پمپ پیستونی

پمپ‌های پیستونی (piston pumps) از نوع پمپ‌های جابه‌جایی (displacement pumps) و رفت و برگشتی هستند. پمپ‌های پیستونی در طرح‌ها و اندازه‌های مختلف ساخته شده و دارای کاربردهای فراوانی هستند. بر حسب نیاز می‌توان این پمپ‌ها را به روشی ساخت که فشار زیادی به وجود آورند و یا اینکه فقط عمل انتقال مایعات را بدون ایجاد فشار انجام دهند.

روش کار پمپ پیستونی

پمپ پیستونی تشکیل شده است از سیلندر (cylinder)، پیستون (piston)، ولو ورودی (suction valve) و ولو خروجی (discharge valve). پیستون به وسیله دسته‌ای که یک سوی آن بر روی چرخ دواری قرار گرفته است، در جهت بالا و پایین حرکت می‌نماید. هنگام حرکت پیستون به طرف بالا، دریچه خروجی در اثر مکش و نیروی ناشی از برگشت جریان از مجرای خروجی بسته شده و در اثر نیروی مکش ایجاد شده در داخل سیلندر، دریچه ورودی باز و مایع به درون محفظه پمپ مکیده می‌شود.

هنگامی که پیستون به طرف پایین حرکت می‌نماید، دریچه ورودی بسته شده و دریچه خروجی باز می‌گردد و سیال محبوس در محفظه و تحت فشار پیستون به مجرای خروجی انتقال می‌یابد. تکرار این عمل سبب انتقال سیال از یک محل به محل دیگر می‌گردد. سیلندر باید به شکلی آب‌بندی شده باشد که مایع نتواند به خارج نشت نماید. هر حرکت رفت پیستون را یک کورس (stroke) و مسافتی را که پیستون طی می‌کند کورس حرکتی می‌نامند.

چون در پمپ‌های رفت و برگشتی جابه‌جا شدن مایع به طور متناوب انجام می‌گیرد، حرکت مایع در لوله خروجی به صورت ضربه‌ای (impulse) خواهد بود. چون جریان ضربه‌ای به لوله خروجی و دستگاه‌های دیگری که در سر راه هستند، ضرباتی وارد می‌نماید، باید تدبیری به کار برد که شدت ضربه ناشی از متناوب بودن جریان را کم کند. یکی از راه‌های کم کردن شدت ضربه، به کار بردن یک مخزن اکومولاتور (accumulator) در سر راه خروجی پمپ‌های رفت و برگشتی است.

مساله مهم در به کار بردن مخزن هوا این است که امکان دارد هوای موجود در مخزن به مرور جذب آب شده از میزان آن کاسته شود. اگر این عمل همچنان ادامه یابد و هوای از دست رفته تأمین نشود، مخزن پر از آب شده و کار خود را انجام نخواهد داد. برای تامین هوا بهتر است که در قسمت بالای مخزن یک شیر یک طرفه (one-way valve) کار گذاشت.

یکی دیگر از راه‌های کم کردن شدت ضربه، به کار بردن پمپ‌های دو اثره (dual acting) است. پمپ‌های دو اثره را به دلیل کم کردن شدت ضربه و ظرفیت بیش‌تر و یکنواخت کردن بهتر جریان خروجی، بیش‌تر از پمپ‌های یک اثره (single acting) به کار می‌برند.

معمولا برای انتقال مایعات و مواد سیال از عمق‌های زیاد، شیر یک طرفه‌ای را در مجرای ورودی پمپ قرار می‌دهند که این ولو مایع را در مجرای ورودی محبوس نموده، و با باقی گذاشتن مقدار کمی آب در محفظه پمپ، باعث راه اندازی ساده‌تر پمپ می‌شود.

پمپ سیمپلکس

پمپ پیستونی سیمپلکس (simplex pump) یا پمپ پیستونی تک سیلندر دو اثره (single-cylinder double acting) یک پمپ رفت و برگشتی است

که دارای یک سیلندر مایع است که در هر دو کورس رفت و برگشت (در اینجا بالا و پایین) سیال را از خروجی بالایی به بیرون می‌فرستد.

پمپ دو اثره در تغذیه کوره، آتش‌نشانی، کف‌کشی (bilge) و سرویس سوخت رسانی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

پمپ دوبلکس

پمپ دوبلکس (duplex pump) نیز شبیه سیمپلکس است با این تفاوت که در آن از دو پیستون استفاده شده است.

