پمپ (منبع قدرت هیدرولیک)
پمپ (منبع قدرت هیدرولیک)
مقدمه
شکل 3-1 . اجزاء اصلی مدار هیدرولیک و چرخه تبدیل انرژی مکانیکی به هیدرولیکی و بالعکس
شکل 3ـ2 . نحوه عملکرد یک پمپ پیستونی ساده1. پمپ‌های با جابجایی غیرمثبت پمپ‌هاي گریز از مرکز در انواع جریان شعاعی ، جریان محوری ، جریان مختلط از نمونه های کاربردی پمپ‌هاي با جابجایی غیرمثبت می‌باشند. (شکل 3-3). با توجه به اینکه پمپ‌هاي مذکور توانایی مقاومت در برابر فشار بالا را ندارند، بندرت در صنعت هیدرولیک مورد استفاده قرار گرفته و معمولاً به منظور انتقال اولیه سیال از نقطهای به نقطهای دیگر بکار گرفته می‌شود. بطور کلی این برایسيستم‌های فشار پایین و جریان بالا که حداکثر ظرفیت فشاری آنها به 250 تا psi300 محدود می‌گردد مناسب می‌باشند. در پمپ‌های با جابجایی غیرمثبت بدلیل وجود لقی زیاد بین پره های دوار و پوسته ثابت، میزان جریان خروجی پمپ علاوه بر سعت دورانی محور به مقدار مقاومت خارجی سیستم نیز وابسته است. و سیال متمایز به حرکت در جهتی است که با مقاومت کمتری مواجه کردد. مطابق نمودار شکل 3-4 میزان جریان خروحی با افزایش مقاومت بار کاهش یافته و هنگام مسدود بودن خروجی، فشار حداکثر می‌گردد دراین حالت جریان خروجی به صفر خواهد رسید. به همین دلیل به منظور پمپ نمودن اب شهری و صنعتی از پمپ‌های کریز از مرکز استفاده می‌گردد. زیرا در موقع حداکثر مصرف، فشار به حداقل رسیده و در زمانهای حداقل مصرف، حداکثر فشار قابل دسترس می‌باشد. هزینه پایین تولید و نگهداری، سادگی عملکرد، قابلیت اعتماد بالا و سر و صدای کم را می‌توان از مزایای این نوع پمپ‌ها به حساب آورد.
شکل 3-3 انواع پمپ‌های با جابجایی غیر مثبتالف) شعاعیب) محوریج) جریان مختلط
شکل 3-4 . نمودار فشار برحسب جریان در نوعی پمپ سانتریفوژ
2. پمپ‌های با جابجایی مثبت
این نوع پمپ‌ها که در صنعت
هیدرولیک کاربرد وسیعی دارند به ازاء هر دور چرخش محور پمپ، مقدار مشخصی از
سیال را به سیستم هیدرولیک ارسال نموده و توانایی غلبه بر فشار حاصل از
بارهای مکانیکی سیستم و همچنین مقاومت ایجاد شده در مقابل جریان سیال در
نتیجه وجود اصطحکاک را دارا می‌باشد.
مزایای پمپ‌های با جابجایی مثبت
( نسبت به نوع با جابجایی غیرمثبت):
1.توانایی کاردر فشارهای بالا (تا psi10000 و بالاتر)
2.ابعاد کوچک و فشرده
3.بازده حجمی بالا
4.تغییرات جزیی بازده در محدوده فشار طراحی شده
5.انعطاف پذیری بالا (توانایی انجام کار در محدوده وسیعی از فشارها و سرعت‌های مورد نیاز)
پمپ‌های با جابجایی مثبت به سه نوع اصلی زیر تقسیم می‌شوند:
1.پمپ‌های چرخدندهای
2.پمپ‌های دایره‌ای
3.پمپ‌های پیستونی
هریک از انواع در محدوده وسیعی
از طراحی های مختلف عرضه می‌شوند. به عنوان مثال پمپ‌های پره‌ای و پیستونی
می‌توانند بصورت جابجایی ثابت یا متغیر باشند. در یک پمپ با جابجایی
ثابت، میزان سیال پمپ شده بازاء یک دور چرخش محور ثابت است. درصورتیکه در
پمپ‌های با جابجایی متغیر، مقدار فوق بوسیله تغییر در ارتباط بین اجزاء
پمپ قابل کم یا زیاد شدن می‌باشد. درهرحال باید به این نکته توجه نمود که
پمپ، ایجاد فشار نمی‌کند بلکه تولید جریان مینماید. در واقع در یک سیستم
هیدرولیک، فشار بیانگر میزان مقاومت بوجود آمده در مقابل خروجی پمپ‌ها است.
برای مثال اگر خروجی یک پمپ با جابجایی مثبت به اتسمفر باز باشد علیرغم
برقراری جریان سیال، بدلیل فقدان مقاومت درمقابل جریان، در خروجی فشاری
بالاتر از فشار اتمسفر وجود نخواهد داشت. متقابلا در صورت مسدود شدن کامل
خروجی پمپ، مقاومت بی نهایتی به صورت تئوریک در مقابل جریان ایجاد می‌گردد.
