معرفی انواع پمپ دنده‌ای
پمپ‌ها انواع گوناگونی دارند که هر کدام برای اهداف خاصی تولید شده‌اند. ایده ابتدایی ساخت پمپ به 2 هزار سال پیش از میلاد باز می‌گردد. در آن زمان مصریان با استفاده از سیستمی خاصی، آب را حدودا از عمق 6 متری به سطح می‌آوردند. در واقع این سیستم، نوعی چرخ آب ساده بود که برای آن، تعدادی سطل برای منتقل کردن آب در نظر گرفته بودند. این طرح طی گذشت قرن‌ها تکمیل و در نمونه‌های مختلف و با امکانات متنوع وارد بازار شد. اما این تنها یک نمونه از انواع پمپ‌‌هاست. برخی از پمپ‌ها کاربردهای صنعتی داشته و از مکانسیم پیچیده‌تری برخوردار هستند. پمپ دنده‌ای یکی از انواع پمپ‌های پرکاربرد است که برای محیط‌های صنعتی به کار گرفته می‌شود. با ما تا انتهای مقاله همراه باشید تا شما را بطور کامل با جزئیات نحوه عملکرد انواع مختلف آن آشنا کنیم.
بررسی کلی نحوه کارکرد پمپ دنده‌ای
پمپ‌های دنده‌ای با هدف انتقال مایعات طراحی شده‌اند که این کار را با بالا بردن فشار مایعات و گرانروی متوسط و بالا انجام می‌دهند. از آنجایی که بخش دوار آنها به فرم چرخ دنده‌ای است، با نام "پمپ‌های چرخ دنده‌ای" نیز معروف هستند. گاهی اوقات از این مدل پمپ با نام "پمپ غلیظ کش" نیز یاد می‌شود زیرا این قابلیت را دارند تا مواد سیال را با گرانروی( ویسکوزیته) بالا پمپاژ کنند. به طور کلی فرآیند خنک‌کاری و روان‌کاری در این پمپ‌ها به کمک سیالات پمپ شونده انجام می‌شود. اما اگر میزان این سیالات از میزان تعیین شده کمتر باشد( یا بصورت خشک فعالیت کند)، بین دنده‌ها اصطکاک بالایی ایجاد شده و در نتیجه دچار خوردگی می‌شوند. غالبا جنس این پمپ‌ها را با در نظر گرفتن نوع سیالات از استلنس استیل، چدن و یا مواد برنجی می‌سازند.
طرز کار پمپ‌های دنده‌ای داخلی و خارجی
پمپ‌های دنده‌ای از هر نوعی که باشند، برای جابجایی مواد سیال طراحی شده‌اند. یعنی پمپ‌ها با چرخاندن چرخ دنده‌ها، این کار را انجام می‌دهند. از این رو سیالات در محفظه این پمپ‌ها محصور شده و باعث ایجاد مکش در دهانه پمپ‌ها می‌شود. بعد از حرکت مواد سیال به سمت پمپ، در حفره‌های چرخ دنده‌ها قرار گرفته و در نهایت به طرف خروجی می‌رود. بطور کلی پمپ‌های چرخ دنده‌ای به دو نوع داخلی و خارجی تقسیم شده که هر کدام از آنها در مدل‌های مختلف تولید شده‌اند. در ادامه شما را با طرز کار آنها آشنا خواهیم کرد:
- پمپ‌های دنده‌ای خارجی: این پمپ‌ها دارای 2 چرخ دنده مشابه بوده که در هم قفل می‌شوند. این چرخ دنده‌ها به کمک شافتهای مجزا، در جای خود قرار می‌گیرند. نحوه به حرکت درآمدن چرخ دنده به دو صورت است:
1- یا هر 2 چرخ دنده با دو موتور به حرکت در می‌آیند.
2- یا آنکه یکی از چرخ دنده‌ها به کمک موتور به حرکت درآمده و سپس چرخ دنده دیگر را نیز وادار به جابجایی می‌کند.
