پمپ های هیدرولیکی

پمپ های هیدرولیکی

یک پمپ هیدرولیکی ، انرژی مکانیکی حاصل از موتور الکتریکی یا احتراقی را به انرژی هیدرولیکی تبدیل میکند . معمولا جهت راه اندازی پمپ ها در تاسیسات ثابت هیدرولیکی از موتور احتراق داخلی استفاده میشود . آنچه در مورد عملکرد پمپ لازم است بدانیم این است که پمپ فقط جریان تولید می کند و فشار بوجود آمده بستگی به میزان مقاومت در مقابل جریان تولیدی دارد .

تقسیم بندی پمپ ها :

پمپ ها معمولا به دو دسته تقسیم میشوند :

پمپ های جابجایی مثبت ( positive displacement pump)

پمپ های جابجایی غیر مثبت (non-positive displacement pump)

در پمپ های جابجایی مثبت به ازاء هر دور چرخش محور پمپ ، مقدار معینی از سیال وارد سیستم هیدرولیک می شود . این پمپ ها در فشار های بالا ، قابل استفاده می باشد و در سیستم های هیدرولیکی اغلب از این نوع پمپ ها استفاده می شود.

همچنین از جمله موارد استفاده این سری از پمپ ها در بالابر ها و جک های تخلیه ی تریلی ( بالابر تخلیه بار ) میباشد

پمپ های جابجایی غیر مثبت توانایی مقاومت در فشار های بالا را ندارند و معمولا جهت فشار های پائین و جریان های بالا کاربرد دارند . این پمپ ها بیشتر جهت انتقال سیال مورد استفاده قرار میگیرند و بسیار کم در سیستم های هیدرولیکی از این نوع پمپ ها استفاده میشود . در یک تقسیم بندی دیگر از پمپ ها اگر مقدار سیال پمپ شده به ازا یک دور چرخش محور پمپ ، ثابت باشد یک پمپ جابجایی ثابت داریم (fixed displacement pump) و اگر مقدار سیال پمپ شده قابل کم و زیاد شدن باشد یک پمپ جابجای متغیر داریم ( variable displacement pump ) نمودار تقسیم بندی پمپ ها در یک نمای کلی بصورت زیر میباشد :

پمپ های چرخدنده ای (gear pump )

ابعاد کوچک و فشرده ، قیمت ارزان و طراحی ساده باعث شده این پمپ ها دارای مصرف عمومی باشند اما بدلیل سائیدگی زیاد دندانه ها ، بازدهی پائینی دارند و هزینه های تعمیراتی زیادی را به دنبال دارند . پمپ های چرخدنده ای جزو پر سر صداترین پمپ های هیدرولیکی می باشند و در فشار های پائین کاربرد دارند و یکی از معایب پمپ های چرخدنده ای داخلی ، پمپ های چرخدنده ای خارجی ، پمپ های گوشواره ای ، پمپ های ژیروتوری ، پمپ های پیچی

از جمله آنها پمپ دنده ای که در بالابرهای با کاربری حمل بار و نفربر مورد استفاده قرار میگیرند

پمپ های چرخدنده داخلی (internal gear pump)

قطعات اصلی این پمپ یک چرخدنده محرک ، یک چرخدنده متحرک و یک آب بند هلالی ( crescevt seal ) که حائل بین مجرای مکش و دهش است ، می باشد . این پمپ ها در فشار های پایین استفاده میشود . بازدهی این پمپ ها نسبت به نوع خارجی بدلیل تعداد چرخدنده درگیر بیشتر ، پایین تر است در عوض نوسانات جریان خروجی در این پمپ ها نسبت به نوع خارجی ، کمتر است . حجم جابجایی این پمپ ها 3-250 سانتی متر مکعب و حداکثر فشار آنها 300 بار میباشد .

