شاسی پمپ ها

Pump Baseplate

شاسی پمپ ها در طرح های متنوعی طراحی و تولید می شود. همانگونه که انستیتو هیدرولیک HI بیان کند، هدف اصلی از ساخت شاسی، نصب پمپ و موتور و امکان همراستایی آنها با هم می باشد.

طراحی و ساخت شاسی باید به اندازه کافی محکم باشد تا تجهیزات به سلامت به محل نصب منتقل شوند و در عین حال باید نصب ساده ای داشته باشند. شاسی باید امکان همراستایی نهایی پمپ و موتور را داشته باشد و در صورت نیاز خارج کردن تجهیزات و نصب مجدد آنها امکان پذیر باشد.

هدف از این مقاله بررسی انواع مختلف شاسی ها و ملاحظات طراحی آنها می باشد. الزامات مصرف کننده و ماهیت پمپ باید توسط تأمین کننده پمپ هنگام طراحی و ساخت شاسی مد نظر قرار گیرد.

به منظور کاهش هزینه های دوره عمر تجهیزات، باید شاسی مناسب جهت کاربرد تجهیزات انتخاب شود و همچنین نصب فونداسیون مناسب و همراستایی صحیح می بایست انجام گیرد.

انواع شاسی

انواع شاسی در کاربردهای مختلف صنایع مورد استفاده قرار می گیرند. بعلاوه هر سازنده ممکن است طراحی های مخصوص به خود داشته باشد. انواع شاسی که در ادامه توضیح داده می شود مهمترین انواع شاسی مورد استفاده در صنایع می باشد.

سینی ها Sole plates

سینی ها ساده ترین و پایه ای ترین نوع شاسی پمپ می باشد. یک سینی یک صفحه ساده استیل می باشد که در زیر پایه پمپ و موتور قرار می گیرد. اگرچه این شاسی ساده است، اما مناسب برای گروت ریزی می باشد. برای پمپ و موتورهای بزرگ، سینی ها ارزانتر از شاسی ها می باشند. جایی که شکل دادن و ساختن فولادهای سنگین مشکل می باشد، سینی ها بهترین گزینه می باشند. یک سینی برای پمپ های بسیار بزرگ مانند پمپ های دو مکشه استفاده می شود.

همچنین سینی ها برای پمپ های عمودی توربینی که موتور بالای پمپ قرار دارد، نیز متداول می باشند. استفاده از سینی در این پمپ ها باعث راحتی در خارج کردن پمپ و موتور می شود. سینی پمپ های عمودی توربینی به همراه گروت آن را می توانید در شکل 1 ملاحظه نمایید.

شاسی چدنی

شاسی های ساخته شده از چدن در پمپ های کوچک مورد استفاده قرار می گیرد. استفاده از این شاسی ها در پمپ های ANSI به خاطر هزینه های پایین ساخت آن دیده می شود. بسیاری از تولیدکنندگان این شاسی را به عنوان شاسی استاندارد بکار می گیرند، چرا که هزینه های نیروی انسانی برای ساخت آن کمترین می باشد.

برای پمپ های کوچک، این شاسی ها یک لبه برای نشیمن موتور دارند. صفحات نشیمن پمپ و موتور کف تراشی می شوند. موتورهای با فریم استاندارد NEMA برای این شاسی ها استفاده می شوند و شاسی دارای سوراخ های گروت ریزی و تخلیه هوا می باشد.

شاسی های چدنی کوچکتر هیچگونه تمهیدی برای جمع آوری Drain ندارند. شاسی های نشان داده شده در شکل 2 از جنس چدن با سوراخ های گروت، تخلیه هوا، و صفحات نشیمن می باشند. برای استفاده از این شاسی ها باید رنگ صفحات نشیمن تمیز و پاک شود. همچنین شاسی های چدنی برای پمپ های بزرگ و الکتروموتورهای استاندارد NEMA ساخته می شود. در این مواقع این شاسی ها دارای تمهیدات لازم برای جمع آوری Drain می باشند.

وقتی پمپ و موتور بسیار بزرگ می باشند، شاسی های چدنی ممکن است اقتصادی نباشند. استفاده از شاسی های فولاد ساختمانی Fabricated steel baseplate ممکن است برای ابعاد بیشتر از 3 متر در 1 متر گزینه مناسبتری باشد.

فولاد ساختمانی نسبت به چدن صلب تر و مقاومت بیشتری دارد و در این سایزهای بزرگ وزن بیشتری نسبت به چدن دارد. به علاوه شاسی های چدنی در سایزهای کوچک هزینه ساخت کمتری دارند.