وقتی چرخ دنده شروع به کار کرد، در بخش داخلی پمپ، مواد سیال درون آن منبسط خواهند شد. حال این مواد داخل حفره‌های پمپ به جریان درآمده و با حرکت دوار چرخ دنده، سیالات به واسطه دندانه‌ها داخل مخزن( محفظه) پمپ نگهداری می‌شوند. حال این مایع از بخش ورودی پمپ، به طرف خروجی خواهد رفت. روال کار این وسیله به گونه‌ای است که امکان برگشت مواد سیال به عقب وجود ندارد. علت این امر قفل شدن چرخ دنده‌هاست. از جمله کاربردهای این نوع پمپ می‌توان به استفاده آنها در تجهیزات هیدرولیکی( مانند باسکول، وسیله‌های نقلیه و تجهیزات سیار کاشت و برداشت) اشاره کرد.
پمپ‌های دنده‌ای داخلی: پمپ دنده‌ای داخلی نمونه دیگری از پمپ‌های چرخ دنده‌ای هستند که طرز کار آنها تقریبا مشابه پمپ دنده‌ای خارجی می‌باشد. فرق پمپ‌های دنده‌ای داخلی و خارجی در نحوه قفل شدن چرخ دنده‌ها است. در نمونه داخلی، یکی از چرخ دنده‌ها در چرخ دنده دیگر جا گرفته و سپس در هم قفل می‌شوند. پس، از نظر سایزبندی یکی از چرخ دنده‌ها بزرگتر( روتار) بوده و دندانه‌های آن از بخش داخلی بیرون زده است( این تنها چرخ دنده متحرک پمپ می‌باشد). چرخ دنده کوچکتر که هرزگرد نام دارد، در خارج از مرکز قرار گرفته و از نوع ثابت است.
باقی کار مشابه پمپ دنده‌ای خارجی می باشد. یعنی وقتی چرخ دنده‌ها حرکت کنند، مواد سیال، داخل حفره‌های محفظه پمپ رفته و این مواد به وسیله دندانه‌ها نگهداری می‌شوند. بعد از جاری شدن این مواد از ورودی در حفره‌های پمپ، داخل محفظه می‌چرخد. حال با قفل شدن دندانه‌ها در هم، حجم مواد کم شده و در نهایت با فشار بصورت جهشی از دستگاه خارج می‌شود.
پمپ‌های دنده‌ای چه مزیت‌هایی دارند؟
این نوع پمپ از نظر ابعاد کوچک بوده و امکانات ساده‌ای دارد. مقدار جریان خروجی پمپ‌های دنده‌ای، با سرعت چرخ دنده‌ها ارتباط مستقیمی دارند. یعنی هر چه سرعت چرخ ها بیشتر باشد مواد سیال بیشتری از دستگاه خارج می‌شود. این وسیله به دلیل ویژگی‌هایی که دارد به غیر از اندازه‌گیری و ترکیب کردن مواد سیال، برای جابجا کردن مواد خورنده( انواع اسیدها) و آتش‌گیر نیز گزینه مناسبی است که علت این امر، آلیاژهای به کار رفته در آنهاست. در گذشته پمپ‌های چرخ دنده‌ای تنها از آهن و فولادهای ضد زنگ ساخته می‌شد. اما در حال حاضر، برای ساخت این وسیله، از نوع آلیاژ خاصی استفاده می‌کنند که باعث شده اسیدهای قوی همچون اسید سولفوریک را نیز انتقال دهند.
