پمپ هیدرولیک

بررسی انواع پمپ های هیدرولیکی

پمپ هیدرولیک

پمپ هیدرولیک چیست؟ پمپ به عنوان قلب سیستم هیدرولیک، انرژی مکانیکی را که بوسیله موتورهای الکتریکی، احتراقی و یا سایر منابع قدرت تامین می گردد به انرژی هیدرولیکی تبدیل می کند.

فشار اتمسفر در اثر خلاء نسبی بوجود آمده در نتیجه عملکرد اجزاء مکانیکی پمپ، سیال را مجبور به حرکت بطرف مجرای ورودی پمپ نموده تا سپس بوسیله پمپ به سایر قسمتهای مدار هیدرولیک رانده شود. عملگرهای سیستم (سیلندر یا موتور هیدرولیکی) قدرت هیدرولیکی ایجاد شده توسط پمپ را به توان مکانیکی مورد نیاز در خروجی تبدیل می نمایند.

شکل زیر نحوه عملکرد پمپ پیستونی ساده را نشان می دهد، که در آن سیال در نیجه دو عامل ،خلا حاصل از حرکت پیستون به سمت چپ و فشار اتمسفر سطح مخزن ، از طریق سوپاپ 1 به پمپ وارد و در اثر حرکت پیستون به سمت راست ، از طریق سوپاپ 2 به سیستم رانده می شود.

نحوه عملکرد پمپ پیستونی
نحوه عملکرد پمپ پیستونی

از عملکرد فوق می توان دریافت که پمپ صرفا مولد جریان سیال بوده و سطح فشار ایجاد شده به میزان بار مقاومی که بایستی توسط عملگر سیستم هیدرولیک بر آن غلبه شود بستگی دارد.

تقسیم بندی پمپها

در صنعت هیدرولیک پمپها به دو دسته کلی زیر تقسیم می شوند:

1- پمپهای با جابجایی غیر مثبت (پمپهای هیدرودینامیکی)

2- پمپهای با جابجایی مثبت

طبقه بندی پمپها در نمودار زیر نشان داده شده است:

 

تقسیم بندی پمپ هیدرولیک
پمپ هیدرولیک

 

1-  پمپهای با جابجائی غیرمثبت:

پمپهای گریز از مرکز در انواع جریان شعاعی، جریان محوری و جریان مختلط از نمونه های کاربردی پمپهای با جابجایی غیر مثبت می باشند. با توجه به اینکه پمپهای مذکور توانایی مقاومت در برابر فشار بالا را ندارند، بندرت در صنعت هیدرولیک مورد استفاده قرار گرفته و معمولا به منظور انتقال اولیه سیال از نقطه ای به نقطه ای دیگر بکار گرفته می شوند. بطور کلی این پمپها برای سیستمهای فشار پایین و جریان بالا که حداکثر ظرفیت فشاری آنها به ۲۵۰ تا psi ۳۰۰ محدود می گردد، مناسب می باشند.

در پمپهای با جابجایی غیر مثبت بدلیل وجود لقی زیاد بین پره های دوار و پوسته ثابت، میزان جریان خروجی پمپ علاوه بر سرعت دورانی محور به مقدار مقاومت خارجی سیستم نیز وابسته است و سیال متمایل به حرکت در جهتی است که با مقاومت کمتری مواجه گردد. با توجه به شکل زیر میزان جریان خروجی با افزایش مقاومت بار کاهش یافته و هنگام مسدود بودن خروجی، فشار حداکثر می گردد. در این حالت جریان خروجی به صفر خواهد رسید. به همین دلیل بمنظور پمپ نمودن آب شهری و صنعتی از پمپهای گریز از مرکز استفاده می گردد. زیرا در مواقع حداکثر مصرف، فشار به حداقل رسیده و در زمانهای حداقل مصرف، حداکثر فشار قابل دسترس می باشد.

مزایای پمپ های با جابجایی غیر مثبت

هزینه پایین تولید و نگهداری، سادگی عملکرد، قابلیت اعتماد بالا و سر و صدای کم را می توان از مزایای این نوع پمپها به حساب آورد.

نمودار فشار بر حسب جریان در نوعی پمپ سانتریفوژ
پمپهای با جابجایی غیر مثبت

 

2- پمپهای با جابجایی مثبت:

این نوع پمپها که در صنعت هیدرولیک کاربرد وسیعی دارند، بازاء هر دور چرخش محور پمپ، مقدار مشخصی از سیال را به سیستم هیدرولیک ارسال نموده و توانایی غلبه بر فشار حاصل از بارهای مکانیکی سیستم و همچنین مقاومت ایجاد شده در مقابل جریان سیال در نتیجه وجود اصطکاک را دارا می باشند.

