پمپ های دیافراگمی

اطلاعات کلی پمپ

پمپ های دیافراگمی پمپ های جابجایی مثبت هستند که گازها، مایعات یا مخلوط های گاز-مایع را از طریق یک دیافراگم رفت و برگشتی حرکت می دهند. آنها بسیار قابل اعتماد هستند زیرا شامل قطعات داخلی نیستند که به یکدیگر ساییده شوند. آنها همچنین فاقد روغن های آب بندی یا روان کننده در سر پمپاژ هستند، به این معنی که هیچ احتمالی برای نشت بخار روغن یا آلودگی رسانه های کنترل شده وجود ندارد.

اجزاپمپ

پمپ های دیافراگمی ساده از یک دیافراگم، محفظه جابجایی، دو دریچه و مکانیزم محرک تشکیل شده اند. دیافراگم از مواد انعطاف پذیر سازگار با رسانه های پمپ شده ساخته شده است. در محل بین طرف محفظه جابجایی و فلنج متصل شده مهر و موم شده است. حجم محفظه کمی بیشتر از آن چیزی است که دیافراگم می تواند جابجا کند. دریچه ها معمولاً دریچه های توپی فنری یا دریچه های فلپر هستند که از همان مواد دیافراگم ساخته شده اند و برای ورود و خروج سیال به محفظه عمل می کنند. مکانیزم محرک همان چیزی است که دیافراگم را خم می کند - در نمودار زیر، مکانیزم محرک فنری است که توسط یک شیر برقی فعال می شود.

نمودار پمپ دیافراگمی برقی

عملکردپمپ

پمپ های دیافراگمی، پمپ های جابجایی مثبت هستند، به این معنی که از حفره های منقبض و منبسط برای حرکت سیالات استفاده می کنند.

پمپ های دیافراگمی با خم کردن دیافراگم به خارج از محفظه جابجایی کار می کنند. هنگامی که دیافراگم به بیرون حرکت می کند، حجم محفظه پمپ افزایش می یابد و باعث می شود فشار داخل محفظه کاهش یابد و سیال به داخل آن کشیده شود. ضربه به داخل اثر معکوس دارد، کاهش حجم و افزایش فشار محفظه برای خروج مایع. این عمل بسیار شبیه به مفهوم تنفس انسان است

حرکت دیافراگم به صورت زیر است:

انواع پمپ

پمپ های دیافراگمی را می توان بر اساس مکانیزم محرک آنها و اینکه تک کاره یا دو اثره هستند طبقه بندی کرد

مکانیزم عملکرد

دیافراگم در پمپ های دیافراگمی را می توان با مکانیسم های مختلفی هدایت کرد.

مکانیکی - این پمپ ها با استفاده از یک اتصال مکانیکی رفت و برگشتی ساده و قوی که مستقیماً به دیافراگم متصل است، کار می کنند. این معمولاً یک مکانیزم میل لنگ یا چرخ دنده است که چرخش موتور را به حرکت رفت و برگشتی پیوند (فنجره، پیستون، پیستون) متصل به دیافراگم تبدیل می کند. جریان با تغییر طول ضربه یا سرعت پمپ تنظیم می شود. این پمپ ها ویژگی های مشابه پمپ های پیستونی و پمپ های پلانجری دارند.

هیدرولیک - این پمپ ها یک سیال هیدرولیک میانی را در طرف مقابل دیافراگم اجرا می کنند. سیال توسط یک پیستون یا پیستون تحت فشار قرار می گیرد تا دیافراگم را خم کند. این پمپ ها مشابه پمپ های مکانیکی عمل می کنند، اما سیال هیدرولیک به جای اتصال مکانیکی با دیافراگم تماس می گیرد. جریان با تنظیم سرعت پمپ یا مقدار سیال هیدرولیک موجود تغییر می کند.

شیر برقی - این پمپ ها دارای یک موتور الکتریکی هستند که آهنربای برقی را کنترل می کند. هنگامی که شیر برقی فعال می شود، نیروی مغناطیسی ایجاد می کند که با یک قطعه فلزی فرو مغناطیسی روی دیافراگم تعامل می کند و باعث خم شدن آن می شود. دبی با تغییر سرعت پمپ تنظیم می شود.

هوا - این پمپ ها پمپ های دو اثره (دیافراگمی دوگانه) هستند که از هوای فشرده برای هدایت دو دیافراگم جداگانه استفاده می کنند. جریان هوا به طور متناوب بین دیافراگم ها از طریق یک شیر شاتل انجام می شود. جریان با تنظیم فشار هوای عرضه شده به پمپ تغییر می کند.

تک یا دو اکشن

عملکرد یک پمپ دیافراگمی به تعداد دیافراگم ها و مجموعه ای از دریچه های پمپ اشاره دارد.

