پمپ جابجایی مثبت چیست؟

پمپ جابجایی مثبت در پایپینگ به پمپ‌هایی گفته می‌شود که مقدار ثابتی سیال را در فواصل منظم پمپاژ می‌کنند. این پمپ جابجایی مثبت دارای حفره‌ داخلی است که در سمت مکش به فواصل منظم پر می‌شود و سیال را با فشار بیشتری در سمت خروجی تخلیه می‌کند. عمل پمپاژ ورودی به خروجی در انواع پمپ جابجایی مثبت به‌صورت چرخه‌ای است که توسط پیچ، پیستون، غلتک، چرخ‌دنده، دیافراگم یا پره کنترل می‌شود.

پمپ جابجایی مثبت در پایپینگ برای هر چرخه رفت و برگشت، حجم سیال مشخصی را در حفره داخلی حبس، و همان را با فشار تخلیه می‌کند. در این حالت، جابجایی سیال با کمک چند قسمت از جمله پیستون و دیافراگم آن انجام می‌شود. پمپ‌های جابجایی مثبت دارای دهانه ورودی بزرگ‌تر در سمت مکش پمپ و دهانه با قطر کم‌تر در سمت تخلیه هستند.

در این بخش از دانستنی‌های آهن نرخ به معرفی انواع پمپ جابجایی مثبت می‌پردازیم و از کاربردها و مزیت‌های آن‌ها می‌گوییم.

در این مقاله می‌خوانید:

• انواع پمپ جابجایی مثبت در پایپینگ
• کاربردهای پمپ جابجایی مثبت
• معیارهای انتخاب پمپ در پایپینگ
• مقایسه پمپ جابجایی مثبت در مقابل پمپ گریزازمرکز

همچنین به شما پیشنهاد می‌کنیم به مقاله انواع پمپ در پایپینگ – پمپ سانتریفیوژ Centrifugal pump مراجعه نمایید؛ اطلاعات مفیدی در اختیار شما قرار می‌دهد.

انواع پمپ جابجایی مثبت در پایپینگ

بر اساس نحوه جابجایی سیال؛ انواع پمپ جابجایی مثبت را به طور عمده در دو نوع طبقه‌بندی می‌کنیم:

• پمپ رفت و برگشتی
• پمپ چرخشی

 پمپ جابجایی مثبت نوع رفت و برگشتی Reciprocating Pump

در پمپ رفت‌ و برگشتی سیال به طور مداوم توسط محفظه‌ای دارای پیستون منبسط و منقبض می‌شود و جریان سیال را تثبیت می‌کند. پمپ جابجایی مثبت از نوع پمپ رفت و برگشتی باعث می‌شود سیال در حین انبساط به داخل حفره پمپ حرکت کند و با انقباض به بیرون پمپ هدایت شود. جهت جریان سیال در سیستم لوله‌کشی و پایپینگ هنگام استفاده از پمپ رفت و برگشتی با شیرهای یک‌طرفه کنترل می‌شوند. به‌این‌ترتیب از فشار برگشتی یا حرکت معکوس سیال جلوگیری می‌شود.

پمپ چرخشی Rotary Pump

پمپ چرخشی از بخش چرخاننده‌ای استفاده می‌کند که سیال را در حفره پمپ به دام می‌اندازد و سپس آن را در خروجی پمپ رها می‌کند. در پمپ جابجایی مثبت از نوع پمپ چرخشی حفره‌های داخلی پمپ با پیکربندی‌های مختلف چرخاننده‌ها شامل چرخ‌دنده یا رزوه‌های پیچ همراهی می‌شوند. در برخی از طرح‌های پمپ چرخشی می‌توانید بیش از یک محور چرخاننده یا شفت را مشاهده کنید؛ اما اصول کار یک محور یا بیشتر، یکسان است. شکل روتور یا چرخاننده در پمپ جابجایی مثبت  به‌گونه‌ای طراحی شده است که حفره‌هایی از حجم سیال ایجاد کرده و آنها را در جهت موردنظر جابه‌جا می‌کند.

کاربردهای پمپ جابجایی مثبت

در هر سیستم لوله‌کشی صنعتی و پایپینگ یا لوله‌کشی تاسیسات باتوجه‌به هدف سیستم می‌توانید از نوع متفاوتی از پمپ‌های جابجایی مثبت استفاده کنید.

انواع پمپ جابجایی مثبت به طور گسترده در کاربردهای زیر استفاده می‌شوند:

 پمپ‌های پیستونی  Piston or Plunger pumps

از پمپ جابجایی مثبت دارای پیستون برای سیالات با ویسکوزیته کم مانند پاشیدن رنگ، تولید روغن و اهداف شستشو استفاده می‌شود.

 پمپ‌های دیافراگمی Diaphragm pumps

از پمپ جابجایی مثبت دارای دیافراگم یا پرده برای کاربردهای سم‌پاشی و تصفیه آب استفاده می‌شود.

