پمپ پره چیست؟
پمپ پره ای دوار: پمپ پره ای وسیله ای است که معمولاً برای افزایش فشار سیال جاری با استفاده از پره‌های نصب شده روی روتور استفاده می شود. این یک دستگاه پمپ جابجایی مثبت است. این توسط چارلز سی بارنز در سال 1874 اختراع شد.
اهمیت پمپ پره‌ای
از پمپ های پره‌ای می توان برای جریان سیال با فشار بالا از یک نقطه به نقطه دیگر استفاده کرد. پمپ‌های پره‌ای به طور گسترده در خودروها استفاده می‌شود و همچنین در تهویه مطبوع استفاده می شود .
پمپ‌های پره‌ای می توانند سیالات با ویسکوزیته کم مانند آمونیاک، حلال‌ها، الکل، LPG و غیره را به طور بی‌عیب و نقص اداره کنند و همچنین می‌توانند سیالات با ویسکوزیته متوسط را مدیریت کنند، اما برای سیالات با ویسکوز بالا خوب نیستند. همچنین می‌توان از پمپ پره‌ای برای تبدیل گاز پرفشار به گاز کم فشار استفاده کرد.
کار پمپ پره‌ای
با استفاده از یک موتور الکتریکی، نیرو به شفت پمپ تامین می‌شود و پس از آن شفت شروع به چرخش می‌کند و روتور (Rotor ) نصب شده روی شفت را نیز می چرخاند. همانطور که روتور می چرخد، ون های لغزنده موجود در شکاف روتور، نیروی گریز از مرکز به سمت بیرون را تجربه می‌کنند.
وانت‌ها به دلیل نیروهای گریز از مرکز به بیرون روی پره کشویی باز می‌شوند که فنر مجاور روتور و پره‌ها را منبسط می‌کند. ون‌های کشویی با منبسط شدن فنرها با حلقه بادامک تماس برقرار می‌کنند و این تماس تا زمانی که روتور بچرخد برقرار می‌ماند.
فنرهای پره‌ها برای حفظ تماس با حلقه بادامک فشرده می‌شوند، زیرا پره به موقعیتی می‌رسد که فاصله بین شفت روتور و پوشش کوتاه است. هنگامی که این اتفاق می افتد، منطقه بین دو پره مجاور و پوشش نیز کوچکتر می‌شود، یعنی اندازه جیبی کوچکتر می‌شود.
به طور مشابه، فنر پره‌ها برای حفظ تماس با حلقه بادامک منبسط می‌شود، زمانی که پره به موقعیتی می‌رسد که فاصله بین شفت روتور و پوشش بزرگتر می‌شود. در چنین حالتی، فضای بین دو پره مجاور و پوشش نیز بزرگتر می‌شود.
پس از مدتی چرخش مداوم موتور، مکش‌هایی در دهانه ورودی ایجاد می‌شود که باعث مکش سیالات به درگاه ورودی می‌شود. این مایع که از طریق ورودی مکیده می‌شود بین دو پره مجاور گیر می کند.
با این حال، این پره‌ها همیشه با حلقه‌های بادامکی در تماس هستند، سیال به دام افتاده همراه با دو پره کنار هم می‌چرخد. با توجه به افزایش فاصله بین شفت و پوشش، فضای بین دو وانت مجاور نزدیک ورودی پمپ های پره افزایش می‌یابد.
این منجر به ایجاد خلاء در نزدیکی ورودی پمپ پره می‌شود. به دلیل این مکش خلاء شروع می‌شود و مایع از ورودی پمپ شروع به کشیدن می‌کند.
سیال در حین حرکت از درگاه ورودی به درگاه خروجی، نیروی گریز از مرکز را تجربه می‌کند که باعث افزایش فشار سیال می‌شود. این سیال پرفشار از طریق درگاه خروجی به محل مورد نیاز رانده می‌شود.
با ادامه چرخش روتور داخل پس از آن، فشرده سازی سیال به چرخش خود ادامه می‌دهد، فضای بین پره های مجاور شروع به کاهش می‌کند، یعنی اندازه پاکت شروع به کاهش می‌کند.
این منجر به کاهش حجم سیال می‌شود و سیال درهم باریک تر می شود و فشار سیال شروع به افزایش می کند. در نتیجه، سیالات پرفشار از خروجی پمپ پره ای رانده می‌شوند.
اجزای پمپ پره‌ای
1. شفت
شفت داخل پمپ پره‌ای به پرایم موور متصل است. با استفاده از قدرت این محرک اصلی روتور نصب شده در بالای شفت چرخانده می‌شود.
2. روتور
روتور پمپ پره‌ای دارای شکاف‌های شعاعی مختلفی است که در فواصل مساوی در اطراف روتور پمپ پره‌ای قرار دارند.
3. پوشش
پوشش لایه بیرونی پمپ پره‌ای است و شامل تمام اجزای پمپ پره‌ای است که در داخل آن وجود دارد. کیس از دو پورت تشکیل شده است :
پورت ورودی
این درگاهی است که سیال از طریق آن وارد پمپ می‌شود.
پورت خروجی
از طریق درگاه خروجی، سیال پرفشار از پمپ خارج می‌شود.
4. حلقه بادامک
حلقه بادامک روی دیواره داخلی بدنه نصب شده است
5. پره‌های کشویی
این پره‌های کشویی مستطیلی شکل با استفاده از فنر به روتور متصل می‌شوند و در شکاف‌های روتور وجود دارند و آزادانه در داخل شکاف‌های روتور حرکت می‌کنند.
