صفحه اصلي
مهندسی شيمی
دوره های تکمیلی
کنکور ارشد و دکتری
تحقیق و توسعه
همکاری بانهادها
اخبار
دانلود
9+1 دليل انتخاب ما
نمایندگی ها
درباره ما
   طراحی پمپ، تعمیرات و نگهداری

 

 

 

 

 

 

 

 

طراحی پمپ، تعمیرات و نگهداری

 

 

 

 معرفی تئوری :

 

به طور کلی پمپ به دستگاهی گفته می‌شود که انرﮊی مکانیکی را از یک منبع خارجی گرفته و به سیالی که از آن عبور می‌کند، انتقال دهد. در نتیجه، انرﮊی سیال پس از خروج از این دستگاه (پمپ) افزایش می‌یابد. در پمپ‌ها تغییرات انرﮊی سیال همواره به صورت تغییر فشار سیال مشاهده می‌گردد. از پمپها برای انتقال سیال به یک ارتفاع معین و یا جابجایی آن در یک سیستم لوله کشی و یا هیدرولیک استفاده می نمایند. به عبارت کلی تر، پمپ دستگاهی است که سيالات غيرقابل تراکم را از یک نقطه به نقطه‌ای ديگر جابجا می‌نمايد.

انواع پمپ:

پمپها دارای انواع مختلفی هستند. دسته بندی‌های گوناگون، پمپ‌ها را بر پایه ویژگی‌های گوناگون طبقه بندی می کنند. در یکی از رایج‌ترین این طبقه بندی ها، برپایه نحوه انتقال انرژی از پمپ به سیال، پمپ‌ها به دودسته تقسیم می شوند:

پمپ‌های دینامیکی: در این پمپ‌ها انتقال انرژی به سیال به طور دایمی است. انواع پمپ‌های دینامیکی عبارت اند از:
گریز از مرکز (Centrifugal)
جریان محوری (Axial)

پمپ‌های جابجایی مثبت: در این پمپ‌ها انتقال انرژی به سیال به صورت متناوب یا پریودیک صورت می پذیرد. انواع پمپ‌های جابجایی مثبت عبارت اند از:
رفت و برگشتی (Reciprocating)
دوار (Rotary)

 

 

روش های آب بندی پمپ ها

محفظه آب بندی :

این محفظه شامل آب بندها و اجزای مربوطه است و برای رسیدن به بازدهی مناسب در قطعات هیدرولیک وجودآب بندی کامل و مناسب ضروری است.آب بندی بین قطعات درهیدولیک بوسیله آب بندهاانجام می‌شود.آب بندها براساس استفاده به دو نوع کلی ثابت و متحرک تقسیم می‌شوند:

- آب بند ثابت: به صورت واشر بین قطعات غیر متحرک به کار می‌رود. - آب بند متحرک: برای آب بندی قطعات متحرک بکار می‌رود و برطبق شکل انتخاب می‌گردد.نوع آب بندهرقطعه توسط سازنده تعیین می‌گرددو در زمان تعویض بایدبه این موضوع توجه داشت.

انواع آب بندها

·         اورینگ ها:

معمولی‌ترین آب بند مورداستفاده درماشین آلات می‌باشد.اورینگ‌ها به عنوان سیل ثابت و متحرک استفاده می‌شوند وجنس آنها معمولاً از ترکیبات لاستیک‌های مصنوعی می‌باشند.موارداستفاده اورینگ برای آب بندی پیستون درسیلندر و شیرهای هیدرولیکی محل اتصال شلنگ‌ها و پمپ‌ها استفاده می‌شود. طرح اورینگ طوری است که برای نصب در شیارها ساخته شده است و زمان نصب تا10 درصد فشرده می‌شود.درموارد استفاده متحرک عمر اورینگ به صافی سطح قطعه‌ها و اندازه بودن آن مربوط می‌شود.اورینگ‌ها در مواردی که محل آب بندی دارای گوشه و زاویه است استفاده نمی‌شود.اگر اورینگ در قطعه‌ای تحت فشار زیاد نصب شود، با گذاشتن یک رینگ فیبری در پشت آن از خارج شدن اورینگ از شیارخود جلوگیری می‌کند. همیشه بایدیک رینگ فیبری درطرف کم فشاراورینگ نصب شود. در صورت استفاده از دو رینگ فیبری اورینگ در وسط آنها قرار می‌گیرد.

