طرح تولید پمپ های سانتریفیوژ

پمپ آب سانترفیوژ از جمله پمپ های متداول در انتقال آب و انواع مایعات می باشند ، که از انرژی جنبشی استفاده می کنند. نیروی گریز از مرکز مایع را با فشار از چشمی پروانه و از جایی که وارد لوله می شود ، خارج می سازد. فشارهای متفاوتی می توانند با تغییر سرعت پروانه ، استفاده از پروانه بزرگتر و یا با افزایش تعداد پروانه ها ایجاد شوند . پروانه و مایع پمپاژ شده از قسمت خارجی به وسیله مکانیکال سیل ها تفکیک شده اند. محور شفت و بار محوری یاتاقان ها مانع حرکت شفت و کاهش اصطکاک در چرخش می شوند.

انواع پمپ

۱) پمپ های سانتریفیوژ
۲) پمپ های رفت و برگشتی
۳) پمپ های چرخ دنده ای

تاریخچه پمپ های سانتریفیوژ

نیاز انسان به آب و جابجایی آن از نقطه ای به نقطه ای دیگر سبب شد که انسان به فکر ساخت دستگاهی که این مشکل رابرطرف کند بیافتد. اولین نمونه های پمپ ها که نیروی محرک آنها توسط انسان یاحیوانات تامین میشد، توسط مصریان باستان در ۱۷ قرن پیش از میلاد مسیح ساخته شد و مورد استفاده قرار گفتند.آنها توانسته بودند آب را با پمپ های رفت و برگشتی از عمق ۹۱.۵ متر ی زمین بیرون بکشند. در یونان باستان نیز پمپ های رفت و برگشتی با طرح ساده ۴ قرن قبل از میلاد ساخته شده بود. تاریخ مشخصی در مورد ابداع پمپهای سانتریفیوژوجود ندارد ،اما گفته میشود که نقاشیهای لئوناردو داوینچی در قرن پانزدهم میلادی نشان میدهد که چگونه با اعمال نیروی گریزازمرکز به آب درون یک لوله خمیده ، آب را تا مقدار معینی بالا برد. اولین پمپ های سانتریفیوژ در اواخر قرن هفدهم و اوایل قرن هجدهم توسط مهندسین فرانسوی و ایتالیایی ساخته شده و کاربرد عملی یافتند (۱۷۳۲). در نیمه های قرن نوزدهم عیب اصلی پمپهای رفت و برگشتی که عبارت از مقدار جریان پایین می باشد، موجب این شدکه پمپ های سانتریفیوژ با استقبال بیشتری روبرو شوند و جایگاه وسیعتری در صنعت پیدا کنند.

کاربرد پمپ های سانتریفیوژ

به طور کلی همانگونه که قبلا نیز عنوان گردید کلیه محصولات طرح در دو زمینه کشاورزی و کاربرد صنعتی بویژه در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی کاربرد دارند.

الف) مصارف کشاورزی
انتقال آب چاه به سطح زمین یا آب انبارها قابل استفاده در چاههای نفت
توزیع آب سطحی در میسرهای مشخص

ب) مصارف صنعتی
تصفیه خانه های آب و فاضلاب
انتقال محصولات مایع مانند روغن ها، مواد شیمیایی مایع و …
انتقال سیالهای خنک کننده در مجتمع های پالایشگاهی و پتروشیمی
استفاده در بندرگاهها، کشتی ها و لنج ها و …

اجزای تشکیل دهنده پمپ های سانتریفیوژ

۱. محرک ۲. محفظه آب بندی ۳. پوسته

۱. محرک
در پمپ های دوار معمولا از سه نوع محرک الکترومغناطیسی (الکتروموتور) ،دیزلی وتوربینی استفاده میشود. محرک الکترو مغناطیسی یک ژنراتور بوده که انرژی الکتریکی رابه حرکت دورانی تبدیل می کند.محرک توربینی به کمک انرژی بخار آب ؛محور پمپ را می چرخاند. محرک دیزکی نیز موتوری است که با سوخت فسیلی معمولا گازوئیل کار میکند. خروجی محرک به کمک کوپلینگ به میل محور پمپ متصل شده و این میل محور وارد محفظه آب بندی میشود . در این محفظه دو یاتاقان (ساچمه ای) قرار داشته که درون روغن غوطه ورمیباشندوحکم تکیه گاههای میل محور رادارند.انتهای میل محور به یک پروانه که درون پوسته جا دارد متصل شده است.

