پمپ مارپیچی (اسکرو)
1403-08-13 1403-08-12 21:10پمپ مارپیچی (اسکرو)
پمپ مارپیچی چیست؟
پمپ مارپیچی (اسکرو) تنها پمپهایی هستند که در آنها جریان سیال به شکل محوری از بین قطعات پمپ عبور میکند. پمپ مارپیچی الگوی جریان محوری دارد و سرعت جریان سیال در آن پایین است. به همین دلیل برای هم زدن یا گرفتن روغن از سیال پمپ مناسبی محسوب میشود. پمپهای مارپیچی در صنایع نفت و گاز بسیار پرکاربرد هستند و ظرفیتهای متنوعی دارند که آنها را برای کاربردهای مختلف مناسب میسازد.
کاربرد پمپ مارپیچی (اسکرو)
پمپ مارپیچی با جابهجایی مداوم محل مایعات، سیال را حرکت میدهد. به این نوع از عملکرد جابهجایی مثبت گفته میشود. مایعاتی که از قبل پمپ شدهاند میتوانند به منطقه کمفشار موجود در پمپ، در فاصلة بین پیچ و لاینرها برگردند.
پمپ مارپیچی (اسکرو) در صنایع متعددی از جمله تأسیسات گازوئیل رسانی، مشعلهای نفتسوز صنعتی، سرویسهای روغنکاری، فرایندهای شیمیایی، صنعت نفت سنگین و هیدرولیک سنگین به کار میروند.
در ادامه تعدادی از فعالیتهای صنعتی که بهکارگیری پمپ مارپیچی در آن متداول است ذکر میگردد.
ایستگاههای لیفت پسآب خام
با استفاده از پمپ مارپیچی گستره بیشتری از فاضلاب خام ورودی بدون گرفتگی پوشش مییابد. نیاز به تعمیرات کمی دارند و نسبت به بارگذاری بیش از حد موتور الکتریکی مقاوماند.
ایستگاه لیفت پسآب واحدهای صنعتی
با استفاده از پمپ مارپیچی میتوان پسآب را تا ارتفاع 15 متر بالا برد و ارتفاع بالارفتن آب را نیز تنظیم کرد.
بازگشت لجن فعال
با استفاده از پمپ مارپیچی مواد لخته شده کمتر دچار ازهمپاشیدگی میشوند و بهآرامی در کانال خروجی تخلیه میشوند. پمپ مارپیچی نیروی کمی نیاز دارد و با استفاده از آن فرایند تصفیه لجن فعال بهبود مییابد.
پمپاژ سیلاب
دوزینگ پمپ مارپیچی (اسکرو) برای پمپاژ سیلاب ایده آل است چون ظرفیت بالا و هد کمی دارد و لازم نیست نظارت شود.
زهکشی زمین
مشخصات فنی پمپ مارپیچی
دبی دوزینگ پمپ مارپیچی (اسکرو) بین 60 بار تا حداکثر 100 بار است. ویسکوزیته دما در پمپ مارپیچی چدنی تا حداکثر 180 درجه سانتیگراد و در پمپهای فولادی حداکثر 260 درجه سانتیگراد است. ظرفیت دوزینگ پمپ مارپیچی بین 250 تا 4000 مترمکعب بر ساعت است.
اجزای پمپ مارپیچی
پمپ مارپیچی از اجزای مختلفی ساخته میشود. اجزای اصلی سازنده این پمپ شامل الکتروموتور، گیربکس، روتور، استاتور و سیستم آببندی هستند که در ادامه به بررسی وظیفه هر یک از آنها در عملکرد دوزینگ پمپ مارپیچی (اسکرو) میپردازیم.
الکتروموتور: در سیال با توجه به چگالی و ویسکوزیته آن نیروی حرکتی ایجاد میکند. هر چه دور موتور بالاتر باشد دبی خروجی پمپ هم بیشتر میشود.
گیربکس: دور موتور را به میزان موردنیاز تغییر میدهد. از انواع مختلف گیربکس در پمپهای مارپیچی استفاده میشود که شامل فرکانسی، دور متغیر، تسمه و پولی میباشد.
روتور: بخش مارپیچی پمپ است که با چرخش در سال حرکت ایجاد میکند. روتور دندههای عمیق و باریک دارد. هر گام روتور نیم گام استاتور است. فشار پمپ به تعداد گامهای روتور بستگی دارد. هر مرحله از دو گام تشکیل میشود که در حدود هشت با فشار ایجاد میکند. هر چه قطر روتور، طول گام و عمق گام بیشتر باشد دبی پمپ خروجی بیشتر و فشار کارکرد کمتر است.
استاتور: به قسمت داخلی بدنه پمپ مارپیچی (اسکرو) استاتور گفته میشود که روتور را در خود جای میدهد. استاتور از دو بخش ساخته میشود: محفظه استاتور و قسمت بیرونی. در صورتی که پمپ خشک کار کند ممکن است استاتور آسیب ببیند.
