طرز کار پمپ آب به چه صورت است؟
مدت زمان مطالعه: ۱۰ دقیقه
طرز کار پمپ آب به این صورت است که با تقویت کردن انرژی سیال، موجب انتقال آن از یک نقطه به نقطه‌ای دیگر میشود. بنابراین در ساختمان‌هایی که با کمبود فشار آب مواجه هستند، از پمپ آب خانگی استفاده میشود. برای انتخاب پمپ آب متناسب با ساختمان خود، باید ابتدا با مدل‌های مختلف پمپ و نحوه عملکرد هرکدام آشنا شوید.
طبقه بندي پمپ‌ها
با توجه به طرز کار پمپ آب آن‌ها را ۳ دسته تقسیم می‌کنند:
پمپ‌های جنبشی (Dynamic Pump)
پمپ‌های جابه‌جایی مثبت (Positive Displacement Pumps)
پمپ‌های مخصوص (Special Pumps)
طرز کار پمپ آب جنبشی
عملکرد این پمپ ها بر اساس افزودن انرژی جنبشی به مایعات است. این انرژی به شکل سرعت و حرکت دادن مایع، به دلیل طرز کار پمپ آب نمایان میشود. تولید انرژی جنبشی هم در داخل پمپ و هم در مسیر خروجی صورت می‌گیرد و در طول مسیر این انرژی تبدیل به انرژی فشاری میشود.
پمپ‌های جنبشی هم انواع مختلفی دارند که عبارتند از :
پمپ‌های گریز از مرکز یا جریان شعاعی (Centrifugal Pump)
پمپ‌های جریان مختلط (Mixed Flow Pump)
پمپ‌های جریان محوری (Axial Flow Pump)
پمپ‌های جریان محیطی (Peripheral Pump)
طرز کار پمپ آب گریز از مرکز
این پمپ‌ها از سری پمپ‌های دینامیکی هستند. طرز کار پمپ آب دینامیکی، با افزودن انرژی جنبشی به مایعات است. روند کار به این شکل است که پروانه‌ها، با حرکت و سرعت دادن مایعات، بخشی از این انرژی را به آن‌ها منتقل می‌کنند و مقداری از این انرژی جنبشی نیز در لوله‌های خروجی پمپ آب، تبدیل به انرژی فشاری میشود. غالبا پمپ‌های گریز از مرکز، برای جابجایی آب یا سیال توسط سیستم لوله کشی استفاده می‌شوند.
نیروی گریز از مرکز نیرویی است که به جسم یا مایعی که در حال چرخش در یک مسیر منحنی یا دایره‌ای شکل است، اثر می‌گذارد و جهت آن نیز به طوری است که می‌خواهد جسم را از مرکز آن به سمت کناره‌ها هدایت کند.
پروانه، یکی از قسمت‌های پمپ است که درون بدنه یا محفظه جای دارد که با حرکت سریع آن، مایع به گردش در می‌آید و با توجه به وجود نیروی گریز از مرکز، انرژی جنبشی آب، زیاد و فشار آن کم میشود. در این مرحله، در پمپ یک خلاء نسبی به وجود می‌آید که سبب میشود مایع وارد پمپ شود. آب با برخورد به تیغه‌های پروانه، با سرعت بالا از پمپ خارج میشود. اگر درون پمپ مایع قرار داشته باشد، این عملیات به طور پیوسته انجام می‌گیرد.
با توجه به اینکه نحوه عملکرد پمپ‌های گریز از مرکز مطلوب هستند، بیشتر از ۶۰ درصد پمپ‌های استفاده شده، از این مدل پمپ است. این نوع پمپ هم خودش به ۳ دسته تقسیم میشود:
پمپ‌های جریان شعاعی
با بررسی طرز کار پمپ آب جریان شعاعی متوجه می‌شویم نیروی اصلی که سبب زیاد شدن فشار سیال میشود، نیروی گریز از مرکز است. این پمپ‌ها دارای تعدادی پروانه‌های ورودی و دو سری پروانه‌های مکشی هستند که گروه اول سرعتی کمتر از ۴۲۰۰ و گروه دوم سرعت مخصوص کمتر ۶۰۰۰ دارند. در این پمپ‌ها سیالات به شکل توپی درون پروانه می‌روند و به طور شعاعی از آن خارج می‌شوند. این پمپ‌ها در تولید دبی استفاده میشود.
پمپ‌های جریان مختلط
دو نوع نیرو در این مدل پمپ‌ها، فشار را افزایش می‌دهند، نیروی گریز از مرکز و نیروی بالابری (lift) که از سمت تیغه‌ها اعمال میشود. در این پمپ‌ها تعدادی پروانه ورودی وجود دارد که دارای جریان خروجی محوری هستند و تخلیه در آن‌ها به شکل محوری و شعاعی انجام می‌گردد. معمولا سرعت این مدل پمپ‌ها بین ۴۲۰۰ تا ۹۰۰۰ می‌باشد.
