها تا دوغاب سیمان سبک باشند.

کاربرد اصطلاح گرانروی بالا برحسب مو اد متفاوت است.

اگر شما یکی از همکاران خود بپرسید تعریف گرانروی بالا چیست؟

ممکن است بگوید گرس و درست هم باشد.

مواد را گرانروی بالا به موادی می‌گویند که نسبتاً غلیظ‌اند (مانند شربت)، لیکن در عین حال به صورت سیال‌اند.

بعضی از سیستم‌ها رنگ را از بشکه پمپ نکرده، بلکه با استفاده از فشار هوا رنگ را از یک مخزن ذخیره تحت فشار پس از عبور از گرمکن به رنگ‌پاش انتقال می‌دهند.

در سیستم‌های مدار بسته شامل مخازن تحت فشار، در گرمکن‌ها به منظور حفظ جریان رنگ، از پمپ‌های دنده‌ای استفاده می‌شود که از فشار هوا بهره می‌گیرند.

یکی از مشکلات سیستم‌های رنگ، ته‌نشین شدن رنگدانه‌ها در خطوطاست.

برای رفع این مشکل، رنگ باید نسبتاً سریع حرکت کند.

نمونه‌هایی از دو سیستم مختلف تشریح در شده در شکل زیر نمایش داده شده است.

شکل 8: استفاده از پمپ در یک سیستم بازگردش رنگ به لحاظ سنگین بودن دوغاب سیمان یا چسب، این مواد معمولاً از مخزنی در بالای پمپ کشیده می‌شوند و می‌تواند آنها بدون مشکل چندانی تا مسافت‌های دور، پمپ نمود.

قطر لوله‌هایی که این مواد از آنها عبور می‌کنند، معمولاً نسبتاً بزرگ بوده و بنابراین آنها را به مقادیر زیاد پمپ نمود.

نمونه‌ای از یک سیستم پمپاژ دوغاب سیمان در شکل زیر آمده است.

توجه کنید که قیف ورودی مواد بالاتر از پمپ قرار گرفته است.

شکل 9: سیستم پمپاژ دوغاب سیمان سیستم‌های پمپاژ مواد جامد سیستم‌های پمپاژ مواد جامد از لحاظ ماهیت شبیه سیستم‌های با گرانروی بالا بوده و تنها از لحاظ خصوصیات مواد پمپ شده با هم فرق دارند.

این مواد شامل گریس، ماستیک، سیمان، بتن و مواد مشابه می‌شوند.

پمپ دوغاب سیمان برای پمپاژ سیمان معمولی نیز موثر است.

سیستم‌های پمپاژ ماستیک یا گریس معمولاً از نوع مدار باز هستند.

این سیستم‌ها معمولاً در کارخانه‌ها به منزله سیستم توزیع بکار گرفته می‌شوند.

این سیستم را می‌توان مطابق شکل زیر برای توزیع مستقیم بکار گرفت.

شکل 10: نمونه‌هایی از سیستم‌های پمپاژ گریس یا ماستیک معمولاً پمپ‌های پیستونی برای انتقال این مواد بکار گرفته می‌شوند.

یکی از مشکلات پمپ پیستونی، جریان مدار در منبع تامین کننده مواد است.

این پمپ معمولاً مطابق شکل زیر می‌تواند مواد را سریعتر از قابلیت انتقال مواد به پمپ، به درون خود بکشد.

برای رفع این مشکل، بشکه‌های ماستیک و گریس مجهز به پمپ‌های پیستونی دارای یک صفحه دنباله‌رو نیز هستند.

این صفحه آزادانه بر روی مواد پمپ شده حرکت می‌کنند.

تنها فشار وارد شده به این صفحه فشار جو می‌باشد.

مکش پمپ سعی می‌کند گریش یا ماستیک را به پایین بکشد.

صفحه دنباله‌رو که تحت تاثیر فشار هوا قرار دارد، با فشار وزن صفحه به ناحیه بالای گریس آن را به پایین می‌راند.