زیرا فضایی برای حرکت سیال وجود ندارد، لذا به منظور حفاظت از اجزا،
سيستمها ،استفاده از شير اطمينان ضروري است.شير اطمينان با رسيدن فشار
سيستم به مقدار تنظيمی، مسير عبور جريان به مخزن را باز نموده و حداكثر سطح
فشار در مدار را محدود مي‌نمايد.به طور خلاصه می توان دريافت كه جريان
خروجي پمپ جابجایی مثبت (صرفنظر ازنشتی های جریی داخل پمپ) ثابت بوده و به
فشار فشار سيستم وابسته نمی باشد. بنابراين در صورتي كه مكاني براي حركت
سيال وجود نداشته باشد (مانند مسدود بودن شير يا رسيدن عملگر به انتهای
كورس) و يا در صورت افزايش بيش از حد بار مقاوم، استفاده از شير كنترل فشار
(شير اطمينان) جهت حفاظت کمپرسور پيستونی ديافراگمی جابه جايي مثبت در
مقابل فشار اضافي ضرورت مي‌يابد. کمپرسور پيستونی ديافراگمي با جابه جايي
مثبت با توجه به نوع حركت اجزا، داخلی آنها (چرخشی يا رفت و برگشتی) تقسيم
بندی شده و در محدوده وسيعی از طراحی های مختلف به شرح زير عرضه مي‌شوند: 
جدول 3-1. انواع پمپ‌هاي جابجايي مثبت
بعضی از پمپ‌های جابجایی متغیر مجهز به سیستم جبران کننده فشار می‌باشند. طراحی این نوع پمپ‌ها به گونه‌ای است که با افزایش فشار سیستم، دبی خروجی کاهش یافته تا نهایتا در سطح فشار تعیین شده جریان سیال به صفر برسد. پمپ پره‌ای نامتعادل (مجهز به سیستم جبران کننده فشار) مثالی از این نوع می‌باشد. در مدارهایی که از پمپ‌های با جابجایی متغیر مجهز به سیستم جبران کننده فشار استفاده می‌گردد معمولاً به شیر اطمینان نیازی نیست. پمپ‌های چرخدندهای پمپ‌های چرخدندهای بدلیل برخورداری از طراحی ساده، ابعاد کوچک و فشرده و قیمت ارزاندر سیستم‌های هیدرولیک دارای مصرف عام بوده و بیشترین کاربرد آنها در ماشین های ابزار و تجهیزات متحرک می‌باشد. ولی در مقابل، بدلیل کاهش شدید بازدهی در اثر ساییدگی، هزینه های تعمیر و نگهداری زیادی را به همراه دارند. بازده حجمی پمپ‌های چرخدندهای به طور قابل توجهی متاثر از افتهای نشتی است که در اثر سایش در نواحی زیر بوجود می‌آیند. 1.نشتی بین دندانه و پوسته 2.نشتی بین دندانه ها 3.نشتی از طرفین پمپ چرخدنده خارجی در پمپ‌های چرخدندهای خارجی (شکل 3-5 الف) دوران یکی از چرخدنده ها بوسیله سیستم محرک تامین کشته و دیگری بواسطه آن چرخدنده بحرکت در می‌آید فضای بین دندانه ها، پوسته و صفحات جانبی، محفظه‌هایی از روغن را تشکیل می‌دهند. در ناحیه‌ای که دندانه ها از درگیری خارج شده و حجم محفظه افزایش می‌یابد (فضای مکش) فشار از فشار اتمسفر کمتر می‌شود. در نتیجه سیال موجود در مخزن تحت فشار اتمسفر فضای بین دندانه‌ها را پر می‌کند. ناحیه تخلیه در سمتی قرار دارد که دندانه ها با یکدیگر درگیر می‌شوند. در نتیجه کاهش حجم بوجود آمده در این ناحیه و بدلیل آب بندی داخلی پمپ در مقابل نشتی، روغن به سمت مجرای خروجی رانده می‌شود. در شکل 3-5 (ب) نمای برش خورده‌ای از یک پمپ دنده خارج نشان داده شده است. در این نوع پمپ‌ها بین سر دندانه ها و پوسته پمپ لقی بسیار کمی (کمتر از in001/0) وجود دارد. در نتیجه همواره مقداری از روغن به سمت مجرای ورودی نشت نموده و سبب می‌شود که مقدار جریان واقعی پمپ از میزان جریان تئوری کمتر گردد.
شکل 3-5 . ساختمان داخلی و اصول عملکرد نوعی پمپ چرخدنده خارجی این نشتی داخلی، لغزش پمپ نامیده شده و عامل تعیین کننده مقدار بازده حجمی پمپ است. مقدار بازده حجمی در سرعت‌های کم و دبی های پایین مطلوب نمی‌باشد. بنابراین سرعت دوران پمپ‌های چرخدندهای بایستی به حداکثر سرعت دوران پمپ نزدیک گردد. مقدار افت جریان ناشی از وجود لقی‌های بین اجزاء ثابت و متحرک پمپ بازاء فشار ثابت در دبی های مختلف یکسان است. مطابق شکل (3-6 الف) نشتی داخلی در اثر بالا رفتن فشار در خروجی افزایش یافته و موجب کاهش بازده حجمی پمپ می‌گردد. فشار بیش از حد، بر افزایش نشتی، باعث آسیب رسیدن به پوسته و افزایش بار روی یاتاقانها می‌شود. در صنعت هیدرولیک از پمپ‌های چرخدنده خارجی معمولاً برای تامین فشارهای پایین استفاده می‌گردد. این دارای عمر مناسب، قیمت ارزان و بازده نسبتا خوبی هستند. پمپ‌های چرخدنده خارجی صنعتی درسرعت های 1500 تا rpm2500 و فشارهایی تا psi4000 و توان های تا hp 100 قابل دسترس بوده و محدوده دبی آنها از 1 تا gpm 100 می‌باشد. در شکل 3-7 تصویر انفجاری یک پمپ چرخدندهای ساده نشان داده شده است. جهت چرخش محور در پمپ‌های چرخدندهای توسط سازنده مشخص می‌گردد. در صورت عدم رعایت جهت صحیح، مجازی ورودی و خروجی عکس شده و این امر ممکن است خرابی پمپ را به همراه داشته باشد. البته محور بعضی از انواع پمپ‌های چرخدندهای ازقابلیت چرخش در دو جهت برخوردار هستند. پمپ‌های چرخدنده خارجی که در ساختمان آنها از چرخدنده های ساده (شکل 3-8 الف) استفاده می‌شود. در سرعت های بالا سر و صدای زیادی ایجاد می‌کنند. به منظور کاهش صدا و حرکت نرمتر می‌توان از چرخدندهای مارپیچ (شکل 3-8ب) استفاده نمود. به دلیل اعمال نیروی محوری به یاتاقانهای پمپ های چرخدندهای مارپیچ، کاربرد این نوع چرخدنده به فشارهای کمتر از psi 200 محدود می‌گردد. برای فشارهای بالاتر معمولاً از چرخدنده های جناغی استفاده می‌شود. (شکل 3-8ج)
