پمپ اسلاری
1403-04-16 1403-04-16 19:39پمپ اسلاری
پمپ اسلاری چیست؟
پمپ اسلاری یکی از انواع پمپ‌های صنعتی است که در پمپاژ کردن سیالاتی که در آنها ذرات جامد وجود دارد، کاربرد داشته و مورد استفاده قرار میگیرد.به طور کلی، اسلاری مخلوط یک سیال با ذرات جامد است. خواص یک اسلاری با توجه به نوع سیال، خصوصیات ظاهری، فیزیکی و شیمیایی آن، اندازه و جنس مواد جامد مخلوط در آن و موضوعاتی ازاین‌دست تعیین می‌کند. اسلاری‌ها دودسته‌اند:
- اسلاری‌های اشباع شده
- اسلاری‌های اشباع نشده
اسلاری اشباع شده
این اسلاری‌ها متشکل از ذرات جامد سفت و زبر هستند و در اکثر مواقع با سیال یک مخلوط غیریکنواخت را تشکیل می‌دهند؛ به همین دلیل به آن اسلاری ناهمگن نیز گفته می‌شود. در این اسلاری‌ها باید به محاسبه دقیق توان و جریان دقت ویژه‌ای کرد. خاصیت سایشی ذرات جامد معلق در این اسلاری‌ها بسیار زیاد است و همین خصوصیت، کاربرد این نوع اسلاری‌ها را مشخص می‌کند.
اسلاری‌های اشباع نشده
ذرات جامدی که در این اسلاری‌ها وجود دارد، قطعاتی نرم و سبک هستند که به‌صورت همگن با سیال آمیخته شده و مخلوطی یکدست فراهم کرده‌اند. این موضوع در این نوع اسلاری‌ها باعث بیشتر شدن ویسکوزیته در سیال می‌شود. برخلاف اسلاری‌های غیر همگن خاصیت سایشی در این اسلاری‌ها بسیار اندک است اما به‌هرحال خاصیت رفتاری آنها مثل سیال نرمال نیست و به همین دلیل باید برای پمپاژ و انتقال آنها از نیز از پمپ اسلاری استفاده کرد. به این نوع سیالاتی که ذرات معلق جامد در آنها کوچک است اما به‌اندازه‌ای نیست که رفتار سیال همچون سیال معمولی باشد، سیال غیرنیوتنی می‌گویند.
پمپ اسلاری چیست؟
برای پمپاژ اسلاری‌ها باید از پمپ‌های مخصوصی استفاده کرد که البته انواع مختلفی هم دارند. پمپ‌های جابه‌جایی مثبت و انژکتورها نمونه‌هایی از این پمپ‌ها هستند، اما آنچه بیش از همه کاربرد دارد و در میان انواع پمپ‌ها برای پمپاژ اسلاری‌ها مورداستفاده قرار میگیرد، پمپ‌های سانتریفیوژ است. در پمپ اسلاری سانتریفیوژ، همان گونه که در پمپ سانتریفیوژ مایعات معمولی رفتار می‌شود، برای تولید انرژی حرکتی از نیروی گریزازمرکز استفاده می‌شود که این نیرو توسط پروانه در این پمپ اسلاری ایجاد می‌شود.
نکاتی که باید بدانید
نکاتی که به هنگام انتخاب پمپ سانتریفیوژ باید موردتوجه قرار بگیرد شامل موارد زیر است:
- اندازه و سایز پروانه
- نوع طراحی گذرگاه پروانه برای عبور قطعات جامد
- آب‌بندی مناسب محورها
- انتخاب متریال درست برای طولانی‌تر شدن عمر دستگاه
مورد حائز اهمیت این است که قسمت‌های مختلف پمپ به هنگام برخورد با سیال ممکن است دچار ساییدگی و یا خوردگی‌های شیمیایی قرار بگیرند و به همین دلیل است که متریال مورداستفاده در پمپ باید به شکل مناسبی انتخاب شود.