انواع پمپ پره‌ای
1. پمپ پره‌ای متعادل
یک پمپ پره‌ای متعادل دارای یک پوشش بیضی شکل است. روتور و بدنه بیضوی این پمپ دارای مرکز یکسانی هستند. دو ورودی و دو خروجی برای تعادل در نظر گرفته شده است که به حفظ اختلاف فشار بین ورودی و خروجی کمک می کند. هر دو ورودی و خروجی در طرفین مخالف یکدیگر قرار دارند.
2. پمپ پره‌ای نامتعادل
پمپ های پره‌ای نامتعادل معمولاً پمپ های پره ای مورد استفاده هستند و به دلیل وجود درگاه های ورودی و خروجی مختلف نام خود را به آن داده‌اند. یک پمپ پره‌ای نامتعادل معمولاً از یک روتور استوانه‌ای تشکیل شده است که بر روی یک افست در داخل یک محفظه گرد نصب شده است. مرکز روتور استوانه‌ای و مرکز بدنه تصادفی نیست بلکه در فاصله‌ای قرار دارند.
3. پمپ پره‌ای با جابجایی متغیر
اندازه جیب در پمپ پره‌ای با جابجایی متغیر می تواند بر اساس نیاز تغییر کند. این منجر به تغییرات در تخلیه از خروجی‌ها می شود. پوشش پمپ پره‌ای با جابجایی متغیر مستقیماً با روتور در تماس نیست.
اصل کار پمپ پره‌ای
پمپ پره‌ای با ردیابی پره‌ها در امتداد دیواره پوشش، عمل پمپاژ را ایجاد می کند. این پره‌ها روی روتور شکاف دار قرار دارند و روتور داخل پمپ از طریق یک شفت به محرک اصلی متصل می‌شود .
روتور داخل پمپ پره‌ای به صورت خارج از مرکز در داخل یک حلقه بادامک قرار می‌گیرد و توسط دو صفحه جانبی به داخل بادامک آب بندی می‌شود. همانطور که محرک اولیه روتور را می‌چرخاند، به دلیل نیروی گریز از مرکز، پره‌ها به سمت بیرون رانده می‌شوند.
این پره‌ها با ردیابی در امتداد حلقه، آب بندی‌های هیدرولیکی دست نخورده را برای سیال فراهم می‌کنند که به دلیل نیروی گریز از مرکز بالا در سرعت چرخشی بالاتر بیشتر است. این به نوبه خود یک حفره مکش در حلقه ایجاد می‌کند.
خلاء در ورودی توسط چرخش روتور ایجاد می‌شود که در نتیجه سیال را از طریق ورودی به پمپ فشار می‌دهد. پره ها سیال را در اطراف خروجی حمل می‌کنند که توسط آن سیال با عقب نشینی خارج می شود.
راندمان پمپ پره‌ای عمدتاً به انبساط و عرض پره‌ها، سرعت روتور و خروج از مرکز بستگی دارد. لازم به ذکر است که اگر خروج از مرکز روتور صفر باشد، سیال جریان نخواهد داشت.
کاربرد پمپ پره‌ای
پمپ پره ای کاربردهای مختلفی برای پمپاژ سیالات زیر دارد
- آئروسل و پیشران
- خدمات حمل و نقل هوایی – انتقال سوخت، یخ زدایی
- سوخت، روغن، سیستم تبرید برای صنعت خودرو
- انتقال انبوه LPG و NH3
- پر کردن سیلندر LPG
- الکل
- تبرید – فریون، آمونیاک
- حلال
مزایای پمپ پره‌ای
- پمپ های پره ای در مواردی مفید هستند که تحویل مداوم با سرعت ثابت مورد نیاز است.
- آنها تخلیه یکنواخت با ارتعاشات تقریباً صفر می دهند.
- پره های آن ها خود جبران کننده سایش و پارگی هستند و پره ها به راحتی قابل تعویض هستند.
- شیر چک در پمپ های پره ای لازم نیست.
- آنها سبک وزن و جمع و جور هستند.
- مایعات حاوی بخارات و گازها را می توان به راحتی به دست..
- دارای راندمان حجمی و کلی بالایی هستند.
- سیالات با ویسکوزیته پایین را می توان به راحتی در فشارهای بالا توسط پمپ های پره ای جابه جا کرد.
- همچنین می تواند برای دوره های کوتاه اجرا شود.
- این پمپ مقدار خوبی خلاء ایجاد می کند.
- فشارهای عملیاتی بالاتری را می توان استفاده کرد زیرا بلبرینگ پمپ متعادل بارهای جانبی را حذف می کند
معایب پمپ پره‌ای
- در صورت توقف ناگهانی تحویل، شیرهای کمکی برای محافظت از پمپ ها مورد نیاز است.
- پمپ های پره ای برای مایعات ساینده مناسب نیستند.
- مقدار خوبی آب بندی مورد نیاز است.
- یک سیستم فیلتراسیون مناسب مورد نیاز است زیرا ذرات خارجی می توانند آسیب جدی ایجاد کنند.
- پمپ های پره ای طراحی پیچیده ای دارند.
- سیالات با ویسکوزیته بالا در فشارهای بالا توسط این پمپ ها قابل حمل نیستند.
- آنها پمپ های جابجایی ثابت هستند.
- در مقایسه با نوع نامتعادل، هزینه ساخت آنها به طور قابل توجهی بالاتر است.
منبع : mechanicalwalkins – Engineering Learn