شکل 3-6 . الف) منحنی فشار برحسب جریان در سرعت ثابت پمپ ب) منحنی جریاتن برحسب سرعت
شکل 3-7 . تصویر انفجاری یک پمپ چرخدنده خارجی ساده
شکل 3-8 . انواع چرخدنده های مورد استفاده در پمپ‌های چرخدندهای الف) ساده ب) مارپیچ ج) جناغیپمپهای چرخدنده داخلی از این پمپ‌ها بیشتر به منظور روغنکاری و تغذیه در فشارهای کمتر از psi1000 استفاده می‌شود. ولی انواع چند مرحله‌ای آنها، دسترسی به محدوده های فشاری تا Psi 4000 را نیز امکان پذیر می‌سازند. کاهش بازده حجمی در اثر سایش، در پمپ‌های چرخدنده داخلی (نسبت به پمپ‌های چرخدنده خارجی) بیشتر است. در شکل 3-9 (الف) ساختمان و عمبکرد یک پمپ چرخدنده داخلی که متشکل از یک پرخدنده داخلی، یک چرخدنده ساده، آب بند هلالی شکل و پوسته خارجی است مشاهده می‌شود. دوران چرخدنده ها بواسطه انتقال قدرت به یکی از آنها موجب مکیده شدن سیال از مخزن و هدایت آن در امتداد دو طرف آب بند هلالی شکل می‌گردد. آببند مذکوربه عنوان جدا کننده مجاری مکش و تخلیه عمل نموده و هنگامی که دندانه ها در طرف دیگر آب بند با یکدیگر درگیر می‌شوند سیال به طرف مجرای خروحی پمپ رانده می‌گردد. در شکل 3-10 جزییات یک نمونه پمپ چرخدنده داخلی نشان داده شده است.
پمپ‌های گوشواره‌ای پمپ‌های گوشواره‌ای از خانواده پمپ‌های چرخدندهای هستند که آرامتر و بی صداتر از دیگر اعضا این خانواده عمل مینمایند. زیرا هر دو گوشواره دارای محرک خارجی بوده و چرخدندانه ها با یکدیگر درگیر نمی‌باشند (شکل 3-9 ب) بدلیل کم بودن تعداد اجزاء درگیر، جریان خروجی ضربان بیشتری دارد اما جابجایی حجمی آنها نسبت به دیگر انواع پمپ‌های چرخدندهای بیشتر است.
پمپ‌های ژیروتوری این نوع پمپ (شکل 3-9ج) بسیار شبیه پمپ‌های چرخدنده داخلی است. دراین پمپ‌ها، عضو ژیروتور توسط محرک خارجی به گردش درآمده و موجب پرخش روتور چرخدندهای درگیر با خود می‌شود. در نتیجه عملکرد این مکانیزم، آب بندی مورد نیاز بین نواحی پمپاژ تامین می‌گردد. عضو ژیروتور دارای یک دندانه کمتر از روتور چرخ دنده داخلی می‌باشد. براین اساس، حجم دندانه کاسته شده ضربدر تعداد دندانه چرخدنده محرک ، حجم سیال پمپ شده بازاء هر دور چرخش محور رامشخص مینماید. این نوع پمپ‌ها بصورت واحدهای تکی یا دوبل قابل بررسی هستند.
شکل 3-9 . الف) پمپ چرخدنده داخلی ب) پمپ گوشواره‌ای ج) پمپ ژیروتوری
شکل 3-10 . جزییات پمپ چرخدنده داخلیپمپهای پیچی پمپ‌هاي پیچی دارای انواع یک پیچ، دو پیچ و سه پیچ هستند. (شکل 3-11 ب)، درنوع اول، یک محور حلزونی در داخل محفظه دوران می‌کند. نوع دو پیچ از دو محور حلزونی موازی که با یکدیگردر تماس بوده و با تلرانس ظریف درون محفظه دوران می‌کنند تشکیل شده است. نوع سه پیچ دارای یک محور حلزونی در مرکز و دو محور حلزونی هرزگرد در دو طرف محور مرکزی است. بین محورهای دوار و پوسته تلرانس ظریفی برقرار می‌باشد. دو روتور هرزگرد به عنوان آب بندهای دوار عمل نموده و موجب رانده شدن سیال در جهت مناسب می‌شوند. بعلت وجود فیلم روغن هیدرودینامیکی، روتورهای هرزگرد ضمن تماس غلتشی با محور محرک مرکزی، به آزادی در سوراخ های محفظه مربوط به خود چرخش می‌کنند در این حالت چون نیروهای هیدرولیکی محوری روی مجموعه روتور ها متعادل گردیده، نیازی به یاتاقانهای کف گرد نمی‌باشد. باید توجه نمود که جریان روغن خروجی از پمپ‌های پیچی حالت چرخشی نداشته و با سرعت یکنواخت در طول محور بطرف خروجی حرکت مینماید. ضربانی نبودن خروجی و عدم درگیری فلز با فلز بین پيچ‌ها موجب می‌گردد که این نوع پمپ از عملکرد بسیار آرامی برخوردار باشد. حرکت آرام، عملکرد بدون صدا وارتعاش، قابلیت کار با انواع سیالات به جهت نیاز به حداقل خواص روغنکاری، قابلیت پمپ نمودن محلول شیری آب در روغن، قابلیت کار در سرعت‌های بالا و عدم ایجاد اغتشاش در خروجی از مزایای پمپ‌های پیچی می‌باشد. از پمپ‌های پیچی بزرگ بعنوان پمپ‌های پرکن ( با دبی زیاد و فشار کم) در پرس‌های بزرگ استفاده می‌شود. از دیگر کاربرد های این نوع پمپ، استفاده در سیستم‌های هیدرولیک زیر دریایی ها و کلا مواردی که لازم است سطح سر و صدا کنترل گردد را می‌توان نام برد.