پمپ دوبلکس نشان داده شده در شکل زیر دارای دو سیلندر بخار (و یا هوای فشرده) و آب است که فقط یکی از آنها نشان داده شده

و دیگری در پشت سر این دو واقع شده است. پمپ‌های دوبلکس هیچ نقطه مرده‌ای (dead spot) ندارند

زیرا همواره یکی از پیستون‌ها زیر نیروی بخار (و یا هوای فشرده) هستند. هر کدام از پیستون‌ها نسبت به دیگری در حدود 1/4 سیکل اختلاف فاز دارند.

بخار از محفظه بالایی در سمت چپ، که در آن ولو بخار بر روی لوله‌های مکش و تخلیه به عقب و جلو می‌رود، وارد سیستم می‌شود.

سوراخ سیاه زیر ولو بخار، ونت خروجی برای بخار مصرف شده می‌باشد.

در سمت آب پمپ (در اینجا راست) دو ولو پایینی ولوهای ورودی و بالایی‌ها خروجی هستند.

معمولا یک اکومولاتور هیدرولیکی (hydraulic accumulator) درست در بالای پمپ قرار می‌دهند تا جریان را نرم کند و از ضربه قوچ جلوگیری کند.

منبع: وبسایت مکانیزم

خستگی ناشی از نوک فشار گذرا به شکل پیستون های شکسته (در گردن)، شفت ها (جایی که لوله سیلندر سوار می شود یا در دم)، پین های کنترلی بریده شده، یوغ های آسیب دیده و ظاهر ترک ها بین کلیه های سیلندر ظاهر می شود. بشکه از بین چهار حالت متداول خرابی، شناسایی این مشکل از طریق نظارت الکترونیکی بسیار دشوار است. دستگاهی با سرعت اسکن فوق‌العاده سریع نیاز دارد زیرا میخ‌ها می‌توانند در عرض چند میلی‌ثانیه تشکیل شوند و از بین بروند.

اگر مشکوک هستید که سیستم شما در حال تجربه افزایش فشار گذرا است، دستگاه‌های مانیتورینگ دستی توسط بسیاری از OEMها ارائه می‌شوند و افزودنی عالی برای جعبه ابزار عیب‌یابی هر تیم قابلیت اطمینان هستند.

ورودی های پمپ مسدود یا محدود شده معمولاً به شکل حفره روی صفحه سوپاپ یا آنچه که برخی از تکنسین های خدمات به عنوان “صدای مرمر” از آن یاد می کنند، ظاهر می شود. خلاء در ورودی منجر به تشکیل و فروپاشی فضاهای خالی کوچک پر از بخار می شود. موج ضربه ای که در اثر فروپاشی این حفره ها ایجاد می شود منجر به آسیب سطحی روی صفحه سوپاپ و همچنین صدای هشدار می شود.

راه‌های نظارت بر این وضعیت عبارتند از یک سوئیچ محدود نصب شده بر روی یک شیر توپی مکش که پمپ را تغذیه می‌کند (یک سیستم اینترلاک مشترک)، یک مبدل فشار نصب شده در خط مکش یا نظارت بر ارتعاش از طریق استفاده از شتاب‌سنج‌های نصب شده روی پمپ.

فشار بیش از حد محفظه پمپ می تواند در ضربه زدن به نیمه ماه یا در ماه کامل صفحه swash، نگهدارنده کفش آسیب دیده، نگهدارنده مهر و موم خم شده یا مهر و موم بیرون زده شفت و همچنین آسیب کفش – لبه های گرد، شل شدن توپ روی توپ و بیش از حد ایجاد شود. در پشت کفش بپوشید این نوع آسیب نتیجه بلند کردن یا غلت زدن کفش ناشی از افزایش فشار کیس خواهد بود. این وضعیت را می توان با استفاده از یک مبدل فشار در خط کیس کنترل کرد. اما در عمل این کار به ندرت انجام می شود.

رایج ترین نوع نظارت برای زهکشی های موردی، مشاهده جریان است. نظارت بر جریان می تواند نشانه خوبی از عمر پمپ به شما بدهد – به شما این امکان را می دهد که ببینید پمپ چقدر کارآمد است (یعنی اگر 10٪ از کیس خارج شود فقط 90٪ به سیستم می رود). به عنوان یک راهنما: جریان بیش از 10٪ از کل ظرفیت جریان پمپ نشان دهنده سایش بیش از حد است. همچنین شایان ذکر است که این روش نظارت بر عمر پمپ برای پمپ هایی که دارای چک داخلی بین کیس و مکش هستند معتبر نیست.