شاسی فولاد ساختمانی Fabricated Steel baseplates

شاسی های فولاد ساختمانی از مواد مختلفی ساخته می شوند. این شاسی ها می توانند صلبیت بیشتری نسبت به شاسی های چدنی داشته باشند. اما عموماً این شاسی ها به خاطر مواد و هزینه های نیروی انسانی و جوشکاری های مورد نیاز، گرانتر از شاسی های چدنی می باشند. فولاد خمکاری یا نورد کمترین هزینه را بین مواد مختلف دارد. صفحات نشیمن موتور به شاسی جوش می شود. همانگونه که در شکل 3 نشان داده شده است، صفحه نشیمن موتور طوری ساخته شده است که مناسب برای سایز موتور باشد. شاسی های فولادی نورد شده Rolled steel baseplate، به خاطر کاهش هزینه های ساخت، سوراخ های گروت ندارند. شکل 4 نمایی از شاسی فولادی نورد شده که آماده کوپله مستقیم به الکتروموتور می باشد را نشان می دهد.

شاسی های فولاد ساختمانی انعطاف پذیری خیلی بیشتری نسبت به سایر شاسی ها از لحاظ تنوع در تغییر طراحی دارند.

در شکل شماره 5 و 6 یک شاسی فولاد ساختمانی نشان داده شده است که موتور را بر روی پمپ نگه می دارد.

ملاحظات طراحی

اگرچه سازندگان، طراحی ها و ویژگی های استانداردی برای شاسی های خود دارند، در صورت رعایت برخی ملاحظات در طراحی ها می توانند عمر تجهیزات خود را افزایش دهند.

وقتی موتور روی شاسی نصب می شود، همراستایی باید قبل از عملکرد دستگاه انجام گیرد. همراستایی عمر دستگاه را افزایش می دهد و می تواند مصرف انرژی را کاهش دهد.

برای کمک به همراستایی راحتتر، صفحه (ها)ی نشیمن موتور باید طوری طراحی و ساخته شود که اجازه تعبیه حداقل 3.175 میلیمتر (0.125 اینچ) شیم زیر پایه موتور فراهم شود. بعد از ارسال و نصب نهایی، مقدار شیم ها می تواند بر حسب نیاز تنظیم شود.

صفحات نشیمن پمپ و موتور باید حداقل از هر طرف 2.54 سانتیمتر (1 اینچ) بزرگتر از پایه نشیمن باشد.

بعلاوه، پایه های نشیمن پمپ و موتور باید ماشینکاری و از لحاظ هم صفحه بودن با دقت 0.05 میلیمتر (0.0002 اینچ) صاف و موازی باشند. این ماشینکاری باید بعد از تمامی عملیات ساخت شاسی انجام گیرد.

این خصوصیت کمک به همراستایی و قابلیت اعتماد دستگاه می کند. شاسی شکل های 7 و 8 نمایی از صفحات نشیمن پمپ و موتور را نشان می دهند.

برخی از سازندگان برای شاسی های خود امکان جمع آوری آب فراهم می کنند. یک دیواره جمع آوری آب Drip rim با تخلیه رزوه شده را می توان در شکل 8 ملاحظه نمود.

یک راه حل ارزان قیمت تر برای جمع آوری نشتی استفاده از صفحه جمع آوری آب Drip pan می باشد. این صفحه زیر پمپ نصب می شود و به اندازه ای است که زیر فلنج ها و محفظه آببندی را پوشش می دهد.

برای شاسی های فولاد ساختمانی که ممکن است بسیار طویل یا عریض باشند، استحکام دهنده ها Stiffeners ممکن است بکار رود. شکل 9 نمایی از یک استحکام دهنده که زیر شاسی جوشکاری شده است را نشان می دهد.

برای کاربردهای دما بالا، پمپ و شاسی طوری طراحی می شود که نگهدارنده پوسته پمپ در مرکز آن باشد Centerline mounted. این طرح از کرنش بیش از حد به خاطر افزایش دمای محصول پمپ شونده، جلوگیری می کند.

این یک ویژگی استاندارد در پمپ های صنایع نفت می باشد، و همچنین در پمپ های تغذیه بویلر نیز دیده می شود. بسته به متریال و طراحی سازنده پمپ، ممکن است این نوع نصب برای دماهای بالاتر از 120 تا 170 درجه سانتیگراد (250 تا 350 درجه فارنهایت) الزام آور باشد.

برای پمپ و موتور های خیلی بزرگ، نصب پیچ های تنظیم jackscrew که به شاسی جوش داده شده اند، می تواند به حرکت محوری و جانبی تجهیزات سنگین در حین همراستایی، کمک کند. اگر این ویژگی انتخاب شود، باید حین ساختن شاسی انجام گیرد. اگر این جوشکاری بعد از ساخت شاسی و در سایت انجام گیرد، ممکن است باعث پیچش یا خرابی شاسی شود.

