انواع پمپهاى رفتوبرگشتى با جابجايى مثبت
انواع پمپهاى رفتوبرگشتى با جابجايى مثبت
انواع پمپهاى رفتوبرگشتى با جابجايى مثبت در نمودارهاى ارائهشده تفكيك و گروهبندى شدهاند
تلمبههاى نوع جريان مثبت (POSITIVE DISPLACEMENT PUMP)
در شرايطى كه ظرفيت پمپ در اولويت دوم و فشار بالاى تلمبه در اولويت اول باشد، بازدهى بيشتر در پمپهاى جريان مثبت موردتوجه قرار مىگيرد كه در مقايسه با تلمبههاى گريزازمركز بيشتر مقرون بصرفه مىباشد. در مواردى همچون بهرهبرداريهاى تزريقى و سيستمهاى اندازهگيرى، اين پمپها كاربرد بيشتر و موثرترى دارند.
اغلب پمپهاى جريان مثبت با جابجايى مشخص، به گروه پمپهاى رفتوبرگشتى و گروه تلمبههاى دوار (ROTARY) دستهبندى شدهاند ولى برخى از پمپهاى با جابجايى متغير، هم داراى خصوصيات تلمبههاى رفتوبرگشتى و هم داراى ويژگيهاى پمپهاى ROTARY مىباشند.
اين تلمبهها را (VARIABLE DISPLACEMENT PUMPS) تلمبههاى با رانش متغير مىنامند.
تلمبههاى رفتوبرگشتى (RECIPROCATING PUMPS)
1- اين پمپها را مىتوان به دو گروه اصلى (تلمبههاى بخارى STEAM PUMP) و پمپهاى موتورى (POWER PUMPS) تقسيم كرد. گروه اول اغلب در پالايشگاهها مورد استفاده قرار مىگيرند.
در هر دو مورد عملكرد انتهاى مايع (LIQUID END) مشابه و با رفتوبرگشت يك يا تعدادى بيشتر پيستون يا انگشتى (PLUNGER) به درون سيلندر، مايع ازطريق سوپاپهاى بدون برگشت به درون سيلندر يا سيلندرها مكيده و تحت فشار قرار مىگيرند. در بعضى تلمبهها، بجاى پيستون از ديافراگم استفاده مىشود وليكن اصولكار بهمان منوال انجام مىشود.
2- تفاوت بين تلمبههاى بخارى و موتورى در انتهاى محركه آنها است يعنى در قسمتى كه حركت رفتوبرگشتى ايجاد و آغاز مىگردد.
در يك تلمبه بخارى با عمل مستقيم (DIRECT ACTING) هر پيستون يا بلانچر در درون سيلندر مايع (LIQUID END) مستقيماً به پيستون يا بلانچر كه تحت فشاربخار قرار دارد، اتصال دارد. يك تلمبه موتورى بهر صورت، به ميللنگ، چرخ طيار، دسته شاتون و غيره متصل مىباشد و نيروى مكانيكى را از طريق حركت دورانى دريافت مىدارد.
3- بجز پمپهاى مجهز به ديافراگم، تمام تلمبههاى رفتوبرگشتى مجهز به محفظههاى بستهبندى شده با نوارهاى آببندى هستند و نشتىهاى اطراف دسته پيستون يا بلانچر را كه به درون سيلندرهاى مايع و بخار در حركت رفتوبرگشتى مىباشند، كنترل و نشتبندى مىنمايد.
اغلب پيستونها مجهز به حلقههاى پيستون رينگ هستند كه بدينوسيله مانع عبور و هدررفتن بخار از انتهايى به انتهاى ديگر پيستون مىشوند.
قسمت مايع: (LIQUID END)
ازنظر اصول، تمام محفظههاى مايع يا سيلندر مايع، مشابه يكديگر مىباشند، بدينطريق كه مايع ازطريق يك دست سوپاپهاى ورودى بدون برگشت، وارد سيلندر و ازطريق يكسرى سوپاپهاى خروجى بدون برگشت تخليه مىگردد. اين سوپاپها ازنظر ساخت و آرايش نصب، متنوع مىباشند كه بعضى در تصوير شماره (T/05) اشكال 11 و 12 و 13 مشاهده و بشرح زير توصيف مىگردند.
1- عملكرد بعضى پمپها در قسمت مايع، در هر سيكل رفتوبرگشتى (يك كورس) " SINGLE ACTING " انجام مىگيرد. بدين معنى كه مكش مايع با حركت پيستون به عقب و رانش مايع با حركت برگشت پيستون به جلو صورت مىگيرد. ولى بعضى از اين تلمبهها اغلب بصورت دوكورسى (DOUBLE AcTING) مايع را از يك محفظه مكيده و رانش را از محفظه ديگر تخليه مىكند، در اينصورت با هر سيكل رفتوبرگشت دومكش و دو رانش بوقوع مىپيوندد.