شکل 3-11. الف) نمای برش خورده و علامت سمبلیک پمپ پیچی نوع سه پیچ
ب) مقایسه سه نوع پمپ پیچی (یک پیچ، دو پیچ و سه پیچ)پمپ‌های پره‌ای (نامتعادل ومتعادل) بطور کلی پمپ‌های پره‌ای به عنوان پمپ‌های فشار متوسط در صنایع مورد استفاده قرار مي‌گيرند. این معمولاً با سرعت‌های 1200 تا rpm1750 ودر صورت استفاده از محرکه موتور احتراقی تا rpm2400 مورد استفاده قرار گرفته ودر فشار و سرعت کاری تعریف شده دارای بازده حجمی بین 85 تا 90 درصد می‌باشد. علیرغم بازده مکانیکی خوب، بازده کلی آنها بدلیل افتهای ناشی از نشتی های موجود در اطراف روتور پاین است. (75 تا 87 درصد) پمپ‌های پره‌ای معمولاً دارای حرکت آرام و بدون سر و صدا بوده و عملکرد رضایت بخش آنها به تمیزی روغن، روانکاری خوب و سرعت مناسب محور بستگی دارد. شکل 3-12 (الف) عملکرد یک پمپ پره‌ای را نشان میدهد. روتور پمپ دارای شیارهای شعاعی بوده که با اتصال به محور محرک در داخل یک رینگ بادامکی چرخش مینماید.
شکل 3-12. الف) اصول عملکرد پمپ پره‌ای نامتعادل
ب) اصول عملکرد پمپ پره‌ای متعادل
نیروی گریز از مرکز حاصل از
دوران محور، تیغه های موجود در شیارهای روتور را به سمت خارج رانده و در
تماس با سطح رینگ نگاه می‌دارد. در نیم دور اول چرخش محور، فضای بین روتور و
رینگ بادامکی افزایش می‌یابد. افزایش حجم حاصله موجب کاهش فشار و ایجاد
مکش می‌شود که باعث جریان یافتن سیال، بطرف مجرای ورودی پمپ می‌گردد. در
نیم دور دوم، تیغه ها بتدریج پیرو سطح رینگ بادامکی به داخل شیار باز گشته و
بدلیل کاهش حجم، سیال به طرف مجرای خروجی، رانده می‌شود. در صورتی که خروج
از مرکز بین محورهای روتور و رینگ بادامکی به صفر برسد دیگر در خروجی
جریانی وجود نخواهد داشت. بعضی از پمپ‌های پره‌ای که خروج از مرکز آنها
توسط مکانیزم قابل تنظیم است تحت عنوان پمپ‌های جابجایی متغیر شناخته
می‌شوند. در اینگونه پمپ‌ها با حرکت رینگ بادامکی بوسیله تنظیم دستی یا
مکانیزم جبران کننده فشار، میزان خروج از مرکز قابل تنظیم می‌باشد.
در برخی از پمپ‌های پره‌ای از یک
فنر سبک جهت برقراری تماس موثر بین پره و پوسته استفاده می‌شود و در برخی
دیگر از پینهای فشاری به این منظور استفاده می‌گردد. با توجه به اینکه پره
ها در اثر نیروی کریز از مرکز از شکاف بیرون آمده و با فشار آوردن به پوسته
عمل اب بندی را انجام می‌دهند این نوع پمپ برای عملکرد در سرعت پایین
مناسب نبوده و لذا بکارگیری آنها در سرعت‌های کمتر از rpm600 توصیه
نمی‌گردد. در صورتیکه از فنر یا وسایل دیگر جهت فشار دادن پره به پوسته
استفاده شود، عملکرد در سرعت‌های 100 تا rpm200 نیز ممکن خواهد گردید. با
در نظر گرفتن شکل 3-12 (الف) با توجه به آن هنگام سائیده شدن پره به میزان
بیشتری از شیار خارج شده و عمل آب‌بندی را انجام میدهد از این نوع پمپ
می‌توان به مدت زمان طولانی با بازده مناسب استفاده نمود.
پمپ‌های پره‌ای نیز همانند دیگر
در انواع دوبل (بصورت موازی یا سری) در دسترس هستند. در حالت اتصال سری
باید ظرفیت دو پمپ برابر بوده بگونه‌ای خروجی یک پمپ، ورودی پمپ دیگر باشد.
