پمپ یک وسیله مکانیکی است که جهت افزایش فشار یا انتقال مایعات از نقطه ای به نقطه ی دیگر مورد استفاده قرار می گیرد. این وسیله بصورت گسترده در سیستم های آبرسانی شهری و ساختمانی، تصفیه آب و فاضلاب، صنایع، کشاورزی و غیره کاربرد دارند. این تجهیزات دارای یک بخش متحرک (پروانه، روتور یا پیستون) هستند که عمدتا از نوع دوار یا رفت و برگشتی است. نیروی محرک پمپ ها غالبا توسط یک موتور الکتریکی، هیدرولیکی، بنزینی، دیزلی و یا توربین تامین می شود. توان مورد نیاز برای پمپاژ مایع متناسب با فشار و دبی مورد نیاز، غلظت و وزن مخصوص مایع تعیین می شود. ارتباط بین موتور و پمپ می تواند بصورت کوپل مستقیم یا غیر مستقیم (کوپلینگ، پولی و تسمه) باشد.
پمپ ها را می توان بر اساس کاربرد، نوع طراحی، جنس، مایع پمپ شونده، نوع محرک (موتور)، نحوه نصب (افقی و عمودی)، تعداد پروانه و غیره طبقه بندی کرد. همه این دسته بندی ها از نظر دامنه محدود هستند و ممکن است با یکدیگر همپوشانی داشته باشند. به جهت سهولت می توان انواع پمپ های آب خانگی، صنعتی و کشاورزی را به لحاظ اصل اعمال انرژی به سیال طبقه بندی کرد. بر اساس این طبقه بندی پمپ ها به دو دسته اصلی پمپ های دینامیکی (سانتریفیوژ) و جابجایی مثبت تقسیم می شوند. حدود 70 درصد از پمپ هایی که در صنایع گوناگون مورد استفاده قرار می گیرند از نوع دینامیکی و حدود 30 درصد آنها از نوع جابجایی مثبت می باشند.
پمپ روتاری (دوار)
پمپ رفت و برگشتی
پمپ سانتریفیوژ (گریز از مرکز)
پمپ محیطی
پمپ های سانتریفیوژ و جابجایی مثبت هر دو مایع را از یک نقطه به نقطه دیگر انتقال می دهند، با این حال مکانیزمی که از آن استفاده می کنند با یکدیگر تفاوت دارد. پمپ های جابجایی مثبت معمولا با مکش سیال به داخل یک حفره و سپس تحت فشار قرار دادن لایه های سیال به سمت خروجی، باعث انتقال آن می شوند. اما پمپ های سانتریفیوژ دارای یک پروانه چرخان هستند که سیال را به داخل پمپ می کشد و از آنجا با سرعت زیاد به سمت خروجی پمپ پرتاب می کند. هر گروه از انواع پمپ ها می توانند متناسب با نوع سیال عملکرد بهتری داشته باشند. در ادامه به برخی از تفاوت های پمپ های سانتریفیوژ و جابجایی مثبت اشاره می کنیم
اکثر پمپ هایی که ما در مصارف عمومی نظیر تامین فشار آب خانگی، باغبانی یا کشاورزی مشاهده می کنیم از خانواده پمپ های سانتریفیوژمی باشند. این پمپ ها تنوع بسیار زیادی دارند که با توجه به کاربری، مقدار هد و دبی، نحوه نصب، برق مصرفی، سرعت دورانی، قیمت تمام شده، هزینه های تعمیر و نگهداری و غیره انتخاب می شوند. پمپ های سانتریفیوژ (گریز از مرکز) به سه دسته اصلی جریان محوری، جریان شعاعی و جریان مخلوطی تقسیم می شوند که جریان شعاعی و مخلوطی از پر مصرف ترین نوع آنها می باشند
هر یک از پمپ هایی که در ادامه به معرفی آنها می پردازیم، یکی از انواع پمپ های سانتریفیوژ می باشند که در دسته بندی فوق قرار می گیرند.