پمپ‌های اسلاری به طور معمول از پمپ‌های مایع تمیز اندازه‌های بزرگ‌تری دارند؛ چراکه باید توانایی انجام کار با سرعت پایین را نیز داشته باشند. این موضوع سرعت حرکت سیال در پمپ را کم می‌کند و به همین دلیل نرخ ساییدگی نیز به حداقل مقدار ممکن می‌رسد. ضمن اینکه یاتاقان‌های محوری در پمپ‌های اسلاری قدرتمندتر از پمپ‌های آب تمیز است؛ چرا که این پمپ‌ها معمولاً برای کارهای سنگین با حجم بالا طراحی می‌شوند.
به شکل کلی، پروانه، کیسینگ، آب‌بندی، یاتاقان‌ها و الکتروموتور اجزای تشکیل‌دهنده پمپ‌های اسلاری هستند. پروانه پمپ‌ها را می‌توان یکی از مهم‌ترین قسمت‌های پمپ دانست. این پروانه‌ها پره‌هایی دارند که نیروی گریزازمرکز را به سیال منتقل کرده و موجب حرکت سیال می‌شوند.
نکاتی که درباره پره باید ذکر شوند
در پمپ‌های اسلاری پروانه‌ها دارای پره‌هایی هستند که یا ساده‌اند و یا از نوع فرانسیس هستند. پره‌های ساده در پمپ‌های اسلاری به شکل تخت هستند اما در پره‌های فرانسیس قسمت‌های ورودی به سمت مرکز پروانه امتداد دارند. پره‌های فرانسیس در پمپ‌های اسلاری بازده بالاتر و مکش بهتری دارند و حتی در برخی مدل‌های پمپ‌های اسلاری باعث می‌شوند که طول عمر قطعاتی که در معرض خوردگی هستند، افزایش پیدا کند.
پره‌های ساده، در مواقع مختلف و کاربردهای متفاوت پمپ اسلاری، می‌توانند بهتر از پره‌های فرانسیس عمل کنند و در مواقعی که نیاز به پروانه‌های الاستومری حس می‌شود این پروانه‌ها به‌مراتب انتخاب بهتری خواهند بود.
تعداد پره‌های موجود در پروانه‌های استفاده شده در پمپ‌های اسلاری به سایز و میزان ذرات جامد در سیال بستگی دارد و به طور معمول بین 3 تا 6 پره است. پروانه‌ها در این نوع پمپ‌ها اکثراً از نوع پروانه بسته است اما این بدان معنی نیست که از نوع باز و یا نیمه‌باز آنها در برخی کاربردهای پمپ‌های اسلاری استفاده نمی‌شود.
انواع پمپ اسلاری
پمپ‌های اسلاری که در صنایع مختلف کاربرد فراوانی دارند، دو نوع اصلی دارند:
- پمپ سانتریفیوژ
- پمپ پریستالتیک تقسیم
رایج‌ترین و کاربردی‌ترین پمپ اسلاری، پمپ سانتریفیوژ است. همان‌طور که پیش‌ازاین نیز به آن اشاره شد در این نوع پمپ‌ها از نیروی گریزازمرکز استفاده می‌شود که این نیرو نیز توسط پروانه پمپ ایجاد شده و باعث حرکت سیال در پمپ می‌شود. سرعت کار پمپ‌های سانتریفیوژ معمولاً بین 1500 تا 3000 دور در دقیقه است. البته برخی از این پمپ‌ها نیز می‌توانند بین 5000 تا 25000 دور در دقیقه نیز کار کنند.
پمپ‌های سانتریفیوژ بسیار ساده طراحی شده‌اند یک محفظه پیچکی شکل دارند و یک پروانه که این پروانه بر روی یک محور متصل است. این محور به کمک یاتاقان نگهداری می‌شود. یاتاقان هم در محفظه یاتاقان قرار گرفته و محافظت می‌شود.
انواع پمپ اسلاری سانتریفیوژ
پمپ‌های اسلاری سانتریفیوژ که رایج‌ترین پمپ‌های اسلاری هستند به سه دسته افقی، عمودی و شلنگی تقسیم می‌شوند که در ادامه به آنها می‌پردازیم.
