پمپ های هيدروليک و اجزای آن ها

دسته بندي : فنی و مهندسی » مکانیک
یک پمپ اصطلاحا وسیله ای است که باعث انتقال یک مایع از طریق افزایش سطح انرژی آن می باشد.
این کار از چندین طریق امکان پذیر می باشد.درپایان این فصل قادر خواهید بود تا کلیه پمپهای موجود در سایت خود را شناسایی کرده ووظیفه آنها را بیان نمائید.شکل زیر را ببینید.در این شکل کلیه پمپهایی را که در این فصل بحث خواهد شد مشاهده می کنید.توجه داشته باشید که پمپها به دو گروه کاملا مجزا تقسیم بندی می شوند.یک گروه از پمپها مایع را بوسیله جابجایی مثبت منتقل کرده وگروه دیگر اینکار را بوسیله حرکت دینامیکی انجام میدهند.

درشکل زیر تعریف پمپهای جابجایی مثبت وپمپهای دینامیکی ومشخصات هرکدام نشان داده شده است:

هرپمپ (صرفنظر از اینکه جابجایی مثبت ویا دینامیکی باشد)به دو قسمت تقسیم می شود.یک بخش آن قسمت هیدرولیکی داخل پمپ بوده((Hydraulic end وبخش دیگر شامل قطعات مکانیکی داخل پمپ ((Mechanical end می باشد.

واقعیت مهمی که باید درنظر داشت آنستکه نوع انتقال مایع برای ان اهمیتی ندارد وانچه حائز اهمیت است عبارت است از:روابط عملکردی هد،توان وبازده که این روابط درکلیه پمپها اثرات یکسان خواهند داشت وبه نوع پمپ که جابجایی مثبت ویا دینامیکی باشد بستگی ندارد.این روابط در ادامه همین فصل مورد بحث وبررسی قرارخواهد گرفت.
ازجمله قطعاتی که دربخش قطعات مکانیکی پمپ قرار میگیردمی توان به محورها،یاتاقانها،اب بندها،کوپلینگها وپوسته ها اشاره نمود که این قطعات دارای وظایف یکسانی درتمامی پمپها می باشند.شکل زیر شباهتهایی را که بین قسمتهای مکانیکی وهیدرولیکی پمپها (صرفنظر از نوع پمپ) وجود دارد را نشان داده است.

همانگونه که در جدول فوق مشاهده می شود روابط مربوط به عملکرد پمپها درتمامی پمپها (صرفنظر از نوع پمپ) یکسان می باشد.همچنین در تمامی پمپها در قسمت مکانیکال آنها که قطعاتی همچون یاتاقانها،اب بندهاوپوسته ها قرار گرفته است ،تمامی این قطعات در پمپها دارای وظایف مشترکی بوده وبه نوع پمپ بستگی ندارد.
پمپهای جابجای مثبت(positive displacement pumps):
همانگونه که قبلا عنوان گردید یک پمپ جابجایی مثبت پمپی است که در آن میزان جریان ثابت بوده ولی هد((headمتغیر می باشد.درشکل زیر یک نمونه پمپ پیستونی دوطرفه(Double acting)نشان داده شده است.

در این پمپها هنگامیکه پیستون از سمت چپ به راست حرکت می کند آنگاه این حرکت باعث افزایش فشار مایع خواهد شدواین حرکت پمپ(صرفنظر از گراویته ویژه وویسکوزیته مایع)بشرط تامین توان لازم، باعث انتقال وحرکت مایع خواهد شد.انواع مختلفی از پمپهای جابجایی مثبت درصنایع نفت،گاز وپتروشیمی وجود دارند.درجدول زیر محدوده های عملکرد این قبیل پمپها ارائه گردیده است.

پمپهای رفت وبرگشتی(Reciprocating Pumps):
پمپهای رفت وبرگشتی از جمله پمپهای جابجایی مثبت بوده که بوسیله حرکات ضربه ای ((pulsating actionباعث افزایش انرژی مایع میگردند.ازجمله این پمپهامی توان به پمپهای قدرت((power pump،پمپهای بخار یک طرفه(Direct (acting steam pumps ،پمپهای دیافراگمی((Diaphragm pumpsاشاره نمود.
کلیه پمپهای رفت وبرگشتی تولید حرکات ضربه ای می کنند واگر سیستمی که پمپها در آن کار می کنند به درستی طراحی وآنالیز نشده باشد،انگاه این ضربه ها می توانند باعث صدمات فراوانی به پمپ ویا سیستم فرایندی گردند.درچنین سیستمهایی معمولا از تجهیزات ضدضربان((Anti pulsation نظیر ظروف حجمی(Volume (Botles،اریفیس ها ویا ظروف ضربان گیر((Pulsation Bottles استفاده می شود.
پمپهای قدرت(Power pumps):
درشکل زیرنمونه ای از این پمپها نشان داده شده است.از پمپهای قدرت معمولا در مواردی که فشار بالا بوده وجریان کمی مورد نیاز میباشد استفاده میگردد.از جمله این موارد می توان به سرویسهای مربوط به آمین((Amin کربنات ویا سرویسهای آب یا روغن با فشاربالااشاره نمود.این پمپها را می توان هم بصورت افقی وهم عمودی نصب کرد.همانگونه که درشکل نشان داده شده اجزا این پمپها شامل استوانه مایع((liquid cylinder با پیستونها ومحورها،شیرها((valvesوقسمت قدرت((powerآنها می باشد.قسمت قدرت دراین پمپهاشامل میل لنگ((crankshaft به همراه یاتاقانها،شاطون یا دسته پیستون((connecting rod ومجموعه لوله انتهای میل لنگ یا پیستون((crosshead می باشد.علت اصلی نامیده شدن این پمپها به نام پمپهای قدرت آنستکه این پمپها بوسیله یک منبع قدرت خارجی نظیر الکتروموتور ویا یک موتور احتراق داخلی ،به جای استفاده از سیلندرهای بخار که درپمپهای با راه اندازی مستقیم مورد استفاده قرارمیگیرد به حرکت در می ایند.