پمپ‌های دنده‌ای از هر نوعی که باشند اندازه ورودی و خروجی آنها یکسان بوده و نوع ارتباط این دو بخش، به شکل "رزوه‌ای" و "فلنجی" است. معمولا این پمپ‌ها در ابعاد 3.8 الی هشت اینچی تولید شده و این قابلیت را دارند که مواد سیال را تا غلظت 50 هزار سانتی‌پویز پمپاژ کنند. گستره دمایی این مواد درون پمپ‌های دنده‌ای 20-180 درجه سانتی‌گراد است. اگر کم شدن دمای سیالات موجب غلیظ‌تر شدن( و عدم حرکت) شود، بهتر است نمونه ژاکت‌دار این پمپ‌ها به کار گرفته شود. علت استفاده از پمپ‌های ژاکت‌دار، دو لایه‌ای بودن آنهاست که با اضافه کردن روغن یا آب داغ به لایه میانی، می‌توان دمای سیالات را افزایش داده و از غلظت آنها کاست.
پمپ دنده ای نوعی پمپ با جابجایی مثبت است. پمپ دنده ای یک مایع را با محصور کردن مرتب یک حجم ثابت با استفاده از دنده های متصل یا چرخ دنده ، انتقال می دهد و آن را به صورت مکانیکی با استفاده از یک عمل پمپاژ چرخشی منتقل می کند. متناسب با سرعت چرخش چرخ دنده های خود یک جریان صاف و بدون پالس ارائه می دهد.
پمپ دنده ای دو طرح اساسی دارد: خارجی و داخلی.
پمپ دنده خارجی
یک پمپ دنده خارجی شامل دو دنده یکسان و بهم پیوسته است که توسط شافتهای جداگانه پشتیبانی می شود. به طور کلی ، یک دنده توسط یک موتور رانده می شود و این دنده دیگر را هدایت می کند. در بعضی موارد ، هر دو شافت ممکن است توسط موتور رانده شوند. شافت ها توسط یاتاقان های هر طرف پوشش پشتیبانی می شوند.
پمپ دنده داخلی
پمپ دنده داخلی بر اساس همان اصل کار می کند اما دو دنده بهم پیوسته در اندازه های مختلف هستند که یکی در داخل دیگری چرخانده می شود. چرخ دنده بزرگتر (روتور) یک چرخ دنده داخلی است یعنی دارای دندانه هایی است که از داخل آن بیرون زده اند. درون این یک دنده خارجی کوچکتر (دور موتور - فقط روتور رانده می شود) خارج از مرکز نصب شده است. این به گونه ای طراحی شده است که با روتور بهم پیوند می خورد به گونه ای که دندانه های دنده در یک نقطه درگیر شوند.
عملکرد پمپ دنده ای چیست؟
پمپ دنده ای که با نام پمپ غلیظ کش هم شناخته می‌شود از جمله محصولاتی است که به‌منظور مکش و پمپ سیالات مورد استفاده قرار می‌گیرد. پمپ دنده ای با استفاده از چرخ دنده‌ها، سیالات را با حجمی ثابت به چرخش در می‌آورد. انواع پمپ دنده ای داخلی و خارجی تولید می‌شود و از نظر ایجاد فشار، در مقایسه با پمپ‌های پره‌ای و گوشواره‌ای بهتر عمل می‌کنند. در این مقاله ضمن بررسی عملکرد پمپ دنده ای به مقایسه انواع آن خواهیم پرداخت.همچنین شما میتوانید برای کسب اطلاعات بیشتر به صفحه لوب پمپ مراجعه کنید.
پمپ دنده ای چیست؟
پمپ دنده ای یک پمپ جابه‌جایی مثبت دوار است که می‌تواند دارای دو طرح داخلی یا خارجی باشد. طرح انتخاب شده برای یک فرآیند به ویسکوزیته‌ی سیالات و فشار مورد نیاز بستگی دارد زیرا طراحی داخلی با توجه به نوع سیال و با شرایطی که سرعت چرخش را محدود می‌کند، تغییر می‌نماید.
انواع پمپ دنده ای عمدتاً برای ایجاد فشار بالا استفاده می‌شوند. در واقع پمپ دنده ای یک پمپ جابه‌جایی مثبت و ثابت است. پمپ جابجایی مثبت به این معنی است که این پمپ بدون توجه به تغییر فشار، جریان ثابتی را در سرعت معینی ارائه می‌کند و پمپ جابجایی ثابت به این معنی است که در هر چرخش شفت، مقدار مشخصی سیال دفع می‌شود.