·         آب بندهای V شکل و U شکل:

V پک‌ها و U پک‌ها از سیل‌های متحرکی هستند که برای آب بندی پیستون و شافت پمپ‌ها استفاده می‌شوند. جنس آنها معمولاً از چرم یا لاستیک طبیعی و مصنوعی یا پلاستیک می‌باشد.طرز نصبشان طوری است که فشارسیال لبه آب بند را به دیواره بچسباند و آب بندی را بهتر و کامل تر کند.برای آب بندی قطعات پمپ بایستی حداقل یک بسته از این نوع آب بند را بکار بر دو چند آب بند را همراه هم در یک شیار قرار داد.

·         سیل‌های فلنجی و گردگیرها:

گردگیرها سیل‌های متحرکی از جنس چرم یا لاستیک مصنوعی یا پلاستیک بوده که معمولاً در پیستون‌ها بکار می‌روند. عمل آب بندی بوسیله بازشدن لبه آنها و چسبیدن به سطح قطعه انجام می‌شود.

·         آب بندهای فلزی:

از نظرشکل و ساختمان مانند رینگ‌های پیستون موتور بوده و ممکن است که فلزی یا غیرفلزی باشند. جنس آنها عموما از فولاد بوده و دارای نشتی زیاد می‌باشند، مگر اینکه خیلی دقیق نصب شوند. سیل‌های فلزی به دو صورت بازشونده (پیستونی) وجمع شونده (شفت جک) وجود دارند و در جاهایی بکار می‌روند که میزان حرارت بسیار بالا است. این آب بندها به دلیل نشتی زیاد با کاسه نمد و کانال تخلیه به مخزن در سیستم بکار می‌روند.

·         واشر کمپرسی:

این واشرها فقط برای کاربرد ثابت مثل کوپلینگ، لوله‌ها، پوسته پمپ و امثال آنها با پرکردن قسمت‌های ناصاف آب بندی را انجام می‌دهد و ممکن است فلزی یا غیر فلزی باشند.

·         کاسه نمدها:

درجاهایی که شافت ازپوسته خارج می‌شودکاسه نمدها نصب می‌شوند.اگرفشاراتمسفر از فشار کاسه نمد بالاتر باشد از عبور هوا به داخل و اگر فشار پشت کاسه نمد بالاترازفشار جو باشدازنشت سیال یا بخار به بیرون جلوگیری می‌کند.بهترین نوع قابل استفاده برای پمپ یک رینگ فانوسی است که بداخل آن آب تزریق می‌شود.این تزریق آب یا از خروجی خود پمپ تامین می‌شود یا اگر سیال پمپ غیر آب باشد از یک منبع مستقل آب را لوله کشی می‌کنند.اگر مایع آب بندی کننده دارای ذرات جامدی باشد که به غلاف‌های کاسه نمد آسیب برساند بهتر است که سر راه آن فیلتر قرار گیرد.

·         گلندها:

بوش‌های یکپارچه‌ای هستند، که به منظور سفت کردن پکینگ‌ها جهت آب بندی بیشترازآنهااستفاده می‌شود.میزان سفت کردن پیچ‌های آن به طورتجربی به اندازه‌ای است، که مابین اصطکاک، آببندی، روغن کاری و خنک کاری تعادل حفظ شود.

·         پکینگ کمپرسی:

ازاین نوع آب بندمیتوان به جای وی پک ویو پک هااستفاده کرد.جنس آن معمولاً از پلاستیک یا نخ نسوزو یا لاستیک نخ دار با روکش فلزی می‌باشد.آین آب بندها برای قسمت‌های با فشار کم بکار می‌روند.در حقیقت عامل آب بندی کننده براساس افت فشار سیال در طول غلاف می‌باشند. علت اینکه پکینگ‌ها باید دارای خواص پلاستیکی ( فرم پذیری ) باشنداین است تا مقدارفشردگی روی اسلیو (غلاف ها) راتنظیم کنند ونیز خواص الاستیک جهت جذب انرژی و آسیب نرساندن به جزء دوار را داشته باشند و به صورت رینگ هایی درداخل محفظه آب بندی قرارگیرند.انرژی اصطکاکی(گرما) تولیدشده دراثر گردش شافت از طریق نشت مقدارکمی مایع از پوسته یا توسط محفظه خنک کاری پشت آن و یا استفاده از هر دو دفع می‌شود. پکینگ‌ها از مواد گوناگون تشکیل شده و انواع گوناگونی دارند:

·         آزبستوس: که برای درجه حرارت‌های پایین ازآن استفاده می‌کنند.این پکینگ‌ها قبلا بوسیله گرافیت یا روغن، روغن کاری می‌شوند.