پمپ های تک اثر شامل یک دیافراگم و یک مجموعه دریچه هستند و مشخصه پمپ های محرک مکانیکی هستند.
پمپ های دو اثره که به نام پمپ های دیافراگمی دوگانه نیز شناخته می شوند، دارای دو دیافراگم و دو مجموعه دریچه هستند. پمپ های دیافراگمی با هوا به طور مشخص عملکرد دوگانه دارند.

طراحی

برخی از تولید کنندگان پمپ ها را با توجه به نیازهای خاص برنامه مشتری طراحی می کنند. در این موارد، برای خریدار مهم است که بداند چگونه طراحی پمپ بر عملکرد تأثیر می گذارد

کورس پمپ

طول کورس پمپ عامل اصلی تعیین کننده ظرفیت و درجه بندی فشار پمپ است. افست بالاتر (کورس طولانی تر) نرخ جریان بالاتر و فشار/مکش بیشتر در هر ضربه ایجاد می کند.

دیافراگم

دیافراگم عامل اصلی تعیین کننده عملکرد پمپ دیافراگمی است و باید اندازه آن مطابق با حرکت پمپ مورد نظر باشد. سه ویژگی مختلف طراحی دیافراگم را مشخص می کند

دورومتر - سفتی الاستومر دیافراگم را اندازه گیری می کند. طول سنج بالاتر به معنای دیافراگم سخت تر است که می تواند فشار و جریان بالاتری ایجاد کند. محصول دیافراگم های طول سنج پایین تر برای فشارهای کمتر درجه بندی شده و برای کارکردن به انرژی کمتری نیاز دارد.

شکل - میزان جریان و فشار پمپ را تعیین می کند. اشکال شامل انواع مسطح، نورد شده (قالبی) و ساختاری است.

تخت - ارزان است و می تواند جداسازی خلاء کافی بین محفظه ها را فراهم کند، اما دارای طول سکته / افست محدود و بازده انرژی پایین تر است. همچنین از طول عمر کمتری برخوردار است زیرا در هنگام تنظیم شدن با سکته مغزی تمایل به تغییر شکل دارد.

نورد/قالب شده - به شکلی که طول ضربه مورد نیاز را در نظر بگیرد، جابجایی قابل تکرار با ناحیه فشار موثر ثابت را فراهم می کند. عمر طولانی تری نسبت به نوع تخت دارد و مقاومت کمتری ایجاد می کند (بازده بالاتر) اما گرانتر است.

طراحی دیافراگم ساختاریافته - ثبت اختراع که دارای یک قسمت زیرین آجدار برای تحمل یک بار خاص است. استحکام بالاتر، ظرفیت خوب و راندمان بالاتر را نسبت به انواع دیگر در اندازه کوچک ارائه می دهد

طراحی عملکرد

مواد - مواد منعطف دیافراگم. استاندارد صنعت لاستیک EPDM (مونومر اتیلن پروپیلن دی ان) است. مواد دیگر عبارتند از PTFE (پلی تترا فلوئورواتیلن)، لاستیک و سایر پلاستیک ها و الاستومرها. مواد بر طول عمر دیافراگم، سفتی (دورومتر) و مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی یا محیطی تأثیر می گذارد.

سیستم

طراحی سوپاپ های مربوطه و موتوری که پمپ را تغذیه می کند نیز فاکتورهای مهمی هستند که باید در نظر گرفته شوند.

سوپاپ ها - پارامترها شامل شکل، مواد (سازگار با سیال پمپ شده) و طول سنج (بر جریان و سطح نویز تأثیر می گذارد).
موتور - موتور باید با انرژی مورد نیاز پمپ سازگار باشد. RPM و گشتاور موتور علاوه بر تامین نیازهای پمپ، بر فشار توقف، راندمان انرژی و سطح نویز پمپ تاثیر می گذارد.

مواد

پمپ ها معمولاً با تعدادی مواد مختلف طراحی می شوند. مواد پایه، که قسمت‌هایی از پمپ را تشکیل می‌دهند که در معرض محیط پمپ شده و محیط بیرون قرار دارند، مهم‌ترین مواردی هستند که باید در نظر گرفته شوند. هنگام انتخاب این مواد باید ویژگی‌های سیال، درجه‌بندی فشار و عوامل محیط عملیاتی در نظر گرفته شود (Images Credit: Direct Industry).

چدن استحکام کششی، دوام و مقاومت سایشی بالایی را مطابق با درجه بندی فشار بالا فراهم می کند.

پلاستیک ها ارزان هستند و مقاومت زیادی در برابر خوردگی و حملات شیمیایی ایجاد می کنند

تصویر پمپ دیافراگمی  آلیاژهای فولادی و فولادی ضد زنگ در برابر خوردگی شیمیایی و زنگ زدگی محافظت می کنند و مقاومت کششی بالاتری نسبت به پلاستیک دارند که مربوط به درجه فشار بالاتر است.

سایر مواد مورد استفاده در ساخت پمپ عبارتند از:

آلومینیوم
برنج
برنز
سرامیک
آلیاژ نیکل

مشخصات فنی

مشخصات اولیه ای که هنگام انتخاب پمپ های دیافراگمی باید در نظر گرفته شود، سرعت جریان، فشار، اسب بخار، درجه قدرت و دمای عملیاتی است.

