پمپ سانتریفیوژ

نحوه عملکرد پمپ سانتریفیوژ به چه صورتی می باشد؟

طریقه عملکرد پمپ سانتریفیوژ همانطور که از نامش مشخص است از طریق سیستم سانتریفیوژ (گریز از مرکز) صورت می گیرد. این پمپ ها به واسطه پروانه دوار (Impeller) که با چرخش خود انرژی مکانیکی را به انرژی جنبشی تبدیل می کند، سیال را از طریق ورودی (Suction) وارد پمپ کرده و با اعمال فشار بالا به سمت خروجی پمپ هدایت می‌کند.

کارکرد پمپ گریز از مرکز به این صورت می باشد که با چرخش پروانه و ایجاد نیروی گریز از مرکز خلاء نسبی درون محفظه پمپ بوجود می آید که سبب مکش سیال به درون پمپ می شود و با اعمال انرژی جنبشی به سیال، مایع به سمت خروجی  (Discharge)  با فشار بالاتر هدایت می‌گردد.

فیلم عملکرد پمپ سانتریفیوژ

اجزای تشکیل دهنده پمپ سانتریفیوژ

در بخش قبلی با پمپ سانتریفیوژ و نحوه عملکرد آن آشنا شدید، حال جهت درک بهتر از ساختار این پمپ، کافی است به تصویر زیر توجه نمائید. این درک بهتر از ساختمان پمپ ها، کمک بسازیی در انتخاب صحیح پمپ دارد.

محفظه پمپ سانتریفیوژ

انواع محفظه پمپ های سانتریفیوژ شامل موارد زیر است :

محفظه حلزونی (Volute Casing)

یکی از رایج ترین محفظه ها محفظه حلزونی (Volute Casing) است. این مدل شکل حلزونی دارد و سطح مقطع آن به تدریج افزایش می‌یابد تا سرعت سیال را کاهش داده و فشار را افزایش دهد و باعث کاهش تلفات انرژی و افزایش راندمان می‌شود.

محفظه دیفیوزر دار (Diffuser Casing)

در این نوع محفظه، بعد از پروانه مجموعه‌ای از پره‌های ثابت (دیفیوزرها) قرار گرفته که سرعت سیال را کاهش داده و از طرفی سبب افزایش فشار سیال می شود. این مدل محفظه نسبت به محفظه حلزونی راندمان بالاتری دارد و مناسب برای سیستم‌هایی است که با دبی ثابت و فشار بالا کار می کنند.

محفظه شعاعی (Radial Split Casing)

محفظه به صورت شعاعی نسبت به محور افقی پمپ باز می‌شود و بیشتر در پمپ‌های فشار بالا یا چند مرحله‌ای مانند پمپ های طبقاتی (Multi Stage) مورد استفاده قرار می‌گیرند.

محفظه محوری (Axial Split Casing)

محفظه های محوری بیشتر در پمپ های اسپلیت کیس مشاهده می شود و ساختار آن به این صورت است که محفظه از وسط و در راستای محور افقی به دو نیم تقسیم شده است و کاربرد آن برای دبی‌های بالا می باشد.

پروانه پمپ گریز از مرکز

پروانه یکی از مهم ترین قطعات پمپ سانتریفیوژ می باشد که در نوع و عملکرد پمپ تاثیر مستقیم دارد. پروانه پمپ ها از لحاظ ساختار ، نوع و متریال با یکدیگر متفاوت هستند. که در ادامه به معرفی آنها می پردازیم:

• پروانه بسته (Closed Impeller)
• پروانه نیمه ‌باز (Semi-Open Impeller)
• پروانه باز (Open Impeller)
• روانه چند کاناله (Multichannel Impeller)
• پروانه ورتکس (Vortex Impeller)
• پروانه خردکن دار یا برش‌دهنده (Cutter Impeller)

انواع پروانه پمپ سانتریفیوژ بر اساس جهت جریان سیال

در پمپ‌های سانتریفیوژ، انواع پروانه‌ها بر اساس جهت جریان سیال به سه دسته‌ی اصلی تقسیم می‌شوند. هر نوع پروانه، بسته به نحوه‌ی حرکت سیال نسبت به محور پروانه، برای کاربرد خاصی مناسب است.