·       متالیک: این پکینگ‌ها برای فشارهاودماهای بالا استفاده می‌شوند.پکینگ‌های متالیک ترکیبی از فویل فلزی(مس، آلومینیم، بابیت و....) باگرافیت یاموادچرب کننده دیگرمیباشند. روغنکاری نقش مهمی در این آب بند دارد زیرا اگر خشک کار کند روی سطح تماس مثلا سیلندر خط می اندازد.

·         آب بندهای مکانیکی

آب بند هایی که تاکنون توصیف شد عمدتا از نوع پکینگ بودند.استفاده ازپکینگ‌ها به عنوان آب بند همیشه مناسب و عملی نیست.با محکم کردن پیچ‌های گلند اصطکاک و انرژی ایجاد شده سبب کاهش عمروخراب شدن غلاف‌ها می‌گردد.از طرف دیگر بعضی از مایعات مثل بوتان و پروپان حلال مواد چرب کننده پکینگ‌ها هستند که دراین صورت دقت آب بندی ازبین می‌رود. به دلایلی که گفته شد و همچنین زمانی که میزان نشت باید حداقل باشد از آب بندهای مکانیکی استفاده می‌کنند.

سطح آب بندی درمکانیکال سیل‌ها عمود بر امتداد محور بوده، درحالی که در کاسه نمدها سطح آب بندی در تماس با خود شافت یا اسلیو قرار می‌گیرد. اگرچه مکانیکال سیل‌ها در انواع گوناگون ساخته می‌شوند اما اصول کارشان یکسان و دارای دو جزء ثابت و متصل به پوسته و یک جزء دوار متصل به شافت (یا غلاف) می‌باشند و یک فنر دو قسمت را به یکدیگر محکم می‌کند.یک دیافراگم یا رینگ لاستیکی برای حرکت جانبی(مماسی) نیزوجوددارد.مکانیکال سیلها معمولاً ازدو قسمت فلزی و لاستیکی هستند .بعضی اوقات قسمت چرخان آب بند از زغال با روکش فولادی ساخته می‌شود. البته سطح بین رینگهای دوار و ثابت، بسیار صیقلی ودر اصل از دو جنس متفاوت سیلیکون و کاربید کربن می‌باشد.

لایه‌ای از مایع با خاصیت خنک کنندگی و روانکاری اصطکاک را به حداقل میرساند. رینگ‌های مکانیکال (سیل رینگ ها) در دو وضعیت نسبت به پمپ قرار می‌گیرندکه ممکن است رینگ دوار در سمت داخل و به طرف ایمپلر باشد، و یا در قسمت بیرون قرار گرفته و با مایع پمپ شونده تماس نداشته باشد. در هر دو وضعیتی که گفته شد فقط سه نقطه مهم وجود دارد که در آب بندی موثر است:

·         مابین رینگ ثابت و پوسته

·         مابین رینگ دوار و شافت (غلاف شافت)

·         مابین رینگ ثابت و متحرک (بخش‌های ثابت ومتحرک مکانیکال)

آب بندی در حالت اول توسط گسکت‌ها و اورینگ‌ها صورت می‌گیرد. در حالت دوم توسط رینگ‌ها و در حالت سوم باتماس مستقیم و تنگاتنگ دو رینگ که همواره توسط فنری به به هم فشرده می‌شوند انجام می‌شود.

موضوع قابل توجه در مورد رینگ‌ها این است که این رینگ‌ها با جنس ویژه خود در مقابل نیروی(بار)محوری ضعیف هستند و دچار آسیب می‌شوند، اما درمقابل سایش بسیار مقاوم هستندوبامقداری سایش دوباره توسط فنری که میان آنها قرار دارد ساییده می‌شوند. به همین دلیل یکی از عوامل خراب شدن آنها وارد شدن نیروی محوری است. با توجه به جنس آنها نیز معمولاً ترد و شکننده هستند.