پمپ اسلاری سانتریفیوژ افقی (لاینری)
موارد استفاده پمپ افقی یا لاینری در مواقعی است که اسلاری موردنظر خواص فیزیکی، شیمیایی و یا سایشی ویژه‌ای دارد و نیاز است که برای پمپاژ و انتقال آن، پمپ حتماً با پوشش داخلی خاصی مثل شیشه و بازالت، پلی‌اورتان، الاستومرهای مصنوعی، لاستیک طبیعی، سرامیک و غیره پوشیده شده باشد تا سایش و خوردگی به حداقل برسد.
قطعات این نوع پمپ‌ها به طور کلی از آلیاژهایی با مقاومت بالا ساخته می‌شود تا اجزا کیفیت و مقاومت خوبی در برابر ساییدگی داشته باشند. همچنین طراحی و ساخت پمپ‌های افقی به‌گونه‌ای است که می‌تواند در شرایط سخت و در مدت‌زمان طولانی کار کند، بدون اینکه آسیب ببیند.
پمپ اسلاری عمودی
طراحی پمپ اسلاری عمودی به‌گونه‌ای است که تمام اجزای پمپ با سیال در ارتباط است. این پمپ‌ها به شکل شافت و غلاف هستند و با موادی شبیه به پوشش پمپ‌های افقی یعنی بازالت و شیشه، لاستیک‌های طبیعی، پلی‌اورتان، الاستومرهای مصنوعی، سرامیک و … ساخته می‌شوند.
از پمپ‌های عمودی برای انتقال و پمپاژ سیالات غلیظ و سنگین مثل دوغاب‌ها با ذرات زیاد جامد و تخلیه مخازنی که خواص شیمیایی ویژه‌ای دارند و یا در ارتفاع بلند قرار گرفته‌اند استفاده می‌شود.
نصب آسان و راه‌اندازی سریع، طراحی ساده برای تعویض آسان قطعات، جای‌گیری بلبرینگ به گونه‌ای که آب‌بندی درستی برای جلوگیری از نفوذ دوغاب ایجاد شود. قرارگرفتن یاتاقان و آب‌بند در خارج از حوضچه سیال و مقاومت زیاد در برابر انواع سایش و خوردگی از ویژگی‌های این نوع پمپ اسلاری است.
پمپ اسلاری مارپیچی عمودی (Vertical Screw Pumps)
پمپ‌های مارپیچی عمودی، پمپ‌هایی از نوع جابه‌جایی مثبت هستند . این پمپ ها قادر هستند که سیالات با ویسکوزیته بسیار بالا و یا مایعاتی که مقدار بسیار زیادی مواد جامد معلق دارند را پمپاژ و منتقل کنند.
اگرچه فشاری که این پمپ‌ها تولید می‌کنند بسیار بالا است اما به دلیل نوع طراحی که دارند و دور کارکرد کم عمری طولانی‌تر و استهلاک کمتری دارند . همین موضوع پمپ اسلاری مارپیچی عمودی را در دسته پمپ‌های بسیار مقرون‌به‌صرفه قرار می‌دهد.
پمپ‌های گریزازمرکز عمودی (Vertical End Suction Pumps)
این پمپ‌ها قادر خواهند بود که انواع سیالات اسلاری با هر مقدار مواد جامد و ذرات معلق را در هر حجمی منتقل کنند و هیچ محدودیت خاصی ندارند.
پمپ عمودی طبقاتی جریان مختلط (Multi-Stage Mixed Flow Pumps)
این دسته از پمپ‌های عمودی در پمپاژ و انتقال آب بیشترین کاربرد را دارند . به همین دلیل در صنایع مختلفی که نیاز به پمپاژ و انتقال آب وجود دارد استفاده می‌شوند. پمپ‌های استفاده شده در اسکله‌ها و یا به هنگام انتقال آب دریا از این نوع پمپ‌های عمودی هستند.
چند نکته اساسی برای استفاده از پمپ اسلاری
استفاده از پمپ اسلاری نیز همچون سایر پمپ‌های صنعتی محدودیت‌هایی را شامل می‌شود . اطلاع از این نکات و محدودیت‌ها استفاده کاربردی و صحیح از این پمپ‌ها را امکان‌پذیر خواهد کرد.