مشخصات فنی شاسی ها

بسیاری از مصرف کنندگان بزرگ پمپ ها، برای پمپ هایی که می خرند، مشخصات فنی شاسی ها از لحاظ کیفیت و طراحی تدوین نموده اند. همچنین مشخصات فنی برای ساخت شاسی ها در تعدادی از استانداردهای تخصصی وجود دارد.

استاندارد ANSI B 73.1M-2001

هدف استاندارد ANSI B 73.1M-2001 تدوین الزامات ابعادی شاسی ها به منظور قابلیت جایگزینی آنها با یکدیگر و ویژگی های طراحی برای نصب و نگهداری آنها می باشد. استاندارد الزاماتی را برای سازندگان پمپ بیان می دارد تا پمپ و تجهیزات مرتبط با آن از لحاظ ابعادی قابل جایگزینی با یکدیگر باشند.

این الزامات ابعادی در حوزه ابعاد نشیمن پمپ، سایز و موقعیت نازل های مکش و رانش، موقعیت محورها، شاسی و سوراخ پیچ های فونداسیون می باشد.

استاندارد ANSI/HI1.3.5-2000

این استاندارد که توسط انجمن هیدرولیک Hydraulic Institute تدوین شده است، به طور ویژه برای معیارهای ساخت شاسی برای پمپ های افقی می باشد. این استاندارد برای تمامی انواع پمپ های افقی کاربرد دارد و دستورالعملی برای ابعاد، تلرانس ها، تنش های کاری و استحکام شاسی می باشد.

ویژگی های طراحی مانند نوع شاسی، جمع آوری نشتی، جوش پیوسته یا موضعی هنگام ساخت، در این استاندارد توضیح داده نشده است. این استاندارد ممکن است برای برخی پمپ های خاص مانند پمپ های Closed Coupled یا پمپ های انرژی بالا، کاربرد نداشته باشد. برای این پمپ ها باید سایر استانداردها یا تجربه سازنده مورد استفاده قرار گیرد.

استاندارد در خصوص استفاده از شاسی های سبک که نیاز به ماشینکاری ندارند و برای پمپ های زیر 7.5 کیلووات (10 اسب بخار) مناسب می باشند، مباحثی مطرح می کند. با افزایش سایز الکتروموتور به 150 کیلووات (200 اسب بخار)، شاسی نیاز به تمهیدات بیشتری برای صلبیت دارد. برای تجهیزات بالای 150 کیلووات (200 اسب بخار)، تلرانس های ساخت شاسی ها باید بیشتر باشد، و عموما این شاسی ها ماشینکاری می شوند.

برای پمپ و موتورهای بزرگ، سطوح تحت تنش شاسی ها باید مورد توجه قرار گیرد. طراحی و ساخت ضعیف شاسی ممکن است باعث نصب نامناسب در سایت و ایجاد مشکلات هنگام همراستایی Alignment شود. بعلاوه ممکن است باعث کاهش قابلیت اعتماد دستگاه و افزایش توان مصرفی شود.

هنگام بررسی سطح تحت تنش شاسی، متریال شاسی و نوع جوشکاری استفاده شده باید مورد بررسی قرار گیرد. بعد از ساخت، تنش هایی که ممکن است حین حمل و نقل یا بلند کردن ایجاد شود، باید مورد بررسی قرار گیرد.

صلبیت شاسی تأثیر زیادی روی پمپ و موتور بعد از نصب نهایی دارد. صلبیت ناکافی ممکن است باعث تغییر شکل شاسی بعد از نصب، گروت ریزی و لوله گذاری شود و همراستایی نهایی را با مشکل مواجه کند. نیروهای لوله کشی و گشتاور موتور نیز ممکن است در حالتی که شاسی صلبیت کافی نداشته باشد، روی آن تأثیر گذارد و باعث خمش یا پیچش آن شود. این استاندارد توصیه می کند که مجموع گشتاور موتور و نیروهای لوله کشی نباید باعث تغییر شکل 0.254 میلیمتر (0.01 اینچ) در جهات موازی و 0.127 میلیمتر (0.005 اینچ) در جهات زاویه ای در شاسی شود.

استاندارد توصیه می کند که سوراخ های صفحات نشیمن پمپ و موتور و همچنین پیچ های آن طوری انتخاب شوند که اجازه بیشترین حرکت تجهیز برای مقاصد همراستایی را داشته باشد. اتصالاتی که برای بستن پمپ و موتور استفاده می شوند باید از نوع رزوه ای و به طور مستقیم به متریال شاسی با عمق برابر با قطر رزوه متصل شوند.