این پدیده یکی از خطرناکترین حالتهایی است که ممکن است برای یک پمپ به وجود آید. آب یا هر مایع دیگری، در هر درجه حرارتی به ازای فشار معینی تبخیر می‌شود. هرگاه در حین جریان مایع در داخل چرخ یک پمپ، فشار مایع در نقطه‌ای از فشار تبخیر مایع در درجه حرارت مربوطه کمتر شود، حبابهای بخار یا گازی در فاز مایع به وجود می‌آیند که به همراه مایع به نقطه‌ای دیگر با فشار بالاتر حرکت می‌نمایند. اگر در محل جدید فشار مایع به اندازه کافی زیاد باشد، حبابهای بخار در این محل تقطیر شده و در نتیجه ذراتی از مایع از مسیر اصلی خود منحرف شده و با سرعتهای فوق العاده زیاد به اطراف و از جمله پره‌ها برخورد می‌نمایند. در چنین مکانی بسته به شدت برخورد، سطح پره‌ها خورده شده و متخلخل می‌گردد. این پدیده مخرب در پمپ‌ها را کاویتاسیون می‌نامند. پدیدهکاویتاسیون برای پمپ بسیار خطرناک بوده و ممکن است پس از مدت کوتاهی پره‌های پمپ را از بین ببرد. بنابراین باید از وجود چنین پدیده‌ای در پمپ جلو گیری گردد. کاویتاسیون همواره با صداهای منقطع شروع شده و سپس در صورت ادامه کاهش فشار در دهانه ورودی پمپ، بر شدت این صداها افزوده می‌گردد. صدای کاویتاسیون مخصوص ومشخص بوده وشبیه برخورد گلوله‌هایی به یک سطح فلزی است. هم‌زمان با تولید این صدا پمپ نیز به ارتعاش در می‌آید. در انتها این صداهای منقطع به صداهایی شدید ودائم تبدیل می‌گردد و در همین حال نیز راندمان پمپ به شدت کاهش می‌یابد. کاویتاسیون در لغت از کلمه Cavity به معنای حفره آمده و منظور از کاویتاسیون ایجاد حفره یا حفره زائی است .در صورت وقوع این پدیده یکی از خسارات آن ایجاد خوردگی وحفره برروی بدنه پروانه و پوسته پمپ است .قبل از توضیح پدیده کاویتاسیون لازم است اشاره به نقطه جوش و فشار بخار مایعات صورت گیرد .نقطه جوش مایعات به فشاری که مایع در آن قرار دارد بستگی دارد .مثلا آب در فشار یک آتمسفر در دمای۱۰۰ درجه سانتیگراد می‌جوشد که این دما در فشار۵/۰ آتمسفر درحدود۸۰ درجه‌است. ممکن است در داخل پمپ شرایطی بوجود آید به طوریکه در دمای موجود با توجه به کاهش فشاریکه ایجاد شده، سیال بجوشد. این پدیده در صورت وقوع در ابتدای پره در داخل پروانه رخ می‌دهد . تبدیل مایع به حباب‌های بخار همراه با افزایش حجم ناگهانی می‌باشد ( دانسیته مایع بیش از ۱۰۰۰ برابر دانسیته بخار در این شرایط است ) . حباب تشکیل شده با سرعت زیادی به جلو هدایت می‌شود. درنیمه دوم پره با افزایش فشار سیال شرایط از حالت اشباع به حالت مایع فشرده بر می‌گردد و طی پدیده پیچیده‌ای حباب بخار سقوط کرده و ضمن تقطیر شدن با سرعت زیاد ( تا ۵۰ متر برثانیه) به اطراف برخورد می‌کند. قطرات سیال که با این سرعت به اطراف برخورد می‌کنند، دارای ممنتوم بسیار بالایی هستند به طوری که نیروی وارد شده از طرف این ذرات بر دیواره پروانه قادر است قسمتی از بدنه پروانه را کنده و بر روی آن ایجاد حفره کند. کمتر فلزی در برابر این نیرو مقاومت می‌کند، آلیاژهای فولاد -کرم مقاومت بهتری در مقابل این پدیده دارند . این پدیده معمولا با ایجاد سر و صدا نیز همراه است که فرکانس آن به MHZ۱ می‌رسد به این صدا اصطلاحا صدای سفید گفته می‌شود . می‌توان از طریق اندازه گیری صدا بروز کاویتاسیون را تشخیص داد.

 

 

 

خانه مهندسی شیمی

" گامی تخصصی بسوی اشتغال در صنعت کشور"