با اتصال سری امکان پمپاژ در فشار دو برابر فراهم می‌گردد. پمپ‌های پره‌ای
دارای بازده بالا و ساختمان فشرده هستند. مطابق شکل 3-12 (الف) نامتقارن
بودن فشار در پمپ‌های پره‌ای (مانند پمپ‌هاي چرخدنده خارجی) بر یاتاقانهای
نیروی جانبی وارد می‌آورد در پمپ‌های پره‌ای متقارن (شکل 3-12ب) شکل بیضوی
پوسته سبب می‌شود که مجاری ورودی و خروجی نظیر به نظیر در مقابل یکدیگر
قرار گرفته و تعادل کامل هیدرولیکی حاصل شود. این امر موجب از بین رفتن بار
حانبی بر یاتاقانها شده و پمپ را برای کار در فشارهای بالا مناسب
می‌گرداند. البته عدم قابلیت تغییر در جابجایی از معایب اینگونه پمپ‌ها
بشمار می‌آید. در شکل 3-13 نحوه عملکرد پمپ پره‌ای به همراه نمونه های تکی و
دوبل این نوع پمپ‌ها نشان داده شده است. یک واحد پمپ پره‌ای معمولاً در
ظرفیتهای تا gpm60 (در طراحی‌های خاص تا gpm100) و حداکثر فشار psi3000
قابل دسترس می‌باشد. در شکل 3-14 نوعی از پمپ‌هاي پره‌ای با جابجایی متغیر
مجهز به سیستم جبران کننده فشار نشان داده شده است.
شکل 3-13 . نحوه عملکرد پمپ پره‌ای متعادل ـ دو نمونه از پمپ‌های پره‌ای تکی و دوبلچنانچه فشار در خروجی تا حدی افزایش یابد که رینگ بادامکی در نتیجه اعمال نیروی پیستون هیدرولیکی در مقابل نیروی حبران کننده فنر به سمت راست حرکت کند، میزان خروج از مرکز کاهش می‌یابد (بازاء فشار صفر درخروجی، حداکثر خروج از مرکز بوجود خواهد آمد)، با توجه به نمودار شکل 3-14 (ج) در اثر افزایش پیوسته فشار در خروجی، میزان خروج از مرکز کاهش یافته و درنهایت به صفر خواهد رسید که این امر باعث قطع کامل جریان خروجی پمپ می‌گردد. پمپ‌های مجهز به سیستم جبران کننده فشار ذاتا در مقابل افزایش فشار محافظت می‌شوند. هنگامی که فشار به مقدار فشار شکست برسد، نیروی فنر جبران کننده با نیروی پیستون هیدرولیکی برابر می‌گردد. ادامه افزایش فشار موجب فشرده شدن بیشتر فنر جبران کننده گشته تا نهایتاً در فشار «قطع جریان» خروج از مرکز به صفر برسد. در جنین شرایطی جریان در خروجی به صفر رسیده و ضمن جلوگیری از اتلاف توان، از میزان گرم شدن سیال نیز کاسته می‌گردد.
شکل 3-14. الف) پمپ پره‌ای جابجایی متغیر با مکانیزم جبران کننده فشار ب) علامت سمبلیک
ج) نمودار جریان بر حسب فشار در پمپ پره‌ای مجهز به سیستم جبران کننده فشارشکل 3-15 نمادهای برش خورده‌ای از دو نوع پمپ پره‌ای مجهز به سیستم جبران کننده فشار را نشان میدهد.
شکل 3-15 . نمادهای برش خورده از دو نوع پمپ پره‌ای مجهز به سیستم جبران کننده فشار
پمپ‌های پیستونی
پمپ‌های پیستونی دارای مکانیزم
دورانی هستند که اصول عمکرد آنها در پمپ نمودن سیال همانند پمپ‌هاي رفت
وبرگشتی است. با این تفاوت که بجای یک سیلندر و پیستون دارای تعداد زیادی
سیلندر و پیستون می‌باشند. با چرخش مکانیزم دورانی، پیستونهای داخل سیلندر
رفت و برگشت نموده و روغن را بداخل محفظه سیلندر کشیده و سپس آن‌را به
داخل سیستم پمپ مینمایند.
این دارای دو نوع اصلی پیستونی
محوری و پیستونی شعاعی هستند و در طرح های جابجایی ثابت و جابجایی
متغیر در دسترس می‌باشند. پمپ‌هاي پیستونی محوری و شعاعی نوع جابجایی متغیر
معمولاً بزرگتر و سنگین تر هستند. زیرا سیستم‌های کنترل داخلی مانند سیستم
کنترل جابجایی و بخش سر و نیز به ساختمان آنها اضافه می‌شود.
پمپ‌هاي پیستونی با دارا بودن
بالاترین نسبت توان به وزن، از گرانترین انواع پمپ‌ها بوده و در صورت
آب‌بندی دقیق پیستون ها می‌توانند بالاترین بازدهی را داشته باشند. در این
پمپ‌ها معمولاً جریان بدون ضربان بوده و بدلیل اعمال نشدن بار جانبی بر
پیستونها عمر طولانی هستند. البته بواسطه طرح پیچیده، تعمیرات آنها با
مشکلاتی مواجه است. در شکل 3-16 چند نمونه پمپ پیستونی نشان داده شده است.
شکل 3-16 . چند نمونه پمپ پیستونی
پمپ پیستونی محوری با محور خمیده
مطابق شکل 3-17 (الف) در بلوک
سیلندر مجموعه پیستونهایی بر روی محیط دایره‌ای مستقر شده که توسط محور
محرک دوران مینمایند. خط مرکزی بلوک سیلندر نسبت به خط مرکزی محور محرک در
موقعیت زاویه‌ای مشخص قرار مي‌گيرد. میله‌های پیستون توسط اتصالات کروی
به فلنج محور محرک متصل هستند بطوریکه تغییر فواصل بین فلنج مذکور و بلوک
سیلندر، موجب حرکت رفت و برگشتی پیستون ها درداخل سیلندر می‌شود. یک اتصال
یونیورسال بلوک سیلندر را به محور محرک مرتبط مینماید. با توجه به شکل
3-17 (ب) تنظیم جابجایی حجمی پمپ بوسیله تغییر زاویه امکان پذیر است.