پمپ‌های جریان محوری
پمپ پروانه‌ای، نام دیگر این پمپ‌ها است که با عملیات بالابری تیغه‌ها و یا پروانه‌ها، فشار ایجاد میشود. این مدل پمپ‌ها، دارای تعدادی پروانه هستند که هم جریان ورودی و هم خروجی محوری دارند. سرعت مخصوص آن‌ها بالای ۹۰۰۰ است. از این مدل زمانی استفاده میشود که نیاز به افزایش فشار داریم.
طرز کار پمپ آب جابه جایی مثبت
طرز کار پمپ آب جابه جایی مثبت، به این صورت است که در هر سیکل، یک مقدار مشخص از مایع و یا سیال را پمپ می‌کند. بنابراین تعداد چرخه موتور با مقدار پمپاژ مایع یا سیال ارتباط مستقیم دارد. این پمپ‌ها به دو گروه اصلی تقسیم می‌شوند:
نحوه‌ی عملکرد پمپ آب رفت و برگشتی (Reciprocating Pumps)
در این نوع، مایع با کمک اختلاف فشار پمپاژ میشود. در واقع به دلیل تغییر حجمی که به خاطر عملکرد رفت و برگشتی پمپ ایجاد میشود، سیال با فشار حرکت می‌کند. سیستم این پمپ‌ها به این شکل است که اگر پمپ، قدرت لازم را داشته باشد و توان کافی هم برای بدنه پمپ وجود داشته باشد، می‌توان فشار پمپ پرتابی را اضافه کرد که این مورد بزرگترین مزیت این پمپ‌ها است. ولی به این نکته نیز توجه کنید که در صورت مسدود بودن مسیر خروجی، پمپ میترکد و موجب خسارت مالی و یا جانی میشود.
پمپ‌های رفت و برگشتی در ۳ گروه مختلف دسته بندی می‌شوند:
طرز کار پمپ آب پیستونی (Piston Pump)
عملکرد پمپ‌های رفت و برگشتی پیستونی، وابسته به عملیات رفت و برگشت پیستون در سیلندر است. این نوع نیز بسته به سیستم مکانیکی محرک پیستون و تعداد و نوع قرارگیری سیلندرها و سیستم سوپاپ‌ها، در مدل‌های مختلفی وجود دارند. در یک مدل از این نوع پمپ، پیستون برای مکش آماده میشود و همین امر موجب افزایش حجم داخل سیلندر و به دنبال آن ایجاد خلاء میشود. این فرآیند سبب میشود مایع یا سیال به شیر ورودی سیلندر وارد شوند و به خاطر اینکه شیر خروجی بسته است، مایع در سیلندر باقی بماند.
حال با متراکم شدن توسط پیستون، فشار در سیلندر افزایش می‌یابد و موجب بسته شدن دریچه ورودی میشود و با بالارفتن فشار سیلندر، درب یا شیر خروجی باز میشود و مایع با فشار وارد لوله خروجی میشود. این عملیات به صورت مداوم و با سرعت زیاد انجام میشود که همین امر سبب انجام روند پمپاژ میشود.
طرز کار پمپ آب پلانجری (Plunger Pump)
پمپ‌های پلانجری از لحاظ ساختار شبیه پمپ‌های پیستونی هستند و فقط یک تفاوت دارند و آن هم ابعاد پیستون‌ها و پلانجرها است. پلانجرها نسبت به قطرشان دارای طول بیشتری هستند. معمولا موارد مصرف این نوع پمپ‌ها در جاهایی است که کارهای ظریف انجام می‌دهند و مقدار فلوی مایع پمپ اهمیت دارد.
کاربرد پمپ‌های پلانجری بسیار زیاد است و معمولا در فلوهای پایین و فشارهای بالا از این پمپ استفاده می‌کنند. برای افزودن مواد شیمیایی مانند کلر به استخر و روغن کاری قطره‌ای برای کاربردهای خاص از این مدل پمپ استفاده می‌کنند. مزیت اصلی این مدل قابل اندازه گیری بودن آن‌ها است و اینکه با تغییر میزان فلو می‌توان پلانجری را تغییر داد.
شیوه‌ی کار پمپ آب دیافراگمی (Diaphragm Pump)
این پمپ‌ها هم از نوع پمپ‌های رفت و برگشتی هستند که عملکردشان توسط دیافراگم ارتجاعی انجام میشود. این نوع پمپ‌ها نیز شباهت زیادی با پمپ‌های پیستونی و پلانجری دارند. تنها تفاوت آن‌ها این است که پمپ‌های پیستونی یا پلانجری خودشان آب را مستقیم جابه جا می کنند اما در این نوع، انبساط و انقباض ناشی از انجام عملیات رفت و برگشت دیافراگم، سبب تغییر در فضای داخل پمپ و در نتیجه ورود و خروج مایعات میشود. جنس این دیافراگم‌ها لاستیکی، فلزی و پلاستیکی هستند.