پمپ های حلزونی از رایج ترین نوع پمپ های سانتریفیوژ می باشند که به دلیل شکل محفظه پمپ، با این نام شناخته می شوند.این پمپ ها از نوع تک پروانه با ورودی و خروجی فلنجی می باشند که مطابق با استاندارد EN 733 طراحی و ساخته می شوند. ساختار ساده، قیمت مناسب و توانایی انتقال حجم زیاد مایع از مزایای این پمپ ها به شمار می آید. اساس عملکرد پمپ های حلزونی به این صورت است که مایع ابتدا وارد چشمی پروانه شده و سپس بصورت شعاعی به سمت محفظه حلزونی شکل که از آن خارج می شود شتاب می گیرد. نیروی دورانی پروانه معمولا توسط یک موتور الکتریکی تامین می شود. این موتور می تواند متناسب با توان از نوع تک فاز یا سه فاز باشد و بصورت مستقیم یا غیر مستقیم با پمپ کوپل شود.
پمپ های خطی نوعی پمپ سانتریفیوژ هستند که ورودی و خروجی آنها در یک راستا می باشد و بصورت خطی در امتداد مسیر لوله کشی نصب می شوند. این پمپ ها عمدتا به عنوان پمپ سیرکولاتور برای گردش آب گرم یا سرد در سیستم های گرمایشی، سرمایشی و تامین آب گرم مصرفی ساختمان در موتورخانه ها و پکیج های آب گرم مورد استفاده قرار می گیرند.پمپ های خطی در مقایسه با پمپ های سانتریفیوژ زمینی دارای محفظه بزرگتری می باشند و به همین دلیل دبی بیشتر با هد کمتری را انتقال می دهند. پمپ های با الکتروموتور های تک فاز یا سه فاز با سرعت دورانی 1450 و 2900 دور بر دقیقه عرضه می شوند. درواقعه پمپ های خطی به عنوان پمپ های دائم کار در سیستم های حرارت مرکزی، چیلر ها و تهویه مطبوع مورد استفاده قرار می گیرند.
پمپ های طبقاتی یکی از انواع پمپ های سانتریفیوژ می باشند که دارای دو یا چند پروانه (چند طبقه) هستند. پروانه ها در این پمپ ها همگی بر روی یک شفت قرار دارند و اساسا مانند چند پمپ تک پروانه که به صورت سری نصب شده باشند، عمل می کنند. این بدان معنا است که فشار خروجی (هد) در پمپ های طبقاتی بیشتر از پمپ های تک پروانه می باشد. بنابراین پمپ های طبقاتی عمدتا در مواردی مورد استفاده قرار می گیرند که فشار خروجی پمپ تک پروانه پاسخگوی نیاز سیستم نباشد. بطور مثال آبرسانی در برج ها یا ساختمان های بلند مرتبه عمدتا توسط پمپ های طبقاتی صورت می گیرد. با توجه به استفاده از پروانه های بسته و فاصله کم بین پروانه و دیفیوزرها در پمپ های طبقاتی از آنها تنها می توان برای انتقال مایعات تمیز مشابه با آب استفاده کرد.
پمپ های شناور بصورت مستغرق درون آب نصب می شوند و عمدتا برای انتقال آب از چاه های کم عمق، نیمه عمیق و عمیق مورد استفاده قرار می گیرند. بدنه این پمپ ها معمولا از متریال های استیل یا چدن و در موارد خاص از جنس برنز ساخته می شود. این پمپ ها معمولا در قطر های 4 تا 10 اینچ طراحی می شوند که علاوه بر چاه های آب دستی، برای مکش آب از چاه های آب مته ای نیز مناسب می باشند. شناور پمپ ها معمولا بصورت دو تکه عرضه می شوند و پمپ موتور توسط فلنج به یکدیگر متصل می شوند. در صورت استفاده از ژاکت برخی از این دستگاه پمپ ها علاوه بر نصب عمودی، قابلیت نصب افقی را نیز دارند. پمپ های سابمرسیبل معمولا در سیستم های آبرسانی ساختمان های مسکونی، شهرک ها، سیستم های آبیاری در کشاورزی و باغبانی کاربرد دارند.