سیستم آببندی: قطعهای مکانیکی است که از نشت سیال به بیرون جلوگیری میکند و اجازه نمیدهد قطعات خارجی وارد پمپ شوند. انتخاب سیستم آببندی پمپ به عوامل زیر بستگی دارد: درجه حرارت سیال، فشار، خوردگی و سایش سیال، سرعت محور، خواص شیمیایی سیال، نوع سیال و ذرات معلق و جامد درون آن. دو نوع سیستم آببند وجود دارد که شامل آببند مکانیکی تک یا دوبل و نخ آببندی میباشد.
انواع پمپ مارپیچی از نظر تعداد روتور
پمپهای پیچی از نظر تعداد روتور به دو دسته تقسیم میشوند:
- تکروتوری
- چندروتوری
برخی از پمپهای چندروتوری زماندار هستند. در این نوع دوزینگ پمپ وسیلهای خارجی وجود دارد که درگیری بین رزوهها را تنظیم کند. تنظیم درگیری بین رزوهها نیروی وارد بر روتور را تأمین میکند. برخی دیگر از پمپهای چندروتوری غیر زماندار هستند. به دلیل اینکه ابزاری ثانویه در آنها وجود ندارد برای کنترل دقت و درستی درگیری و انتقال چرخش در پمپ به شکل پیچها اعتماد میکنند.
انواع پمپ مارپیچی (اسکرو) از نظر طراحی
پنج گروه مختلف از پمپهای مارپیچی وجود دارد که بر اساس تعداد پیچ موجود در پمپ تقسیم میشوند.
پمپ اسکرو یک پیچی: که به پیچ ارشمیدس نیز معروفاند، پمپهای پیشرونده حفره هستند که به نام پمپ PC یا worm pup هم شناخته میشوند. موتور مورداستفاده در این نوع پمپ برخلاف بقیه پمپهای مارپیچی کاملاً مارپیچ نیست بلکه به شکل یک شفت گرد پیچ خورده است و در فضای پمپاژ آن لاستیک قرار دارد.
پمپ اسکرو دو پیچی: با نام پمپهای دوقلو نیز شناخته میشوند و در لولههای انتقال نفت سنگین به کار میروند. یکی از پیچها از منبع تغذیه نیرو میگیرد و دیگری به کمک چرخدندة زماندار میچرخد.
پمپ اسکرو سه پیچی: بهعنوان پمپ سهگانه شناخته میشوند و در کارهای کوچکی همچون روان کاری مورداستفاده قرار میگیرند. یکی از پیچهای دوقلو از منبع تغذیه هدایت میشود و پیچ دوم دور آن میچرخد. این نوع پمپ ممکن است زماندار یا غیر زماندار باشد.
پمپ اسکرو چهار پیچی: نوعی از پمپ اسکرو دو پیجی است که در هر روتور آن پمپ دوقلو قرار میگیرد. این پمپ یک پورت مکش دارد که از طریق آن مایع را به داخل روتور کشیده و بین دو پمپ تقسیم میکند. سپس جریان سیال حاصل از دو پمپ قبل از رسیدن به درگاه تخلیه مجدداً به هم میرسند. از این پمپ برای خطوط انتقال روغن و در برنامههای چند فاز استفاده میشود.
پمپ اسکرو پنج پیچی: کارکرد آن بیشباهت به پمپ سه پیچی نیست. در این پمپ یک روتور حرکتدهنده همه پیچها را هدایت میکند. این پمپها کاربرد هیدرولیکی دارند یا در روغنها روانکننده استفاده میشوند.
تعیین ظرفیت پمپ مارپیچی
ظرفیت دوزینگ پمپ مارپیچی (اسکرو) را از طریق مشخصههای زیر تعیین میکنند:
- قطر روتور
- عمق لنگ روتور
- طول گام روتور
- دور گام روتور
قطر روتور، عمق لنگ و طول گام ثابت هستند و طبق استاندارد مشخص میشوند. دور گام روتور در محدودهای سازنده اعلام میکند قابل تغییر است. متغیرهای ذکر شده اساس نامگذاری دوزینگ پمپ مارپیچی (اسکرو) هم هستند.
جنس استاندارد قطعات پمپ اسکرو
اجزای مختلف دوزینگ پمپ مارپیچی با توجه به کاربریشان و خواص فیزیکی و شیمیایی سیال میتوانند از جنسهای مختلفی ساخته شوند که در ادامه به آن میپردازیم.
بدنه پمپ: بدنه پمپ مارپیچی (اسکرو) معمولاً از چدن ساخته میشود.
محور محرک و درایور: محور محرک و درایور پمپ مارپیچی اغلب فولادی است.
آببند شفت: آببند شفت میتواند از جنس سیلیسیوم کاربید و الاستومرهای ویتون باشد.
روتور: جنس روتور وابسته به سیالی است که در آن جریان دارد اما معمولاً از چدن، فولاد ضد سایش و ضدزنگ ساخته میشود. اگر سیال سیلیس داشته باشد و داخل روتور را بساید معمولاً از یکلایه پوششی پلیمری محافظ روی روتور استفاده میشود.