مزیت‌های پمپ‌های دیافراگمی زیاد است و از مهم ترین آن‌ها می‌توان به این مورد اشاره کرد که مایع با قطعات پمپ در تماس نیست که این موضوع در سلامت انتقال آب بسیار پر اهمیت است. مزیت دیگر آن، عدم نیاز به آب بندی است و می‌توان مطمئن بود که آب اصلا نشتی نمی‌کند.
پمپ‌های دیافراگمی از لحاظ سیستم نیز به چند دسته تقسیم می‌شوند: مکانیکی، هیدرولیکی، هوایی و الکترومغناطیسی
طرز کار پمپ آب دوار (Rotary Pump)
اساس کار این نوع پمپ، حرکت چرخشی مداوم یک تا چند روتور درون یک محفظه است. در زمان چرخش این روتورها، مقداری از مایع در بخش ورودی یا Suction جذب شده و به سمت خروجی یا Discharge رفته و از آنجا خارج میشود. انجام مداوم این روند منجر به پمپاژ مایع میشود. حرکت این پمپ‌ها همانطور که از نامشان پیداست، به صورت دورانی انجام میشود.
موارد زیر، مهمترین ویژگی‌های پمپ‌های دورانی است:
- بدون سر و صدا و سایش
- سرویس دهی در هر دو مسیر چرخش
- تثبیت فشار ورودی و خروجی و عدم نیاز به نصب مخزن متعادل کننده
پمپ‌های دوار نیز در ۲ گروه تقسیم بندی می‌شوند:
پمپ‌های تک محوری(Single Rotor)
این پمپ‌ها در مدل‌های زیر تقسیم می‌شوند:
- پمپ آب پره‌ای (Vane Pump)
طرز کار پمپ آب پره‌ای به این صورت است که سیال توسط یک جفت روتور جابجا میشود. این روتورها حرکت چرخشی مداومی دارند و در سمت‌های متفاوت درون محفظه قرار دارند. یک جفت چرخ دنده نیز برای هماهنگی و انتقال دهنده دور حرکت روتورها تعبیه شده است که علاوه بر چرخاندن آن‌ها، باید تماس و درگیری بین روتورها و بدنه و روتور را بررسی و مراقبت کند. این مورد مهمترین ویژگی این پمپ‌ها است.
بالا بودن راندمان، زیاد بودن استحکام و قابل اعتماد بودن این نوع پمپ‌ها سبب شده که در همه صنایع از آن‌ها استفاده شود. این نوع پمپ در مدل‌های دو لوب و سه لوب و … وجود دارد.
- پمپ‌های پیستونی (Piston Pump)
- پمپ‌های ارتجاعی (Flexible Member Pump)
- پمپ‌های لغزشی (Peristaltic Pump)
- پمپ‌های پیچی (Screw Pump)
این نوع پمپ یک محور متحرک دارد که به شکل پیچ است و داخل یک محفظه استوانه‌ای قرار گرفته است. کم بودن فاصله پیچ با بدنه سبب کاهش میزان نشتی میشود. مدل حرکت این پیچ‌ها شبیه چرخ گوشت است به طوری که مایع را در خود جای می‌دهد و آن را به سمت جلو هدایت می‌کند. پمپ‌های پیچی در مدل‌های یک، دو یا چند پیچ وجود دارند.
پمپ‌های چند محوری (Multiple Rotor)
این نوع هم در انواع زیر تولید میشود:
- پمپ‌های چرخ دنده‌ای (Gear Pump)
طرز کار این مدل پمپ آب با عبور چرخ دنده‌ها از مقابل ورودی، مقداری مایع میان دنده‌ها حبس شده و در جهت چرخش دنده‌ها که معکوس با هم هستند، مایع حرکت می‌کند و به خروجی هدایت میشود. جریان یکنواخت و مداوم چرخش سبب انجام عملیات پمپاژ میشود.
- پمپ‌های پره‌ای (Lobe Pump)
- پمپ‌های پیچی (Screw Pump)
- پمپ‌های پیستون دوار (Circumferential Piston Pump)
- و…
جمع بندی
در این مقاله طرز کار پمپ آب را بررسی کردیم. برای این منظور ابتدا شما را با انواع پمپ آشنا کردیم. بیان کردیم که پمپ‌ها با توجه به عملکردشان به سه دسته کلی تقسیم بندی می‌شوند که هر دسته نیز به گروه‌های دیگر تقسیم میشود. در نهایت عملکرد هر نوع را بررسی کردیم. امیدواریم که خواندن این مقاله برایتان مفید باشد. در صورت نیاز به مشاوره، از متخصصان الوپایپینگ راهنمایی بگیرید.
سوالات متداول
به ۳ دسته جنبشی، جابه‌جایی مثبت و مخصوص
در این پمپ‌ها مایع با کمک اختلاف فشار پمپاژ میشود.
اساس کار این نوع پمپ، حرکت چرخشی مداوم یک تا چند روتور درون یک محفظه است.
