پمپ سانتریفیوژ، یا پمپ گریز از مرکز، از جمله پمپهای پرکاربرد در جابجایی آب و انواع مایعات با ویسکوزیته یا غلظت کم است. در این نوع از پمپها، انرژی مورد نیاز از الکتروموتوری که پروانه را میچرخاند گرفته شده و به سیال انتقال داده میشود. دلیل نامگذاری این پمپ به پمپ سانتریفیوژ یا گریز از مرکز نیز به همین خاطر است که در آن، پروانهای «دَوار» وجود دارد که انرژی مورد نیاز برای تولید فشار و حرکت را به سیال انتقال میدهد. این پمپها دارای سه بخش اصلی هستند: محرک، محفظه آببندی، و پوسته (که قسمت عمدهی آن شامل پروانه و شفت است).
پمپهای سانتریفیوژی پرکاربردترین نوع پمپ آبی در صنعت هستند. از آنجایی که این پمپها در هر موقعیت و شرایطی قادر به تامین مقدار مشخصی از دبی آب در فشار ثابت هستند، پمپهای کارآمد و ایدهآلی محسوب میشوند. همچنین، از این پمپها در کشاورزی و آبیاری، سیستمهای گرمایشی، سیستمهای تهویه مطبوع، ایستگاههای تقویت فشار، تامین آب اضطراری، زهکشی آبهای زیرزمینی، تاسیسات تصفیه آب، مصارف شستشوی صنعتی، سیستمهای آتشنشانی، معادن، صنایع شیمیایی، کاغذسازی، صنایع غذایی و لبنیات، فلزات مذاب، آبوفاضلاب، نفت و گاز، پتروشیمی، استخرها، آبنماها، و سایر موارد استفاده میشود.
انسانها همواره در طول تاریخ، به آب به عنوان مایع حیات نیاز داشتهاند. به همین خاطر، معمولا مجاورت نهرها و رودخانهها را برای سکونت انتخاب میکردهاند و سعی داشتهاند با حفظ دسترسی خود به منابع آبی، امنیت و حیات خود را تضمین کنند.
بنابراین، نیاز همیشگی انسان به آب باعث شد که به فکر جابجایی آب از نقطهای به نقطهی دیگر بیفتد. بدین منظور او دست به اختراع وسیلهای شبیه به پمپ زد. پمپهای اولیه، که نیروی محرک آن بوسیله انسان یا حیوانات تامین میشد، در حدود قرن 17 پیش از میلاد در مصر باستان ساخته و مورد بهرهبرداری قرار گرفت. مصریان باستان موفق شده بودند با استفاده از این پمپها، آب را از عمق 90 متری زمین استخراج کند. یونانیان نیز در قرن 4 پیش از میلاد موفق به ساخت پمپهای رفتوبرگشتی شدند.
اما در خصوص پمپهای سانتریفیوژ یا گریز از مرکز، تاریخ ابداع آنها مشخص نیست. اما گفته میشود نقاشیهایی که از لئوناردو داوینچی در قرن پانزدهم میلادی به جای مانده نشان میدهد که آب با استفاده از نیروی گریز از مرکز از یک لوله خمیده بالا رفته است.
آنچه مشخص است این است که اولین پمپهای سانتریفیوژ در اواخر قرن هفده و اوایل قرن هجدهم میلادی توسط مهندسین ایتالیایی و فرانسوی ساخته شده و مورد بهرهبرداری قرار گرفته است. مشکل اصلی پمپهای رفتوبرگشتی، که همان مقدار جریان پایین آن است، باعث شد که در نیمههای قرن نوزدهم پمپهای سانتریفیوژ با استقبال بیشتری مواجه شوند و کاربرد گستردهای در صنایع مختلف پیدا کنند.
طرز کار پمپ گریز از مرکز بدین صورت است که ابتدا مایع به مرکز پمپ و پای پرههای پروانه وارد میشود. سپس پروانهی پمپ، که بهوسیلهی الکتروموتور با سرعت بالایی به چرخش و دَوَران در میآید، انرژی جنبشی مایع را افزایش میدهد. پس از آن، مایعی که انرژی جنبشی آن افزایش یافته، در اثر نیروی گریز از مرکز به طرف خارج پرتاب گشته و پوسته پمپ را پر از سیال میکند. در نهایت انرژی جنبشی مایع، به دلیل طراحی خاص مجرای خروجی پمپ، به انرژی پتانسیل پرفشار تبدیل میگردد.
پمپهای سانتریفیوژ را میتوان بر اساس «طراحی پروانه» و همینطور «تعداد پروانهها» تقسیمبندی نمود. همچنین، این نوع پمپها را بر اساس «تکمکشی» یا «دو مکشی» بودن نیز طبقهبندی میکنند.
و اما، پمپ سانتریفیوژ یا گریز از مرکز از 3 بخش اصلی تشکیل شده است که هریک از این بخشها به اجزاء و قطعات دیگر تقسیم میگردد. این 3 بخش اصلی عبارتند از:
1- محرک
2- محفظه آببندی
3- پوسته
در ادامه این مقاله درباره این سه بخش توضیحات مختصری را ارائه میدهیم.
محرک در واقع نیرویی است که محور پمپ را میچرخاند. در پمپهای گریز از مرکز معمولا از 3 نوع محرک استفاده میشود: الکترومغناطیسی (یا الکتروموتور)، توربینی، و دیزلی
محرک الکترومغناطیسی: در این محرک در واقع یک نوع ژنراتور بوده که انرژی الکتریکی را به حرکت دَوَرانی تبدیل میکند.
محرک توربینی: در این محرک، محور پمپ به کمک انرژی بخار آب به چرخش در میآید.