زاویه فوق از صفر تا 30 درجه قابل تغییر بوده که بازاء صفر صفر درجه جریان
خروجی وجود نخواهد داشت و در 30 درجه مقدار جریان به حداکثر خواهد رسید.
پمپ‌هاي پيستونی جابجایی متغیر دارای مکانیزم تغییر زاویه می‌باشند اما
انواع با جابجایی ثابت آنها معمولاً در زاوایای 23 درجه يا 30 درجه عمل
می‌کنند. شکل 3-18 پمپ پیستونی با محور خمیده از نوع جابجایی متغیر را نشان
میدهد که تنظیم زاویه انحراف آن بوسیله مکانیزم دستی صورت می‌پذیرد. در
بعضی از انواع، قابلیت معکوس شدن جهت جریان نیز وجود دارد.
پمپ پیستونی محوری با صفحه زاویه گیر
نمای شماتیک پمپ پیستونی محوری
با صفحه زاویه گیر در شکل 3-19 نشان داده شده است. در این نوع محور بلوک
سیلندر و محور محرک درامتداد خط مرکزی قرار دارند. به هنگام چرخش بلوک
سیلندر،پیستون ها بدلیل پیروی از وضعیت زاویه گیر حرکت رفت و برگشتی
مینمایند. مجاری ورود و خروج روغن از طریق صفحه جدا کننده با بلوک سیلندر
در ارتباط هستند. پیستونها هنگام حرکت به طرف داخل یا خارج سیلندرهای
مربوطه، به ترتیب از مقابل مجاری خروجی و ورودی صفحه جدا کننده عبور
می‌کنند.
پمپ‌هاي پیستونی محوری را
می‌توان با خاصیت جابجایی متغیر نیز طراحی نمود. در نوع جابجایی متغیر
وضعیت صفحه زاویه گیر بوسیله مکانیزم های دستی، سرو و یا ازطریق سیستم
جبران کننده تنظیم می‌گردد. حداکثر زاویه مربوط به صفحه زاویه گیر 5/17
درجه است. در شکل 3-20 دو نمونه از پمپ پیستونی محوری با جابجایی متغیر
مجهز بهسیستم جبران کننده فشار مشاهده می‌شود. در شکل 3-21 نحوه عملکرد
سیستم جبران کننده فشار در پمپ پیستونی محوری نشان داده شده است.
شكل 3-17 الف) پمپ پيستوني محوري با محور خميدهب) تنظيم جابجايي حجمي با تغيير زاويه
شکل 3-18 پمپ پیستونی با محور خمیده با قابلیت تنظیم شکل 3-19 . پمپ پیستونی محوری با صفحه زاویه گیر
جابجایی به کمک مکانیزم دستی (اصول عملکردـ منحنی مشخصه)
شکل 3-20 . دو نمونه پمپ پیستونی محوری با جابجایی متغیر مجهز به سیستم جبران کننده فشار
شکل 3-21. نحوه عملکرد سیستم جبران کننده فشار در پمپ پیستونی محوری
پمپ پیستونی شعاعی
در این نوع پمپ ، پیستونها در یک
آرایش شعاعی در بلوک سیلندر مستقر بوده و عمود بر محور مرکزی دارای حرکت
رفت و برگشتی هستند. پیستونها می‌توانند استوانه‌ای و یا کروی باشند.
ساختمان و چگونگی عملکرد پمپ پیستونی شعاعی در شکل 3-22 نشان داده شده
است. که شامل بلوک سیلندر به همراه پیستونها مربوطه، رینگ عکس العمل و یک
شیر در قسمت مرکزی روتور می‌باشد. پیستونها در نتیجه نیروی گریز از مرکز و
فشار سیال (در پشت آنها) همواره با سطح رینگ عکس العمل در تماس می‌باشند.
جهت پمپ نمودن سیال بایستی رینگ عکس العمل در وضعیت خارج از مرکز نسبت به
محور روتور قرار داشته باشند. در نتیجه چرخش بلوک سیلندر و وجود خارج از
مرکزی، پیستونهای یک طرف (نیمه پایین) به سمت خارج از پیستونهای طرف دیگر
به سمت داخل سیلندر (به طرف مرکز روتور) حرکت مینمایند. در ناحیه‌ای که
پیستونها از مرکز روتور فاصله مي‌گيرند مکش لازم بوجود می‌آید و سیال
می‌تواند ازطریق مجرای ورودی شیر مرکزی به درون سیلندرهای مربوطه هدایت
گردد. زمانی که پیستون از موقعیت حداکثر خارج از مرکز عبور می‌کند باید
تابع رینگ عکس العمل بداخل سیلندر حرکت نماید. کاهش حجم ایجاد شده در نتیجه
جابجایی پیستون، سیال را بهطرف مجرای خروجی شیر مرکزی می‌راند. در انواع
جابجایی متغیر در اثر تغییر کورس پیستونها (بواسطه تنظیم خروح از مرکز رینگ
عکس العمل)، جابجایی حجمی پمپ تغییر می‌یابد.