انواع پمپ دنده ای
به‌طور کلی پمپ دنده ای در دو نوع خارجی و داخلی تولید می‌شود، اما در حقیقت پنج نوع پمپ دنده ای وجود دارد:
پمپ دنده ای داخلی
پمپ دنده ای خارجی
لوب پمپ (Lobe Pump)
پمپ Ge-Rotor
پمپ پیچ (Screw Pump)
در ادامه به بررسی نحوه‌ی عملکرد انواع پمپ دنده ای می‌پردازیم.
پمپ دنده ای داخلی
چرخش در پمپ دنده ای داخلی، در هر دو جهت صورت می‌پذیرد و این بدان معنا است که از پمپ دنده ای داخلی می‌توان هم برای پر و هم خالی کردن استفاده نمود. از طرفی پمپ دنده ای داخلی هم برای پمپاژ سیالات غلیظ و هم رقیق کاربرد دارد. از پمپ دنده ای داخلی برای پمپاژ مواد غذایی، سوخت، روغن‌های خوراکی، روانکار، رزین و پلیمر استفاده می‌شود.
از جمله مهم‌ترین مزایا‌ی پمپ دنده ای داخلی این است که این نوع از پمپ‌ها به‌صورت خودکار عمل مکش را انجام می‌دهند. علاوه بر این، تعمیر و نگهداری پمپ دنده ای داخلی آسان بوده و در هنگام پمپاژ سیالاتی که ویسکوزیته‌ی بالایی دارند، بسیار کاربردی هستند. اگرچه که برخی معتقدند که پمپ دنده ای داخلی، سرعت و فشار کمی ایجاد می‌کند اما باید دقت کنید که این نوع از پمپ می‌تواند جریان یکنواخت و بدون پالسی را حاصل نماید و همین امر موجب شده تا پمپ دنده ای داخلی بسیار پرطرفدار باشد. برای کسب اطلاعات بیشتر به مطالعه پمپ کلر زن antech بپردازید.
پمپ دنده ای خارجی
پمپ دنده ای خارجی زمانی مورد استفاده قرار می‌گیرد که دقت در میزان پمپاژ دارای اهمیت باشد. در پمپ دنده ای خارجی دو چرخ دنده قفل شده در هم وجود دارند که با حرکت آنها، سیالات منبسط شده و به داخل حفره‌های پمپ جریان می‌یابد و محبوس می‌شود. در نهایت سیال ذکر شده از سمت ورودی به قسمت خروجی جریان پیدا می‌کند.
در پمپ دنده ای خارجی با توجه به این‌که چرخ دنده‌ها در هم قفل می‌شوند، سیالات به سمت عقب باز نمی‌گردند. پمپ دنده ای خارجی معمولاً طول عمر بالا و کارکرد مناسبی دارد و از قیمت مناسبی برخوردار است. ضمن این‌که پمپ دنده ای خارجی معمولاً برای پمپاژ انواع سیالات مورد استفاده قرار می‌گیرد. این پمپ در پمپاژ مواد غذایی، انواع روغن‌های خوراکی و روانکار‌ها کاربرد دارد.
از جمله مهم‌ترین مزایا‌ی پمپ دنده ای خارجی این است که می‌توان به آن ژاکت سرمایشی و حرارتی را افزود. از طرفی تعمیر و نگهداری این پمپ‌ها آسان است و آنها قادر هستند تا سرعت و فشار مناسبی را ایجاد کنند. برخی حضور یاتاقان‌ها در درون سیال در نوع بوشی را به‌عنوان یکی از معایب پمپ‌های دنده ای در نظر می‌گیرند. از طرفی حضور برخی ذرات موجود در سیالات ممکن است موجب تخریب چرخ دنده شود.
