اجزاء پمپ اسلاری
پمپ اسلاری، دارای اجزای اصلی و متعددی به شرح زیر می باشد
1) پروانه ها
2) پوسته پمپ
3) شفت
4) محفظه آب بندی
5) آب بند های مکانیکی
6) محفظه یاتاقان
1) پروانه ها
پروانه، اصلی ترین قطعه دورانی پمپ های صنعتی بوده، و به طورمعمول دارای پره هایی است کهنیرویگریز از مرکز را به سیال اعمال کرده و سیال را هدایت می نماید. پروانه ی پمپ های اسلاری معمولا از نوع ساده (تک خمشه و تخت) و یا فرانسیس (لبه های ورودی تا اندازه ای به سمت چشم پروانه کشیده شده اند) می باشد.
از مزایای پره فرانسیس، می توان به راندمان بالا، عملکرد بالا، عملکرد مکشی بهتر و در بعضی پمپ های اسلاری تا اندازه ای طول عمر سایشی بیشتر اشاره کرد.
دلیل طول عمر بیشتر در پره های فرانسیس را، می توان چنین توجیه نمود که زاویه حمله ی سیال در ورودی، تا اندازه ای بهبود می یابد.
پروانه با پره های ساده، در بسیاری از کاربردهای اسلاری، خصوصیات عمر سایشی بهتری را نشان داده است. همچنین در مواقعی که پروانه های الاستومری مورد نیاز می باشد، این پروانه ها مشخصه های مناسب تری دارند.
تعداد پره های پروانه، بسته به اندازه ذرات در اسلاری، اغلب بین 3 تا 6 عدد متغبر است.
پروانه ی پمپ های اسلاری سانتریفیوژ ،اغلب از نوع بسته می باشند. زیرا این پروانه ها راندمان بالاتری داشته و در محدوده ی لاینر جلویی ، کمتر دچار سایش خواهند شد.
پروانه های نیمه باز نیز که گاهی اوقات در کاربردهای ویژه مورد استفاده قرار می گیرند، اغلب در پمپ های کوچک به کار می روند. در این پمپ ها، ممکن است انسداد ذرات جامد، مشکل ساز شود. پروانه ی باز، می تواند به ایجاد نیروی برشی به پمپازکف، کمک کند.
مشخصه ی دیگر پروانه ی پمپ های اسلاری، پره های کمکی در پشت و جلو صفحات پروانه می باشد. این پره ها دارای سه وظیفه ی کلی هستند.:اولا کاهش فشار در محفظه آب بند، ثانیا جلوگیری از چرخش سیال به سمت چشم پروانه، ثالثا جلوگیری از ته نشین شدن و رسوب ذرات جامد بین فضای پروانه و پوسته.
توجه به الگوهای جریان و نرخ سایش داخل پمپ، از مهم ترین معیارهای طراحی پروانه در پمپ های اسلاری است.
طیف وسیعی از پروانه های استاندارد اکثر کاربرد های نظیر پمپاژ مواد اسلاری را جواب گو هستند. اما پروانه هایی با طراحی های غیر استاندارد هم در دسترس هستند.
برخی از پروانه های استاندارد و غیر استاندارد در شکل زیر نشان داده شده اند.
در زیر به مواردی از کاربردهای پروانه های غیر استاندارد اشاره می شود.
پمپاژ زغال سنگ: ذرات بزرگ ممکن است باعث بسته شدن پروانه های 5 پره بسته شوند؛ بنابراین یک پروانه ویژه با 4 پره، می تواند مناسب باشد.
پمپاژ مواد فیبری و الیافی: الیاف بلند، می توانند باعث انسداد ورودی پروانه استاندارد پمپ ها شوند؛ بنابراین یک پروانه با محدود کننده کمتر می تواند برای این امر مناسب باشد.
ورودی هد بالا: زمانی که هد ورودی خیلی زیاد باشد و از ظرفیت مقاومت آب بندهای گریز ازمرکزبیشتر باشد؛ بنابراین یک پروانه دیفرانسیلی می تواند مناسب باشد.
