لقی بین پوسته و دنده ها در اینگونه پمپ ها حدود ( (0.025 mm می باشد.

افت داخلی جریان به خاطر نشست روغن در فضای موجود بین پوسته و چرخ دنده است كه لغزش پمپ (Volumetric efficiency ) نام دارد.

با توجه به دور های بالای پمپ كه تا rpm 2700 می رسد پمپاژ بسیار سریع انجام می شود، این مقدار در پمپ ها ی دنده ای با جابه جایی متغییر می تواند از 750 rpm تا 1750 rpm متغییر باشد. پمپ ها ی دنده ای برای فشارهای تا (كیلوگرم بر سانتی متر مربع200 ) 3000 psi طراحی شده اند كه البته اندازه متداول آن 1000 psi است.

این پمپ ها بیشتر به منظور روغنكاری و تغذیه در فشار های كمتر از 1000 psi استفاده می شود ولی در انواع چند مرحله ای دسترسی به محدوده ی فشاری در حدود 4000 psi نیز امكان پذیر است. كاهش بازدهی در اثر سایش در پمپ های دنده ای داخلی بیشتر از پمپ های دنده ای خارجی است.

این پمپ ها از خانواده پمپ های دنده ای هستند كه آرامتر و بی صداتر از دیگر پمپ های این خانواده عمل می نماید زیرا هر دو دنده آن دارای محرك خارجی بوده و دنده ها با یكدیگر درگیر نمی شوند. اما به خاطر داشتن دندانه های كمتر خروجی ضربان بیشتری دارد ولی جابه جایی حجمی بیشتری نسبت به سایر پمپ های دنده ای خواهد داشت.

پمپ پیچی یك پمپ دنده ای با جابه جایی مثبت و جریان محوری بوده كه در اثر درگیری سه پیچ دقیق (سنگ خورده) درون محفظه آب بندی شده جریانی كاملا آرام ، بدون ضربان و با بازده بالا تولید می كند. دو روتور هرزگرد به عنوان آب بندهای دوار عمل نموده و باعث رانده شدن سیال در جهت مناسب می شوند.حركت آرام بدون صدا و ارتعاش ، قابلیت كا با انواع سیال ، حداقل نیاز به روغنكاری ، قابلیت پمپاژ امولسیون آب ، روغن و عدم ایجاد اغتشاش زیاد در خروجی از مزایای جالب این پمپ می باشد.

عملكرد این پمپها شبیه پمپ های چرخ دنده داخلی است. در این پمپ ها عضو ژیروتور توسط محرك خارجی به حركت در می آید و موجب چرخیدن روتور چرخ دندهای درگیر با خود می شود.

در نتیجه این مكانیزم درگیری ، آب بندی بین نواحی پمپاژ تامین می گردد. عضو ژیروتور دارای یك چرخ دندانه كمتر از روتور چرخ دنده داخلی می باشد.

حجم دندانه كاسته شده ضرب در تعداد چرخ دندانه چرخ دنده محرك ، حجم سیال پمپ شده به ازای هر دور چرخش محور را مشخص می نماید.

پمپ های پره ای :

به طور كلی پمپ های پره ای به عنوان پمپ های فشار متوسط در صنایع مورد استفاده قرار می گیرند. سرعت آنها معمولا از 1200 rpm تا 1750 rpm بوده و در مواقع خاص تا 2400 rpm نیز میرسد. بازده حجمی این پمپ ها 85% تا 90% است اما بازده كلی آنها به دلیل نشت های موجود در اطراف روتور پایین است ( حدود 75% تا 80% ). عمدتا این پمپها آرام و بی سر و صدا كار می كنند ، از مزایای جالب این پمپ ها این است كه در صورت بروز اشكال در ساختمان پمپ بدون جدا كردن لوله های ورودی و خروجی قابل تعمیر است.

فضای بین روتور و رینگ بادامكی در در نیم دور اول چرخش محور ، افزیش یافته و انبساط حجمی حاصله باعث كاهش فشار و ایجاد مكش می گردد، در نتیجه سیال به طرف مجرای ورودی پمپ جریان می یابد. در نیم دور دوم با كم شدن فضای بین پره ها سیال كه در این فضاها قرار دارد با فشار به سمت خروجی رانده می شود. همانطور كه در شكل می بینید جریان بوجود آمده به میزان خروج از مركز(فاصله دو مركز) محور نسبت به روتور پمپ بستگی دارد و اگر این فاصله به صفر برسد دیگر در خروجی جریانی نخواهیم داشت.

پمپ های پره ای كه قابلیت تنظیم خروج از مركز را دارند می توانند دبی های حجمی متفاوتی را به سیستم تزریق كنند به این پمپ ها ، جابه جایی متغییر می گویند. به خاطر وجود خروج از مركز محور از روتور(عدم تقارن) بار جانبی وارد بر یاتاقان ها افزایش می یابد و در فشار های بالا ایجاد مشكل می كند.