محرک دیزلی: این محرک بهوسیلهی سوختهای فسیلی، که اغلب گازوئیل است، کار میکند.
میل محور پمپ در داخل محفظه آببندی قرار میگیرد. در واقع، خروجی محرک به کمک کوپلینگ به میل محور پمپ متصل میشود و این میل محور وارد محفظه آببندی میشود. در این محفظه 2 یاتاقان ساچمهای قرار دارد که روغن غوطهور میشوند. این یاتاقانها حکم تکیهگاههای میل محور را دارند. انتهای میل محور نیز به یک پروانه که درون پوسته جای دارد متصل میشود.
پوسته دارای اجزاء و قطعات گوناگونی است که عمدهی آنها «پروانه» و «شفت» است. در ادامه، اجزاء پوسته را به اختصار شرح میدهیم.
پروانه، که به آن ایمپِلِر (Impeller) نیز گفته میشود در انواع مختلف یکدهنه، دو دهنه، و باز وجود دارند. پروانههای دو دهنه اما دارای نیروی محوری کمتر و هزینهی ساخت بیشتری میباشند. اما هزینهی ساخت پروانههای باز و نیمه باز کمتر است. به هنگام استفاده از انواع ایمپلرها باید به پارامترهایی نظیر ویژگیهای مایع، وجود ذرات جامد، روانی آن، و سایر عوامل مشابه توجه نمود. همچنین، پروانههای باز در پمپهای محوری و برای مایعات حاوی ذرات جامد و الیاف، و پروانههای بسته در پمپهای شعاعی و برای مایعات تمیز و بدون ذرات شناور، مورد استفاده قرار میگیرند.
تنها نقطهای که پوسته و پروانه بهعنوان اجزاء دَوَرانی و ثابت با هم در تماس قرار میگیرند، محل رینگهای سایشی است. ممکن است که پمپ به دلایل مختلفی دچار لرزش و ارتعاش گردد که باعث ساییدگی پروانه و پوسته شود. ضمن اینکه ممکن است این وضعیت باعث بروز اختلال در وضعیت پمپ شود. برای جلوگیری از وقوع چنین مشکلاتی، از یک حلقه یا رینگ سایشی استفاده میشود. این رینگ سایشی هم در پروانه و هم در پوسته کار گذاشته میشود.
نقش اساسی شفت، انتقال گشتاور وارده به هنگام راهاندازی پمپ است. همچنین، شفت بهعنوان تکیهگاه و نشیمنگاه دیگر قطعات نیز عمل میکند. گشتاور، وزن قطعات، و نیروی هیدرولیکی شعاعی، بارها و نیروهایی هستند که به شفت وارد میشوند.
وظیفهی یاتاقان در پمپ سانتریفیوژ، نگه داشتن شفت و روتور در مرکز شفت است. همچنین تحمل نیروهای شعاعی و محوری نیز بر عهدهی یاتاقان است. یاتاقانهای مابین کوپلینگ و پمپ را «اینبورد» و یاتاقانهای سمت دیگر را «اوتبورد» میگویند.
از کولپلینگ برای انتقال دور و گشتاور از الکتروموتور به میل محور پمپ استفاده میشود. وظیفهی دیگر کوپلینگ، رفع ناهممحوری، انتقال بارهای محوری مابین دو بخش، و تنظیم شفت به منظور جلوگیری از سائیدگی آن است. همچنین، دو نوع کوپلینگ وجود دارد: کوپلینگ انعطافپذیر و کوپلینگ صلب؛ که کوپلینگ صلب نیز در 3 نوع فلنجی، کلمپی چاکدار، و امتداد محور موجود است.
از غلافها برای جلوگیری از فرسایش، خوردگی، و ساییدگی در محل کاسه نمدها، یاتاقانها و دیگر قسمتها استفاده میشود.
از مزایای پمپ سانتریفیوژ یا گریز از مرکز میتوان به ساختار و عملکرد ساده، قیمت مقرونبهصرفه، تولید فشار یکنواخت، کمصدا بودن، تنوع بالای پروانه و محفظه، کم حجم و قابل نصب در مکانهای کوچک، و هزینهی کم تعمیر و نگهداری آن اشاره کرد. ضمن اینکه با تراشیدن پروانهی آنها میتوان عملکردشان را تغییر داد. همچنین، از آنجایی که میتوانند در دورهای بالا کار کنند امکان اتصال مستقیم به موتور الکتریکی را دارا میباشند. مزیت دیگر پمپ سانتریفیوژ این است که گذر حجمی سیال در آن یکنواخت بوده و چنانچه لوله خروجی مسدود یا تنگ شود، فشار زیادی ایجاد نخواهد کرد که به پمپ آسیب براسند. به همین خاطر، پمپ زیر بار نمیماند.
این پمپها هد پایینی دارند و در دبیهای بالا، راندمانشان به سرعت افت میکند. پمپهای سانتریفیوژ خود آببند نیستند و به همین خاطر نیاز به آببندی دارند. همچنین، این پمپها قادر به پمپاژ سیالات با وسیکوزیته و چسبندگی بالا نیستند و بازده بالا در محدودهی کمی از شرایط عملکرد پمپ امکانپذیر است.
و در نهایت اینکه پمپ آب سانتریفیوژ قادر نیست فشار بالا را بدون تغییر در طراحی تحمل کند و برای انتقالهای پرفشار در حجم کم، بهجز پمپهای طبقاتی، مناسب نمیباشند.
در صورتی که قصد خرید پمپ سانتریفیوز دارید، می توانید برای بازدید و انتخاب محصول و برند مورد نظر خود به وبسایت فروشگاهی ونداد تجهیز مراجعه کنید و برای تماس بگیرید.