• پروانه جریان شعاعی (Radial Flow Impeller)
• پروانه جریان محوری
• پروانه جریان مختلط (شعاعی و محوری)

تفاوت این سه نوع پروانه در جدول زیر مشخص شده است :

سیستم آب بندی پمپ سانتریفیوژ

آب‌ بندی نقش بسیار مهمی در جلوگیری از نشت سیال در پمپ‌های سانتریفیوژ ایفا می کنند. انواع مختلف آب‌بندی بسته به نوع سیال، فشار کاری، دما و شرایط محیطی انتخاب می‌شوند. آب بندی پمپ های گریز از مرکز به دو صورت انجام می شود :

نخ گرافیت یا نخ پکینگ (Packing Seal)

 از ساده ترین و ارزان ترین روش های آب بندی می باشد که شامل چندین حلقه از جنس مواد نرم (مثل تفلون، گرافیت، یا الیاف مقاوم) است که دور شفت (Shaft) پمپ قرار می‌گیرد و توسط یک محفظه (Gland) فشرده می‌شود.

آب‌بندی مکانیکی (Mechanical Seal)

 این روش آببندی یکی از پرکاربردترین روش‌های آب‌بندی است. و شامل دو سطح صاف و صیقلی (معمولاً از سرامیک، کربن یا کاربید تنگستن) است که یکی روی شفت ثابت شده و دیگری با فنر به آن فشرده می‌شود. نسبت به نخ پکینگ احتمال نشتی (Leakage) پایین تر و از طرفی عمر طولانی تر نیز دارد و مناسب برای دما و فشار بالاتر و همچنین سیالات خورنده می باشند.

آب بندی با Lip Seal

 این آب بند از یک یا چند حلقه‌ی لاستیکی تشکیل شده که دور محور قرار می‌گیرد. این سیل بیشتر در پمپ‌های کوچک و ساده کاربرد دارد. هزینه پایین تری نسب به مکانیکال سیل داشته و برای فشار و دبی های کمتر کاربرد دارند.

آب ‌بندی مغناطیسی (Magnetic Seal)

 در این روش هیچ گونه اتصال مکانیکی بین محور محرک پمپ و پروانه وجود ندارد و دیگر خبری از اورینگ ، نخ و فنر نیست، بلکه نیروی میدان مغناطیسی که ما بین مگنت کپسول و مگنت درایو ایجاد می شود سبب چرخش پروانه می گردد. از این جهت به این پمپ ها Seal Less نیز می گویند.

شافت پمپ (Pump Shaft)

شافت یا محور پمپ وظیفه انتقال نیرو از موتور به پروانه را دارد. این قطعه در برابر نیروهای مکانیکی و فشار بالا باید مقاوم باشد. جنس شافت معمولاً از فولاد ضدزنگ یا آلیاژهای مقاوم است.

نقش شافت:

• چرخاندن پروانه با سرعت بالا

• حفظ تراز و تعادل پمپ

انواع پمپ سانتریفیوژ

اگر بخواهیم انواع پمپ های گریز از مرکز را دسته بندی کنیم، گستردگی در بکارگیری این پمپ ها در انتقال آب، راندمان پمپ، توان مکانیکی، توان هیدرولیکی سبب عدم تشخیص درست برای متقاضی می شود. از این رو بهترین روش برای معرفی انواع پمپ سانتریفیوژ دسته بندی کلی پمپ ها بر اساس کاربرد آنها و مشخص کردن پمپ هایی است که زیر مجموعه آنها قرار می گیرند. به طور کلی پمپ های سانتریفیوژ به سه دسته تفکیک می شوند :

• پمپ سانتریفیوژ تک مرحله‌ای (Single Stage Pump)
• پمپ سانتریفیوژ چند مرحله‌ای (Multi-Stage Pump)
• پمپ های افقی و عمودی

پمپ سانتریفیوژ تک مرحله‌ای (Single Stage)

این سری از رایج ترین مدل از پمپ های سانتریفیوژ که فقط یک پروانه (Impeller) برای افزایش فشار و انتقال سیال دارند. این پمپ‌ها ساده‌ترین و نوع پمپ‌های گریز از مرکز هستند و برای کاربردهایی با نیاز به فشار (هد) نسبتاً پایین تا متوسط استفاده می‌شوند  که می توان به پمپ آب خانگی اشاره کرد.

پمپ آب خانگی چیست؟

این مدل پمپ ها در دسته پمپ های سانتریفیوژ تک مرحله ای قرار می گیرند و در مصارف خانگی و آپارتمان ها کاربرد دارند. دبی و فشار پایین تری نسبت به نمونه های صنعتی تولید می کنند. اکثرا با متریال چدنی تولید می شوند.