پمپ های کف کش عملکردی مشابه با پمپ های شناور دارند با این تفاوت که این پمپ ها بصورت یک پارچه می باشند و آب را از کف مکش می کنند، اما در پمپ های شناور معمولا آب از قسمت میانی وارد پمپ می شود. پمپ های کفکش به دلیل قیمت مناسب و نصب آسان تر در مقایسه با پمپ های شناور از محبوبیت بالایی برخوردار هستند. این پمپ ها عمدتا برای تخلیه آب صاف یا آلوده حاوی مواد جامد ریز با درصد پایین از چاه های کم عمق یا متوسط، استخر ها حوضچه ها و مخازن مورد استفاده قرار می گیرند. کف کش پمپ ها در مدل های ساده و فلوتر دار (مدل های تکفاز) با عملکرد اتوماتیک عرضه می شوند. در واقعه این پمپ ها برای نصب بصورت عمودی مناسب می باشند و قابلیت نصب افقی درون آب را ندارند.
پمپ های لجن کش همانطور که از نام آنها پیداست برای انتقال فاضلاب و پساب مورد استفاده قرار می گیرند. این پمپ ها برای نصب مستغرق بصورت عمودی درون آب طراحی شده اند و موتور آنها برخلاف پمپ های زمینی از نوع آب خنک می باشد. پمپ های لجنکش عمدتا در متریال های استیل، چدن و پلیمری با پروانه باز، کانالی، و جریان گردابی طراحی و ساخته می شوند. لازم به ذکر است که در کاربرد های خاص نظیر انتقال فاضلاب های حاوی مواد جامد ریشه ای یا الیافی به جهت جلوگیری از انسداد پمپ می توان از مدل های خردکن دار استفاده کرد. پمپ های لجن کش در مدل های ساده و فلوتردار (مدل های تکفاز) عرضه می شوند که متناسب با نوع کاربری و شرایط محل نصب انتخاب می شوند.
پمپ های دنده ای از خانواده پمپ های جابجایی مثبت دوار می باشند که در آنها جریان سیال با چرخش دو چرخ دنده بوجود می آید. در این پمپ ها یکی از چرخ دنده ها به عنوان متحرک و دیگری به عنوان محرک می باشد که نیروی خود را از یا گیربکس می گیرد. این پمپ عمدتا برای انتقال مایعات یا مواد غلیظ در صنایع گوناگون مورد استفاده قرار می گیرند. این پمپ ها قادر به ایجاد فشار های نسبتا بالا تا 30 بار می باشند. با توجه به تماس مستقیم بین دنده ها، روانکاری در آنها توسط مایع پمپ شونده صورت می گیرد. پمپ های دنده ای به دو دسته اصلی دنده خارجی و دنده داخلی تقسیم می شوند. پمپ های دنده خارجی توانایی انتقال مواد تا ویسکوزیته 25,000 سانتی پوآز و داخلی تا ویسکوزیته 50,000 سانتی پوآز را دارند.
لوب پمپ ها یکی از انواع پمپ های جابجایی مثبت می باشند که با چرخش لوب ها باعث انتقال مواد می شوند. این پمپ ها برای پمپاژ مواد با ویسکوزیته های متفاوت از مایعات رقیق تا مواد غلیظ کاربرد دارند. لوب پمپ ها از جنس استیل 304 یا 316 ساخته می شوند که مورد تایید سازمان غذا و داروی آمریکا (FDA) است. اجزای این پمپ های لوپ به راحتی مونتاژ و دمونتاژ می شوند و قابلیت شستشوی آسان را دارند، به همین جهت استفاده از آنها در صنایع هایژنیک (بهداشتی) بسیار ایده آل است. لوب ها در این پمپ ها هیچگونه تماسی با یکدیگر ندارند و به همین جهت استهلاک آنها بسیار پایین است.