پمپهای دیافراگمی:
درشکل زیر نمونه ای شماتیک از یک پمپ دیافراگمی نشان داده شده است.در این قبیل ازپمپها ناحیه مربوط به قدرت (توان)وقسمت مایع تقریبا یکی می باشد.از این پمپها بصورت محدود در صنایع پتروشیمی وپالایشگاهی استفاده گردیده وبیشتر درسرویسهای اندازه گیری استفاده می شوند.

پمپهای اندازه گیری(Metering Pump):
درشکل زیر یک نمونه پمپ اندازه گیری از نوع دیافراگمی که اصطلاحا به انها پمپهای تناسبی ((Proportioning pumps نیز گفته میشودنشان داده شده است.

از این نوع پمپها عمدتا در مواردیکه درصنایع شیمیایی نیاز به تزریق مقدار کنترل شده دقیقی از یک ماده شیمیایی در یک فرایند باشد مورد استفاده قرار میگیرند.کنترل حجم در این پمپها بوسیله تغییر طول کورس موثر بدست می آید.
این پمپها دارای دو نوع اصلی می باشند:
۱-پمپهای پلانجری(Plunger Pumps):
سیال فرایندی در این پمپها بصورت مستقیم با پلانجر تماس پیدا کرده ودرسرویسهایی که جریان بیشتری مد نظر باشد مورد استفاده قرار میگیرند.
۲-پمپهای دیافراگمی
در این پمپها،سیال موجود درفرایند بواسطه دیافراگمی که بصورت تخت بوده وبوسیله یک نیروی هیدرولیکی عمل میکند از پلانجر جدا گردیده است.از این پمپها معمولا درمواردیکه جریان کمتری مورد نیاز بوده ویا درمواردیکه نشت سیال به بیرون از پمپ خطرآفرین باشد استفاده میگردد.
هنگامیکه مایع مورد استفاده در پمپاژ از نوع مایعات سمی ویا قابل اشتعال باشدانگاه می توان در پمپهای دیافراگمی از دودیافراگم به همراه یک نشت یاب واژیر خطر استفاده کرد.در چنین مواردی در صورت بروز نشتی از یک دیافراگم اژیر به صدا درخواهد امد.انجمن نفت آمریکا((APIاقدام به انتشار استاندارد API 675 نموده که این استانداردحداقل ملزومات مورد نیازجهت پمپاژ با حجم معین درصنایع پالایشگاهی را ارائه میکند.
پمپهای دوار(Rotary Pumps):
مجموعه دیگری از پمپها که تعداد متنابهی از انها درصنعت وجود دارند را تحت عنوان پمپهای دوار طبقه بندی میکنند.این پمپها از جمله پمپهای جابجایی مثبتی هستند که درحین عملکرد خود هیچگونه ضربانی ((Pulsationدر جریان بوجود نمی اورند.ازجمله مشخصه های بارز این قبیل پمپها می توان به تنوع آنها(نوع پیچی ،دنده ای،گوشواره ای و…) وهمچنین بالا بودن بازدهی انها اشاره نمودکه این خاصیتها باعث گردیده که این پمپها همواره گزینه مناسبی درصنایعی که سیال آنها روغن وسایر سیالات ویسکوز میباشدمدنظر قراربگیرد.این پمپها قادرند از یک گالن دردقیقه تاظرفیتی بیش از ۵۰۰۰گالن دردقیقه را با نرخ فشار تا۵۰۰۰psi را درمورد مایعی با ویسکوزیته حداقل یک سانتی استوک تا بیش از ۱۰۰۰۰۰۰SSUجابجا نمایند.
پمپهای پیچی(Screw Pumps):
در شکل زیر نمونه ای از یک پمپ پیچی نشان داده شده است.