این صفحه از تشکیل کیسه هوای بین مکش پمپ و سطح گریس جلوگیری می‌نماید.

یک واشر لاستیکی دور لبه بیرونی صفحه بشکه را هنگام حرکت به سمت پایین تمیز کرده و باعث می‌شود بخش اعظم گریس با اتلاف بسیار اندک به پمپ برسد.

شکل 11: ایجاد خلاء در هنگام پمپاژ مواد سنگین انتخاب پمپ مسائل مربوط به پمپ معمولاً هنگامی که یک فرد متخصص نگهداری و تعمیرات برای تعمیر پمپی اعزام می‌شود، با مشکلاتی از قبیل نشتی، آب‌بندی و یاتاقان‌ها مواجه می‌شود.

گاهی لازم است کل پمپ عوض شود.

شاید خود شما مستقیماً یا هنگامی که به عنوان دستیار کار می‌کردید، با این مشکلات برخورد کرده باشید.

شما با داشتن این تجربه حتماً دریافته‌اید که اگرچه ظاهر پمپ‌ها ممکن است شبیه هم باشد، اما قطعات داخلی آنها ممکن است کاملاً متفاوت باشند.

همچنین می‌دانید که پمپ‌ها در صنایع انواع گوناگونی دارند و هر یک از آنها ساختمان و طرز کار خاص خود را دارد.

برای آنکه عملکرد پمپ را بهتر درک کنید و نقاط مشکل‌آفرین را بهتر بشناسید، باید با چند تعریف آشنا شوید.

این تعاریف همراه با چند مثال و مساله در زیر خواهد آمد.

اولین گروه این تعاریف، به پمپ‌های آبی مربوط می‌شود که بالاتر از سطح آب قرار می‌گیرند.

در این حالت مطابق شکل زیر ابتدا باید آب را تا سطح پمپ بالا آورد تا سپس توسط پمپ به دیگر نقاط منتقل شود.

شکل 12: یک پمپ با ارتفاع مکش منفی تعاریف پمپ ـ طرف مکش تعاریف زیر در مورد تمامی حالت‌های پمپاژ صادق بوده و به انواع مختلف پمپ گریز از مرکز، پیستونی یا دیگر انواع بستگی ندارد.

این اطلاعات بنیادی در تمامی حالات صدق می‌کند.

ارتفاع مکش این اصطلاح هنگامی بکار می‌رود که سطح سیال در مخزن پایین‌تر از مرکز پمپ قرار دارد.

خط مرکزی پمپ بسته به نوک پمپ و قائم یا افقی بودن آن اندکی متفاوت است.

ارتفاع مکش می‌تواند از یک تا 20 فوت و یا بیشتر باشد.

ارتفاع مکش استاتیک فاصله عمودی بین خط مرکزی پمپ و سطح آزاد مایع را ارتفاع مکش استاتیک می‌گویند.

مکش واقعی پمپ می‌تواند چند فوت پایین‌تر از سطح آب باشد، اما این مقدار هنگام تعیین ارتفاع مکش استاتیک درنظر گرفته نمی‌شود.

ارتفاع مکش استاتیک خالص یک پمپ را می‌توان با استفاده از ضریب 31/2 برای تبدیل پوند به اینچ مربع (psi) به فوت تعیین کرد.

مطابق شکل زیر، ستونی از آب به ارتفاع 31/2 فوت در دمای 62 درجه فارنهایت فشاری معادل یک psi به قاعده خود وارد می‌کند.

فشار جو نرمال 7/14 psi ضریب در عدد 31/2، عددی تقریباً معادل 34 فوت به دست می‌دهد.

در واقع، پمپ در لوله خلاء ایجاد می‌کند.

آنگاه فشار هوای اتمسفر باعث بالا رفتن آب در لوله می‌شود.