۲. محفظه آب بندی
این محفظه شامل آب بندها و اجزاء مربوطه است برای رسیدن به بازدهی مناسب در قطعات هیدرولیک وجودآب بندی کامل و مناسب ضروری است.آب بندی بین قطعات درهیدولیک بوسیله آب بندهاانجام میشود.آب بندها براساس استفاده به دو نوع کلی ثابت و متحرک تقسیم میشوند:

الف) آب بند ثابت: به صورت واشر بین قطعات غیر متحرک به کار میرود.
ب) آب بند متحرک: برای آب بندی قطعات متحرک بکارمیرودو برطبق شکل انتخاب می گردد.نوع آب بندهرقطعه توسط سازنده تعیین میگرددودرزمان تعویض بایدبه این موضوع توجه داشت.

۳. پوسته: که قسمت عمده آن پروانه و شافت است.
الف) پروانه Impeler : ایمپلرها با انواع مختلف یک دهنه ،دودهنه،باز، اصولا پروانه های دودهنه دارای نیروی محوری Trust کمتر اما هزینه ساخت گرانتر میباشند.همچنین پروانه های باز و نیمه باز از نظر هزینه ساخت ارزانتر میباشند.مشخصه های مایع و وجود ذرات جامد،روانی وناروانی مایع وپارامترهایی ازاین قبیل درنوع استفاده از ایمپلرموثرهستند.پروانه های باز درپمپ های محوری وبسته در پمپ های شعاعی بکار میروند.که برای نوع باز برای مایعات حاوی ذرات جامد و الیاف دار نوع بسته برای مایع های تمیز و بدون ذرات شناور مناسب می باشند. نوعی از پروانه های باز نیز برای مخلوط مایع و جامد بکار میروند. بنابراین ساده ترین نوع پروانه،پروانه باز بوده که برای انتقال مایعات حاوی ناخالصی مدشناور بکار میرود.پروانه نیم باز نیز برای مایعات رسوب زا بکار برده میشود.کاربرد پروانه بسته نیز در ظرفیت های بالا و به دودسته یک چشمی و دوچشمی تقسیم میشود. تعریف پروانه نیز به عنوان بخشی اساسی،قسمت متحرک پمپ است که مایع ورودی به چشم را به علت داشتن حرکت دورانی به خارج میراند. لازم است که اشاره کنم هرچه اندازه ذرات شناوربیشترباشدتعدادپره ها کمترخواهدبود. وضع قرار گرفتن پروانه در پوسته باید به نحوی باشد که فاصله بین آن و پوسته حداقل
ممکن باشد.این فاصله باعث میشود که مایع بین پوسته وپروانه قرار گرفته از یک طرف آن راروغن کاری کندوازطرف دیگرمانع سایش پوسته و پروانه شود.به همین دلیل نباید این نوع پمپ را بدون مایع راه اندازی کرد.پمپ ای گریز ازمرکز توانایی ایجاد فشار بالا را ندارند لذا برای رسیدن به فشار بالا از چند پروانه ای ها استفاده میشود.این پمپ برای حجم زیاد و فشار پایین بهترین راندمان را دارد.میتوان جریان خروجی را بردن اینکه در داخل فشار زیاد شودبدون هیچ خطری متوقف کرد.همچنین این پمپ ها جریان خروجی یکنواختی دارند.اگراین نوع پمپ باخروجی بسته کارکند،درجه حرارت مایع درون پوسته افزایش یافته وبا تولیدبخار در قسمت داخلی دچار ارتعاش میشود که دراین وضع گویند پمپ هوا گرفته و باید هواگیری شود.

ب) رینگ های سایشی
تنها نقطه ای که پوسته و پروانه به عنوان اجزای دورانی و ثابت باهم در در تماس قرارمیگیرندمحل رینگهای سایش است.ممکن است که پمپ به دلایل مختلف دچار ارتعاش شود. این ارتعاش باعث ساییده شدن پروانه و پوسته میگردد.دربعضی مواقع باعث جام کردن پمپ میشود.برای جلوگیری ازاین وضع از یک حلقه سایش استفاده میشودکه هم درپروانه و هم درپوسته کارگذاشته میگردد. با کمی لقی ونشت مایع ازما بین این دو رینگ حرکت دورانی ایمپلر بدون ارتعاش ومشکلات مکانیکی صورت میگردد. لقی مابین دورینگ پوسته و پروانه موجب عبور لایه ای ازمایع پمپاژ شده میشودکه بعنوان مستهلک کننده ارتعاش عمل میکند.اما نشت زیاد مایع نیزباعث افت کارآیی پمپ و هدر رفتن قدرت محرک میگردد. ارتعاش زیاد،فشارزیاد وکارمداوم باعث سائیده شدن رینگ ها شده که باید به موقع تعویض شوند.