 پمپ‌های دنده‌ای Gear pumps

پمپ جابجایی مثبت دارای چرخ‌دنده برای سیالات با ویسکوزیته بالا مانند نفت خام و مشتقات آن استفاده می‌شود.

 پمپ‌های لوب Lobe pumps

پمپ دارای لوب از انواع پمپ جابجایی مثبت یکی از پرکاربردترین پمپ‌ها در صنایع مختلف است. پمپ‌ لوب مورداستفاده گسترده‌ای در صنایع غذایی، شیمیایی، دارویی، بیوتکنولوژی و بهداشتی دارد.

 پمپ‌های پیچی Screw pumps

پمپ جابجایی مثبت پیچی یا رزوه‌ای برای انتقال سوخت، تولید روغن و موارد مشابه کاربرد زیادی دارد.

 پمپ‌های پره‌ای Vane pumps

پمپ جابجایی مثبت پره‌ای برای هدایت و انتقال مایعات با ویسکوزیته کم استفاده می‌شود. پمپ پره‌ای عمدتاً برای بارگیری و انتقال سوخت کاربرد دارد. کاربردهای انواع پمپ جابجایی مثبت  تنها به این موارد محدود نمی‌شوند و از آن‌ها در موارد دیگری در پایپینگ نیز می‌توانید بهره ببرید.

 معیارهای انتخاب پمپ در پایپینگ

مهم‌ترین معیارهای انتخاب پمپ در پایپینگ باید متناسب باهدف سیستم لوله‌کشی صنعتی یا تاسیسات باشند. برای انتخاب پمپ مناسب در جهت هدفی خاص، توجه به ۱۲ معیار کلیدی در ارزیابی پمپ الزامی است. این معیارها؛ عوامل مربوط به مکان و سازه‌ ساختمانی، همچنین عوامل مؤثر در فرایند و عملکرد سیال را در بر می‌گیرند. گاهی اوقات آنچه تنها با بررسی یک وجه، مناسب به نظر می‌رسد؛ بهترین رویکرد نیست. برای مثال، پمپ بزرگ‌تر همیشه بهتر نیست. 

اگر پمپ با ظرفیت بیش از حد موردنیاز در سیستم پایپینگ نصب کنید، ایجاد گرمای بیش از حد، پمپ را دچار خرابی مکرر می‌کند. در این صورت؛ تعمیر و نگهداری و همچنین قطع و وصل مجدد سیستم فرایندی هزینه‌های اضافه و سربار زیادی به شما تحمیل می‌کند. در سیستم لوله‌کشی صنعتی و پایپینگ و همچنین لوله‌کشی تاسیسات معمولاً پمپ‌ها بر اساس پارامترهای زیر انتخاب می‌شوند:

 داده‌های محصول یا سیال:

شامل ویسکوزیته، چگالی، وزن مخصوص سیال، دمای فرایند، ویژگی‌های جریان سیال، فشار بخار و محتوای جامد سیال است.

 داده‌های عملکرد:

شامل ظرفیت پمپ، سرعت جریان سیستم، قدرت مکش پمپ، فشار تخلیه و هد تخلیه یا ارتفاع تخلیه پمپ است.

برای دستیابی به داده‌های بالا هنگام انتخاب پمپ مناسب برای سیستم لوله‌کشی و پایپینگ به این سؤالات توجه کنید:

• ظرفیت پمپ – دقیقاً به چه ظرفیتی از یک پمپ در این بخش از سیستم نیاز است؟
• کیفیت سیال – چه نوع مایع یا سیالی باید از داخل سایت پمپاژ شود؟
• ایمنی – آیا انتخاب این پمپ هماهنگ با ایمنی پایپینگ و سایت است؟
• گرادیان یا ارتفاع – مخزن یا جایگاهی که سیال نهایتاً باید در آنجا پمپ شود، نسبت به دهانه خروجی پمپ چه شیب یا زاویه‌ای دارد؟
• طول لوله – طول لوله‌ها در سیستم لوله‌کشی و پایپینگ برای انتقال سیال به نقطه خروج محصول چقدر است؟
• قطر لوله – اندازه بیرونی دهانه لوله ورودی و خروجی در سیستم چیست؟
• گرید یا کلاس لوله – اندازه داخلی دهانه لوله‌های ورودی پمپ و همچنین قطر داخلی لوله‌های خروجی متصل به نازل چیست؟
• متریال پایپینگ – توجه به انواع متریال پایپینگ + جدول متریال لوله‌کشی در صنایع برای انتخاب پمپ ضروری است. لوله مانیسمان یا لوله درزدار – توجه به تفاوت ساختاری لوله مانیسمان (بدون درز) و لوله درزدار فولادی برای انتخاب انواع پمپ در پایپینگ دارای اهمیت است.