شکل 13: تاثیر ارتفاع بر روی فشار آب غالباً نقطه مکش مایع ممکن است مطابق شکل زیر بالا خط مرکزی مکش واقعی پمپ واقعی قرار گیرد.

در این صورت، برای خصوصیات مکش پمپ از تعاریف دیگری استفاده می‌شود و برای محاسبه ارتفاع مربوط به سرعت نیز از رابطه دیگری استفاده می‌شود.

شکل 14: پمپی با ارتفاع مکش مثبت ارتفاع مکش به وضعیتی گفته می‌شود که در آن سطح منبع بالاتر از خط مرکزی پمپ قرار دارد.

ارتفاع مکش استاتیک به فاصله عمودی خط مرکزی پمپ تا سطخ آزاد مایع پمپ شونده می‌گویند.

لیکن در اینجا مقدار ارتفاع به جای منفی، مثبت است.

ارتفاع کل مکش دینامیک عبارت است از فاصله عمودی خط مرکزی پمپ تا سطح آزاد مایع منهای ارتفاع مربوط به سرعت و تمامی تلفات اصطکاکی درون لوله‌ها و اتصالات.

ارتفاع مربوط به سرعت در اینجا مانند قبل محاسبه می‌شود.

تعاریف مربوط به پمپ طرح خروجی یا رانش تعاریف گذشته به دو حالت متفاوت از طرف مکش پمپ مربوط می‌شد، اما تعریف طرف خروجی یا رانش پمپ ساده‌تر است، زیرا تنها یک حالت دارد.

شرایط خروجی پمپ صرف‌نظر از اینکه دارای ارتفاع مثبت یا منفی مکش است، یکسان می‌باشد.

ارتفاع کل استاتیک مطابق شکل زیر به فاصله عمودی بین سطخ آزاد مایع منبع ورودی و سطح آزاد آب منبع خروجی می‌گویند.

ارتفاع کل استاتیک، صرف‌نظر از اینکه سطک مکش پمپ پایین یا بالای خط مرکزی پم باشد، به یک صورت محاسبه می‌شود.

شکل 15: نمایش ارتفاع کل استاتیک اگر نقطه تخلیه بالای سطح آب باشد، مطابق شکل زیر نقطه تخلیه آزاد همان سطح آزاد آب قلمداد خواهد شد.

شکل 16: مثال دیگری از ارتفاع استاتیک ارتفاع کل دینامیک به ارتفاع استاتیک شباهت بسیار دارد.

چنانکه در حالت ارتفاع استاتیک گفته شود، ارتفاع دینامیک نیز فاصله عمودی بین سطح آزاد مایع منبع ورودی و نقطه تخلیه آزاد یا سطح آزاد آب خروجی است.

علاوه بر این، ارتفاع مربوط به سرعت و تلفات اصطکاک نیز به ارتفاع استاتیک اضافه می‌شود تا ارتفاع دینامیک بدست آید.

ارتفاع خالص مکش مثبت در هنگام محاسبه شرایط واقعی پمپ لازم می‌شود.

ارتفاع خالص مکش مثبت رابطه بین توانایی پمپاژ مایعی است با فشاری غیر از psi7/14 (فشار جو) و دمایی غیر از 62 درجه فارنهایت.

شکل زیر این مطلب را روشن‌تر بیان کرده و حالت‌های مختلف ارتفاع خالص مکش مثبت را نمایش می‌دهد.

شکل 17: ارتفاع خالص مکش مثبت علاوه بر فشار بخار و دما، لازم است چگالی ویژه مایع (نسبت وزن مایع موردنظر به وزن آب هم حجم آن) را نیز بدانیم.

از آنجا که تعیین ارتفاع خالص مکش مثبت معمولاً جزو وظایف مهندسین در زمینه طراحی و انتخاب پمپ می‌باشد، در اینجا تنها به منظور آشنایی عنوان می‌شود.

سایر شرایط پمپ‌ها انتخاب پمپ برای یک کاربرد خاص به شرایط بسیاری غیر از ارتفاع مکش یا ارتفاع کل دینامیک بستگی دارد که یکی از آنها ظرفیت پمپ است.