پمپ پره ای نوعی پمپ جابجایی مثبت است که برای پمپاژ سیال از یک روتور و پره های شعاعی استفاده می کند. این پره ها در داخل شیارهای روتور قرار گرفته اند و با چرخش روتور درون یک محفظه بیضی شکل یا دایره ای حرکت می کنند. هنگامی که روتور به گردش در می آید، پره ها توسط نیروی گریز از مرکز به سمت بیرون پرتاب و به جداره داخلی محفظه پمپ فشرده می شوند. با گردش روتور حجم محصور بین پره ها و محفظه پمپ تغییر می کند و به این ترتیب در هر سیکل مقدار مشخصی سیال مکش و تخلیه می شود. جریان خروجی در پمپ های پره ای بر خلاف پمپ های جابجایی مثبت رفت و برگشتی بصورت مداوم و یکنواخت است. به این ترتیب پمپ ها پره ای قادر به پمپاژ مایعات با ویسکوزیته های متفاوت می باشند.
پمپ های دیافراگمی یکی از انواع پمپ های صنعتی می باشند که با حرکت رفت و برگشتی دیافراگم ها باعث جابجایی مایع می شوند و بطور گسترده در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. پمپ دیافراگرم قابلیت های فراوانی نظیر عدم نشتی، مکش مایع بدون نیاز به هواگیری، نصب مستغرق و پرتابل، پمپاژ مایعات با ویسکوزیته های متفاوت (رقیق و غلیظ)، انتقال مایعات تهاجمی خورنده نظیر اسید ها، انتقال مواد ساینده و اسلاری ها و غیره را دارند. یکی دیگر از مزایای این پمپ ها قابلیت نصب در محیط های خطرناک و حساس به اشتعال یا انفجار است، به همین جهت به آنها پمپ های همه کاره نیز گفته می شود. این پمپ در مدل های بادی (پنوماتیک) و برقی طراحی و ساخته می شوند.
مونو پمپ یک نوع پمپ جابجایی مثبت دورانی است که برای پمپاژ مایعات غلیظ یا رقیق مورد استفاده قرار می گیرد. پمپ از دو بخش اصلی روتور (ماردون) و استاتور (حفره) تشکیل شده است. با چرخش روتور در داخل استاتور مایع از قسمت ورودی پمپ مکش و به سمت خروجی جریان می یابد. مونو پمپ ها معمولا در صنایع غذایی، نوشیدنی، دارویی، شیمیایی، پتروشیمی و تصفیه فاضلاب کاربرد دارند. به این ترتیب این پمپ ها قادر به ایجاد جریان یکنواخت و فشار ثابت در خروجی هستند. به همین دلیل از آنها می توان به عنوان دوزینگ پمپ (پمپ تزریق) استفاده کرد. یکی از مزایای مونو پمپ ها قابلیت انتقال مواد خمیری شکل یا حاوی ذرات جامد است. پمپ های مونو معمولا با سرعت های پایین دوران می کنند و به راحتی می توانند مایعات را بدون آسیب به ساختار فیزیکی و شیمیایی آنها منتقل کنند.
پمپ پلانجری یکی از انواع پمپ های جابجایی مثبت است که در آن حرکت رفت و برگشتی پلانجر ها (میله های استوانه ای شکل) درون سیلندر باعث حرکت مایع می شود. به اینصورت که با حرکت پلانجر به سمت عقب سیال از طریق سوپاپ ورودی به داخل محفظه پمپ مکش و سپس با حرکت در جهت مخالف، سیال با فشار از سوپاپ خروجی تخلیه می شود. پمپ های پلانجری قادر به ایجاد فشار های بسیار بالا (تا چند هزار بار) می باشند و از این رو در کاربردهای صنعتی بطور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. برخی از این موارد شامل سیستم های هیدرولیکی، سیستم های تصفیه آب و فاضلاب، سیستم های شستشوی صنعتی و صنایع نفت، گاز و پتروشیمی می باشند. یکی از ویژگی های منحصر به فرد پمپ های پلانجری دقت و کنترل بالای آنها در جریان سیال است. به همین جهت استفاده از این پمپ ها در مصارفی که نیاز به تنظیم دقیق جریان دارند، نظیر تزریق مواد شیمیایی ایده آل است.