2- وقتى كه در سمت مايع (LIQUID END) از پيستون استفاده مىشود، تلمبه اغلب بطور دوسره عمل مىكند زيرا كه پيستون درواقع همچون عامل مجزاكنندهاى، سيلندر را به دو بخش عقب و جلو تقسيم مىنمايد. وقتى كه پيستون با دستهاى در طرف مقابل دسته اصلى محرك مجهز باشد، (ROD - TAIL) حجم مايع جابجا شده در دوطرف پيستون هماندازه ولى درصورتى كه با اين دسته كمكى مجهز نباشد، دوحجم جابجا شده متفاوت خواهند بود. اشكال 1 و 2 درتصوير شماره T/01 دونمونه از آرايش پيستونهاى دوكورسى را نشان مىدهد. (ACTING PISTON - ARRANGEMENT DOUBLE)
(CLASSES OF RECIPROCATING PUMPS & TYPES)
افقى
يك سيلندر SIMPLEX پيستونى PISTON HORIZONTAL بخارى
DOUBLEACTING عمودى STEAM
دو سيلندر DUPLEX پلنجرى PLUNGER VERTICAL
يكسرتخليه افقى RECIPROCATING PUMPS
يك سيلندر SIMPLEX پيستونى PISTON SINGLE ACTING HORIZONTAL با محرك موتورى
دو سيلندر DUPLEX دوسرتخليه عمودى POWER
سه سيلندر TRIPLEX پلنجرى PLUNGER DOUBLE ACTING VERTICAL
چندسيلندر MULTIPLEX
افقى
يك سيلندر SIMPLEX يكسر تخليه با ديافراگم انعطافپذير HORIZONTAL ديافراگم پردهاى
FLEXIBLE DIAPHRAGM - SINGLE ACTING عمودى DIAPHRAGM
چندسيلندر MULTIPLEX VERTICAL
تكسيلندر SIMPLEX
بخارى STEAM DOUBLE ACTING PISTON
دوسيلندر DUPLEX RECIPROCATING
يكسرتخليه
تكسيلندر SIMPLEX SINGLEACTING پلانجرى
موتورى POWER دوسيلندر DUPLEX DOUBLE ACTING PLUNGER POSITIVE DISPLACEMENT - PUMPS
سهسيلندر TRIPLEX
چند سيلندر MULTIPLEX پمپهاى با جابجايى مثبت
با محرك هيدروليكى FLUID
OPERATED تكسيلندر SIMPLEX
با محرك مكانيكى MECHANICAL چندسيلندر MULTIPLEX با ديافراگم DIAPHRAGM
OPERATED
هوادمى BLOW CASE
پرهدار VANE
پيستونى PISTON
FLEXIBLE MEMBER
پيچشى SCREW
دوار ROTARY
چرخدندانهاى GEAR
گوشوارهاى LOBE
با پيستونهاى پيرامونى CIRCUMFERENTIAL PISTON
پيچشى SCREW
3- در يك تلمبه انگشتى (PLUNGER PUMP) دوكورسى يا دوسرتخليه (DOUBLE ACTING) دوعدد پلانچر رودررو مورد استفاده قرار مىگيرد كه از بيرون بوسيله ميلههاى (PULL - PUSH) فشارى و كششى و دو محفظه مايع، بوسيله ديواره ثابتى مجزا شدهاند (شكل 3 تصوير شماره T/01). يك پمپ ساده يككورسى (SINGLE ACTING) از نوع انگشتى (PLUNGER TYPE) درشكل شماره 4 نشان داده شده است.
4- نمونههايى كه در تصوير شماره (T/01) نشان داده شده، همگى با كمترين تعداد سوپاپ مىباشند ولى غالباً تعدادى سوپاپهاى كوچك كه بطور سرى بر روى صفحه مشترك نصب شدهاند، بجاى يك سوپاپ بزرگ مورد بهرهبردارى قرار مىگيرد.
سوپاپها معمولاً بر روى محور قائمى قرار دارند بنحوى كه فنر فشاردهنده همراه با تاثير ثقل زمين، بنحو موثرترى عمل مىنمايند.
در شكل شماره 1 تصوير شماره (T/01) نقشه تشريحى نوعى سوپاپ حلقهاى يا صفحهاى را معرفى و شكل شماره 3 نوعى سوپاپ ديگر را براى دما و فشار بالاتر نمايش مىدهد. در تلمبههاى كوچك سوپاپهاى نوع گلولهاى بكار برده مىشود كه در شكل شماره 4 همان تصوير مشاهده مىشود.
پمپهاى بخارى (STEAM PUMPS)
معمولترين تلمبههاى رفتوبرگشتى كه در پالايشگاهها مورد بهرهبردارى قرار مىگيرند، پمپهاى بخارى بىواسطه (DIRECT ACTING) در انواع يك سيلندر و دوسيلندر (DUPLEX & SIMPLEX) مىباشند كه خصوصيات تركيبى آنها بشرح زير عبارتند:
1- تلمبههاى يكجانبه / تكسيلندر (SIMPLEX PUMPS)
اين نوع پمپها داراى يك پيستون مايع (يا دو پلانچر رودررو) و يك پيستون بخار مىباشند كه هر دو بر ميله ارتباطى مشتركى سوار شدهاند (CONNECTING ROD COMMON) قسمت مايع اينگونه پمپها، يكى از انواع نشان داده شده در تصوير شماره EX.3.01 يا با تركيبى از هركدام مىباشد. سيلندر قسمت محركه تلمبه با آرايشهاى مختلفى از تركيب سوپاپها درجهت كنترل ورود بخار به داخل سيلندر و برگشت بخار از سيلندر مجهز مىباشد. تمام سيستم بطور كلى ازطريق نوعى مكانيزم ارتباط پيوندى (LINKAGE) مرتبط با ميله اتصال (CONNECTING ROD) فعال مىگردد. اين مكانيزم، شير كشوئى را (SLIDE VALVE) كه به اشكال B يا D در تصوير ديده مىشود، بر بالا يا در كنار سيلندر بخار قرارگرفته، حركت مىدهد.
در بعضى طرحها، اين شير كشوئى مستقيماً ورود و خروج بخار را به داخل سيلندر كنترل مىنمايد ولى در طرحهاى ديگرى اين شير كشوئى نوعى شير كمكى براى شير بخار اصلى محسوب مىگردد (همانگونه كه در دو آرايش تصوير شماره T/02 نشان داده شده).
مكانيزم ارتباط پيوندى (LINKAG SYSTEM) در هر دو مورد با اندكى عقبماندگى همراه است بنحوى كه تنها در لحظات انتهايى هر ضربه عمل مىكند.