در حالت عادی، ظرفیت یک پمپ بر حسب گالن بر دقیقه (gpm) یا فوت مکعب بر ثانیه (cfs) داده می‌شود، به طوری که gpm=831/448*cfs می‌باشد.

مایعی که برای تعیین ظرفیت پمپ بکار می‌رود، معمولاً آب است.

اگر سیال پمپ شونده غیر از آب باشد، ظرفیت پمپ اندکی تغییر می‌کند.

در اینگونه موارد، برای حفظ ظرفیت از پمپی با اندازه متفاوت استفاده می‌شود.

قدرت لازم برای پمپ به ظرفیت آبدهی و گرانروی سیال موردنظر بستگی دارد.

بازده یک پمپ را می‌توان با استفاده از منحنی‌های پمپ نمایش داد.

منحنی‌های نشان داده شده در شکل زیر برای هر یک از انواع پمپ‌ و بر اساس آزمایشات واقعی بدست می‌آیند.

این منحنی‌ها نشانگر بازده پمپ بر حسب ارتفاع دینامیک و توان موتور لازم‌اند.

منحنی کار یک پمپ گریز از مرکز نشان می‌دهد که توان موتور با کاهش ارتفاع آبدهی افزایش پیدا می‌کند.

شکل 18: یک منحنی پمپ نمونه یک نوع پمپ که مواد ساینده را انتقال می‌دهد، مطابق شکل زیر به جای طرف مکش در طرف رانش دارای قدرت مکش بوده، به طوری که سیستم آب‌بندی محور آن تحت مکش یا فشار منفی قرار داشته و مواد ورودی به جای آنکه به آن نیرو وارد کنند، از آن بیرون کشیده می‌شوند.

بدین ترتیب مواد ساینده سیار بر محور یا آب‌بندی آن اثر چندانی نمی‌گذارد.

شکل 19: پمپ با مکش از پشت در سایر کاربردها، پمپ می‌تواند با دو سیال مختلف کار کند که مطابق شکل زیر به یک لوله اصلی تغذیه می‌شوند.

در این شرایط پمپ باید مواد افزودنی را طوری با هم مخلوط کند که مایع خروجی همگن باشد.

در این کاربرد، پمپ احتمالاً با سرعت بالا کار کرده و از یک طراحی داخلی برخوردار خواهد بود که به اختلاط بهتر مواد کمک می‌کند.

شکل 20: یک پمپ کمکی برای مخلوط کردن سیالات پمپ‌هایی که برای انتقال دوغاب بکار می‌روند، ممکن است دچار انباشته شدن ذرات بر روی پره‌ها و یا محفظه پمپ شوند که به کاهش ظرفیت آن خواهد انجامید.

در این موارد باید قطعات داخلی پمپ (پوسته‌ها و پره‌ها) با دقت بسیار انتخاب شوند.

برخی از طرح‌های پمپ اینجا، انباشت مواد را به حداقل می‌رسانند.

البته حذف کلی این مساله معمولاً غیرعملی است، اما می‌توان در شرایط عادی 70 تا 80 درصد از ایجاد انباشت مواد جلوگیری نمود.

جدول 1: تلفات اصطکاک در شیرها و اتصالات استاندارد پمپ‌های گریز از مرکز کاربرد پمپ‌های گریز از مرکز پمپ‌های گریز از مرکز به لحاظ کاربرد گسترده، هزینه اولیه پایین و نگهداری و تعمیرات آسان، اغلب در واحدهای صنعتی بکار گرفته می‌شوند.

بیشتر این پمپ‌ها برای انتقال آب و سایر سیالات سبک بکار می‌روند.

پمپ‌های مزبور را می‌توان برای پمپاژ دوغاب، خمیر و تراشه‌های چوب و یا مواد سنگین دیگر بکار گرفت، اما هنگام پمپاژ این مواد، باید شرایط خاصی را درنظر گرفت.

