پمپ هیدرولیک پره ای و مارپیچی ، انواع و کاربرد آن در صنعت
انواع پمپ هیدرولیک (بخش اول)
پمپ هیدرولیک پره ای دارای کاربرد گسترده در تمامی صنایع و همچنین بالابرها می باشد و در این مقاله سعی بر آن شده است تا آشنایی مقدماتی شما با این نوع پمپ و همچنین پمپ مارپیچی فراهم گردد.
پمپ های هیدرولیک جابجایی مثبت متغیر:
در این گونه پمپ ها ، جابه‌جایی پمپ و حجم تخلیه ، متغیر است و از این رو حجم سیال منتقل شده در هر سیکل ممکن است متفاوت باشد. تغیرات نرخ جریان سیال فقط به تغییرات سرعت پمپ وابسته نیست ، بلکه حجم فیزیکی محفظه پمپ برحسب نیاز تغییر می‌کند که دبی های متفاوت ایجاد می‌کند. این گروه از پمپ ها شامل پمپ های پره‌ای و پمپ های پیستونی است.
پمپ های هیدرولیک پره ای لغزشی:
پمپ پره ای دارای تعدادی پره است که در شکاف‌های روتور تعبیه شده و آزادانه می‌لغزند. هنگامی که روتور به وسیله محرک (شافت) به حرکت درمی‌آید ، پره ها بر اثر نیروی گریز از مرکز یا نیروی فنر و یا حتی سیال پرفشار به سمت بیرون رانده می‌شوند و به دیواره پوسته پمپ یا رینگ بادامکی ، فشرده می‌شوند. روتور نسبت به محفظه پمپ خارج از مرکز است. گاهی این خروج از مرکزی به واسطه عملکرد رینگ بادامکی اعمال می‌شود.
همانند سایر پمپ های هیدرولیک جابجایی مثبت ، اساس کار این پمپ ، افزایش فضای فیزیکی یعنی فضای بین پره ها و پوسته در سمت مکش و کاهش این فضا در سمت تخلیه است. پمپ های پره ای به چهار نوع عمده تقسیم می‌شوند :
1- پمپ پره ای نامتعادل جابجایی ثابت، 2- پمپ پره ای متعادل جابجایی متغیر، 3- پمپ پره ای نامتعادل جابجایی متغیر، 4- پمپ هیدرولیک پره‌ای متعادل جابجایی ثابت.
پمپ های پره‌ای جابجایی ثابت متعادل و نامتعادل:
در پمپ پره ای اندازه خروج از مرکز مقداری ثابت است. در پمپ های نامتعادل ، اعمال فشار نامناسب و نامتعادل بر پمپ و روتور باعث عدم تعادل و ارتعاش پمپ و حتی سروصدا می‌شود. وجود فشار زیاد در سمت تخلیه و فشار کم در سمت مکش ، نیروی نامتعادل بزرگی در خلاف جهت جریان بر پمپ اعمال می‌کند. طرح پمپ های پره‌ای متعادل دارای دو دریچه ورودی و دو دریچه خروجی در سمت های متقابل روتور است. رینگ بادامکی بیضی شکل یا تخم مرغی است.
این امر علاوه بر مضاعف شدن عمل پمپاژ در هر واحد چرخش ، باعث می‌شود که فشارهای متقابل اعمال شده بر پمپ ، متعادل شود. بنابراین یاتاقان های این پمپ از نوع معمولی و ضعیف انتخاب می‌شود، چرا که این یاتاقان ها فقط باید مسؤولیت نگهداری محور و تحلیل بارهای جزئی خارجی را به عهده داشته باشند.
در نوع اصلاح شده پمپ هیدرولیک پره ای فشار را از طریق راهگاه های موجود در روتور به زیر پره ها هدایت می‌شود. این امر باعث می‌شود هنگامی که فشار بالا می‌رود، رانش پره ها به دیواره رینگ بادامکی و در نتیجه آبب بندی افزایش ، و نشتی کاهش یابد. با کاهش فشار ، میزان رانش کمتر و در نتیجه از سایش مداوم پره ها جلوگیری می‌شود. بنابراین فشار رانش با فشار پمپ متناسب می‌شود. به این نوع پره ها ، intra-vane می‌گویند.
از این روش به نوعی میتوان برای متعادل کردن پمپ هیدرولیک پره ای استفاده کرد. بدین منظور از intra-vane استفاده می‌شود که در آن فشار پشت پره پمپ به زیر آن هدایت و اعمال می‌شود. با هدایت فشار به زیر پره‌ها و رانش شعاعی آنها به سمت بیرون ، توانایی مثبتی در حفظ و کنترل مسیر حرکت پره ها در امتداد منحنی پوسته پمپ فراهم می‌شود و علاوه بر متعادل کردن نیروهای وارده بر پره ، در فشارهای بالاتر ، میزان نشتی در سیستم صفر می شود.
طرح دیگر برای متعادل کردن پمپ های هیدرولیک پره‌ای ، استفاده از پره های جفت است که در شکاف‌های روتور قرار می‌گیرند. پره‌های پمپ در صفحه تماس با همدیگر دارای انتهای شیبدار با لبه‌های کناری پخ زده هستند. بنابراین در این حالت از فشار نه تنها برای اعمال نیروی رانش شعاعی به سمت بیرون ، بر پره ها استفاده می‌شود، بلکه پره ها نسبت به شکاف روتور نیز آب بندی می‌شوند. وجود دو نوک تماس بین هر یک از پره های جفت و رینگ بادامکی، سایش و لغزش را در انتهای پره ها کاهش می‌دهد.