استاتور: بخش داخلی استاتور معمولاً از جنس الاستومر است که از پلاستیک ساخته میشود و بخش خارجی آن فولادی ساخته میشود.
مزایای پمپ مارپیچی
دوزینگ پمپ مارپیچی (اسکرو) مزایای متعددی دارند که در ادامه به آنها میپردازیم:
- سادگی تعمیر و نگهداری
- ساختار ساده
- کاربرد متنوع
- توانایی پمپاژ مایعات بسیار غلیظ
- بهداشتی
- کاربرد در طیف وسیعی از فشارها و ظرفیتهای پمپاژ
- امکان کار دائم یا مداوم
- امکان کنترل دبی خروجی و کنترل دور
- امکان انتقال مایعاتی همراه با ذرات جامد، خمیری و ویسکوز
- انتقال مواد چند فازی
- آلودگی صوتی کم
- NPSH بسیار پایین
- جریان یکنواخت و بدون پالس سیال
- مونتاژ و دمونتاژ ساده
- قابلاطمینان
- عمر طولانی
- ارتعاش و لرزش کم
- قابلیت خود هواگیری
- سازگار برای استفاده با سرعتهای متنوع
- تراز نیروها بهصورت هیدرولیکی و بینیاز از یاتاقان
- خود راهانداز
- خواص مکش خوب
- حداقل جداسازی و کفسازی هنگام پمپاژ مایع
- آسانی نصب
معایب پمپ مارپیچی (اسکرو)
- قیمت نسبتاً بالا
- حساسیت کارایی نسبت به تغییر سرعت
- نیاز به بزرگ شدن قطعات برای کار در فشارهای بالا
نحوه انتخاب پمپ مارپیچی
عواملی که در ادامه مطرح میشوند در انتخاب نوع و ظرفیت پمپ مارپیچی (اسکرو) اثرگذار هستند؛ بنابراین پیش از سفارش یا خرید پمپ باید ابتدا اطلاعات ذیل را بهدقت مورد بررسی قرار داد و مطمئن شد که پمپ موردنظر برای انتقال مایع مناسب است.
- دبی یا ظرفیت
برحسب لیتر بر دقیقه یا لیتر بر ساعت مترمکعب بر ساعت اندازهگیری میشود. دبی حداکثر میزان ماده لازم برای پمپاژ را مشخص میکند. - هد یا فشار
برحسب بار اندازهگیری میشود و میزان مسافتی که مایع باید پمپ شود را مشخص میکند. - ویسکوزیته یا گرانرویبرحسب cps یا cst اندازهگیری میشود و به خواص فیزیکی مایع پمپ شده بستگی دارد. ویسکوزیته قدرت دوزینگ پمپ مارپیچی (اسکرو) و دور آن را تعیین میکند
- خواص فیزیکی
خواص فیزیکی مایع از قبیل سایش و خورندگی که بر انتخاب پمپ، روتور و استاتور اثر میگذارد. - خواص شیمیایی
میزان PH ماده و عملکرد شیمیایی در انتخاب جنس بدنه داخلی که در تماس با مایع قرار میگیرد تأثیرگذار است. - دمای کاری
در صورتی که نیاز به حفظ دمای ثابت در مدت کارکرد پمپ باشد یا مایعی که وارد پمپ میشود دمای بسیار بالایی داشته باشد برخی مشخصات پمپ باید سفارشی ساخته شوند. - دور
مایع میتواند محدودکننده دور پمپاژ باشد که در این صورت هنگام انتخاب پمپ محدودیت دور مشخص شود و به تناسب آن واحد محرک مناسب استفاده شود. - فضای نصب پمپ
محدودیت در فضای نصب پمپ بر انتخاب قطعات آن اثر میگذارد.
روشهای نصب پمپ مارپیچی
دوزینگ پمپ مارپیچی (اسکرو) به دو روش میتوانند نصب شوند. اول، بهصورت افقی با نازل روبهبالا یا پایین و دوم بهصورت عمودی، با شفت روبهبالا است.
نتیجهگیری
پمپ مارپیچی (اسکرو) پمپی محوری است که برای انتقال، هم زدن و جابهجایی مایعات با ویسکوزیته بالا مناسب است. پمپهای مارپیچی در مدلهای مختلف طراحی و ساخته میشوند که و در صنایع مختلف از قبیل نفت و گاز، نساجی، مواد غذایی و پلاستیک کاربرد دارند. پمپ مارپیچی به دلیل تعمیر و نگهداری آسان، جریان بدون پالس، بهداشتی بودن و امکان طراحی به توجه به نیاز مصرفکننده بسیار پرمصرف هستند و امکان ساخت سفارشی آنها وجود دارد و از معایب آنها نیز میتوان قیمت نسبتاً بالا را ذکر کرد.
برای انتخاب پمپ مارپیچی (اسکرو) باید به مشخصههای اصلی آن از قبیل دبی، ظرفیت، ویسکوزیته، خواص فیزیکی و شیمیایی مایع مورداستفاده، دمای کاری و تعداد دور توجه کرد.