پمپ دیافراگمی چیست؟
پمپ دیافراگمی معروف ترین نوع پمپ از دسته پمپ های جابجایی مثبت است که به آن پمپ غشایی نیز می گویند. برای پمپاژ یک سیال، پمپ دیافراگمی از ترکیبی از عملکرد رفت و برگشتی دیافراگم ساخته شده از تفلون، ترموپلاستیک یا لاستیک با شیرهایی نظیر شیرهای کروی، فلپ، پروانه ای، شیر یک طرفه و دیگر انواع شیرها در دو طرف دیافراگم استفاده می کند.
پمپ دیافراگمی دارای انواع زیر است:
- در نوع اول، یک طرف دیافراگم سیل شامل سیال پمپ شده و طرف دیگر شامل روغن هیدرولیک یا هوا است. دیافراگم خمیده باعث افزایش یا کاهش حجم محفظه پمپ می شود. در این نوع، یک جفت شیر یکطرفه از برگشت مایع جلوگیری می کنند.
- نوع دوم آن هایی که دارای جابجایی حجمی مثبت هستند، در آنها محرک اصلی دیافراگم الکترومکانیکی است که توسط یک موتور دنده ای یا میل لنگ هدایت می شود یا اینکه کاملا مکانیکی است.
- در نوع سوم پمپ خلا دیافراگمی، یک یا چند غشا باز نیاز به پمپاژ سیال در دو طرف دارند. غشا دوباره خم می شود و حجم آن تغییر می کند.
این نوع پمپ ها به طور گسترده در کارخانه های زیادی مورد استفاده قرار می گیرند زیرا می توانند مجموعه گسترده ای از سیالات را کنترل کنند.
پمپ های دیافراگمی بسیار معروف هستند زیرا می توانند مایعات با ویسکوزیته بالا، متوسط یا کم و مایعات با محتوای جامد بالا را جابجا کنند. همچنین برای کنترل انواع مواد شیمیایی خشن مانند اسیدها، بدنه این پمپ می تواند از مواد و غشاهای مختلف ساخته شود.
اصل کار پمپ دیافراگمی
پمپ دیافراگمی یا غشایی یک پمپ جابجایی مثبت است که از دو دیافراگم انعطاف پذیر استفاده می کند که به سمت جلو و عقب حرکت می کنند تا خلاء موقت ایجاد کنند. این خلا برای کشیدن یا تخلیه مایع از پمپ دیافراگم استفاده می شود. غشا به عنوان دیوار جداکننده بین مایع و هوا عمل می کند. اصول کار پمپ دیافراگمی در زیر آورده شده است:
مرحله اول
دو دیافراگم از با استفاده از یک شفت از طریق قسمت مرکزی که دریچه هوا در آن قرار دارد به هم متصل می شوند. دریچه هوا برای راندن هوای فشرده به پشت دیافراگم اول استفاده می کند و آن را از قسمت میانی دور می کند.
دیافراگم اول با ایجاد فشار مایع را از پمپ خارج می کند. به طور همزمان، دیافراگم دوم مکش را انجام می دهد. هوای پشت دیافراگم دوم به اتمسفر رها می شود و فشار اتمسفر سیال را به سمت مکش می راند. شیر مکش از نشیمنگاه خود خارج می شود و مایع از طریق شیر توپی به داخل محفظه سیال پمپ جریان می یابد.
مرحله دوم
همانطورکه دیافراگم تحت فشار اول به پایان کورس خود می رسد، هوا از طریق شیر هوا از دیافراگم اول به پشت دیافراگم دوم منتقل می شود. هوای تحت فشار، دیافراگم دوم را از بلوک مرکزی دور می کند و دیافراگم اول به داخل بلوک مرکزی کشیده می شود.
در محفظه دوم پمپ، شیر توپی خروجی از نشیمنگاه خود خارج می شود، در حالی که محفظه اول وضعیت عکس دارد. هنگامی که کورس دوم کامل شد، شیر هوا آن را در پشت دیافراگم اول پمپ می کند و کل چرخه تکرار می شود.
انواع پمپ دیافراگم
پمپ های دیافراگمی دارای انواع زیر هستند:
- پمپ دو دیافراگمی بادی
- پمپ موتوری
- پمپ موتوری کوچک
- پمپ بادی کوچک
- پمپ هیدرا سل
1) پمپ دو دیافراگمی بادی (AODD)
پمپ دو دیافراگمی بادی (AODD) رایج ترین نوع پمپ دیافراگمی است. عملکرد پمپ بادی ممکن است با هوای فشرده باشد. دارای دو محفظه پمپاژ با دو دیافراگم است.
پمپ AODD دارای یک شیر یک طرفه، یک دیافراگم و یک شیر یک طرفه مکش برای هر محفظه پمپاژ می باشد. هوا از طریق یک سیستم توزیع هوا که ممکن است در داخل پمپ نصب شود از یک محفظه به محفظه دوم، حرکت می کند.