تغییر پمپ‌های استاندارد به منظور انتقال مواد سنگین معمولاً به پروانه‌هایی با اندازه‌ها و اشکال متفاوت نیاز دارند.

طرز کار پمپ طرز کار این پمپ بر اساس نیروی گریز از مرکز استوار است.

همچنانکه سیال وارد دهانه ورودی یا بخش مرکزی پمپ می‌شود، در اثر چرخش پره‌ها مطابق شکل زیر به طرف بیرون رانده می‌شود.

از آنجا که سرعت سیال در لبه بیرونی پروانه بیشتر است، مقدار حرکت سیال افزایش می‌یاید.

با ورود سیال بیشتر به داخل پمپ، مقدار حرکت سیال در بدنه پمپ که دربر گیرنده پروانه پمپ است، افزایش می‌یابد.

سپس این سیال با فشار از دهانه خروجی پمپ به بیرون رانده می‌شود.

شکل 21: جریان سیال در پمپ گریز از مرکز تعریف قطعات پمپ شکل زیر مقطعی از یک پمپ گریز از مرکز یک مرحله‌ای با مکش انتهایی را نشان می‌دهد.

از این شکل به عنوان مرجعی برای تعاریف ذیل استفاده شود.

پمپ‌های کارخانه ممکن است با توجه به تفاوتی که در ساختمان آنها وجود دارد، با پمپ‌های ارائه شده در اینجا یکسان نباشد.

لیکن تعاریف ارائه شده برای قسمت‌های مختلف آنها یکسان خواهد بود.

شکل 22: مقطع یک پمپ گریز از مرکز بدنه پمپ محفظه‌ای است که پره‌های پمپ، محور و سیستم آب‌بندی آنرا در برمی‌گیرد و مایع از میان آن جریان می‌یابد.

معمولاً بدنه پمپ‌ها از نوع حلزونی یا از نوع قطر افزاینده است.

محور پمپ بسته به نوع موتور مورد استفاده، محور پمپ می‌تواند بخشی از روتور موتور بوده و یا مستقل و ب محور موتور جفت شده باشدذ.

محور می‌تواند دارای یاتاقان مستقل بوده، یا توسط یاتاقان‌های موتور نگهداشته شوند.

روش مورد استفاده به طراحی پمپ بستگی خواهد داشت.

پروانه پمپ قسمتی از پمپ است که نیروی زیادی به سیال وارد کرده تا سرعت و مقدار حرکت آن را افزایش دهد.

منفذ مرکز پروانه را چشم پروانه می‌گویند که تا حدودی تعیین کننده ظرفیت پمپ است.

پره‌های پمپ قسمت‌هایی از پروانه‌اند که سیال را در داخل پمپ هدایت می‌کند.

روپوش پروانه پره‌های پمپ را پوشانده و جریان سیال را در ناحیه پروانه محدود می‌نماید.

نقطه مکش محل ورود سیال به پمپ است که معمولاً در نزدیکی بدنه آن قرار دارد.

قطر برای عبور در این نقطه تا حدودی میزان آبدهی پمپ را تعیین می‌کند.

حلقه‌های سایش در تمامی پمپ‌ها درنظر گرفته نمی‌شود.

اما اگر درنظر گرفته شوند، معمولاً قابل تعویض خواهند بود.

وظیفه اصلی آنها این است که اجازه می‌دهند مقدار سیال بین پروانه و بدنه جریان یابد.

بدین طریق، یک آب‌بندی هیدرولیک ایجاد می‌شود که کارایی پمپ را افزایش می‌دهد.

علاوه بر این، مقدار اندکی سیال از طرف رانش به طرف مکش پمپ بازگردانده می‌شود.

کاسه نمد موجب آب‌بندی جریان سیال در داخل پمپ می‌شود.