برای رفع این مشكل از پمپ های پره ای متقارن (بالانس) استفاده می كنند. شكل بیضوی پوسته در این پمپ ها باعث می شود كه مجاری ورودی و خروجی نظیر به نظیر رو به روی هم قرار گیرند و تعادل هیدرولیكی برقرار گردد. با این ترفند بار جانبی وارد بر یاتاقان ها كاهش یافته اما عدم قابلیت تغییر در جابه جایی از معایب این پمپ ها به شمار می آید .( چون خروج از مركز وجود نخواهد داشت)

حداكثر فشار قابل دستیابی در پمپ های پره ای حدود 3000 psi است.

پمپ های پیستونی

پمپ های پیستونی با دارا بودن بیشترین نسبت توان به وزن، از گرانترین پمپ ها هستند و در صورت آب بندی دقیق پیستون ها می تواند بالا ترین بازدهی را داشته باشند. معمولا جریان در این پمپ ها بدون ضربان بوده و به دلیل عدم وارد آمدن بار جانبی به پیستونها دارای عمر طولانی می باشند، اما به خاطر ساختار پیچیده تعمیر آن مشكل است.

از نظر طراحی پمپ های پیستونی به دو دسته شعاعی و محوری تقسیم می شوند.

پمپ های پیستونی محوری با محور خمیده (Axial piston pumps(bent-axis type)) :

در این پمپ ها خط مركزی بلوك سیلندر نسبت به خط مركزی محور محرك در موقعیت زاویه ای مشخصی قرار دارد میله پیستون توسط اتصالات كروی (Ball & socket joints)به فلنج محور محرك متصل هستند به طوری كه تغییر فاصله بین فلنج محرك و بلوك سیلندر باعث حركت رفت و برگشت پیستون ها در سیلندر می شود. یك اتصال یونیورسال ( Universal link) بلوك سیلندر را به محور محرك متصل می كند.

میزان خروجی پمپ با تغییر زاویه بین دو محور پمپ قابل تغییر است.در زاویه صفر خروجی وجود ندارد و بیشینه خروجی در زاویه 30 درجه بدست خواهد آمد.

پمپ های پیستونی محوری با صفحه زاویه گیر (Axial piston pumps(Swash plate)) :

در این نوع پمپ ها محوربلوك سیلندر و محور محرك در یك راستا قرار می گیرند و در حین حركت دورانی به خاطر پیروی از وضعیت صفحه زاویه گیر پیستون ها حركت رفت و برگشتی انجام خواهند داد ، با این حركت سیال را از ورودی مكیده و در خروجی پمپ می كنند. این پمپ ها را می توان با خاصیت جابه جایی متغیر نیز طراحی نمود . در پمپ های با جابه جایی متغییر وضعیت صفحه زاویه گیر توسط مكانیزم های دستی ، سرو كنترل و یا از طریق سیستم جبران كننده تنظیم می شود. حداكثر زاویه صفحه زاویه گیر حدود 17.5 درجه می باشد.

پمپ های پیستونی شعاعی (Radial piston pumps)

در این نوع پمپ ها ، پیستون ها در امتداد شعاع قرار میگیرند.پیستون ها در نتیجه نیروی گریز از مركز و فشار سیال پشت آنها همواره با سطح رینگ عكس العمل در تماسند.

برای پمپ نمودن سیال رینگ عكس العمل باید نسبت به محور محرك خروج از مركز داشته باشد ( مانند شكل ) در ناحیه ای كه پیستون ها از محور روتور فاصله دارند خلا نسبی بوجود آمده در نتیجه مكش انجام میگیرد ، در ادامه دوران روتور، پیستون ها به محور نزدیك شده و سیال موجود در روتور را به خروجی پمپ می كند. در انواع جابه جایی متغییر این پمپ ها با تغییر میزان خروج از مركز رینگ عكس العمل نسبت به محور محرك می توان مقدار خروجی سیستم را تغییر داد.

پمپ های پلانچر (Plunger pumps)

پمپ های پلانچر یا پمپ های پیستونی رفت و برگشتی با ظرفیت بالا در هیدرولیك صنعتی كاربرد دارند. ظرفیت برخی از این پمپ ها به حدود چند صد گالن بر دقیقه می رسد.

پیستون ها در فضای بالای یك محور بادامكی (شامل تعدادی رولر برینگ خارج از مركز) در آرایش خطی قرار گرفته اند. ورود و خروج سیال به سیلندر ها از طریق سوپاپ ها(شیر های یك ترفه) انجام می گیرد.

راندمان پمپ ها (Pump performance):

بازده یك پمپ بطور كلی به میزان تلرانسها و دقت بكار رفته در ساخت ، وضعیت مكانیكی اجزاء و بالانس فشار بستگی دارد. در مورد پمپ ها سه نوع بازده محاسبه می شود:

1- بازده حجمی كه مشخص كننده میزان نشتی در پمپ است و از رابطه زیر بدست می آید

( دبی تئوری كه پمپ باید تولید كند /میزان دبی حقیقی پمپ )=بازده حجمی

= بازده مكانیكی

(قدرت حقیقی داده شده به پمپ /قدرت تئوری مورد نیاز جهت كار پمپ )

منابع :

هیدرولیك صنعتی(شناسایی و كاربرد)2 جلد ترجمه وتالیف :مهندس احمد رضا مدینه – مهندس حسین دلایلی

هیدرولیك و پنوماتیك تالیف : هری ل.استوارت ترجمه :تیمور اشتری نخعی

www.hupaa.com