پمپ های پریستالتیک یا شیلنگی که گاهی با نام پمپ غلطکی نیز شناخته می شوند، گونه ای از پمپ های جابجایی مثبت می باشند. این پمپ ها با به دام انداختن مایع توسط غلطک ها در یک لوله انعطاف پذیر (شیلنگ)، و گردش بر روی آن، مایع را از سمت ورودی به خروجی پمپ منتقل می کنند. جریان خروجی در پمپ های پریستالتیک همانند پمپ های رفت و برگشتی بصورت پالسی (غیر یکنواخت) می باشد. از مزایای این پمپ ها می توان به عدم تماس مستقیم قطعات مکانیکی پمپ با سیال اشاره کرد. به همین دلیل از آنها بطور گسترده در کاربرد های خاص مانند صنایع دارویی، پزشکی، درمانی، غذایی و شیمیایی استفاده می شود.
پمپ های اسکرو گونه ای از پمپ های جابجایی مثبت می باشند که با چرخش دو یا چند اسکرو (پیچ)، سیال را به سمت خروجی پمپ انتقال می دهند. این پمپ ها بصورت ویژه برای انتقال سیالات با ویسکوزیته های متفاوت طراحی و ساخته شده اند. اکثر پمپ های اسکرو به هواگیری جهت پمپاژ مایع نیاز ندارند و قادر هستند تا سیال را از عمق منفی مکش و به سمت خروجی پمپاژ کنند. عمق مکش در این پمپ ها به وزن و غلظت سیال و همچنین سرعت دورانی اسکرو ها بستگی دارد. هر چه مایع سنگین تر یا غلیظ تر باشد، به مکش قوی تری جهت پمپاژ نیاز است. پمپ های اسکرو به دلیل مکش فوق العاده و مقاومت بالا در مقابل خورندگی بطور گسترده در کشتی ها و صنایع دریایی جهت سوخت رسانی و جابجایی انواع مشتقات نفتی و روغن ها کاربرد دارند.
پمپ های محیطی از خانواده پمپ های دینامیکی می باشند که پروانه آنها در داخل یک محفظه هم مرکز با یک ورودی و خروجی می چرخد. با توجه به اینکه سیال در این پمپ ها، به طور مکرر بین پروانه و مجرای بدنه در حال گردش است، بنابراین انرژی منتقل شده به آن بسیار زیاد می باشد. بطور کلی مایع در امتداد محیط پروانه از سمت ورودی به خروجی با افزایش فشار حرکت می کند. بین ورودی و خروجی این پمپ ها یک جداره تعبیه شده است که از ارتباط نزدیک مسیر ورودی و خروجی پمپ جلوگیری می کند تا اطمینان حاصل شود که تمام مایع ورودی از خروجی پمپ تخلیه می شود. با توجه به ایجاد فشار های بالا توسط پمپ های محیطی، اما اندازه آنها نسبتا کوچک است. پروانه در این پمپ ها معمولا از جنس برنج ساخته شده و بصورت مستقیم بر روی شفت موتور نصب می شود. یکی از ویژگی های پمپ های محیطی این است که برخلاف پمپ های سانتریفیوژ قادر به پمپاژ مایعات حاوی حباب های هوا (سیالات دو فازی) با نسبت بالا می باشند.
