پمپ جابجایی مثبت چیست؟ (راهنمای تخصصی)

پمپ جابجایی مثبت (Positive Displacement Pumps) یا به اختصار پمپ PD با حبس کردن مکرر یک حجم ثابت سیال را در سیستم حرکت میدهد. پمپاژ در این نوع پمپ توسط پیستون، پیچ، چرخ دنده، دیافراگم و.. انجام می شود. این پمپ ها طوری طراحی شده اند که هر عمل پمپاژ رو به جلو (مثبت) باشد و از برگشت سیال به ورودی پمپ یا داخل محفظه جلوگیری کند.

پمپ چیست و چگونه کار می کند؟

انواع پمپ جابجایی مثبت

گرچه انواع مختلفی از پمپ های جابه جایی مثبت وجود دارد، اما به طور کلی در دو دسته بندی قرار میگیرند: پمپ های رفت و برگشتی (reciprocating pump) و پمپ های دورانی (Rotary pump). در این نوع پمپ ها:

  • در هر دور حجم ثابتی از سیال منتقل میشود.
  • فشار ثابت می ماند.
  • جریان متناسب با سرعت است.

پمپ جابجایی مثبت رفت و برگشتی

یک پمپ جابجایی مثبت رفت و برگشتی (reciprocating pump) با ضربه های پیستون، پلانجر یا دیافراگم کار می کند. این حرکات مکرر به عقب و جلو چرخه رفت و برگشتی نام دارد. انواع پمپ های رفت و برگشتی عبارتند از:

پمپ های جابجایی مثبت رفت و برگشتی

پمپ پیستونی

در پمپ پیستونی یا Piston pump اولین حرکت پیستون خلا ایجاد می کند، شیر ورودی را باز می کند، دریچه خروجی را می بندد و سیال را به داخل محفظه پیستون می کشد. با معکوس شدن حرکت پیستون، شیر ورودی که اکنون تحت فشار است، بسته میشود و دریچه خروجی باز میشود و سیال موجود در محفظه تخلیه می شود. حجم سیال حرکت داده شده در این نوع پمپ به حجم سیلندر بستگی دارد.

پمپ پلانجری

عملکرد پمپ پلانجری یا Plunger pump به پمپ پیستونی شبیه است. حجم سیال حرکت داده شده در این نوع پمپ به اندازه پلانجر بستگی دارد. توجه داشته باشید برای حفظ عملکرد پمپاژ و جلوگیری از نشتی سیال مهم است که اطراف پلانجر آب بندی شود. به طور کلی آب بندی پمپ پلانجری آسان تر از سایر پمپ هاست.

پمپ دیافراگمی

در پمپ دیافراگمی یا Diaphragm pump به جای پیستون یا پلانجر از یک لایه انعطاف پذیر برای حرکت سیال استفاده می شود. با انبساط دیافراگم، حجم محفظه پمپاژ افزایش یافته و سیال به داخل پمپ کشیده می شود. سپس با فشرده شدن دیافراگم حجم کاهش یافته و مایع خارج می شود. این نوع پمپ ها برای سیالات خطرناک ایده آل هستند و بیشتر در پالایشگاه و پتروشیمی کاربرد دارند.

پمپ جابجایی مثبت دورانی

پمپ های دورانی (Rotary pump) نوعی از پمپ های جابجایی مثبت هستند که از چرخ دنده، پیچ یا پره برای به دام انداختن و حرکت سیال استفاده می کنند. برخلاف پمپ های رفت و برگشتی که در ان جهت جریان در هر رفت و برگشت معکوس میشود، در پمپ های دورانی حجم ثابتی از سیال جا به جا می شود و جریان پیوسته است. این نوع پمپ ها به دلیل راندمان بالا برای انتقال سیالاتی با ویسکوزیته بالا مناسب هستند. انواع پمپ های دورانی عبارتند از:

پمپ دنده ای

در پمپ دنده ای یا Gear pump از دو چرخ دنده متصل به هم برای به دام انداختن سیال استفاده می شود. این نوع پمپ از لحاظ هزینه مقرون به صرفه است و فضای کمی را اشغال می کند.