پمپ های چرخدنده خارجی (external gear pump )

این پمپ ها از دو چرخدنده که یکی محرک و دیگری متحرک است تشکیل شده است . این پمپ ها جهت فشارهای پائین کاربرد دارند و بازدهی تقریبا خوبی دارند . چرخدنده های مورد استفاده در این پمپ ها دارای انواع ساده ( spur gear ) مارپیچی ( helical gear ) و جناغی (herringbone ) میباشد . در چرخدنده ساده سرو صدای پمپ خیلی زیاد است در نوع مارپیچ پمپ نرم تر کار میکند و در نوع جناغی، پمپ در فشار های بیشتر کار میکند . حجم جابجایی این پمپ ها 0.2-200 سانتی متر مکعب و حداکثر فشار آنها 300 بار میباشد

پمپ های گوشواره ای (lobe pump)

در بین پمپ های چرخدنده ای ، این پمپ ها کمترین سر و صدا را تولید میکنند . چون اجزای درگیر در این پمپ ها کم میباشد در نتیجه جریان خروجی ، نوسان بیشتری دارد ولی جریان خروجی نسبت به دیگر پمپ های چرخدنده ای بیشترین جابجایی حجمی را دارد . همچنین چون دندانه های کمی با هم درگیر هستند ، این پمپ ها تولید تنش برشی نمی کنند و در جاهائی که سیال به تنش برش حساسیت دارد از این پمپ ها استفاده می شود تنش برشی باعث از بین رفتن خواص سیال می شود .

پمپ های ژیروتوری ( gerotor pump )

ساختمان این پمپ ها شامل یک چرخدنده متحرک که معمولا هفت دندانه دارد و یک ژیروتور محرک که شش دندانه دارد ، این پمپ ها شباهت زیادی به پمپ های چرخدنده داخلی دارند . این پمپ ها راندمان خوبی ندارند و فقط در فشار های ضعیف استفاده می شوند. پمپ های ژیروتوری نسبت به پمپ های چرخدنده ی داخلی کاربرد کمتری در هیدرولیک دارند .

پمپ های پیچی ( screw pump )

نام دیگر این پمپ ها ،پمپ حلزونی میباشد که از یک محور حلزونی بعنوان عضو اصلی استفاده می کند تعداد محور حلزونی می تواند یک ، دو و یا سه عدد باشد . از قابلیت های این پمپ ، کارکردن بدون صدا و ارتعاش ، تولید فشار تا حداکثر 200 بار و قابلیت کار با بیشتر سیالات می باشد . همچنین از این پمپ ها جهت دبی های بالا و فشار های کم بعنوان پمپ های پررکن نیز استفاده می شود . حجم جابجایی این پمپ ها 15- 3500 سانتی متر مکعب میباشد .

نام دیگر آن پمپ اسکرو و از جمله کاربرد آن در صنایع آسانسور و بالابر استفاده در سیستم های بالابر نفربر اسانسور اماکن درمانی ، کتاب خانه ها و همچنین بالابر منازل مسکونی و بالابر خانگی میباشد .

پمپ های پره ای ( vane pump )

این پمپ ها از یک سری پره که بر روی روتور نصب شده اند و داخل یک حلقه بادامکی ( cam ring ) میچرخند ، تشکیل شده است . پمپ های پره ای بعنوان پمپ های فشار متوسط در صنعت مورد استفاده قرار میگیرند . این پمپ ها در دو نوع متعادل و نامتعادل وجود دارند . این پمپ ها هچنین بدو صورت جابجایی ثابت و جابجایی متغیر ، کاربرد دارند. در واقع اگر فاصله بین محور روتور و رنگ بادامکی قابل تنظیم باشد یک پمپ جابجایی متغیر خواهیم داشت و اگر این فاصله همواره ثابت باشد یک پمپ جابجایی ثابت خواهیم داشت . پمپ های پره ای دارای راندمان خوب ، حرکت آرام و بی سر صدا میباشند . توصیه می شود که پمپ های پره ای در سرعت های پائین تر از 600 دور بر دقیقه استفاده نشود .

همچنین در صنعت اسانسور سازی به دلیل قیمت نسبتا زیاد در مقایسه با پمپ های دنده ای و اسکرو کاربرد بسیار کمتری دارند .