همچنین بخوانید: لوله گالوانیزه در صنعت

• نحوه پشتیبانی از پمپ – در صورت بروز هرگونه مشکل در پمپ با چه سرعتی می‌توانید پمپ را تعویض یا تعمیر کنید؟ هزینه سرویس و نگهداری و رتبه انرژی – آیا هنگام انتخاب پمپ به تداوم کار، پشتیبانی و هزینه در طول زمان توجه دارید؟ اندازه‌گیری عملکرد انواع پمپ جابجایی مثبت و سایر پمپ‌ها در سیستم لوله‌کشی و پایپینگ محیط‌های کاری سخت بسیار مهم است. اهمیت نوع و عملکرد پمپ‌ها در طول زمان مهم هستند و فقط نحوه عملکرد آن‌ها در شروع کار سیستم، ملاک انتخاب مناسب نیست. اگر قصد دارید از انواع پمپ جابجایی مثبت و پمپ سانتریفیوژ در پایپینگ استفاده کنید، چگونگی کارایی پمپ در طول زمان را مورد بررسی قرار دهید.

برای خرید تجهیزات لوله‌کشی و پایپینگ هماهنگ با نیاز خود، با مشاورین ما در آهن نرخ تماس بگیرید.

مقایسه پمپ جابجایی مثبت در مقابل پمپ گریز از مرکز

مزیت عمده پمپ جابجایی مثبت نسبت به پمپ سانتریفیوژ چیست؟

دبی ثابت – یکی از مزیت‌های اصلی پمپ جابجایی مثبت در مقایسه با پمپ گریزازمرکز توانایی آن در تولید دبی ثابت است. دبی یک پمپ جابجایی مثبت حتی زمانی که در فشار سیال تغییراتی اتفاق می‌افتد؛ ثابت می‌ماند.

هماهنگ با ویسکوزیته بالا – پمپ جابجایی مثبت عملکرد بسیار خوبی در هماهنگی با یک سیال ویسکوز بالا ارائه می‌دهد. چگونه ویسکوزیته سیال بر نرخ جریان تأثیر می‌گذارد؟ با افزایش ویسکوزیته، سرعت جریان پمپ سانتریفیوژ به‌سرعت کاهش می‌یابد. این در حالی است که دقیقاً برعکس؛ در پمپ جابجایی مثبت با افزایش ویسکوزیته، دبی پمپ نیز افزایش می‌یابد. 

مایعات بسیار چسبناک به‌سرعت فضاهای داخلی یک پمپ جابجایی مثبت را پر می‌کنند که بازده حجمی بیشتری را ایجاد می‌نمایند. به همین دلیل، انتخاب یک پمپ جابجایی مثبت برای کنترل مایعاتی که چسبناک هستند بسیار مهم است.

 مناسب جریان کم و هد بالا – پمپ جابجایی مثبت به نسبت پمپ سانتریفیوژ  گزینه بهتری برای جریان کم تخلیه سیال با فشار هد بالاتر است. پمپ جابجایی مثبت در سمت لوله ورودی خلاء ایجاد می‌کند که باعث ایجاد قابلیت مکش بالابر می‌شود. قابلیت مکش بالابر در پمپ جابجایی مثبت قابل‌توجه است؛ به این معنا که می‌تواند نرخ جریان کم سیال را در خروجی با ارتفاع جهش بالاتری برای تخلیه تحویل دهد.

پمپاژ سیالات حاوی جامدات –  پمپ جابجایی مثبت برای پمپاژ سیالات حاوی مواد جامد ایدئال است؛ بنابراین برای پمپاژ روغن، فاضلاب و دوغاب استفاده می‌شود.

همچنین بخوانید: روش های جرم گیری لوله و رسوب زدایی لوله کشی در تاسیسات و پایپینگ

 قابلیت خود پر کردن – پمپ جابجایی مثبت از طریق ایجاد مکش به‌صورت خودکار محفظه پمپ را مداوم پر می‌کند.

 پمپ مقرون‌به‌صرفه –  انواع پمپ جابجایی مثبت در پایپینگ فضای کم‌تری اشغال می‌کنند و با ترکیب دبی کم و هد بالا بهره‌وری را افزایش می‌دهند.

برش سیالات –  سرعت پروانه چرخشی در پمپ سانتریفیوژ مناسب کار با سیالات حساس نیست و می‌تواند باعث برش بیش از اندازه سیال شود. پمپ جابجایی مثبت با اجزای پرسرعت طراحی نمی‌شود؛ به این معنی که این پمپ‌ها برش زیادی را به سیال اعمال نمی‌کنند. به همین دلیل، انواع پمپ جابجایی مثبت هنگام کار با محیط و سیالات حساس به برش؛ گزینه مناسبی هستند.

برای خرید لوله و تجهیزات لوله‌کشی مناسب انواع پمپ جابجایی مثبت در پایپینگ و سیستم لوله‌کشی انواع پمپ سانتریفیوژ با ما در تجهیزات لوله‌کشی آهن نرخ تماس بگیرید.