پمپ‌های پلانجر
در این نوع که تا حدی شبیه
پمپ‌هاي پیستونی دورانی هستند پیستونها در فضای بالای یک محور بادامکی
(شامل تعدادی رولربرینگ خارج از مرکز) در آرایش خطی قرار گرفته‌اند. (شکل
3-23)/ ورود و خروج جریان سیال به سیلندرها از طریق سوپاپ انجام می‌شود. از
مشخصات این بازده حجمی بالا و قابلیت انجام کار در فشارهای تا bar100 و
دبی های تا liters/min 600 را می‌توان نام برد. نوع جابجایی ثابت این نوع
مجاری ورودی و خروجی در اینگونه امکان پذیر نمی‌باشد. با توجه به سیستم
عملکرد، این پمپ‌ها دارای دو ویژگی هستند که پمپ‌های دیگر فاقد آن
می‌باشند.
اول آنکه آب بندی دقیق تری بین مجاری ورودی و خروجی آنها وجود دارد که
امکان افزایش فشار بدون افزایش نشتی یا لغزش داخلی را فراهم می‌آورد. مزیت
دوم آن است که روانکاری اجزاء متحرک (بجز پیستون و سیلندر) می‌تواند مجزا
بوده و بصورت مستقل از روغنی که پمپ می‌شود انجام گردد. در نتیجه این امر
امکان پمپاز روغنهایی که خواص روانکاری ضعیف دارند، فراهم می‌گردد.
مقادیر بازده های حجمی و کلی در این پمپ‌ها همانند پمپ‌های پیستونی محوری و شعاعی است.
بازده پمپ‌ها
(بازده حجمي، بازده مكانيكي و بازده كلي)
بازده یک پمپ بطور کلی به میزان
تلرانسها و دقت بکار رفته در ساخت، وضعیت مکانیکی اجزا و بالانس فشار بستگی
دارد. در یک پمپ ایده‌ال، لقی بین اجزاء درگیر بصورت تئوری سفر در نظر
گرفته می‌شود.در عمل لقی ها باید حتی الامکان کوچک باشند تا امکان ایجاد
فیلم نازک روغن به منظور روانکاری اجزاء لغزشی وجود داشته باشد. اطلاعات
لازم مربوط به بازده پمپ‌ها توسط سازندگان ارائه می‌گردد.
بازده کلی یک پمپ با مقایسه قدرت قابل دسترس در خروجی و توان مصرفی در ورودی محاسبه شده و به بازده حجمی و مکانیکی تقسیم می‌گردد.
1ـ بازده حجمی
مقدار حجم سیال خروجی پمپ بازاء
یک دور دوران محور با استفاده از هندسه محفظه پمپاژ محاسبه می‌شود. البته
میزان دبی خروجی در عمل همواره کمتر از مقدار محاسباتی (مقدار تئوری) است.
میزان نزدیک بودن مقادیر تئوری و واقعی توسط بازده حجمی بیان می‌شود. بازده
حجمی در اثر تغییرات سرعت، فشار و همچنین با توجه به ساختمان پمپ تغییر
می‌کند و بیانگر میزان نشتی در پمپ است. بازده حجمی معرفی شده توسط
سازندگان مربوط به حالاتی است که پمپ در شرایط تلرانسی طراحی شده، شرایط
کاری و فشار طراحی قرار داشته باشد.
2ـ بازده مکانیکی
بازده مکانیکی مشخص کننده میزان
اتلاف انرژی در اثر عواملی نظیر اصطکاک در یاتاقانها و اجزاء درگیر و
همچنین اغتشاش در سیال می‌باشد. بازده مکانیکی پمپ‌ها معمولاً بین 90 تا 95
درصد است.
3ـ بازده کلی
بازده کلی مشخص کننده کل اتلاف
انرژی بوده و برابر با حاصلضرب بازده حجمی و مکانیکی می‌باشد. تعریف بازده
حجمی بازده مکانیکی و رابطه بین آنها در جدول زیر خلاصه شده است. 
معیارهای انتخاب پمپ
عوامل موثر و اصلی در انتخاب انواع پمپ عبارتند از :
•حداکثرفشار کاری
•حداکثر دبی خروجی
•نوع کنترل
•نوع سیال
•اندازه و وزن پمپ
•بازده
•قابلیت دسترسی و تعویض اجزاء
•نگهداری و قطعات یدکی
•سرعت سیستم محرک
•میزان سر و صدا
•تلرانسهای مورد نیاز
•قیمت
1ـ حداکثر فشار کاری
حداکثر فشار کاری با مشخص شدن
قدرت مورد نیاز مدار تعیین می‌گردد. بطور کلی فشار کاری بالاتر، قیمت بیشتر
اجزاء و کاهش قابلیت انتخاب آنها را سبب می‌گردد. ولی درعین حال برای یک
سیستم مشخص، استفاده از پمپ کوچکتر (به دلیل عدم نیاز به دبی زیاد)،
لوله‌های با قطر کمتر و نیز اجزاء کوچکتر دیگر را در پی خواهد داشت. یکی از
اشکالات بوجود آمده در فشار کاری بالا، اثرات مخربی است که قابلیت تراکم
پذیری سیال درسیستم‌های کنترل دقیق بوجود می‌آورد. جدول 3-2، حداکثر فشار
مورد نیاز در سیستم‌های مختلف را در ارتباط با نوع کاربرد ارائه مینماید.
حداکثر فشارکاری و محدوده دبی های خروجی انواع مختلف پمپ‌های هیدرولیکی
درجدول 3-3 آمده است. لازم به ذکر است که مقادیر حداکثر فشار و دبی مندرج
در جدول، تواما قابل دسترس نمی‌باشد.