عملکرد سیستماتیک انتقال هوا از یک محفظه به محفظه دیگر باعث می شود مایع از یک محفظه با پر کردن محفظه دیگر به سمت لوله تخلیه جریان یابد. در نتیجه پمپ در جریان تخلیه دارای نوسان است. این جریان نوسانی ممکن است با استفاده از یکنواخت کننده جریان در لوله تحویل کاهش یابد.
2) پمپ پنوماتیک کوچک
یک پمپ پنوماتیک کوچک می تواند ویسکوزیته سیال معمولی را کنترل کند. بنابراین، این پمپ ها برای توزیع سیالات با حجم کم استفاده می شوند. این پمپ درای پورت های مکش و تخلیه 3/8، 2/1 و یا 3/4 اینچی با دبی در محدوده 2GPM-10 GPM می باشد.
3) پمپ موتوری کوچک
پمپ های موتوری کوچک نیرویی تا 60 PSI و گاهی 100 PSI تولید می کنند. دو نوع مختلف از این نوع پمپ وجود دارد:
- اولین مورد، نوع پرتقاضا با سوئیچ های نیروی ثابت است که به طور منظم پمپ را با تنظیمات دقیق نیرو متوقف و راه اندازی می کند. این نوع در سراسر جهان بسیار محبوب است.
- مورد دوم، نوع بای پس است. صرف نظر از اینکه چه مقدار نیرو به سیستم وارد می شود، این نوع پمپ در همه جا به کار خود ادامه می دهد. هر زمان که شیر خروجی بسته شود، جریان داخلی را متوقف می کند. با این حال، بستن شیر خروجی برای چند دقیقه ممکن است سیال را بیش از حد داغ کند و به قسمت داخلی پمپ آسیب برساند.
4) پمپ هیدرا سل
یک پمپ محوری بزرگتر است که می تواند فشار 1500 PSI و در برخی موارد 2500 PSI را ارائه دهد و دبی جریان 36 GPM است. این پمپ ها با استفاده از فلزات و الاستومرهای مختلف برای محلول های اسیدی، سیالات داغ، پودرهای مرطوب شونده، مواد شیمیایی خشن، ساینده ها و لجن طراحی می شوند.
ویژگی های پمپ دیافراگمی
- این پمپ جابجایی مثبت می تواند سیالات قابل اشتعال، سمی، ساینده و خورنده را پمپاژ کند.
- می تواند مایعات بسیار ویسکوز را کنترل کند. جدول اصلاح ویسکوزیته می تواند به عنوان ابزاری برای جلوگیری از کاهش اندازه پمپ بادی دو دیافراگمی استفاده شود
- دارای قابلیت خود مکش (سلف پرایمینگ) عالی است
- طراحی این پمپ، سیال پمپ را از اجزای داخلی حساس پمپ متمایز می کند
- حداکثر راندمان این پمپ می تواند به 97 درصد برسد
- برای تولید هوا در فیلترهای آکواریوم های کوچک استفاده می شود
- اجزای داخلی پمپ اغلب در روغن معلق و عایق بندی می شوند تا عمر پمپ را افزایش دهند
- این پمپ ها برای محلول های خورنده و ساینده مناسب هستند
- ممکن است از پمپ دیافراگمی یا غشایی برای ایجاد قلب مصنوعی استفاده شود
- مناسب برای فشار خروجی تا 1200 bar
نحوه انتخاب پمپ دیافراگمی یا غشایی
پمپ های دیافراگمی از انواع پمپ های معروف و بدون روغن هستند. امروزه از آن ها در محصولات متعددی برای جلوگیری از مشکلات ناخالصی بخار روغن که بسیاری از فرآیندهای دقیق را آزار می دهد، استفاده می شود.
پمپ های دیافراگمی موجود در بازار که فاقد روان کننده در سر پمپ هستند. یعنی می توان خلائی ایجاد کرد که در آن گازهای خروجی کاملا عاری از بخار روغن باشند.
تمام پمپ های خلا دیافراگمی بدون روغن یا با روغن دارای ویژگی‌های عملکردی متمایز هستند زیرا برای یک کاربرد کاملا مناسب و برای کاربردی دیگر نامناسب هستند. پمپ دیافراگمی نیز از این قاعده مستثنی نیست.
در انتخاب پمپ، تطبیق نوع پمپ با کاربرد موردنظر شما آسان نیست. اما بهترین راه برای انتخاب پمپ خلا دیافراگمی این است که حالت های کار پمپ را از نظر قدرت، ویژگی ها و نقاط ضعف با کاربرد مد نظرتان مقایسه کنید تا به این صورت برخی از مشکلات کاهش یابد.
پمپ دیافراگمی برای پمپاژ حجم زیادی از مواد در فشار نسبتا کم ایده آل است. این پمپ ها معمولاً در برابر سایش مقاومت می کنند زیرا پیستون را در سیلندر حرکت نمی دهند، اما یک یا چند دیافراگم لاستیکی ساده برای انتقال مواد به چپ و راست حرکت می کنند.
برای انتخاب پمپ دیافراگمی باید مراحل زیر را دنبال کنید:
1) حجم پمپ
هنگام انتخاب پمپ دیافراگمی، لازم است مطمئن شوید که پمپی که می‌خواهید انتخاب کنید با 50 درصد از حداکثر توان خود در طول استفاده عادی کار می‌کند.
اگر پمپ با نصف بالاترین ظرفیت خود کار کند، برای مدت طولانی نیازی به تعمیر و نگهداری چندانی ندارد. پمپ های دیافراگمی باید دارای ظرفیت عملیاتی خود (گالن/دقیقه) در برگه فروش یا در دفترچه راهنمای آن باشند.
2) نوع درایو پمپ جابجایی
پمپ دیافراگمی روش های زیادی برای حرکت دیافراگم به عقب و جلو دارد تا مواد پمپاژ شوند. محبوب ترین گزینه های درایو برای پمپ های دیافراگمی، پمپ های درایو پنوماتیک یا الکتریکی هستند. این درایو برای استفاده ایمن از پمپ دیافراگمی مهم است و همچنین بر موقعیت عملیاتی پمپ تاثیر می گذارد.
3) متریال پمپ
پمپ های جابجایی مثبت در متریال مختلف موجود هستند. معمولا مناسب ترین متریال برای هر بخش از پمپ های دیافراگمی انتخاب می شود.
موارد زیادی وجود دارد که باید در نظر گرفته شود، اما گزینه های رایج روکش متریال فولادی ضد زنگ و مواد غشایی PTFE است.
فولاد ضد زنگ در برابر سایش مقاوم است، اما قیمت بالایی دارد. از طرف دیگر PTFE قیمت پایینی نسبت به فولاد ضد زنگ دارد اما ممکن است تحمل مواد ساینده را نداشته باشد. علاوه بر این، فولاد ضد زنگ زمانی که گرم است خاصیت ارتجاعی بیشتری دارد.
4) منحنی عملکرد پمپ برای پمپ های دیافراگمی بادی
هر پمپ دیافراگمی دارای یک منحنی عملکرد است که حاوی جزئیات بیشتری در مورد پمپ است. اطلاعاتی که منحنی عملکرد پمپ دیافراگمی ارائه می دهد شامل مقدار هوای (CFM) مورد نیاز پمپ و مقدار مواد قابل عرضه و حمل در سطوح مختلف عملکرد است.
برای یک پمپ دیافراگمی خاص بسیار مهم است که بدانید باید هوای کافی برای کارکرد پمپ وجود داشته باشد. بررسی این نکته ضروری است که پمپ دیافراگمی مورد نظر می تواند مقدار مورد نیاز مواد را تحویل دهد (منحنی ها سرعت عملکرد بالاتری را نشان می دهند، اما باید توجه داشت که به طور کلی مطلوب است که پمپ تا ظرفیت حدود 50٪ کار کند تا فرسایش را کاهش دهد).
پمپ دیافراگمی کدام سیالات را می تواند پمپاژ کند؟
پمپ خلا دیافراگمی می تواند سیالات زیر را پمپاژ کند:
- پودرها
- تیتانیوم دی اکسید
- لاتکس
- چسب ها
- گریس ها
- رنگ ها
- روغن جلا
- لاک ها
کاربردهای پمپ دیافراگمی
- مخزن های اختلاط
- دستگاه های پر کن
- فیلتراسیون رنگ
- فیلتر فشاری
- انتقال 55 گالن درام
- پاشش، تامین و انتقال هوا
- تخلیه/انتقال عمومی
- پوشش دهی با پودر
- دیافراگم الاستومری می تواند به عنوان یک آب بند دینامیکی همه منظوره استفاده شود و محدودیت های متعددی را که در سایر تکنیک های آب بندی وجود دارد را از بین ببرد. آنها را می توان بدون نشتی، بدون اصطکاک و حساس به فشار کم ساخت. با در نظر گرفتن مواد مناسب، دیافراگم را می توان در محدوده وسیع فشار و دما بدون نگهداری یا روغن کاری آب بندی کرد.
مزایای پمپ دیافراگمی
- مقاومت عالی برابر فرسودگی
- سلف پرایمینگ آن تا 6 متر است
- حجم جابجایی زیادی دارد
- نگهداری/تمیز کاری آسان
- می تواند برای مدت کوتاهی بدون روغن کار کند
- دارای طراحی و عملکرد چند منظوره (مناسب برای انواع محیط ها)
- ظرفیت بالابری پمپ دیافراگمی به ارتفاع عمودی که پمپ به طور موثر مواد را حمل می کند، اشاره دارد. ظرفیت پمپاژ مواد، پمپ های دیافراگمی را به گزینه ای عالی برای انتقال مواد به خارج از منطقه مانند چاه یا شرایط مشابه تبدیل می کند.
معایب پمپ دیافراگمی
- سرعت پایینی دارد
- بهره وری انرژی چندانی ندارد
- جریان پالس که برای کاهش آن به دمپر نیاز است
- این پمپ ها هنگام پمپاژ فشار زیادی ندارند