آرايش نشان داده شده در شكل شماره 1 تصوير شماره (T/03) اگرچه مربوط به يك پمپ دوسيلندرى مىباشد، همچنان براى پمپ يك سيلندر معتبر شناخته مىشود، مشروط براينكه همراه با مكانيزم ارتباط پيوندى شكل شماره2 درتصويرشماره (T/02) مورد بهرهبردارى قرار گيرد.
2- پمپهاى دوجانبه (DUPLEX PUMPS) با دو سيلندر
اين نوع پمپها درحقيقت از قرارگرفتن دو دستگاه پمپ يكجانبه بطور پهلو به پهلو تشكيل يافتهاند. دراين پمپها، هيچگونه مكانيزم ارتباط پيوندى بطور مستقيم بين دو دستگاه وجود ندارد وليكن سيستم محركه سوپاپها بطور ارتباط جانبى (- CONNECTION CROSS) برقرار شده است بنحوى كه شير كنترلكننده بخار به پيستون دريك طرف، ازطريق حركت دسته پيستون طرف ديگر، كنترل مىگردد. اين سيستم در تصوير شماره (T/03) مشاهده مىگردد.
پمپهاى موتورى با حركات يكبعدى غير دوّار (POWER PUMPS)
آرايش سمت محركه پمپهاى موتورى همانند يك انجين درونسوز مىباشد زيرا كه از اجزائى مانند ميللنگ متصل با تعدادى دسته شاتون و همچنين چرخ طيار (WHEEL FLY) تشكيل شده است. اين پمپ بجاى اينكه به پيستون مجهز شده باشد، انتهاى كوچك هر دسته شاتون به سرصليبى (CROSS HEAD) متصل گرديده كه در قطعهاى كشوئى بحالت سرسرهاى به جلو و عقب حركت مىنمايد. اين سرصليب، حركت سر كوچك دسته شاتون را به سادگى در مسير مستقيمى محدود و تنظيم مىنمايد. اين حركت كاملاً رفت و برگشتى ازطريقه ميلهاى به پيستون پمپكننده يا بلانچر در سمت مايع تلمبه انتقال مىيابد. عملكرد اين ميله بطور كامل همانند دسته پمپ بخارى است (با اين تفاوت كه هيچ شير يا سوپاپى را بكار نمىاندازد) كه موجب آببندى قسمت مايع تلمبه ازطريق محفظه آببندى مىشود. اين عمل آببندى، درصورتى كه پيستون يا پلانچر مستقيماً به دسته شاتون مرتبط باشد، غيرممكن خواهد بود(به علت حركت نوسانى دسته شاتون). تصوير شماره (T/04)، سطح مقطعى از يك پمپ موتورى را كه با يك دست كامل، دسته شاتون، سرصليب (CROSS HEAD) دسته پلانجر و محفظه آببندى مجهز مىباشد نمايش مىدهد. اين پمپ داراى پلانجر يك كورسى مىباشد ولى تمام بخشهاى هيدروليكى مايع در تصوير (T/01) بطور يكسان مناسب شناخته مىشوند.
براى برقرارى جريان آرام و يكنواخت، معمولاً ميللنگ داراى بازوهاى متعددى است كه هركدام يك پيستون يا پلانجر را درعمل قرار مىدهند.
اين پمپها بطور كلى در مقايسه با تلمبههاى بخارى براى ايجاد و انتقال فشارهاى بالاتر و ظرفيتهاى كمتر مورد بهرهبردارى قرار مىگيرند وليكن در پالايشگاهها كاربرد زيادى ندارند.
كاربرد كپسول هوا در مسير رانش و مكش پمپ
(SUCTION AIR BOTTLES & DISCHARGE)
بطور معمول تخليه يا رانش پمپهاى رفتوبرگشتى با ضربانهاى تكاندهندهاى همراه است كه يكنواختى جريان مايع را مختل مىنمايد. درجهت رفع اين مشكل، سادهترين روش براى خنثىكردن اين ضربانها و آرامكردن جريان، نصب و اتصال يك كپسول پرازهوا در مسير رانش پمپ مىباشد. دراين صورت هواى كپسول تحت فشار مايع قرارگرفته و درلحظات اوج هر ضربان كه مايع به مرحله شوك هيدروليكى (WATER HAMER) واقع مىشود، هواى تحت فشار همچون فنر دفع فشار نموده و يا افت فشار در سيلندر، هواى فشرده آزاد مىگردد.
در پمپهاى پالايشگاهها، همين روش مورد استفاده قرار مىگيرد با اين تفاوت كه بجاى كپسول هوا، از كپسول حاوى گاز خنثى در پوششى خورجينمانند و نشتبندى شده استفاده مىشود كه در اينصورت از توليد مخلوط قابل احتراق در كپسول پيشگيرى و ايمنى محيط رعايت مىگردد. به تصوير شماره (T/05) شكل شماره 9 توجه شود. در برخى پمپها نيز چنين كپسولى در مسير مكش تلمبه قرار داده مىشود.
شيرهاى مربوط به لولههاى مكش و رانش پمپ
SUCTION LINE VALVES & DISCHARGE
نظر باينكه حداكثر فشار رانش در پمپ رفتوبرگشتى تا تنها به نيروى وارده محدود مىگردد، به منظور جلوگيرى از اتلاف انرژى، يك شير فشارشكن بطور معمول درخط لوله رانش قرار داده مىشود تا فشار مازاد را از سمت رانش به سمت مكش برگرداند. در اينصورت اگر شير اصلى سمت رانش درحالت بسته و يا لوله رانش مسدود شده باشد، خسارتى به دستگاه وارد نخواهد شد.
هرچند كه پمپهاى رفتوبرگشتى بطور خودكار هواگيرى مىشوند (يعنى در شرايطى كه ارتفاع مكش زياد نباشد، مايع را بخودى خود بالا مىكشد) ولى بطور معمول يك شير كفى بدون برگشت در دهانه ورودى لوله مكش نصب مىشود تا از اتلاف انرژى براى هواگيرى پيشگيرى شود.