جدول 3-2 . حداکثر فشار مورد نیاز درسیستم‌های مختلف
2- حداکثر دبی خروجی
پمپ باید قابلیت تامین دبی مورد
نیاز مدار را داشته باشد. در صورت ثابت بودن دبی، می‌توان از پمپ با
جابجایی ثابت استفاده نمود ولی هنگامیکه مدار در عمکلرد خود به چند دبی
متفاوت نیاز داشته باشد سیستم پمپاژ متشکل از چند پمپ، کارآیی مناسبی دارد.
هنگام نیاز به تغییرات کوچک دبی، از پمپ با جابجایی متغیر استفاده می‌شود و
چنانچه محدوده وسیعی از تغییرات مورد نیاز باشد، مدارمجهز به انباره
بهترین انتخاب است. ظرفیت خروجی به تغییرات لزجت در اثر تغییرات دما و
فشار و میزان نشتی بوجود آمده در اثر سایش اجزاء پمپ بستگی دارد. معمولاً
ظرفیت انتخابی پمپ، 10% بالاتر از مقدار محاسبه شده در نظر گرفته می‌شود.
از نظر دبی خروجی در محدوده وسیعی از 1 تا liters/min و بالاتر قابل دسترس
هستند.
3ـ نوع کنترل
انتخاب نوع کنترل پمپ به مشخصات مدار بستگی دارد (به بخش نطابق توان پمپ با بار مراجعه شود)
4ـ سرعت محرک پمپ
غالبا محور پمپ‌ها مستقیما توسط
موتور الکتریکی با موتور احتراق داخلی به چرخش در می‌آید. میزان دبی خروحی
با سرعت گردش محور ورودی متناسب است. حداقل و حداکثر سرعت دورانی محور پمپ
توسط سازنده تعیین می‌گردد. سرعت های دورانی بالاتر، عمر کوتاهتر پمپ را
بدنبال خواهد داشت.
5ـ نوع سیال
پمپ‌ها بر مبنای کارکرد در
محدوده خاصی از لزجت سیال طراحی می‌شوند. روغنهای معدنی با لزجت مناسب برای
عملکرد رضایت بخش اغلب مناسب می‌باشند. محلولهای شیری آب و روغن علاوه بر
آنکه از حیث قابلیت روغنکاری یاتاقانها و اجزاء متحرک ضعیف تر از روغنهای
معدنی هستند، کاهش عمر پمپ را نیز موجب می‌گردند.
6ـ آلودگی سیال
هرگونه آلودگی سیال موجب آسیب
رسیدن به پمپ می‌شود. پمپ‌های دقیق با تلرانس های ظریف، حساسیت بیشتری به
آلودگی دارند. در صورت نیاز به پمپ نمودن سیال آلوده بایستی، در انتخاب پمپ
مناسب دقت لازم بعمل آید. ولی بهرحال باید از صافیهای مناسب نیز در مسیر
خط مکش پمپ استفاده نمود. در هنگام استفاده از پمپ‌هاي دقیق باید به توصیه
های سازنده پمپ در مورد نحوه فلیتر نمودن سیال توجه کرد.
7ـ سر و صدا
میزان سطح سر و صدا در انواع با
توجه به نوع ساختمان داخلی آنها متفاوت است. سر و صدا بر حسب واحد دسی بل
اندازه‌گیری می‌شود. معمولاً افزایش سر و صدای پمپ بیانگر افزایش در میزان
سائیدگی و خرابی اجزاء آن است. اما باید توجه نمود که صدای ایجاد شده صرفا
صدای پمپ نبوده بلکه شامل ارتعاش و ضربانهای بوجود آمده توسط سیال نیز
می‌باشد. پمپ‌ها بدلیل ابعاد کوچک به تنهایی دارای سر و صدای زیادی
نمی‌باشند ولی صدای ناشی از ضربانهای پمپ در اجزاء دیگر نظیر شلي
مطالب مشابه :
پمپ باد کوچک و ارزان مخصوص ماشینهای سواری با 650 گرم وزن یک همراه خوب درمسافرت برای خانواده ها
online shope - پمپ باد کوچک و ارزان مخصوص ماشینهای سواری با 650 گرم وزن یک همراه خوب درمسافرت برای
شاسی پمپ ها
پمپ های سانتریفیوژ شاسی های ساخته شده از چدن در پمپ های کوچک مورد استفاده قرار می گیرد.
پمپ سانتریفیوژ
بهترين راه حل برای تامين دبی بيشتر استفاده از چند پمپ کوچک و نصب آنها به صورت موازی است .
روش ساخت آبنمای کوچک
دانستنی ها - روش ساخت آبنمای کوچک - داغ جنون قـــطره‌ی اشــکم به چشم تو پمپ. پمپ از
✔ پمپ لیکویید نوبارا liquid
پمپ لیکویید نوبارا liquid. پمپ کوچک فلزی برای نگهداری لیکوئید و استفاده قطره ای از
پمپ (منبع قدرت هیدرولیک)
پمپ ها - پمپ (منبع هنگام نیاز به تغییرات کوچک دبی، از پمپ با جابجایی متغیر استفاده می‌شود
دانلود 4 بازی کوچک اما سرگرم کننده ایرانی
دانلود 4 بازی کوچک اما سرگرم بازی پمپ بنزین، یک بازی مدیریتی و زیبا می باشد.
پمپ هوا و تجهیزات
نگهداری ماهیهای آب شور و شیرین - پمپ هوا و تجهیزات 3- سنگ هوای استوانه ای کوچک :
مبانی پمپ های اسلاری - فصل اول
پمپ های سانتریفیوژ در پمپ های کوچک ممکن است انسداد ذرات جامد مشکل ساز شود.
پمپ های آب خانگی
در شرایط حاضر در اغلب ساختمان ها از نوعی پمپ استفاده می شود داخل یک مخزن کوچک تحت فشار
برچسب :
پمپ کوچک