همچنین می توان از مهره ها در سطح زیرین شاسی، برای نگه داشتن پمپ و موتور حین حمل و نقل و نصب، استفاده نمود. در مواقعی که از گروت برای ایجاد استحکام بیشتر مجموعه پمپ و موتور استفاده می شود، توصیه هایی برای اندازه و فضای سوراخ های گروت در شاسی، داده شده است. برای جلوگیری از ایجاد تنش ها در گروت زیر شاسی، تمامی گوشه ها باید با شعاع مناسبی انحنا داده شوند.

شاسی ANSI نشان داده شده در شکل 10 بسیاری از خصوصیات توضیح داده شده در بالا را نشان می دهد: صفحات نشیمن ماشینکاری شده، سوراخ های گروت، سوراخ های تخلیه هوا، نوار جمع آوری نشتی، قلاب های مخصوص بالا بردن شاسی Lifting lugs، مهره های تنظیم سطح، و ابعاد استاندارد شاسی.

استاندارد API 610

اگرچه مشخصات فنی جداگانه ای برای شاسی ها ایجاد نشده است، انستیتو نفت امریکا American Petroleum Institute API ، شاسی های پمپ های سانتریفیوژ را در استاندارد API 610 توضیح داده است. مشخصات فنی سایر پمپ ها مانند پمپ های جابجایی مثبت، دوزینگ پمپ ها و پمپ های روتاری نیز مشابه روش استاندارد API 610 می باشد.

استاندارد API 610 برخی از ویژگی های بیان شده در بخش های بالا را مانند ماشینکاری صفحات نشیمن، حداقل شیم های مورد نیاز، جمع آوری آب و استانداردهای ابعادی، مورد نیاز می داند.

همانگونه که قبلاً بیان شد، شاسی صلب برای قابلیت اعتماد دستگاه مهم می باشد. استاندارد API 610، مشخصات فنی ویژه ای را برای جوشکاری استحکام دهنده ها Stiffeners زیر شاسی و جوشکاری پیوسته بیان می دارد.

شکل 8 استحکام دهنده ها زیر شاسی را توضیح می دهد. مطابق استاندارد، تست استحکام شاسی توسط مشتری می تواند درخواست شود.

برای ایجاد یک ساختار محکم، استاندارد API 610، ویژگی های زیادی برای شاسی هایی که گروت ریزی می شوند، مورد نیاز می داند.

گذشته از تعریف سایز و موقعیت سوراخ های گروت، چنگک های قفل کننده Locking hooks زیر شاسی برای اتصال بهتر به گروت، توضیح داده می شود. همچنین برای چسبندگی بهتر شاسی به گروت، سطح زیرین شاسی باید سندبلاست و پوشش اپوکسی شود و لبه های خارجی آن با شعاع حداقل 5 سانتیمتر (2 اینچ) انحنا داده شود.

به منظور کمک به همراستایی، استاندارد API 610، برای حرکت دادن موتورهای سنگین تر از 205 کیلوگرم (450 پوند) نیازمند پیچ های تنظیم Jack-screw برای کمک به همراستایی در صفحه افقی می باشد و برای اجزای سنگین تر از 410 کیلوگرم (900 پوند) پیچ های تنظیم برای کمک به ایجاد همراستایی محوری و عمودی نیز مورد نیاز می باشد. پیچ های تنظیم نشان داده شده در شکل 11 برای حرکت دادن موتور و کمک به ایجاد همراستایی افقی می باشند.

References:

ANSI/HI 1.3.5-2000, Centrifugal Pumps for Design and Application, Hydraulic Institute, Sylvan Way, Parsippany, NJ, http://www.pumps.org

ASME B73.1M-2001, Specification for Horizontal End Suction Pumps for Chemical Process, American Society of Mechanical Engineers, 345 East 47th Street, New York, NY 10017, http://www.asme.org

API Standard 610, Centrifugal Pumps for Petroleum, Heavy Duty Chemical, and Gas Industry Services, Eighth Edition, American Petroleum Institute, 1220 L Street Northwest, Washington, DC 20005, http://www.api.org

شاسی پمپ ها

مطالب مشابه :

نحوه ساخت پمپ خلاء...

پمپ ها

شاسی پمپ ها

پمپ، آمپلی فایر هوا و بوستر گاز فشار بالا

نصب پمپ ها در آبرساني

مشخصات انواع پمپ

آموزش ساخت آكواريوم

آموزش ساخت آكواريوم