روانكارى پمپهاى رفتوبرگشتى (LUBRICATION)
1- بجز محفظههاى آببندى كه گاهى ازطريق انشعاب بيرونى، روانكارى مىشوند تمام اجزاء پمپ در سمت هيدروليكى پمپها، بوسيله مايع تحت پمپاژ روانكارى مىشوند.
2- در پمپهاى بخارى، سمت بخار دستگاه با تزريق روانكار مناسبى، در بخار ورودى به تلمبه، روانكارى صورت مىگيرد (LUBRICATION). اين عمل، معمولاً توسط يك پمپ انگشتى (PLUNGER PUMP) كه ازطريق دسته شاتون اصلى و به كمك يك مكانيزم ارتباط پيوندى فعال مىگردد، انجام مىشود (همانگونه كه شير بخار فعال مىگردد).
3- مكانيزمهاى ارتباط پيوندى كه در خارج از سيلندرهاى آبى و بخارى پمپ عمل مىكنند، متناوباً و بطور دستى روغنكارى يا گريسكارى مىشوند.
4- قسمتهاى موتورى پمپ، در پمپهاى غيربخارى، معمولاً با سيستم روانكارى تحت فشار روغنكارى مىشوند.
ظرفيت پمپهاى رفتوبرگشتى
(CAPACITY OF RECIPROCATING PUMPS)
در تلمبههاى يكضربهاى تكسيلندر، معمولاً آب در ضربات برگشت (BACKWARD STROKE) از سيلندر تخليه مىگردد و مقدار جابجايى ازنظر تئورى مساوى سطح مقطع پيستون يا انگشتى ضرب در طول ضربه مىباشد. بنابراين ظرفيت تئورى تلمبه مساوى است با مقدار جابجايى يك ضربه * تعداد ضربات در زمان خاص و نهايتاً با ضربكردن مساحت برحسب اينچمربع ضرب در طول ضربه برحسب اينچ * تعداد ضربات در دقيقه تقسيم بر عدد 277/27 ، ظرفيت را برحسب گالن در دقيقه معين مىكند. حجم 277/27 (اينچمكعب) مساوى حجم يك گالن آب مىباشد.
براى محاسبه ظرفيت يك تلمبه تكسيلندر از فرمول زير استفاده مىشود:
G = 360 N * S * D2
كه در اين معادله:
مقدار گالن در دقيقه = G
قطر پيستون يا پلانجر برحسب اينچ = D
طول ضربه پيستون برحسب اينچ = S
تعداد ضربات پيستون در دقيقه = N
ظرفيتپمپهاىدوسرتخليه ادوكورسى(DOUBLE ACTING PUMPS)
تلمبههاى دوزمانه تخليه مايع را هم در ضربات جلو و هم ضربات عقب انجام مىدهد. در ضربات جلو سطح موثر پيستون به اندازه سطح دسته پيستون كمتر منظور مىگردد ولى صرفنظر از اين اختلاف، پمپهاى دوكورسى مقدار جابجايى مايع را دو برابر تلمبههاى يك زمانه (هماندازه) انجام مىدهد.
پمپهاى دوجانبه با دو سيلندر (THE DUPLEX PUMP)
اين تلمبهها از تركيب و پيوستن دو دستگاه پمپ تشكيل يافته است و بطور استدلالى (THEORETICAL) مقدار جابجايى آنها دو برابر پمپهاى تكسيلندر با ظرفيت مساوى مىباشند. حجم يا ظرفيت يك پمپ دوسيلندر دوزمانه بطور استدلالى با فرمول زير محاسبه مىگردد.
ظرفيت برحسب گالن در ساعت = GALLONS/HOUR = 6 4 * N * S * D2
كه در اين رابطه:
قطر پيستون سمت مايع برحسب اينچ = D
طول ضربه برحسب اينچ = S
تعداد ضربات زوجى در دقيقه = N
براى مثال: اگر قطر پيستون سمت مايع مساوى 7 اينچ و طول ضربه مساوى 10 اينچ و تعداد ضربات دوبله مساوى 35 دردقيقه باشد.
گالن در ساعت 11433 = 6 4 * 35 * 10 * 7 * 7 = ظرفيت
سطح موثر پيستون در محاسبه ظرفيت
(OF PUMP PISTON EFFECTIVE AREA)
ظرفيت يا مقدار جابجايى تلمبه رفتوبرگشتى دوزمانه (DOULE ACTING) در مراحل پيشروى يا بالاروى (FORWARD OR UPWARD) به اندازه سطح دسته پيستون (PISTON ROD) كمتر منظور مىشود. لذا براى محاسبه ميانگين سطح كاردهى پيستون بشرح زير محاسبه مىگردد.
اگر قطر پيستون تلمبه 8/5اينچ و قطر دسته پيستون 1/5 اينچ باشد، A معرف سطح پيستون و a معرف سطح دسته پيستون خواهد بود.
ميانگين سطح موثر كاردهى = AVERAG EFFECTIVE AREA = 2 a - A
.SQ.IN 56.7 = 4 * 7 8.5 * 8.5 * 22 = 4 D2 = A AREA
.SQ.IN 1.7 = 4 * 7 1.5 * 1.5 * 22 = 4 d2 = a AREA
.SQ.IN 55.8 = 2 1.7 - 56.7
نيروى آب برحسب اسببخار (WATER HORSE POWER W.H.P)
براى محاسبه نيروى آب برحسب اسببخار از فرمول زير استفاده مىشود
W.H.P = 8.828 H * Q OR W.H.P = 3300 H * G
ظرفيت در دقيقه برحسب گالن = G
ظرفيت در ثانيه برحسب فوتمكعب = Q
ارتفاع آرسانى برحسب فوت = H
POWER HORSE WATER = W.H.P
راندمان يا بازدهى تلمبه (EFFICIENCY OF PUMP)
راندمان يك پمپ عبارت است از:
قدرت مفيد(B.H.P) نيروى آب برحسب اسببخار (W.H.P) * 100 = درصد بازدهى راندمان مكانيكى مساوى است با I.H.P B.H.P و (I.H.P - B.H.P) مساوى است با FRICTIONAL H.P به معنى ضايعات نيرو ناشى از اصطكاك.