پمپ گریز از مرکز چند مرحله ای (طبقاتی)

پمپ طبقاتی یا چند مرحله ای (Multi Stage) برای افزایش بیشتر فشار سیال، دارای دو یا چند پروانه (Impeller) در یک بدنه یا محفظه است. هر پروانه به عنوان یک مرحله عمل می‌کند و انرژی بیشتری به سیال اضافه می‌کند. درواقع سیال به ترتیب از یک پروانه به پروانه بعدی هدایت شده و در هر مرحله فشار آن بیشتر می‌شود. به همین دلیل این پمپ‌ها قادرند سیال را تا ارتفاع (فشار) بسیار بالاتری نسبت به پمپ‌های تک مرحله‌ای انتقال دهند.

پمپ سانتریفیوژ افقی

این دسته از پمپ ها، یکی از رایج ترین مدل های پمپ سانتریفیوژ می باشد که با توجه به سایز آن در مصارف صنعتی، کشاورزی و خانگی کاربرد دارند. این پمپ ها یه دو صورت کوپله سرهم (Closed Coupled) ، پمپ گریز از مرکز یاتاقانی (End suction) و اسپلیت کیس تولید می شوند :

• پمپ سانتریفیوژ کوپله سرهم (Close Coupled): لرزش کم ، نویز و صدا پمپ پایین تر ، وزن کمتر ، نیاز به فضای نصب کمتر
• پمپ گریز از مرکز یاتاقانی (End Suction): قابلیت دمونتاژ راحت تر، انتخاب الکتروموتور بر اساس توان و راندمان مد نظر، نصب و هزینه نصب و نگهداری پایین تری دارند.

از انواع پمپ های افقی می توان به موارد زیر اشاره کرد :

• پمپ اسلاری
• پمپ روغن داغ
• پمپ بشقابی
• پمپ محیطی
• پمپ خودمکش
• پمپ اسپلیت کیس
• پمپ مگنتی
• پمپ پلیمری (پمپ ضد اسید)

پمپ سانتریفیوژ عمودی (Vertical)

پمپ سانتریفیوژ عمودی (Vertical) با توجه به ساختار عمودی خود در مواردی که محدودیت فضا و نصب مانع از بکارگیری پمپ های گریز از مرکز افقی باشد، مورد استفاده قرار می گیرند. همچنین عملکرد مناسب تری در شرایطی که ارتفاع مکش زیاد است مانند چاه و مخازن بکار گرفته می شوند.

از جمله پمپ های عمودی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• پمپ لجن کش
• پمپ بشکه کش
• پمپ کف کش
• پمپ شناور
• پمپ طبقاتی عمودی

مشخصات پمپ سانتریفیوژ مستغرق

این سری از پمپ های سانتریفیوژ همانطور که از نامش مشخص است به پمپ هایی گفته می شود که درون آب غوطه ور می شوند. پمپ های لجن کش، پمپ های کف کش، پمپ های شناور شامل پمپ های مستغرق می شوند. کاربرد اصلی این پمپ ها تخلیه سیال از دورن چاه ، مخازن آب به بیرون می باشد. لجن کش ها بر حسب نوع پروانه توانایی انتقال مایعات با ذرات و پساب را دارد. کاربرد این پمپ ها مستغرق در صنایع کشاورزی، فولاد، پتروشیمی ها، پالایشگاه ها ، صنایع آب و فاضلاب و تصفیه خانه می باشد.

پمپ سانتریفیوژ با چه متریال هایی تولید می شوند؟

انتخاب پمپ سانتریفیوژ بر اساس نوع جنس بدنه مشخصا رابطه مستقیمی با نوع سیال دارد. این جهت پمپ های گریز از مرکز با متریال های چدنی، فولاد ضد زنگ (استنلس استیل) و سوپر داپلکس برای کاربری های متفاوت تولید می شوند.

• پمپ سانتریفیوژ استیل (فولاد زنگ نزن): برای جابه جایی اسیدها و بازها با غلظت (ویسکوزیته) پایین
• پمپ سانتریفیوژ استنلس استیل هایژنیک: این دسته از پمپ های سانتریفیوژ دارای گواهی نامه های سازمانی جهانی بهداشت (WHO) و سازمان غذا و دارو (FDA) را دارند و در دسته پمپ های فودگرید قرار میگیرند و در صنایع خوراکی و صنایع دارویی بکار گرفته می شوند.
• متریال چدنی: برای انتقال آب، روغن های رقیق و آب های با ذرات کوچک
• جنس بدنه سوپر داپلکس: در صنایع شیمیایی برای انتقال اسیدها، بازها، و ترکیبات خورنده‌ای که فولاد ضدزنگ توانایی پشتیبانی آن ها را ندارد.