نوع سیال

انتخاب پمپ مناسب نیاز به درک خواص مایع در سیستم آدرس دهی دارد. این خواص شامل ویسکوزیته و قوام است.

ویسکوزیته اندازه گیری ضخامت یک مایع است. سیالات چسبناک مانند لجن ها فشار سیستم های بالاتری را ایجاد می کنند و برای حرکت در سیستم به قدرت پمپاژ بیشتری نیاز دارند. پمپ های دیافراگمی برای کنترل مایعات چسبناک و نازک طراحی شده اند.

قوام ترکیب مواد محلول مایع از نظر مواد شیمیایی و جامدات حل نشده است. پمپ‌های جابجایی مثبت مانند پمپ‌های دیافراگمی معمولاً برای جابجایی این مواد جامد مناسب‌تر هستند، اما پمپ‌های دینامیکی که به درستی طراحی شده‌اند (یعنی با تیغه‌های پروانه خاصی) می‌توانند آنها را نیز مدیریت کنند. محلول های حاوی مواد شیمیایی خورنده باید توسط پمپ هایی با مواد و قطعات طراحی شده برای مقاومت در برابر خوردگی استفاده شوند.

کاربردها

پمپ های دیافراگمی را به دلیل استفاده از آنها در پمپاژ دوغاب و فاضلاب در اعماق کم، معمولاً «گراز گلی» و «مود مکنده» می نامند. آنها قادر به مدیریت انواع رسانه های تهاجمی از جمله گازها و مخلوط های گاز/مایع هستند و می توانند به فشارهای بسیار بالایی دست یابند. آنها نباید برای پمپاژ گازهای خطرناک یا سمی استفاده شوند، زیرا پمپ های دیافراگمی به طور هرمتیک آب بندی نمی شوند.

مدل‌های بزرگ‌تر از این نوع پمپ برای جابجایی لجن‌های سنگین و زباله‌های پر از زباله از ترانشه‌ها و حوضچه‌های آبگیر استفاده می‌شوند، کاربردهایی که پمپ‌های گریز از مرکز به دلیل حجم تخلیه بالا و سطح آب کم، عملکرد ضعیفی دارند که باعث از دست دادن پرایمر خود می‌شود.

مدل‌های کوچک‌تر معمولاً در کاربردهای اندازه‌گیری یا دوز شیمیایی استفاده می‌شوند که در آن مقادیر بسیار ثابت و دقیق تحویل مایع مورد نیاز است.

منایع:

https://www.globalspec.com

سرویس هاومحصولات مشابه

پمپ های DC

پمپ های DC از جریان مستقیم موتور، باتری یا انرژی خورشیدی برای جابجایی مایعاتی مانند اسیدها، مواد شیمیایی، روان کننده ها و روغن و همچنین آب، فاضلاب و آب آشامیدنی استفاده می کنند.

پمپ های دوز یادارویی

پمپ های دوز پمپ های سیال کم حجم با دبی های قابل کنترل هستند که برای تزریق مواد افزودنی به سیستم اختلاط یا پمپاژ استفاده می شوند.

پمپ های محرک مغناطیسی

پمپ های محرک مغناطیسی پمپ های بدون مهر و موم هستند که از یک جفت مغناطیسی کواکسیال برای انتقال گشتاور به پروانه استفاده می کنند. یک موتور الکتریکی استاندارد مجموعه ای از آهنرباهای دائمی را هدایت می کند که روی یک حامل یا مجموعه درایو نصب شده اند

پمپ های پلاستیکی

پمپ های پلاستیکی برای جابجایی سیالاتی طراحی شده اند که باعث خوردگی یا آسیب رساندن به انواع دیگر پمپ ها می شوند. آنها مقاومت شیمیایی گسترده ای را ارائه می دهند و نسبت به پمپ های فلزی کم هزینه تر و سبک تر هستند

پمپ های جابجایی مثبت

پمپ های جابجایی مثبت از نیروی مکانیکی مانند چرخ دنده ها، مثانه ها، پیستون ها، پیستون ها یا دیافراگم ها برای فشار دادن مایع به داخل و خارج پمپ استفاده می کنند.

پمپ های بهداشتی

پمپ های بهداشتی برای انتقال و اندازه گیری محلول ها، دوغاب ها و کلوئیدهای مواد غذایی و کشاورزی در عملیات هایی مانند فرآوری مواد غذایی که نیاز به تمیزی دارند استفاده می شود. چهار نوع اصلی پمپ های بهداشتی وجود دارد: سانتریفیوژ، جابجایی مثبت، جت و حمل هوایی.

پمپ های سرنگ تزریق

پمپ های سرنگ تزریق یا خروج فشار بالا و دقت بالایی را برای کاربردهایی مانند کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) فراهم می کند. برای تحویل مقادیر دقیق مایع در فواصل زمانی خاص استفاده می شود