کاسه نمد می‌تواند شامل یک واحد آب‌بندی از نوع بافته شده قابل تعویض و قابل تنظیم یا از توع مکانیکی باشد.

شیپوره معمولاً در پمپ‌های گریز از مرکز استفاده نمی‌شود، لیکن ممکن است گاهی به منظور جهت دادن به جریان آب بکار گرفته شود.

با استفاده از بدنه حلزونی از شیپوره کمتر استفاده می‌شود.

نقطه رانش یا تخلیه نقطه‌ای است که پمپ سیال را به سیستم لوله‌کشی می‌راند.

برای نمایش قطعات پمپ از نوع ساده، پمپ‌های یک مرحله‌ای با یک دهانه مکش استفاده شده است، اما پمپ‌های گریز از مرکز نیز در طرح‌های چند مرحله‌ای با مکش دوگانه ساخته می‌شوند.

نوع پمپ موردنظر استفاده بر حسب مقدار سیال پمپ شونده و فشار لازم تعیین می‌گردد.

شکل زیر یک پمپ با مکش دوگانه را نشان می‌دهد.

این پمپ بسیار شبیه پمپ با مکش واحد است.

با این تفاوت که در آن سیال از هر دو طرف پروانه کشیده شده و از طریق یک دهانه خروجی رانده می‌شود.

شکل 23: مقطع یک پمپ گریز از مرکز با مکش دوگانه پمپ‌های چند مرحله‌ای به صورت پمپ‌های با مکش واحد دوگانه عرضه می‌شوند.

در این پمپ‌ها، آب از مرحله‌ای به مرحله بعد از میان مجاری داخل پمپ عبور می‌کند.

در هر مرحله، سرعت سیال افزایش یافته تا میزان ارتفاع آبدهی لازم بدست آید.

شکل زیر یک پمپ چند مرحله‌ای با مکش واحد را نشان می‌دهد.

شکل 24: یک پمپ چند مرحله‌ای با مکش واحد بدنه پمپ‌ها پمپ‌های گریز از مرکز در کارخانه‌ها از لحاظ ساختمان و کاربرد با یکدیگر تفاوت دارند.

از این رو، بدنه پمپ‌ها به صورت‌های مختلف ساخته می‌شوند که چند مورد آن در شکل زیر نشان داده شده است.

از این تصاویر می‌توان دریافت که انواع مختلف پمپ‌ها با یکدیگر تفاوت فیزیکی دارند.

در ضمن، جنس بدنه پمپ‌ها می‌توان از مواد مختلف مانند چند، فولاد یا برنز و یا آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی و سایش ساخته شود.

در جدول زیر چند ماده بکار رفته برای انتقال سیالات مختلف درج شده است.

شکل 25: انواع مختلف پمپ‌های گریز از مرکز جدول 1: مواد توصیه شده برای سیالات خورنده گرچه اصول کلی پمپ‌ها یکسان است، اما طراحی داخلی آنها ممکن است بسیار متفاوت باشد.

به عنوان مثال، اثر آب در داخل بدانه پمپ‌های حلزونی آن است که نیروهای شعاعی نامتوازن ایجاد می‌کند.

برای کاهش این اثر، مطابق شکل زیر از بدنه دو حلزونی استفاده می‌شود.

در این طرح، یک مجموعه پره دیگر جهت هدایت آب اضافه می‌شود.

همچنین نیروهای شعاعی داخلی اعمال شده توسط مایع بر پروانه و محور و یاتاق آن بدین طریق متوازن می‌شوند.

شکل 26: نمونه‌ای از یک پوسته دو حلزونی پرده‌های هدایت دو حلزونی در ضمن باعث تقویت بیشتر داخل بدنه و کاهش بار تنش اعمال شده بر روی جداره پمپ می‌شود.

این سیستم دو حلزونی را می‌توان بدون خطر چندانی از لحاظ تطبیق نادرست، برای انواع بدنه یکپارچه و دو پارچه پمپ‌ها بکار گرفت، چرا که روش‌های ریخته‌گری در چند سال اخیر به پیشرفت‌های زیادی نائل شده است.