راه اندازی پمپ سانتریفیوژ به چه صورتی می باشد ؟

راه‌اندازی پمپ سانتریفیوژ (Centrifugal Pump) به‌صورت اصولی و صحیح، بسیار حائز اهمیت می باشد زیرا در افزایش طول عمر تجهیزات و عملکرد ایمن سیستم تأثیر مستقیم دارد. از مهم ترین اصول راه اندازی و نگهداری از پمپ گریز از مرکز می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• اطمینان از نصب صحیح پمپ (تراز بودن، اتصال درست شفت به الکتروموتور)
• بررسی سطح روغن یا گریس و روانکاری در یاتاقان‌ها
• اطمینان از باز بودن شیرهای ورودی و خروجی (در صورت نیاز)
• بررسی آب‌بندی محور (مکانیکال سیل یا پکینگ)
• توجه به عدم لرزش پمپ ، صدای پمپ
• کنترل دبی بر اساس منحنی مشخصه پمپ و توجه به سلامت سیستم لوله کشی خط

پدیده کاویتاسیون در پمپ سانتریفیوژ چیست؟

کاویتاسیون یکی مشکلات رایج در پمپ‌های سانتریفیوژ است که در صورت وقوع، می‌تواند به شدت به پروانه، بدنه پمپ، یاتاقان‌ها و کل سیستم آسیب وارد کند. یکی از نکات مهم در سیستم پمپاژ پمپ های گریز از مرکز پرایم کردن پمپ یا هواگیری است زیرا پمپ های سانتریفیوژ خودمکش نیستند و قبل از استارت باید هوای داخل کیسینگ از پمپ خارج و سیال وارد هوزینگ شده باشد.

فرآیند پرایم کردن از طریق شیر پرکن یا خط پرایم صورت می پذیرد که با وارد کردن سیال به پمپ، هوای داخل محفظه خارج شود. در غیر این صورت؛ و با وجود هوا در هوزینگ، فشار سیال در برخی نقاط پمپ (معمولاً ورودی پروانه) آن‌قدر کاهش می‌یابد که به فشار بخار سیال می‌رسد و در این حالت، حباب‌های بخار یا بخار/مایع؛ درون سیال تشکیل می‌شوند و سبب ایجاد کاویتاسیون در پمپ می گردد.

کاویتاسیون در چه صورتی به وجود می آید؟

کاویتاسیون پدیده‌ای است که حباب‌ها وارد نواحی با فشار بالاتر می‌شوند (مثل وسط یا خروجی پروانه) شروع به ترکیدن می کنند و باعث ایجاد ضربه‌های شدید مکانیکی ، سایش و خوردگی در سطح پروانه و بدنه و کاهش عملکرد و راندمان پمپ می شود. از عوامل مهم در بوجود آمدن کاویتاسیون می توان به موارد زیر اشاره کرد :

1. کم بودن NPSH: کم بودن NPSH موجود ،نسبت به NPSH مورد نیاز پمپ ؛ NPSH پایین‌ترین فشار در ورودی پمپ است؛ که اگر کمتر از حد مجاز باشد، کاویتاسیون رخ می‌دهد.
2. ارتفاع زیاد مکش (Suction Lift زیاد): اگر پمپ از مخزنی که پایین‌تر از آن قرار دارد مکش کند و فشار اتمسفر کافی نباشد.
3. دمای بالای سیال: دمای بالا باعث افزایش فشار بخار سیال شده و احتمال کاویتاسیون را بالا می‌برد.
4. گرفتگی در خط مکش ، قطر زیاد یا طول زیاد خط مکش که سبب افت فشار می شوند.