ج) شافت
نقش اساسی شافت انتقال گشتاور وارده،به هنگام راه اندازی و عملکردو همچنین به عنوان نشیمنگاه و تکیه گاهی برای دیگر قطعات دوار است. حداکثر خیز شافت در شرایط دورانی می بایداز حداقل لقی ما بین قطعات دوار و ثابت کمتر باشد.بار های اعمالی به شافت عبارتند از: – گشتاور – وزن قطعات – نیروی هیدرولیکی شعاعی و مقدار طراحی شافت ها این بارها به طور همزمان با فاصله یاتاقان ها ،مقدارoverhuge آویخته ازیک سر،سرعت های بحرانی ومحل تاثیر بارها مورد بررسی قرارمی گیرند. همچنین شافت ها می بایست تحمل بار های ضربه ای ناشی از پیچش و عدم پیچش و تنش های حرارتی بهنگام سرد و گرم شدن را داشته باشند.

د) یاتاقان ها
وظیفه یاتاقان ها در پمپ نگهداشتن شافت و روتور در مرکز شافت در مرکز اجزاء ثابت و تحمل بارهای شعاعی و محوری است .تحمل کننده بارهای شعاعی را یاتاقان های شعاعی و تحمل کننده های بارهای محوری را یاتاقان های محوری نامند. البته یاتاقان های محوری در عین حال بار شعاعی را نیزتحمل میکنند.یاتاقان های مابین کوپلینگ و پمپ را این بوردویاتاقان های سمت دیگر را اوت بورد گویند. در پمپ های آویخته از یک سر شافت آن یاتاقانی که به پروانه نزدیکترباشد را
این بورد و دورتری را اوت بورد گویند. .یاتاقان های محوری در سمت اوت بورد نصب می کنند.

ﻫ) کوپلینگ ها
کوپلینگ ها برای انتقال دور و گشتاور از ماشین محرک به ماشین متحرک به کارمیروند.وظیفه ی دیگر کوپلینگ از بین بردن نا هم محوری، انتقال بارهای محوری مابین دو ماشین و تنظیم شافت های محرک و متحرک در مقابل سائیدگی می باشد.

انواع کوپلینگ ها
الف) کوپلینگ صلب: در مواقعی که دقت هم محوری باید بالا باشد از این نوع کوپلینگ استفاده میکنند.همچنین درمواقعی که لازم باشدکه یکی ازروتورها توسط شافت دیگر نگهداشته شود ،این کاررابوسیله کوپلینگ صلب انجام میدهند.در این نوع کوپلینگ ها اگر دقت هم محوری کم باشد باعث ایجاد مشکلات مکانیکی میگردد.

انواع متداول کوپلینگ صلب
۱- فلنجی با پیچ های مناسب (استفاده رایج در پمپ های عمودی)
۲- کلمپی چاک دار
۳- در امتداد محور

ب) کوپلینگ انعطاف پذیر:
این کوپلینگ های علاوه براینکه وظیفه انتقال قدرت ازموتوربه پمپ(شافت)رادارند عمل ازبین بردن ناهم محوری بین دو شافت محرک و متحرک را نیز انجام میدهند. کوپلینگ های انعطاف پذیر به غیر از مدل چرخ دنده ای برای دورها و قدرت های پایین استفاده میشوند.

و)غلاف ها
جهت جلوگیری از فرسایش،خوردگی و ساییدگی در محل کاسه نمدها ویاتاقان های داخل و دیگر قسمت ها از غلاف های مناسب استفاده می شود.

مزایای پمپ آب سانتریفیوژ

عملکرد ساده
کم هزینه و نگهداری آسان
ایجاد فشار جزئی بر بدنه و پوشش داخلی
پروانه و شفت تنها اجزای متحرک پمپ های سانترفیوژ هستند.
کارکرد بی صدا
دارای رنج وسیعی از فشار ، جریان و ظرفیت
کم حجم و قابل نصب در مکان های کوچک

معایب پمپ آب سانتریفیوژ

قابلیت انتقال مایعاتی با چسبندگی بالا را ندارند.
پمپ آب سانترفیوژ معمولا از قابلیت عملکردهایی با فشار بالا در مقایسه با سایر پمپ ها برخوردار نیستند.
به طور کلی ، پمپ آب سانترفیوژ نمی توانند فشار بالا را بدون تغییر در طراحی تحمل کنند و برای انتقال هایی با فشار زیاد در حجم کم به جز پمپ های طبقاتی مناسب نمی باشند.

معرفی کد آیسیک مرتبط با صنعت تولید پمپ آب سانتریفیوژ

۱. پمپ سانتریفیوژ جریان شعاعی : ۲۹۱۲۵۱۲۳۰۴
۲. پمپ سانتریفیوژ جریان محوری : ۲۹۱۲۵۱۲۳۰۵
۳. پمپ سانتریفیوژ جریان مختلط : ۲۹۱۲۵۱۲۳۰۶

وضعیت واحد های فعال تولید پمپ آب سانتریفیوژ

در نمودار زیر تعداد و ظرفیت واحدهای تولید کننده پمپ آب سانتریفیوژ در کشور به تفکیک استان آمده است .