این طرح همچنین در پمپ‌های چند مرحله‌ای به منظور ایجاد توازن در ارتفاع رانش سیال و هدایت آن به دهانه مکش مرحله بعدی بکار گرفته می‌شود.

اگر بدنه برش شعاعی داشته باشد، می‌تواند شامل چند بخش باشد (به ویژه در مورد پمپ‌های چند مرحله‌ای) که مطابق شکل زیر به یکدیگر پیچ و مهره می‌شوند.

این طرح باعث کاهش هزینه ساخت و ریخته‌گری پمپ‌های چند مرحله‌‌ای می‌شود.

شکل 27: پمپ چند مرحله‌ای با برش شعاعی گاهی برخی از بدنه‌های پمپ‌ها بری افقی خورده، لیکن در یک صفحه مورد قرار می‌گیرند.

بدین طریق، تخلیه عمودی سیال از طریق یک لوله پیوسته به جای یک لوله ناپیوسته امکان‌پذیر است.

در پمپ‌های با مکش دوگانه، دهانه‌های ورودی و خروجی معمولاً‌ در یک صفحه افقی واحد قرار دارند که زیر خط مرکزی پمپ و در دو طرف مقابل یکدیگر بر روی پمپ واقع شده‌اند.

برخی از پمپ‌های با مکش دوگانه مطابق شکل زیر هستند که دهانه مکش‌ آنها در پایین و دهانه رانش آنها در پهلوی پمپ قرار دارد.

اکثر پمپ‌های با مکش دوگانه دارای بدنه با برش افقی‌اند.

شکل 28: پمپ گریز از مرکز با مکش پایین همانگونه که قبلاً گفته شد، مکانیزم آب‌بندی می‌تواند از نوع مکانیکی یا کاسه نمد یاشد.

انتخاب هر یک از این دو به ساختمان پمپ و سیال مورد استفاده و ملاحظات سازنده بستگی دارد.

در پمپ‌هایی که سیالات داغ را جابجا می‌کنند، کاسه نمد معمولاً با نوعی خشک کننده پیش‌بینی می‌شود که این خنک کننده می‌تواند آب سرد، گاز و یا بر حسب سیال مورد استفاده هر مایع دیگری باشد.

در برخی از کاربردها، ممکن است لازم باشد بدنه پمپ و هرگونه یاتاقان نگهدارنده محور پمپ نیز خنک شود.

پروانه پمپ پروانه پمپ مهمترین بخش پمپ می‌باشد، چرا که اندازه، شکل و سرعت آن ظرفیت پمپ را در تمام شرایط تعیین می‌نماید.

شکل زیر انواع مختلف پروانه را نشان می‌دهد.

نوع پروانه با تیغه ساده کونیک و با روپوش منفرد معمولاً در صنایع کوچک بکار می‌رود.

پروانه با تیغه ساده همچنین می‌تواند دارای دو روپوش باشد.

نوع دیگر این پروانه دارای تیغه خمیده یا شعاعی است.

این پروانه غالباً برای انتقال مواد شامل توده‌های جامد یا ذرات درشت معلق بکار می‌رود و سرعت بیشتری به ماده پمپ شونده می‌بخشد.

پروانه با تیغه شعاعی در دو طرح باز و بسته عرضه می‌شود.

طرح باز آن مطابق شکل زیر دارای روپوش جزئی بوده که در مقایسه با پروانه‌های دیگر کوچکتر می‌باشد.

روپوش این پروانه‌های نوع باز فقط قسمت پشت پروانه را می‌پوشاند.

ارتفاع تیغه پروانه بسته به طرح و کاربرد موردنظر می‌تواند از نیم تا دو اینچ تغییر کند.

قطر پروانه همراه با ظرفیت پمپ، ارتفاع پروانه لازم را تعیین می‌کند.