کاهش قطر پروانه: در بعضی از کاربردهای خاص کاهش قطر پروانه مورد نیاز است و این در صورتی است که سایش بیشتری نسبت به پروانه های با قطر زیاد رخ دهد؛ بنابراین می بایست RPM پروانه کاهش یابد
کاهش چشمی پروانه: در بعضی از کاربردها با سایش بسیار بالا مانند خروجی آسیاب، یک پروانه ویژه با چشم کوچک می تواند عمر سایشی پروانه را افزایش دهد
2) پوسته پمپ
شکل پوسته اغلب به صورت نیمه حلزونی یا دایره ای با لقی زیاد در نقطه ی آب شکن (cutwater) می باشد.راندمان در این پوسته ها نسبت به پوسته های حلزونی، پایین تر بوده، اما این موضوع، در مقابل افزایش عمر سایشی پوسته، قابل پذیرش می باشد.
casings
3) شفت (محور ها)
slurrypump02
اجزای روتور یک پمپ صنعتی شامل شفت ، پروانه، بوش ها، آب بندها (قسمت متحرک)، یاتاقان ها یا سطوح یاتاقان ها و نیمی ازکوپلینگ است. بین این اجزا شفت عضو کلیدی و اصلی روتور است.
محرک اولیه (موتور) پروانه را به حرکت درآورده و سیال را در پروانه و پوسته پمپ از ابتدا تا انتها به حرکت در می آورد. معمولا برای ساخت شفت از فولاد کربن دار استفاده می شود، زبرا برای طراحی شفت فقط به محاسبه تنش وابسته نیست و به عوامل دیگری شامل موارد زیر نیز بستگی دارد.
خمش شفت
تنش های کلیدی
اجزای چرخشی
سرعت های بحرانی
4) محفظه آب بندی
محفظه آب بندی، محفظه ای است که محل خروج شفت از پمپ های صنعتی را آب بندی می کند. در این محفظه 4 تا 6 حلقه پکینگ مناسب و یک صفحه ی انتهایی یا گلند برای فشردن پکینگ ها و چکیدن آب وجود دارد. مسیری باریک و محدود بین شفت پکینگ وجود داردکه آب می تواند تحت فشار زیاد داخل پوسته پمپ اسلاری، از آن عبور کند.
این مسیر محدود که باعث افت فشار می شود می تواند حلوی نشتی آب را گرفته و اصطکاک زیادی بین شفت و پکینگ به وجود آورد. در این حالت شفت داغ می شود. بنابر این روش مناسب این است که گلند را تا حدی صفت کنیم که مقداری نشت از میان پکینگ و شفت اتفاق می افتد. این نشتی کم آب به عنوان روان کننده و خنک کننده عمل می کند. در کاربری مواد سمی و خطرناک این نشتی مجاز نیست و از پکینگ استفاده نمی شود.
برای جلوگیری از نشتی ابتدا فشار در جلوی پکینگ گرفته می شود. این کار به وسیله پره های شعاعی در صفحه نگه دارنده پشتی یک پروانه کمکی انجام می شود.
موارد زیر در مقدار کار اصطکاکی بین شفت و پکینگ موثرند.
کیفیت پکینگ
طول گلند
قطر شفت
سرعت چرخش
فشاری که به گلند اعمال می شود
حجم سیال عبوری از پکینگ
5) آب بند های مکانیکی
در بشتر پمپ های صنعتی از آب بندهای مکانیکی استفاده می شود.
آب بند مکانیکی از دو صفحه به هم چسبیده تشکیل شده است. هنگام کارکرد پمپ، یکیی از این صفحه ها ثابت و دیگری در حال چرخش ات. در پکینگ مقاومت در برابر نشتی در راستای محور شفت است اما در آب بند ها در جهت عمود بر شافت است.
برای حرکت دو سطح آب بند در تماس با هم باید آب بند روان کاری شود. بدون روان کاری، حرکت دوو سطح موجب فرسایش و آسیب آب بند می شود. این آسیب منجر به نشت می شود. معمولا، سیال آب بندی در فشاری مشخص به محفظه ی آب بندی تزریق می شود و موجب روان کاری و خنک کاری سطوح آب بند می شود.
به هر حال با توجه به طراحی دقیق، آب بندهای مکانیکی نیاز به دقت فراوان هنگام سوار کردن و مونتاژ پمپ دارند.
6) محفظه یاتاقان
معمولا در پمپ های پره سرخود فقط از یاتاقان های ضد اصطکاک استفاده می شود. در یک محفظه یاتاقان معمولی، بلبرینگ ها یا یاتاقان های غلتکی (رولبرینگ) چسبیده به پروانه و یا در ورودی نصب می شوند. این کار برای تحمل بارهای شعاعی انجام می شود.
معمولا هنگامی که بلبرینگ در ورودی نصب می شود، در سمت کوپلینگ یا سمت خروجی، یک جفت یاتاقان تماس زاویه ای به صورت جفت دو تایی و یا دو ردیف از این یاتاقان قرار داده می شود.
منابع:
کاربرد و انتخاب مهندسی پمپ (مهندس حسن رشید مهرآبادی)
پمپ های سانتریفیوژ (مهندس مجتبی وزین افضل)
Pump application engineering . mcgraw-hill
Pump handbook . Ecor…