بازدهى پمپ درحد قابل ملاحظهاى متغير و متناسب با اندازه طراحىشده و شرايط عملكرد تلمبه مىباشد. تلمبههاى جريانمستقيم (DIRECT ACTING) با حداكثر بازدهى " FULL LOAD " و با طول ضربه 10 اينچ ميانگينى درحدود 60% دارند و پمپهاى بزرگتر مىتوانند بازدهى درحدود 80% داشته باشند. پمپهاى موتورى (POWER PUMPS) مجهز به چرخ طيار (FLY WHEEL) سيستم چرخدندهاى و ميللنگ در بهترين شرايط عملياتى، مىتوانند بازدهى درحدود 85% و حتى 90% داشته باشند.
بازدهى تلمبههاى استاندارد گريزاز مركز بطور معمول ميانگينى درحدو 60% مىباشد ولى پمپهاى بزرگترى كه تحت شرايط مطلوب عمل مىكنند با ميانگينى بازدهى حدود 80% مورد بهرهبردارى قرار مىگيرند.
به علت بالابودن تلفات ناشى از اصطكاك (FRICTIONAL HORSE POWER) تلمبههاى كوچكتر در مقايسه با تلمبههاى بزرگتر و هماندازه، بازدهى كمترى دارند.
پمپهاىموتورى (باحركتميللنگى)رفتوبر شتى (POWER PUMPS)
پمپهايى كه نيروى محركه آنها بوسيله موتورهاى درونسوز، انجين و غيره ايجاد و جابجايى پيستون در سيلندر ازطريق ميللنگ و يا بادامكها صورت مىگيرد و يا اينكه انتقال نيرو ازطريق تسمه يا چرخدنده موجب حركت رفتوبرگشتى پيستون و جابجايى مايع مىگردد، پمپهاى موتورى يا POWER PUMP ناميده مىشوند.
اين پمپها با داشتن يك يا دوسيلندر با عملكردى يكضربه يا دوضربه و حتى تلمبه دوسيلندر يكزمانه در انواع افقى و عمودى مورد بهرهبردارى قرار مىگيرند. رانش اين پمپها متناوب ولى در نوع سهسيلندر يا بازوهاى ميللنگ به فاصله 120درجه، جريانى آرامترويكنواختتر ارائه مىنمايند. به تصوير شماره T/09 شكل شماره 33 توجه شود.
پمپهاى موتورى دوجانبه افقى دوسيلندر
HORIZONTAL DUPLEX POWER PUMPS
تلمبهاى از نوع دو سيلندر افقى با محرك تسمهاى و با استفاده چرخدندهاى در تصوير شماره T/08 شكل شماره 30 مشاهده مىگردد. اين پمپ در اندازههاى مختلف براى فشارهاى 50 تا 200 فوت ارتفاع آبرسانى ساخته شده است. اين پمپ مجهز به درپوشهاى گنبدى شكل مىباشد كه فضاى مناسبى از حجم هوا را براى ايجاد تخليهاى آرام فراهم و دسترسى به مجموعه سوپاپها را آسانتر مىنمايد.
نشيمنگاه سوپاپهاى مكش از مفرغ ساخته شده در بدنه پمپ با اعمال فشار مستقر گرديده است. نشيمنگاه سوپاپهاى رانش با صفحه سوپاپ بطور يكپارچه ريختهگرى شده و در بين بدنه پمپ و درپوش آن نصب شده است. سوپاپها و نشيمنگاه آنها از مفرغ، ساقه سوپاپها از برنز و فنر سوپاپها از برنج (BRASS) ساخته شد.
سيستم چرخدندانهاى، رابط بين ميللنگ و شافت فرعى، تعداد دور در دقيقه كورس پيستونها را درحد لازم تنظيم مىنمايد.
پمپهاى سهسيلندر عمودى (VERTICAL TREBLE POWER PUMPS)
تلمبهاى از نوع سهسيلندر عمودى تصوير شماره T/09 در اشكال شماره 31 و 33 نشان داده شده است. انتقال نيرو از دستگاه چرخاننده بوسيله تسمه صورت مىگيرد. اين نوع پمپ در ظرفيتهاى مختلف از 140 گالن تا 350 گالن درساعت با فشارهاى متفاوت تا 180 پوند براينچ مربع و با سرعت يكصد دور دقيقه ساخته مىشود.
دسته شاتونها (CONNECTING RODS) از فولاد ريختهشده با كلاهكهاى ياتاقان قابل تنظيم و بوشهاى مفرغى در دو انتها ساخته شدهاست. ميللنگ از فولاد نرم (MILD STEEL) بطور يكپارچه و در انتها مجهز به چرخدندانه زنجيرى (MOTION CHAIN - SECOND) نيز از فولاد نرم ساخته شده و در انتهاى آن چرخ دندانه نوع زنجيرى تراشيده شده. چرخ دندههاى زنجيرى در انتهاى دوشافت به منظور انتقال سرعت / نيرو، از محور چرخاننده به ميللنگ توسط زنجير مناسبى انجام و درنهايت موجب حركت پيستونها در سيلندر و جابجايى مايع مىگردد.
تلمبههاى بىواسطه عمل مستقيم (ACTING PUMPS - DIRECT)
پمپهاى بخارى نوع (ACTING - DIRECT)
پمپهايى هستند كه ازنظر ساختمانى و عملكرد، هر پيستون يا پلانجر در سيلندر مايع، مستقيماً و بدون هيچ واسطه چرخشى همچون كرنك يا چرخدنده يا بادامك كه در پمپهاى موتورى وجود دارد، عمل مىنمايند. اين پمپها براى جابجايى و تلمبهكردن مقدار محدودى مايع در مقابل فشارهايى در محدوده 250 پوند براينچ مربع مورد بهرهبردارى قرار مىگيرد.