مزایای پمپهای با جابجایی مثبت نسبت به نوع با جابجایی غیر مثبت)

1- توانایی کار در فشارهای بالا (تا ۱۰۰۰۰ و بالاتر) psi

۲- ابعاد کوچک و فشرده

۳- بازده حجمی بالا ۴- تغییرات جزئی بازده در محدوده فشار طراحی شده

۵- انعطاف پذیری بالا (توانایی انجام کار در محدوده وسیعی از فشارها و سرعتهای مورد نیاز)

پمپهای با جابجایی مثبت به سه نوع اصلی زیر تقسیم می شوند:

١- پمپهای چرخدنده ای

۲- پمپهای پرهای

3- – پمپهای پیستونی هریک

هر یک از این انواع در محدوده وسیعی از طراحی های مختلف عرضه می شوند. به عنوان مثال پمپهای پرهای و پیستونی می توانند بصورت جابجایی ثابت یا متغیر باشند.

پمپ، ایجاد فشار نمی کند بلکه تولید جریان می نماید.

در یک پمپ با جابجایی ثابت، میزان سیال پمپ شده بازاء یک دور چرخش محور ثابت است در صورتیکه در پمپهای با جابجایی متغیر، مقدار فوق بوسیله تغییر در ارتباط بین اجزاء پمپ قابل کم یا زیاد شدن می باشد. در هر حال باید به این نکته توجه نمود که پمپ، ایجاد فشار نمی کند بلکه تولید جریان می نماید. در واقع در یک سیستم هیدرولیک، فشار بیانگر میزان مقاومت بوجود آمده در مقابل خروجی پمپ است. برای مثال اگر خروجی یک پمپ با جابجایی مثبت به اتمسفر باز باشد، علیرغم برقراری جریان سیال، بدلیل فقدان مقاومت در مقابل جریان، در خروجی فشاری بالاتر از فشار اتمسفر وجود نخواهد داشت. متقابلا در صورت مسدود شدن کامل خروجی پمپ، مقاومت بی نهایتی بصورت تئوریک در مقابل جریان ایجاد می گردد، زیرا فضایی برای حرکت سیال وجود ندارد.

حفاظت سیستم های هیدرولیکی

لذا به منظور حفاظت از اجزاء سیستم هیدرولیک، استفاده از شیر اطمینان ضروری است. شیر اطمینان با رسیدن فشار سیستم به مقدار تنظیمی، مسیر عبور جریان به مخزن را باز نموده و حداکثر سطح فشار در مدار را محدود می نماید. بطور خلاصه می توان دریافت که جریان خروجی پمپ جابجایی مثبت (صرفنظر از نشتی های جزئی داخلی پمپ) ثابت بوده و به فشار سیستم وابسته نمی باشد. بنابر این، در صورتی که مکانی برای حرکت سیال وجود نداشته باشد (مانند هنگام مسدود بودن شیر یا رسیدن عملگر به انتهای کورس) و یا در صورت افزایش بیش از حد بار مقاوم، استفاده از شیر کنترل فشار (شیر اطمینان) جهت حفاظت پمپهای جابجایی مثبت در مقابل فشار اضافی ضرورت می یابد.

پمپ های جابجایی مثبت با توجه به نوع حرکت اجزاء داخلی آنها (چرخشی یا رفت و برگشتی) تقسیم بندی شده و در محدوده وسیعی از طراحی های مختلف بشرح زیر عرضه می شوند:

انواع پمپ های جابجایی مثبت
پمپ های جابجایی مثبت

بعضی از پمپهای جابجایی متغیر مجهز به سیستم جبران کننده فشار می باشند. طراحی این نوع پمپها بگونه ای است که با افزایش فشار سیستم، دبی خروجی کاهش یافته تا نهایتا در سطح فشار تعیین شده، جریان سیال به صفر برسد. پمپ پرهای نامتعادل (مجهز به سیستم جبران کننده فشار ) مثالی از این نوع می باشد. در مدارهایی که از پمپهای با جابجایی متغیر مجهز به سیستم جبران کننده فشار استفاده می گردد معمولا به شیر اطمینان نیازی نیست.

 

نویسنده: محمدرضا

۲ thoughts on “پمپ هیدرولیک

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *