پمپ نوع ES سری (OH1) شركت سهند پمپ تبریز
پمپ سانتریفیوژ یكی از پركاربردترین انواع پمپ‌های دینامیكی است كه برای انتقال سیالات در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این نوع پمپ، سیال به طور پیوسته از نازل مكش واقع در مركز پروانه وارد می‌شود و با عبور از مركز تا لبه پروانه در جهت شعاعی شتاب گرفته و انرژی می‌گیرد. افزایش انرژی سیال عمدتاً به صورت افزایش انرژی جنبشی (سرعت متوسط جریان) بروز می‌كند كه این امر ناشی از شكل و انحنای تیغه‌های پروانه است. پروانه با طراحی خاص خود، جریان را با فشار و سرعت مناسب به سمت محفظه تخلیه هدایت می‌كند. پمپ‌های سانتریفیوژ در صنایع مختلف نقش حیاتی در انتقال سیالات با ویژگی‌های گوناگون ایفا می‌كنند. پمپ نوع ES سری (OH1) كه توسط شركت سهند پمپ تبریز ارائه شده است، نسل جدیدی از پمپ‌های تك مرحله‌ای با مكش انتهای آویزان و طراحی ویژه برای جابجایی دوغاب‌های همگن و سیالات چند فازی شامل گازهای محبوس می‌باشد. این پمپ‌ها با بهره‌گیری از اصول مكانیكی و هیدرولیكی پیشرفته، راندمان بالا و قابلیت‌های متنوعی را به صنایع مختلف عرضه می‌كنند. در این مقاله به بررسی تخصصی طراحی، عملكرد، ویژگی‌ها و كاربردهای این پمپ پرداخته می‌شود.
طراحی و ساختار مكانیكی
پمپ ES سری OH1 دارای ساختاری تك مرحله‌ای با محفظه حلزونی و تقسیم شعاعی است كه جریان سیال را از عقب، با مكش انتهای آویزان تأمین می‌كند. پایه‌های گل‌میخی یكپارچه در ورودی مكش و فلنج تخلیه بالایی (واقع در خط مركزی) علاوه بر ایجاد اتصال مستقیم و مطمئن به لوله‌كشی كارخانه، از خروج گازهای محبوس جلوگیری می‌كنند كه این ویژگی برای دوغاب‌های چند فازی بسیار حائز اهمیت است. طراحی محفظه حلزونی به شكل مارپیچ با مقطع دایره‌ای یا ذوزنقه‌ای باعث افزایش تدریجی سطح مقطع جریان می‌شود كه در تبدیل انرژی جنبشی به انرژی فشاری نقش كلیدی دارد. پوشش نازل مكش كه دارای محفظه مخصوص عبور شفت و درزگیرهای آن است، علاوه بر حفاظت از اجزای داخلی، مهر و موم دقیقی بین مناطق فشار بالا و كم فشار ایجاد می‌كند. شفت پمپ و پروانه بر روی دو یاتاقان قرار دارند كه در قسمت بیرونی بدنه و در تكیه‌گاه مخصوص قرار گرفته‌اند تا پایداری و مقاومت در برابر نیروهای همزمان فراهم شود.
محفظه تخلیه یا حلزونی به شكل مارپیچ و با افزایش تدریجی سطح مقطع طراحی شده است تا انرژی جنبشی سیال كه ناشی از سرعت بالای خروجی پروانه است، به انرژی فشار تبدیل شود. این كاهش تدریجی سرعت ضمن حفظ جریان، باعث افزایش فشار سیال در خروجی پمپ می‌شود. طراحی تیغه‌ها و شكل هندسی پروانه و محفظه تخلیه نقش مهمی در كارایی و راندمان پمپ دارند.
برای جلوگیری از نشتی سیال و حفظ اختلاف فشار بین منطقه با فشار بالا (داخل بدنه پمپ) و منطقه كم فشار (نازل مكش)، از روشی به نام مهر و موم شفت استفاده می‌شود. این مهر و موم در محفظه‌ای كنار شفت قرار دارد كه به صورت یك فاصله بسیار كم بین پروانه و بدنه برای كاهش نفوذ سیال تعبیه شده است. شفت و پروانه توسط یاتاقان‌هایی نگهداری می‌شوند كه در خارج از بدنه پمپ و بر روی تكیه‌گاهی نصب شده‌اند تا استحكام و ثبات عملكرد قطعات چرخشی تضمین شود.
به طور خلاصه، پمپ سانتریفیوژ با تبدیل انرژی مكانیكی از موتور به انرژی جنبشی سیال و سپس به انرژی فشار، انتقال سیال را به شكلی كارآمد و مستمر انجام می‌دهد. طراحی دقیق اجزای داخلی شامل پروانه، محفظه حلزونی، نازل مكش و سیستم مهر و موم، برای عملكرد بهینه این نوع پمپ حیاتی است و مستلزم شناخت عمیق اصول هیدرودینامیك و مكانیك سیالات در مهندسی است.
مكانیزم عملكرد هیدرولیكی
سیال در پمپ ES از طریق نازل مكش وارد مركز پروانه می‌شود و از این نقطه به سمت محیط شعاعی پروانه شتاب می‌گیرد. تیغه‌های پروانه، با انحنای تخصصی خود، جریان را بدون ایجاد آشفتگی و افت فشار تسریع می‌كنند و در نتیجه، انرژی جنبشی سیال افزایش می‌یابد. این افزایش سرعت مركزیت یافته یا انرژی جنبشی بالا، به شكل موثری به محفظه حلزونی منتقل می‌شود. طراحی منحصر به فرد هواده لوله (محفظه مارپیچی) با افزایش سطح مقطع به تدریج، باعث كاهش سرعت سیال و تبدیل انرژی جنبش به انرژی فشار می‌گردد كه منجر به تأمین فشار مورد نیاز در خروجی پمپ می‌شود. همچنین، طراحی شیب‌دار منحنی Q-H، امكان كنترل دقیق‌تر جریان و فشار را فراهم كرده و باعث عملكرد بهینه در شرایط مختلف عملیاتی می‌شود.
ویژگی‌ها و مشخصات كلیدی
از جمله ویژگی‌های برتر این پمپ می‌توان به راندمان هیدرولیكی بالا، توانایی جابجایی گازهای محبوس در دوغاب‌ها، و مناسب بودن برای مایعات چند فازی اشاره كرد. صفحه سایشی جانبی قابل تعویض در ناحیه مكش، با كاهش فرسایش همه جانبه باعث افزایش طول عمر پمپ می‌شود. نحوه طراحی بیرون كشیدن از عقب باعث سهولت در تعمیر و نگهداری شده و مقدار NPSH پایین موجب كاهش احتمال كاویتاسیون می‌گردد. ورودی مكش بزرگ، باعث كاهش افت فشار و افزایش راندمان كلی پمپ می‌شود. این پمپ‌ها در اندازه‌های خروجی تا 300 میلی‌متر و ظرفیت كاری 10 تا 3000 متر مكعب بر ساعت با قابلیت پمپاژ سیال تا ارتفاع 80 متر، و دمای عملیاتی تا 120 درجه سانتی‌گراد بسته به اندازه، طراحی شده‌اند. آب‌بندی با استفاده از گلند پكینگ یا آب‌بندهای مكانیكی مطابق استانداردهای جهانی (BS EN/DIN/ANSI/ASA) قابل تامین است.
كاربردهای صنعتی و حوزه‌های استفاده
پمپ‌های سری OH1 برای كاربردهای متنوع صنعتی به كار می‌روند، از جمله جابجایی دوغاب‌های همگن، انتقال الیاف و جامدات معلق، استفاده در صنایع رنگ‌آمیزی و پوشش‌های الكتریكی، مدیریت لجن‌های اولیه، ثانویه و فعال و همچنین انتقال سیالات با گازهای همراه. همچنین، این پمپ‌ها قابل استفاده در صنایع فرآوری خمیر كاغذ و سلولز، صنایع شكر و نشاسته، كارخانه‌های خودروسازی، تصفیه‌خانه‌های فاضلاب شهری و پروسه‌های شیمیایی و پتروشیمی می‌باشند. توانایی پمپ در تحمل چگالی‌های بالا و غلظت جامدات تا 10٪ و وجود مقدار قابل توجهی هوا یا گاز تا 6٪، آن را برای انتقال سیالات چالش‌برانگیز بسیار مناسب می‌سازد.
ملاحظات ساختاری و نگهداری
استفاده از صفحه سایشی قابل بازیافت در ناحیه مكش، محافظتی موثر در برابر فرسایش بدنه ایجاد می‌كند كه در شرایط دوغاب‌های ساینده بسیار موثر واقع می‌شود. سیستم تكیه‌گاه یاتاقان و طراحی كنسول شفت، علاوه بر ایجاد پایداری استاتیكی، تحمل بارهای دینامیكی را نیز تضمین می‌كند. بدنه و پروانه به گونه‌ای ساخته شده‌اند كه قابلیت كار در شرایط سخت و مایعات دارای جامدات با چگالی بالا را دارا باشند. طراحی بیرون كشیدن از عقب امكان تعویض سریع و آسان قطعات داخلی را بدون نیاز به باز كردن كل سیستم فراهم می‌سازد كه هزینه‌های تعمیر و نگهداری را كاهش می‌دهد.