شکل 30: پروانه‌های باز نوع دیگر پروانه باز با روپوش کامل در قسمت پشت در شکل زیر نشان داد شده است.

این پروانه در ردیف پروانه‌های نیمه باز قرار می‌گیرد، چرا که روپوش کامل پشتی تشکیل یک دایره کامل داده و تیغه‌ها از جلو قابل دسترسی‌اند.

شکل 22: پروانه نیمه باز قسمت مرکزی پروانه که بر روی محور نصب می‌شود، توپی پروانه نام دارد.

این توپی بسته به طرح و اندازه پروانه می‌تواند کوچک یا بزرگ باشد.

اگر پروانه از نوع مکش دوگانه باشد، توپی معمولاً در قسمت مرکزی باز بوده و دو توپی جداگانه بر روی محور نصب می‌شوند.

یک نوع پروانه با دو روپوش و با مکش دوگانه در شکل زیر نشان داده شده است.

نوع مکش دوگانه بسیار شبیه نوع مکش واحد بوده، با این فرق که در آن روپوش پشتیبان وجود ندارد.

در عوض، مرکز پروانه با مکش دوگانه دارای به اصطلاح روپوش‌های جزئی است که هنگامی که به هم متصل‌ می‌شوند به شکل منحنی خواهند بود که آب را از دهانه مکش پروانه به نوک تیغه‌های تخلیه هدایت می‌کنند.

تیغه‌های هر طرف در موقعیت‌های مناسب قرار گرفته و پس از اتصال به صورت یک تیغه واحد درمی‌آیند که در نزدیکی لبه بیرونی پروانه قرار دارد.

روپوش‌های بیرونی محفظه‌ای برای مواد پمپ شونده بوجود می‌آورند.

شکل 23: مقطع یک پروانه با مکش دوگانه پروانه پمپ نیز مانند پوسته یا بدنه آن می‌تواند از چدن، فولاد، برنز، برنج، لاستیک قالبی، فایبر گلاس یا هر ماده دیگری باشد که با ماده پمپ شونده سازگار است.

البته انواع دیگر پروانه نیز در در پمپ‌ها بکار می‌روند، اما بیشتر در پمپ‌های انتقال مواد مخصوص یا پمپ‌های با طراحی مخصوص استفاده می‌شوند.

خاطر نشان می‌شود که حلقه‌های سایش در معرض سایش توسط مواد ساینده بوده و می‌بایست زمانی آنها را جایگزین نمود.

این جایگزینی بر حسب کاربرد مواد و مواد پمپ شونده ممکن است در مدت 6 ماه، یک سال و یا بیشتر صورت گیرد.

بیشتر سازندگان، حلقه‌های سایش را از جنس برنز یا برنج می‌سازند.

این حلقه‌ها را می‌توان مطابق شکل زیر در پوسته یا بر روی پروانه و یا هر دو قرار داد.

نوع حلقه سایش و روش نصب آن از سوی سازندگان پمپ تعیین می‌شود.

شکل 24: انواع مختلف حلقه‌های سایش محورها محور پمپ‌ها معمولاً از فولاد ضدزنگ یا مواد ضدخوردگی دیگر ساخته می‌شوند.

مواد ضدخوردگی به لحاظ هزینه بالای تعویض محورها مورد استفاده قرار می‌گیرند.

روش اقتصادی‌تر آن است که علیرغم هزینه اولیه بالا، از یک محور پمپ مرغوب استفاده ‌شود.

در پمپ‌های بزرگ، موتورها معمولاً به محور پمپ جفت می‌شوند.

محور به طور مستقل و بر حسب طرح مورد استفاده بر روی یک یا دو یاتاقان قرار می‌گیرد.

یاتاقان‌های روغن‌خور معمولاً‌ با یک مخزن همراه‌اند که دارای مقدار و نوع معینی از روغن می‌باشد.

یا آنکه سازنده پمپ می‌تواند از یاتاقان‌های گریس‌خور استفاده کند.