بهترین روش برای تعمیر پمپ سانتریفیوژ

یکی از فرآیندهای مهم در نگهداری و افزایش عمر مفید پمپ سانتریفیوژ آگاهی و شناخت از راهکارهای تعمیر آن می باشد که بسته به نوع خرابی، شدت آسیب و شرایط کاری، روش‌های مختلفی برای تعمیر پمپ‌های گریز از مرکز وجود دارد. از راه های تشخیص خرابی پمپ موارد زیر می باشد :

• بازرسی و عیب ‌یابی اولیه
• بررسی علائم ظاهری : نشتی، لرزش، صدا، افت فشار
• اندازه‌گیری دما و ارتعاش
• کنترل فشار ورودی و خروجی
• تست الکتروموتور (در صورت اتصال مستقیم)

در صورت مشاهده اعلائم بالا می توان با دقت و مشاوره از تکنسین های این امر طبق مراحل زیر عمل نمود :

• باز کردن پمپ (Disassembly)
• قطع برق و ایمن‌سازی دستگاه
• تخلیه کامل سیال از داخل پمپ
• جدا کردن اتصالات فلنج یا رزوه‌ای
• باز کردن بدنه، پروانه، شافت و آب‌بند

پس از بررسی دقیق و تعویض قطعات مورد نیاز، باید مونتاژ مجدد پمپ (Assembly) را از سرگرفت.

نکات مهم در خرید پمپ سانتریفیوژ

برای خرید مطمئن و بدون دردسر باید به عواملی مانند دبی (ظرفیت آبدهی) ، هد (ارتفاع) پمپ ، نوع سیال، دمای کاری، و جنس بدنه و پروانه توجه کرد. همچنین مشاوره با کارشناسان فنی می‌تواند به انتخاب دقیق‌تر کمک کند. از آنجایی که دامنه بکارگیری پمپ های سانتریفیوژ گسترده می باشد باید به نوع کاربری آن نیز توجه کرد. به طور مثال در موارد زیر از پمپ های گریز از مرکز استفاده می شود :

• تأمین آب شهری و روستایی
• آبیاری مزارع کشاورزی
• سیستم‌های تهویه مطبوع (HVAC)
• انتقال مواد شیمیایی در صنایع
• ایستگاه‌های پمپاژ فاضلاب
• نیروگاه ها
• صنایع نفتی و گازی
• تصفیه خانه های آب
• سیستم آبرسانی و پمپ آتشنشانی

قیمت پمپ سانتریفیوژ

قیمت پمپ‌ها سانتریفیوژ بسته به عوامل مختلفی مانند برند، مدل، جنس بدنه و پروانه، تعداد مراحل (تک یا چندمرحله‌ای)، ظرفیت دبی و هد (ارتفاع) ، نوع آب بندی و نوع کاربرد (صنعتی، کشاورزی، خانگی) متغیر است. هم اکنون مجموعه صنعت پلاس آمادگی خود را برای ارائه مشاوره های لازم در خصوص فروش انواع پمپ گریز از مرکز اعلام می کند. شما همراهان عزیز برای اطلاع از قیمت انواع پمپ سانتریفیوژ می توانید با کارشناسان ما در ارتباط باشید.

انواع برند های تولید کننده پمپ سانتریفیوژ

هم اکنون در ایران برندهای مطرح اروپایی و همچنین برندهای ایرانی مدل های مختلفی را تولید می کنند. تمام برندهای تولید کننده پمپ سانتریفیوژ که مجموعه صنعت پلاس موجود می باشد از کیفیت بالایی برخوردار بوده و دارای ضمانت عملکرد می باشند که در ادامه به معرفی آنها می پردازیم.

• پمپ سانتریفیوژ پمپیران
• پمپ سانتریفیوژ LEO
• پمپ سانتریفیوژ EBARA
• پمپ سانتریفیوژ KSB
• پمپ سانتریفیوژ LOWARA
• پمپ سانتریفیوژ DAB

جمع بندی

در این مقاله هدف معرفی انواع پمپ سانتریفیوژ در جهت شناخت کامل این پمپ ها و کاربرد آنها در موارد مختلف بود. همانطور که در این اشاره شد پمپ سانتریفیوژ یکی از پرکاربردترین و مؤثرترین تجهیزات در انتقال سیالات در صنایع مختلف به‌شمار می‌آید. این پمپ با استفاده از نیروی گریز از مرکز، انرژی مکانیکی را به سیال منتقل کرده و باعث حرکت و افزایش فشار آن می‌شود. از این کاربرد اصلی این پمپ ها برای سیالات رقیق (با ویسکوزیته پایین) و بدون ذرات جامد بزرگ می باشد که در مدل‌های (افقی، عمودی، اسپلیت کیس، چندمرحله‌ای، تک‌مرحله‌ای و…) کاربرد وسیعی در صنایع آب و فاضلاب، نفت و گاز، پتروشیمی، کشاورزی، نیروگاه و ساختمان دارند.