تصوير شماره T/05 شكل شماره 9 سطح مقطعى از يك پمپ تكسيلندر افقى كار مستقيم را نشان مىدهد. در اين پمپ بخار جاندار متناوباً از زير شير كشوئى (G) - SLIDE VALVE كه بطور رفتوبرگشتى عمل مىكند، به دو انتهاى سيلندر وارد و پيستون C را در سيلندر A جابجا مىكند.
شير كشوئى بوسيله پلانجر امدادى F متناوباً تغيير موضع مىدهد و ازطريق پلانجرى با داشتن حفرهاى درهر دوسر بخارگيرى مىكند.
با توضيع بخار از سوراخى در دو انتهاى پلانجر، فضاى بين شير و درپوشهاى خزانه بخار (STEAM CHEST) كه پلانجر در آن حركت مىكند، بخارگيرى مىشود.
با وجود فشار مساوى در دوسر، پلانجر در شرايط عادى متعادل و بدون حركت مىباشد. وليكن هنگامى كه پيستون C به اندازه كافى جابجا شده باشد (درحدى كه شير برگشتى I را در سرپوشهاى سيلندر بازنمايد) بخار ازطريق قطعه E و از پشت انتهاى ديگر پلانجر F تخليه مىشود. در اين حالت پلانجر همراه با شير كشوئى G به فوريت جابجا و نتيجتاً حركت پمپ را تغيير جهت مىدهد.
با هر سرعتى كه پيستون درحال حركت باشد، مىبايست به مجرد تماس با شير I تغيير جهت دهد. پلانجر F كه تحت تاثير بخار در محدوده بين درپوش محفظه بخار و گذرگاههاى بخار و گذرگاههاى بخار قرار گرفته است، براى بستن روزنه E در مسير حركت خود همچون "SLIDE VALVE" عمل مىكند.
به مجرد عبور پيستون C از گذرگاههاى بخار، شيرهاى برگردان I تحت تاثير فشار بخار متعادلى بسته مىشوند. اين بخار بطور مستقيم از محفظه بخار و از مسيرهاى نقطهچين شده، (در تصوير) انتقال مىيابد.
پيستون و سيلندر پمپ (PUMP CYLINDER AND PISTON)
سطح مقطعى از پيستون و سيلندر در تصوير شماره T/05 شكل شماره 10 مشاهده مىشود. در موارد جابجايى آب سرد و گرم، پيستون با پوششى از لاستيك يا ماده نسبتاً نرم غلافپيچ مىگردد. براى مايعات و روغنهايى سبك كه بر لاستيك تاثير نامطلوب مىگذارند، از مواد با تركيب فلزى استفاده مىشود (METLLIC PACKING) و در مورد مايعات غليظ مانند قير، نفت خام و ملاسها، از پوشش شياردارى بطور يك تكهغلاف پوش مىگردد.
كاربرد سوپاپها در پمپهاى رفتوبرگشتى (VALVES)
با جداكردن درپوش، تمام سوپاپها درمعرض ديد قرار مىگيرند. با آزادكردن يك توپى كه ميله سوپاپ را درخود گرفته است، سوپاپهاى مكش باضافه دسته سوپاپ و فنرهاى مربوطه بيرون كشيده مىشود. براى تلمبهكردن آب تغذيه "FEED WATER" با دماى بالا يا مايعاتى سبك كه به لاستيك صدمه مىرسانند، سوپاپهاى فلزى (مانند شكل 11) در تصوير شماره T/05 مورد استفاده قرار مىگيرد.
براى مايعات غليظ از سوپاپهاى كاسهاى مانند بدون زيربرد استفاده مىشود (مانند شكل12) در تصوير شماره T/05. براى آب سرد و ناآلوده، از سوپاپهاى لاستيكى و براىآبگرماز سوپاپهاىتركيبى (فلزولاستيك) بهرهبردارى مىشود (مانند شكل 13) در تصوير شماره T/05.
PISTON VALVE FOR HIGH STEAM PRESSURE
در مواردى كه بخار محرك پمپها با فشارى بالاى 150 پوند براينچ مربع باشد، معمولاً محفظه بخار بجاى شير كشوئى با شير پيستونى مجهز مىشود. در محفظههاى بخارى (STEAM CHEST) مجهز به شير پيستونى، (همانگونه كه در تصوير شماره T/06 شكل شماره 14 مشاهده مىشود) پلانجر بخار تركيبى است از سوپاپ و پلانجر. اين شير داراى سهپيستون رينگ مىباشد كه هريك براى يك سطح آببندى مورد استفاده قرارگرفته و موجب كاهش نشتى شير در حد ناچيزى مىشود.
اين شير بطور كامل، همچون شير كشوئى در سيستم جايگيرشده بنحوى كه موجب حذف هرگونه اجزاء رابطه بيرونى مىگردد. در هريك از دو انتهاى محفظه بخار (STEAM CHEST) يك ميله زيرسوپاپى كوچكى وجود دارد كه در صورت چسبندگى شير مىتوان آن را بوسيله (TAPPET ROD) تغيير جهت داد.
اگر به هر علتى شير پيستونى، حالتى چسبنده يافته و متوقف شده باشد، اين ميلههاى كوچك زيرسوپاپ (TAPPET RODS) همان عملى را انجام مىدهند كه دسته مركزى يا بادامك لنگ (CRANK) در محفظههاى شيركشوئى انجام مىدهند. به همين منظور براى فشارهايى درحد 150 پوند براينچ مربع و بالاتر، سيلندرهاى خاصى بطور استاندارد طراحى شده است.