پمپ دنده ای لوب
پمپ لوب در واقع نوعی پمپ دنده ای خارجی است. تعداد لوب‌ها بسته به نیاز می‌تواند 3 یا 4 عدد باشد. دو لوب در داخل بدنه‌ها تعبیه شده و لوب‌ها به گونه‌ای طراحی شده است که به‌جای لمس و چرخش پمپ دنده ای خارجی، تقریباً یکدیگر را نگه می‌دارند.
پمپ Ge-Rotor
این پمپ دنده ای دارای دو روتور مولد می‌باشد. یک روتور دارای دندانه های خارجی و دیگری دارای دندانه‌های داخلی است و روتور با دندانه‌های خارجی در داخل روتور با دندانه‌های داخلی می‌چرخد.
تعداد دندانه‌های روتورهای داخلی یک عدد کمتر از روتور خارجی است. شفت موتور‌های اصلی به روتور داخلی جفت می‌شود و به این ترتیب روتور داخلی را روتور درایور می‌نامند.
فضا‌ی مابین روتور خارجی و داخلی، ناچیز است. سیال در نزدیکی ورودی‌ها به‌دلیل خلاء بین دندانه‌های روتور داخلی و خارجی، مکیده می‌شود.
مطلب پیشنهادی:پمپ غلیظ کش
پمپ پیچ
به این دلیل که در این پمپ از پیچ‌ها برای افزایش فشار سیال استفاده می‌شود، به آن «پمپ پیچ» می‌گویند. در این پمپ ورودی‌ها به دو قسمت تقسیم شده و دارای خروجی می‌باشند.
در پمپ‌های پیچی، یک شفت دارای پیچ سمت چپ و محور دیگر دارای پیچ سمت راست است. دو ورودی در انتها وجود دارد و خروجی در جهت مخالف است.
هنگامی که پمپ‌ها راه‌اندازی می‌شوند، مایع، شکاف بین پیچ در لبه‌ی ورودی را پر می‌کند و به‌دلیل چرخش پیچ، مایع به‌صورت محوری در امتداد پیچ از ورودی به خروجی حرکت می‌نماید.
در انتهای این مقاله قصد داریم که برخی از مزایا و معایب استفاده از پمپ دنده ای را مورد بررسی قرار دهیم. از جمله مهم‌ترین مزایا‌ی پمپ دنده ای عبارت است از:
این پمپ‌ها بسیار ساده و جمع و جور هستند و تعداد قطعات متحرک بسیار کمی دارند.
هزینه‌های نگهداری انواع پمپ دنده ای بسیار پایین است.
پمپ‌های دنده ای را می‌توان برای تولید فشارهای بسیار بالا تا 3000 psi استفاده کرد.
می‌توان از انواع پمپ دنده ای برای پمپاژ مایعات بسیار چسبناک مانند روغن استفاده نمود که با پمپ‌های گریز از مرکز نمی‌توان آنها را پمپ کرد.
هنگام پمپاژ مایع چسبناک مانند روغن با پمپ دنده ای، احتمال نشتی بسیار کم است، بنابراین راندمان این پمپ در هنگام پمپاژ سیالات با ویسکوز بالا افزایش می‌یابد.
انواع پمپ دنده ای می‌توانند در هر دو جهت کار کنند. بنابراین می‌توان از یک پمپ واحد هم برای بارگیری و هم برای تخلیه استفاده کرد.
این پمپ بسیار کمتر در معرض آلودگی است.
البته برخی معایب زیر را نیز برای پمپ‌های دنده‌ای در نظر می‌گیرند:
در این پمپ‌ها از چرخ دنده‌های مشبک استفاده می‌شود، بنابراین سیال با اصطکاک بالا را نمی‌توان در پمپ‌های دنده‌ای مورد استفاده قرار داد.
این پمپ‌ها صدای زیادی تولید می‌کنند.
اندازه‌ی پمپ‌های دنده‌ای محدود است، بنابراین نمی‌توان از آنها برای دبی‌های حجیم زیاد استفاده کرد.