پمپ های مگنتی (مغناطیسی) در واقع نوعی پمپ سانتریفیوژ می باشند، با این تفاوت که از فناوری میدان مغناطیسی جهت انتقال مایع استفاده می کنند. این پمپ ها فاقد سیل مکانیکی هستند و بطور ویژه برای جلوگیری از نشت مایعات طراحی و ساخته شده اند. پمپ های مگنتی عمدتا در انتقال مواد شیمیایی، اسید ها و مایعات سمی و خطرناک مورد استفاده قرار می گیرند. این پمپ ها دارای دو واحد مغناطیسی داخلی (در تماس با مایع) و خارجی (بدون تماس با مایع) می باشند. واحد خارجی با القاء جریان مغناطیسی به واحد داخلی (پروانه) باعث گردش آن و در نتیجه پمپاژ مایع می شود. واحد مغناطیسی خارجی در پمپ های کوچک از نوع ثابت (استاتور) و در سایز های متوسط و بزرگ از نوع دوار (روتور) می باشد که نیروی دورانی خود را بطور مستقیم از موتور می گیرد. از مزایای پمپ های مگنتی می توان به ایمنی بالا به دلیل عدم نشتی، کاهش نیاز به تعمیر و نگهداری و توانایی تحمل دماهای نسبتا بالا اشاره کرد. انتخاب صحیح این پمپ ها بستگی به نوع مایع، شرایط کاری و نیاز های خاص هر صنعت دارد، و در مجموع استفاده از پمپ های مگنتی یک راه حل موثر و ایمن برای پمپاژ اسید ها و مواد شیمیایی یا سمی است.
پمپ های مگنتی (مغناطیسی) در واقع نوعی پمپ سانتریفیوژ می باشند، با این تفاوت که از فناوری میدان مغناطیسی جهت انتقال مایع استفاده می کنند. این پمپ ها فاقد سیل مکانیکی هستند و بطور ویژه برای جلوگیری از نشت مایعات طراحی و ساخته شده اند. پمپ های مگنتی عمدتا در انتقال مواد شیمیایی، اسید ها و مایعات سمی و خطرناک مورد استفاده قرار می گیرند. این پمپ ها دارای دو واحد مغناطیسی داخلی (در تماس با مایع) و خارجی (بدون تماس با مایع) می باشند. واحد خارجی با القاء جریان مغناطیسی به واحد داخلی (پروانه) باعث گردش آن و در نتیجه پمپاژ مایع می شود. واحد مغناطیسی خارجی در پمپ های کوچک از نوع ثابت (استاتور) و در سایز های متوسط و بزرگ از نوع دوار (روتور) می باشد که نیروی دورانی خود را بطور مستقیم از موتور می گیرد. از مزایای پمپ های مگنتی می توان به ایمنی بالا به دلیل عدم نشتی، کاهش نیاز به تعمیر و نگهداری و توانایی تحمل دماهای نسبتا بالا اشاره کرد. انتخاب صحیح این پمپ ها بستگی به نوع مایع، شرایط کاری و نیاز های خاص هر صنعت دارد، و در مجموع استفاده از پمپ های مگنتی یک راه حل موثر و ایمن برای پمپاژ اسید ها و مواد شیمیایی یا سمی است.
پمپ های خودمکش یکی از انواع پمپ های سانتریفیوژ می باشند که به دلیل ساختار و ویژگی های خاص خود می توانند هوای موجود در لوله مکش را تخلیه کنند. برخلاف پمپ های سانتریفیوژ معمولی در راه اندازی اولیه این پمپ ها، نیاز به هواگیری مسیر لوله کشی نیست و تنها کافی است محفظه پمپ تا حدی پر از مایع شود. در لحظه شروع به کار ابتدا پروانه در حال گردش با ایجاد خلاء هوا را از مسیر ورودی به داخل پمپ می کشد. در عین حال یک حلقه از مایع در داخل محفظه پمپ ایجاد می کند. پمپ های خودمکش یک قسمت جدا کننده گاز از مایع دارند و در حقیقت هوا از مسیر خروجی پمپ خارج و مایع تحت نیروی جاذبه در داخل خود پمپ به گردش در می آید. به تدریج با کارکرد پمپ تمام هوای موجود در مسیر لوله کشی تخلیه و مایع جایگزین آن می شود. در این مرحله حالت عادی پمپاژ شروع شده و مایع در مسیر خروجی پمپ به حرکت در می آید. پمپ های خودمکش به گونه ای طراحی شده اند که با خاموش کردن آنها، آب به اندازه کافی در داخل محفظه حفظ می شود تا در راه اندازی های بعدی همچنان خودمکش باشند.