پمپهاى دوجانبه افقى با دوسيلندر
HORIZONTAL DUPLEX PUMPS
تعميرات كلى اين تلمبههاى رفتوبرگشتى كه بطور افقى عمل مىكنند، آسانتر از پمپهاى بخارى قائم مىباشد. بيرونكشيدن پيستون از سيلندر مايع، بدون برهمزدن مجموعه سوپاپها و دسته پيستون و بيرينگها صورت مىگيرد و اجزاء پمپ به آسانى روغنكارى مىشوند. وليكن فضاى بيشترى را اشغال و به علت وزن پيستونها، سيلندرها با سايش و خوردگى بيشترى روبرو خواهند بود.
مصرف بخار در پمپهاى تكسيلندر (SIMPLEX OR SINGLE CYLINDER) در هر دو نوع افقى و قائم، معمولاً كمتر از تلمبههاى دو سيلندر مىباشد ولى تلمبههاى DUPLEX، به علت رانش يك پيستون قبل از خاتمه حركت پيستون ديگر، با تخليه مداوم و يكنواختى عمل مىكنند.
تنظيم سوپاپها در پمپهاى دوپلكس (دوسيلندر)
PUMPS - SETTING VALVES ON DUPLEX
در اين نوع پمپها، سوپاپها بنحوى تنظيم مىشوند كه هر سوپاپ دقيقاً روى مركز ورودىهاى بخار (STEAM PORTS) و دسته پيستون مربوطه در مركز نيمهراه طول ضربه قرار گرفته باشد.
براى مشخص كردن نقطه نيمهراه طول ضربه، ابتدا دسته پيستون را شديداً به انتهاى درپوش سيلندر فشرده و دسته پيستون علامتگذارى شود. سپس با فشردن دسته پيستون به درپوش مقابل (انتهاى ديگر سيلندر) مجدداً موضع دسته علامتگذارى گردد. چنانچه نقطه ميانى اين دوعلامت، با صورت مهرهگلند، در يك خط قرار گيرد، دسته پيستون در نقطه نيمهراه طول ضربه قرارگرفته است.
درحالى كه هر دو پيستون (پيستون مايع و پيستون بخار) در موضع ميانى قرار گرفته باشند، سرصليبهاى مستقر بر دستههاى پيستون (CROSS HEAD) مىبايست بنحوى تنظيم گردند كه اهرمهاى مرتبط با دسته شيرهاى بخار، به حالت عمودى قرار گرفته باشند.
در اين موقعيت شيرهاى كشوئى بخار (STEAM SLIDE VALVES) بر مركز دهانههاى ورودى بخار موضعگيرى و بنحوى تنظيم شوند كه مجال عملكرد موجود (CLEARANCE) بطور مساوى در دو سر شيركشوئى تقسيم شده باشد.
معبرهاى كنارگذر (PASSES - BY) در مورد پمپهاى بخارى رفتوبرگشتى
به علت انبساط بخار در سيلندر و تحت شرايط اصى، پمپ طول ضربه لازم را به پايان نمىرساند. براى مثال اگر تلمبه در شرايطى سرد، راهاندازى شود، بخار بزودى تغليظ و فشار لازم را براى جابجايى پيستون ازدست خواهد داد. درچنين شرايطى لازم خواهد بود كه پس از بستن شير فرعى (AUXILIARY VALVE) به وروديهاى اصل "C" و "D" بخار بر صفحه شير اصلى را داده شود.
اين امر ازطريق معبرهاى كنارگذر (PASS - BY) به دوسر محفظه بخار (STEAM CHEST) صورت مىگيرد. معبرهاى كنارگذر I و J كه در تصوير T/07 اشكال شماره 18 و 22 نشان داده شده با بريدن و ادامه روزنهاى در پشت شير اصلى امكانپذير گرديده و براى بازوبستن اين معبرها، امكاناتى در دو انتهاى محفظه بخار درنظر گرفته شده است.
پمپ و سيلندر سمت آب (PUMP BUCKET)
هرچند كه اصطلاح باكت (BUCKET) به معنى دلو همچون سطل براى جابجايى آب تلقى مىگردد، وليكن در پمپهاى رفتوبرگشتى باكت درواقع پيستونى است كه موجب جابجايى مايع يا مكش و رانش مايع در سيلندر مىشود.
تصوير شماره T/08 شكل شماره 24 يك باكت را نشان مىدهد كه از مفرق ساخته شده (فلزى مركب از قلع و مس و روى) و حلقههاى "BB" ازجنس EBONITE در دو شيار آن قرار گرفته است. اين حلقهها با زاويه "CC" شكاف خورده و با انبساط خود در پركردن سيلندر آب موثر مىباشند.
براى نصب حلقههاى نو، در شيارهاى باكت، ابتدا روانى ضخامت حلقه را در شيارهاى باكت امتحان كنيد تا از مجال حركت محورى آن در شيار (CLEARANCE LATERAL) اطمينان حاصل شود.
اين مجال مىبايست 0.01 اينچ براى پمپهايى با قطر سيلندر 6 اينچ و 0.015 اينچ براى پمپهاى با قطر بزرگتر منظور گردد.
پس از حركتدادن رينگها در حول شيارهاى پيستون و حصول اطمينان از روانى آن، شكافى با زاويه لازم و به پهناى 132 اينچ بوسيله ارّه بريده شود.
در مواردى كه از حلقههاى با قطر بزرگتر (OVER SIZE RINGS) استفاده مىشود و يا در شرايطى كه با دماهاى بالاتر از 212درجه فارنهايت بهرهبردارى صورت مىگيرد پس از امتحان مرحله اول، حلقهها را در سيلندر قرار داده و پهناى شكاف را با سوهانكارى لازم، در محدودههاى زير تنظيم نمائيد.