درک این حالت‌های خرابی، علائم، علت اصلی و روش‌های شناسایی به کاهش زمان خرابی برنامه‌ریزی نشده و بهبود قابلیت اطمینان کلی سیستم در زمانی که بیشترین اهمیت را دارد کمک می‌کند.

یان میلر، P. Eng. مستقر در کلگری. مدیر توسعه تجارت خدمات ملی Motion Industries Canada است. او بیش از یک دهه تجربه هیدرولیک و برق در این زمینه از جمله طراحی سیستم، عیب یابی، نصب در محل و آموزش فنی/پشتیبانی دارد.

پمپ پیستونی چیست؟

پمپ پیستونی نوعی پمپ رفت و برگشتی است که سیال را با استفاده از یک یا چند پیستون رفت و برگشتی به حرکت در می آورد و تحت فشار قرار می دهد. معمولاً توسط یک موتور الکتریکی از طریق میل لنگ و میله اتصال هدایت می شود.

اگرچه انواع مختلفی وجود دارد، اما همه پمپ های پیستونی حداقل دارای یک پیستون هستند که در یک سیلندر محصور حرکت می کند. پیستون به طور معمول دارای یک یا چند حلقه اورینگ در حاشیه خود است که در حین حرکت پیستون به سیلندر می بندد. پیستون مایع را
به داخل سیلندر می کشد و آن را تحت فشار به بیرون می راند زیرا حجم سیلندر به تدریج بزرگتر و سپس با برگشت پیستون کوچکتر می شود.

پمپ های پیستونی می توانند محدوده های زیر را کنترل کنند:

نرخ جریان بین 5 تا 700 گرم در دقیقه

کل هد (فشار) بین 50 تا 5000 psi

قدرت بین 1 تا 500 اسب بخار

مانند اکثر پمپ های جابجایی مثبت، آنها با استفاده از نیروی مکانیزم پمپاژ برای انبساط و انقباض حجم متحرک داخلی مایع کار می کنند. پمپ‌های پیستونی می‌توانند از یک موتور الکتریکی، موتور احتراق داخلی یا سایر منابع انرژی نیرو بگیرند، اگرچه

چطور کار می کنند؟

پمپ‌های پیستونی کمتر پیشرفته ممکن است با دست، باد یا آب جاری تغذیه شوند. به طور معمول، حرکت چرخشی پیستون را به حرکت در می آورد.

پمپ های پیستونی می توانند بیش از یک پیستون و مجموعه ای از شیرهای چک داشته باشند. یک پمپ دوبلکس دارای دو پیستون و دو مجموعه سوپاپ، یک تریپلکس دارای سه عدد و غیره است. چک کردن شیرها در دو طرف محفظه پمپاژ برای اطمینان از جریان یافتن سیال در جهت صحیح مهم است.

پمپ های پیستونی نیز می توانند تک یا دو کاره باشند. پمپ‌های دو اثره مستلزم دو مجموعه سوپاپ و سیال در دو طرف پیستون هستند. این به پیستون اجازه می دهد تا یک چرخه پمپاژ کامل را با حرکت در یک جهت از جهت دیگر تکمیل کند. از آنجایی که پیستون از یک طرف وارد می شود، از طرف دیگر خسته می شود. نسخه‌های تک‌اکشن نیاز دارند که پیستون در هر دو جهت حرکت کند تا یک سیکل کامل پمپاژ کامل شود.

کجا استفاده می شوند؟

پمپ های پیستونی به عنوان پمپ های هیدرولیک برای تامین انرژی ماشین های سنگین استفاده می شوند، اما در ماشین های کوچکتر مانند رنگ پاش ها نیز کاربرد دارند. این نوع پمپ را می توان برای استفاده در تولید روغن و سایر کاربردهای صنعتی افزایش داد. انواع این نوع پمپ نیز در کاربردهای صنعتی با تکنولوژی پیشرفته و پیشرفته به شکل پمپ های محوری و شعاعی که از پیستون های متعددی که در یک بلوک سیلندر مدور قرار گرفته اند، استفاده می شود.