پمپ های پره ای متعادل ( balanced vane pump )

این پمپ ها از داخل دارای دو مجرای ورودی و دو مجرای خروجی میباشند که این مجاری نظیر به نظیر در مقابل هم قرار گرفته اند و در نتیجه یک تعادل هیدرولیکی بوجود آمده است . پوسته این پمپ ها ، حالت بیضوی دارند. بدلیل تعادل هیدرولیکی که در این پمپ ها وجود دارند ، این پمپ ها قابلیت کارکردن در فشار های بالا را دارند . این پمپ ها پمپ های جابجایی ثابت هستند و به هیچ وجه بصورت جایجایی متغیر وجود ندارند .

پمپ های پره ای نا متعادل (unbalanced vane pump )

نسبت به پمپ های متعادل در این پمپ ها بدلیل نامتعادل بودن فشار بین مجرای ورودی و خروجی همواره یک نیروی دائمی به 8 یاتاقان های پمپ وارد می شود که به مرور موجب سایش اجزای پمپ می شود اما مزیت این پمپ ها در این است که در دونوع جابجایی ثابت و جابجایی متغیر وجود دارند . ذکر این نکته قابل توجه می باشد که راندمان پمپ های پره ای جابجایی متغیر نسبت به پمپ های پره ای جابجایی ثابت بالاتر می باشد .

پمپ های پیستونی ( piston pump )

این پمپ ها اساسا از تعداد زیادی سیلندر و پیستون تشکیل شده است که در دونوع محوری و شعاعی و دو طرح جابجایی ثابت و جابجایی متغیر وجود دارند . پمپ های پیستونی جزو گرانترین پمپ ها هستند ، بالاترین بازدهی را دارند و دارای طول عمر بالایی هستند .

بدلیل آب بندی دقیق قطعات داخل پمپ تعمیرات پمپ های پیستونی کمی مشکل میباشد . این پمپ ها معمولا در فشار های بالا کاربرد دارند . نوع دبی متغیر این پمپ ها نسبت به نوع دبی ثابت بزرگتر و سنگین تر است .

از جمله کاربرد پمپ پیستونی در انواع بالابر اتومبیل بر جک های تخلیه بار ویژه ی سیلو ها و انواع بالابر صنعتی ، بار بر و لیفتراک بر به دلیل قدرت تحمل فشار کاری بالا میباشند

پمپ پیستونی محوری با محور خمیده (bent-axis axial piston pump )

این نوع پمپ جزو قدیمی ترین پمپ های پیستونی محوری میباشد . در این پمپ ، محور محرک پمپ و خط مرکزی محفظه سیلندر تشکیل زاویه ای می دهد که با توجه به جابجایی ثابت یا متغیر بودن پمپ ، این زاویه ثابت یا قابل تغییر خواهد بود . در واقع هر چقدر مقدار این زاویه بیشتر باشد میزان جابجایی پمپ نیز بیشتر خواهد بود . این زاویه معمولا بین صفر تا 30 درجه قابل تغییر میباشد . حداکثر فشار این نوع پمپ 400 بار میباشد.

پمپ پیستونی محوری با صفحه زاویه دار ( swash plate axial piston pump )

در این پمپ ، پیستون ها موازی با محور محرک قرار گرفته اند . انتهای میله پیستون ها بر روی صفحه ای ( swash plate ) قرار گرفته که با محور محرک زاویه ای را بوجود می آورد . این زاویه نیز با توجه به ثابت یا متغیر بودن جابجایی میتواند ثابت یا قابل تنظیم باشد.

این زاویه بین صفر تا 18 درجه قابل تغییر می باشد. بیشترین فشار این نوع پمپ 400-350 بار میباشد.

پمپ پیستونی شعاعی ( radial piston pump)

در این پمپ سیلندر و پیستون نسبت به محور محرک بصورت شعاعی قرار گرفته اند . پمپ پیستونی شعاعی در فشار های فوق العاده بالا مورد استفاده قرار میگیرد. این پمپ نیز به دو صورت جابجایی ثابت و جابجایی متغیر وجود دارد . در نوع جابجایی متغیر ، با تغییر کورس پیستون ها ، جابجایی حجمی پمپ تغییر میکند . حجم جابجایی این نوع پمپ 0.5-100 سانتی متر مکعب میباشد و حداکثر فشار آن با توجه به اندازه پمپ تا 700 بار نیز میرسد