براى سيلندرهايى تا 6 اينچ قطر، پهناى شكاف 132 اينچ.
براى سيلندرهايى با قطر 7 تا 9 اينچ، پهناى شكاف 116 اينچ
وبراىسيلندرهايىباقطر 10اينچبهبالا، پهناىشكاف 332 اينچ اندازهمناسبىاست.
در اين مرحله كه حلقهها آماده نصب در شيارهاى باكت (پيستون) مىباشند، آنها را در آبجوش فرو بريد تا كاملاً حالتى انعطافپذير و تسليمى پيدا كنند. اينك با شروع ازطرف مقابل شكاف و با اعمال فشار حلقهها را در شكاف مربوطه قرار دهيد.
درصورتى كه حلقهها كاملاً در شيارهاى باكت جايگير شده باشند، مىبايست شكافى به پهناى 38 اينچ داشته باشند. در اين حالت، حلقهها را مىبايست براى مدت حداقل يكدقيقه نگهداشت تا سختى خودرا باز يابند.
در چنين حالتى و با اطمينان از انجام شرايط فوق، باكت را در خزانه مربوطه (سيلندر) قرار دهيد تا در اين صورت شكاف به حالت اول يعنى قبل از گرمكردن، برگشت نموده و با داشتن كمپرشن لازم بر حلقهها، از نشتىها ممانعت گردد.
نيروى مفيد و لازم براى بهرهبردارى از پمپ
POWER TO DRIVE PUMP
محاسبه نيروى مفيد (BRAKE HORSE POWER) لازم براى بهرهبردارى از پمپ با معادله زير محاسبه مىگردد.
E * 3300 100 * H * G = B.H.P
كه در اين رابطه:
رانش يا تخليه پمپ برحسب گالن در دقيقه = G
ارتفاع آبرسانى برحسب فوت = H
راندمان يا بازدهى پمپ = E
هر اسب بخار مساوى 3300 فوت پوند فشاربخار مىباشد
براى مثال، نيروى مفيد براى آبرسانى 230 گالن آبدردقيقه به ارتفاع 390 فوت، درصورتى كه راندمان پمپ 65% باشد، چقدر است.
41/8 = 65 * 3300 100 * 390 * 230 = B.H.P
فشار بخار لازم براى بهرهبرداى از پمپ
STEAM PRESSURE TO DRIVE PUMP
اگر پمپى يا پيستون بخار به قطر 9 12 اينچ و پيستون آب به قطر 8 اينچ با راندمان 60% و درحالتى بدون ميعان (CONDENSING - NON) با داشتن فشار معكوس پنج پوندبراينچ مربع (BACK PRESSURE) باشد، چه فشار بخارى ضرورت دارد تا در مقابل فشارى معادل 125 پوند براينچ مربع، آبرسانى نمايد.
فشار برعليه پمپ مساوى است با پوند 6238 = 125 * 0/7854 * 8 * 8
(بااحتساب راندمان 60%) فشاربرعليهپمپمساوىاس با پوند 10471 = 6283*100:60
فشار برعليه پيستون بخار برحسب پوندبراينچمربع مساوى است با:
147/7 = 0/7854 * 9/5 * 9/5 10471
با منظور كردن 12پوند ضايعات در فشار بخار باضافه پنج پوند فشار معكوس:
فشار لازم در ديگ بخار پوند 165 = 164/7 = 5 + 12 + 147/7
نيروى اسببخار B.H.P جذبشده بوسيله پمپ مساوى است با: W.H.P*100E = B.H.P
سرعت آب برحسب فوت در دقيقه
VELOCITY OF WATER IN FEET PER SECOND
2.6V G = A ; A * 2.6 * V = G ; A * G 2.6 = V
در حاليكه :
سطح مقطع لوله برحسب اينچ مربع = A
تعداد گالن در دقيقه = G
سرعت مايع برحسب فوتدردقيقه = V
تصوير شماره (T/01)
نمونههاى خاصى از سمت مايع پمپهاى رفتوبرگشتى
تصوير شماره (T/02)
سمت بخار پمپ پمپهاى رفتوبرگشتى تكسيلندر
تصوير شماره (T/03)
جزئيات پمپ رفتوبرگشتى دوسيلندر با مكانيزم ارتباط پيوندى
تصوير شماره (T/04)
نمونهاى از پمپ رفتوبرگشتى با محرك موتورى
تصوير شماره (T/05) اشكال 9 - 10 - 11 - 12 - 13
پمپ افقى رفتوبرگشتى تكسيلندر مجهز به سيلندر هوا + سطح مقطع سيلندر و پيستون + انواع سوپاپهاى مربوطه
تصوير شماره (T/06) اشكال 14 و 26
سطح مقطع سوپاپ و پيستون + سيستم سمت بخار پمپ عمودى با مكانيزم ارتباط پيوندى
تصوير شماره (T/07) اشكال 18 - 19 - 20 - 21 - 22 - 23
سطح مقطع و نماهايى از سيستم سوپاپها و چينش آنها در محفظه بخار مربوط به پمپ رفتوبرگشتى
تصوير شماره (T/08) اشكال 15 و 24
سطح مقطع و اجزاء پمپ دوسيلندر افقى + پيستون سمت مايع با رينگهاى مربوطه
تصوير شماره (T/09) اشكال 30 و 33
پمپ دوسيلندر افقى و پمپ سهسيلندر عمودى با چرخانندههاى موتورى
دوست عزیز، به سایت علمی نخبگان جوان خوش آمدید
مشاهده این پیام به این معنی است که شما در سایت عضو نیستید، لطفا در صورت تمایل جهت عضویت در سایت علمی نخبگان جوان اینجا کلیک کنید.
توجه داشته باشید، در صورتی که عضو سایت نباشید نمی توانید از تمامی امکانات و خدمات سایت استفاده کنید.
پاسخ با نقل قول
علاقه مندی ها (Bookmarks)