برخی از نکات قابل‌توجه در هنگام استفاده از پمپ اسلاری شامل موارد زیر است
- محدوده دمایی قابل‌استفاده از پمپ‌های اسلاری بین ۳۰- تا ۱۴۰ درجه سانتیگراد است.
- دبی سیستم باید از ۵ تا ۱۰۰۰ مترمکعب بر ساعت باشد.
- چگالی قطعات جامد معلق در اسلاری‌ها باید ۱ الی ۶ باشد.
- سیال‌کاری باید ph ۲ تا ۱۲ داشته باشد.
- مقدار فراوانی حجمی ذرات در اسلاری باید بین %۲ تا %۵۰ باشد.
کاربرد مختلف پمپ اسلاری در صنعت
پمپ‌های اسلاری در صنایع مختلف و متفاوت و هنگامی‌که نیاز است تا جداسازی موادِ تر مورد استفاده قرار بگیرد، کاربرد دارند. معمولاً این نوع پمپ‌ها وقتی به کار گرفته می‌شوند که قرار است اسلاری‌ها با حجم‌های زیاد منتقل شوند. یکی از کاربردهای پمپ اسلاری به‌صورت کاملاً وسیع برای از بین بردن بقایای سوخت‌های فسیلی در نیروگاه‌ها است. کارخانه‌های تولید کود، لای‌روبی زمین‌ها، انتقال زغال‌سنگ و سایر مواد معدنی و همچنین احیاء دوباره زمین‌ها موارد مختلفی است که پمپ‌های اسلاری به مقدار زیاد کاربرد دارند و مورد استفاده قرار می‌گیرند.
نحوه انتخاب پمپ اسلاری مناسب
وقتی قرار است یک پمپ اسلاری مناسب را برای کاربرد مورد نظر خود انتخاب و تهیه کنیم باید موارد مختلفی را مدنظر قرار دهیم . تا در نهایت بتوانیم انتخابی هدفمند، درست و مقرون‌به‌صرفه داشته باشیم. این موارد به شرح زیر است:
- انتخاب درست متریال بدنه برای طولانی‌تر کردن عمر دستگاه
- مشخص‌کردن حد استاتیک
- معین کردن دبی دوغاب
- انتخاب قطر لوله انتقال‌دهنده
- توجه به نوع ذرات معلق در سیال
- تعیین بازدهی پمپ و ضریب اصلاح حد
- محاسبه اتلاف حد اصطکاک
- محاسبه حد کل دینامیک
- اندازه پروانه
سخن پایانی
همان‌طور که در بالا به آن اشاره شد، به‌طورکلی به مخلوط یک سیال با ذرات جامد اسلاری می‌گویند. خواص اسلاری را نوع سیال، خصوصیات ظاهری، فیزیکی و شیمیایی آن، اندازه و جنس مواد جامد مخلوط در آن و موضوعاتی از این قبیل تعیین می‌کند. خصوصیات مواد جامد معلق در سیال و همچنین خود سیال و همچنین میزان آنها و مقدار ماده جامد مخلوط از چند میکرون تا چند صد میلیمتر تغیر است. جنس سیال و اندازه آن نیز مختلف است و به همین دلیل اسلاری‌ها در انواع مختلف موجود است.
برای پمپاژ و انتقال اسلاری‌ها باید از پمپ اسلاری استفاده کرد. پمپ‌های جابه‌جایی مثبت و انژکتورها نمونه‌هایی از این پمپ‌ها هستند. در میان انواع پمپ‌ها برای پمپاژ اسلاری‌ها از پمپ سانتریفیوژ استفاده می‌شود. در این پمپ‌ها برای تولید انرژی حرکتی، نیروی گریزازمرکز به کار گرفته می‌شود که این نیرو هم توسط پروانه در پمپ اسلاری ایجاد می‌شود.
انتخاب درست متریال بدنه برای طولانی‌تر کردن عمر دستگاه در پمپ‌های اسلاری بسیار حائز اهمیت است.