پمپ دنده ای

پمپ پیچی

در پمپ پیچی یا Screw pump از یک یا چند پیچ برای به دام انداختن و جابجایی سیال با جریان یکنواخت استفاده می شود. این پمپ ها نیازی به سیستم مکش جداگانه ندارند؛ در برابر سایش و خوردگی مقاوم اند و سروصدای کمتری نسبت به سایر پمپ ها دارند. این نوع پمپ ها هزینه خرید، نگهداری و تعمیرات بالاتری دارند.

پمپ پیچی

پمپ پره ای

در پمپ پره ای یا vane pump پره ها به صورت آزادانه در روتور حرکت می کنند. با چرخش روتور، نیروی گریز از مرکز در طرف مکش خلا و به سمت خروجی فشار ایجاد می کند و درنتیجه باعث حرکت سیال می شود. این نوع پمپ در دامنه وسیعی از فشار موجود است.

پمپ پره ای یا پمپ تیغه ای

تفاوت پمپ جابجایی مثبت و پمپ دینامیکی

پمپ های دینامیکی قادر به تامین دبی های بالاتر هستند و با سیالاتی با ویسکوزیته پایین کار می کنند. در کارخانه های شیمیایی 90 درصد پمپ ها از نوع دینامیکی هستند. اما پمپ های جابجایی مثبت در برخی شرایط ترجیح داده میشوند، چون میتوانند سیالات با ویسکوزیته بالا را پمپاژ کنند و در فشارهای بالا و دبی نسبتا کم راندمان بیشتری دارند. همچنین زمانی که اندازه گیری دقیق اهمیت دارد، دقت پمپ های جابجایی مثبت بیشتر است. [1]

درباره پمپ دینامیکی بیشتر بخوانید.

محدودیت های پمپ جابجایی مثبت

  • نسبت به پمپ های دینامیکی طراحی پیچیده تری دارند که منجر به افزایش هزینه نگهداری می شود.
  • حداکثر دبی جریان آنها نسبت به پمپ های دینامیکی پایین تر است، بنابراین برای کاربردهایی با حجم بالا مناسب هستند.
  • به دلیل محدودیت های آب بندی، در انتقال سیالات با ویسکوزیته پایین کارایی کمتری دارند.
  • پمپ های جابجایی مثبت رفت و برگشتی صدا و لرزش قابل توجهی ایجاد می کنند.
  • به دلیل فشارهای ایجاد شده در طی چرخه پمپاژ، سیستم تخلیه فشار در پمپ های جابجایی مثبت ضروری است. درصورتیکه پمپ های دینامیکی نیازی به حفاظت در برابر فشار بیش از حد ندارند، چون سیال دوباره در سیستم به گردش در می آید.

کاربردهای پمپ جابجایی مثبت

  • پمپ پیستونی: انتقال آب، سایر مایعات با ویسکوزیته پایین، تولید نفت
  • پمپ پلانجری: اندازه گیری یا توزیع دقیق، پاشش/تمیز کردن، تصفیه آب، رنگ، روغن، مایعات خورنده
  • پمپ دیافراگمی: صنایع شیمیایی و غذایی، بهداشتی، دارویی و بیوتکنولوژی
  • پمپ دنده ای: پمپاژ مایعات با ویسکوزیته بالا در صنایع پتروشیمی، شیمیایی و غذایی
  • پمپ پیچی: تولید نفت، انتقال و تزریق سوخت، آبیاری
  • پمپ پره ای: مایعات با ویسکوزیته پایین، سیستم های انتقال خودرو، بارگیری و انتقال سوخت [2]

درصورتیکه نیاز به مشاوره فنی دارید، از طریق شماره تلفن 1462 با مهندسان صنعت فولاد تبار تماس بگیرید.