همه روش های فوق، بازده حجمی پمپ را افزایش می‌دهد. پره های این نوع پمپ به وسیله مکانیزم میله های فشاری کار می‌کنند.
در این طرح ، پمپ نیاز به هیچ‌گونه بارگذاری فنر، نیروی گریز از مرکز یا فشاری ندارد که همگی باعث افزایش اصطکاک می‌شوند. پره های مقابل در این پمپ ، به وسیله میله های فشاری به طور داخلی به هم متصل‌اند و همه آنها در یک روتور کانتور شده (یعنی دارای منحنی‌های بادامکی داخلی) حرکت می‌کنند. هنگامی که روتور شروع به حرکت و چرخش می‌کند، پره ها منحنی کانتور را دنبال می‌کنند و به وسیله میله های فشاری به جلو و عقب رانده می‌شوند.
بنابراین مطابق شکل هنگامی که پره جمع می‌شود، پره مقابل آن باز شده و سیال به دریچه خروجی وارد می‌شود. این طرح دارای دور پایین و گشتاور بالاست و به دلیل چرخش پوسته خارجی نسبت به استاتور ، میتوان از مکانیزم‌های محرک مختلفی همانند چرخدنده ، تسمه ، و چرخ زنجیر برای چرخاندن پمپ استفاده کرد.
پمپ های هیدرولیک مارپیچی:
در این نوع پمپ ها ، دو یا چند پیچ درگیر سیال را با فشار به جلو می‌رانند. درگیری پیچ‌ها به شکلی است که باعث آب بندی بسته‌های سیال در بین پیچ‌ها و پوسته می‌شود. سیال به صورت محوری و با روش «رانش بسته‌ای مجزا» در محفظه پمپ انتقال می‌یابد.
در بین شبکه پیچ ها و آب بندی ها ، سیال مسیر پرپیچ و خمی را طی می‌کند و با جریان پیوسته خارج می‌شود. این نوع پمپ ، جابه‌جایی ثابت است. دندانه های پیچ های مقابل به صورت نر و ماده با هم درگیر می‌شوند. چرخدنده های Timing که اغلب از نوع اصطلاحاً «استخوانی شاه‌ماهی» است ، نیروی ورودی محور را به پیچ‌های محرک و متحرک ، منتقل می‌کنند.
در این نوع پمپ هیچ‌گونه تنظیم‌کننده داخلی برای سایش وجود ندارد. در واقع ، نیروهای محوری سایش را جبران و لقی لازم بین دنده‌ها را فراهم می‌کنند. رانش‌های جانبی که در پمپ های پره‌ای و پمپ های دنده‌ای مشاهده می‌شود در این پمپ وجود ندارد و فقط یاتاقان اصلی در انتهای محفظه پمپ برای نگهداری محور متحرک و قرارگیری آب‌بندی و تحمیل نیروهای محوری کافی است. این پمپ اصولاً آرام کار می‌کند و به دلیل نیاز اندک آن به روغنکاری ، تقریباً با آن همه نوع سیال را میتوان پمپاژ کرد. قابلیت اعتماد این پمپ به علت تعداد کم اجزای داخلی و سادگی آن ، زیاد است.
سرعت کاری آن بالاست و به نوع سیال بستگی زیادی دارد. سرعت در انواع تجاری آن تقریباً تا rpm 3500 است که در مورد پمپ های ویژه ممکن است بیشتر نیز باشد. امکان اتصال مستقیم این پمپ به موتور محرک به واسطه شرایط ساختمانی آن وجود دارد و جریان ایجاد شده کاملاً غیرموجی است. در جریان خروجی هیچ‌گونه تکان شدید یا آشفتگی و یا انتقطاع جریان وجود ندارد. کاربرد این پمپ در ماشین تزریق آلومینیوم ، پرس هیدرولیک ، ماشین‌های ابزار، ماشین‌های سوراخ‌کن و انتقال سیال با فشارهای بالا و متوسط است. محدوده دبی در این پمپ تا gpm 500 (L/min 900) و فشار تا حدود psi 300 (bar 200) است. با ترکیب جفت یا ترتیبی این پمپ میتوان دبی بیشتری تولید کرد.
پمپ های پره‌ای و پمپ های پیستونی جزو هر دو گروه پمپ‌های جابه‌جایی مثبت ثابت و متغیر است ولی چون کاربرد عمده این نوع پمپ به عنوان پمپ های متغیر است ، آنها را پس از ارائه تعریف پمپ جابه‌جایی مثبت متغیر، به طور مجزا ، معرفی خواهیم کرد.
همچنین شما می توانید برای آشنایی بیشتر با انواع پمپ های هیدرولیک و ساختمان آنها اینجا کلیک کنید
شیر برقی Duplomatic | پرشر سوئیچ دوپلوماتیک | فیلتر المنت | فشارشکن دوپلوماتیک | شیر پروپرشنال Duplomatic | کارت پروپرشنال Duplomatic