پمپ های خود پرایمینگ چیست؟ تعریف، کار، انواع، کاربردها

در این مقاله به همراه تعریف، معنی، کارکرد، انواع، مزایا، معایب و غیره با پمپ های خود پرایمینگ آشنا می شویم.

بیایید کاوش کنیم!

پمپ های خود پرایمینگ چیست؟ تعریف و معنا

اصول اولیه پمپ های خود پرایمینگ

بیایید سعی کنیم اصول پمپ های خود پراینگ را درک کنیم. پمپ یک ماشین هیدرولیکی است که انرژی مکانیکی را به انرژی هیدرولیک تبدیل می کند. این انرژی هیدرولیکی به صورت انرژی فشار است. حالا بیایید یک پمپ خود پراینگ را تعریف کنیم.

پمپ های خود پرایمینگ پمپ های مایعی هستند که بدنه/حفره پمپ پر از مایعی را تشکیل می دهند که به انجام فرآیند پمپاژ کمک می کند. اگر پمپ باید بالاتر از سطح مایعی که باید پمپ شود قرار گیرد، مفید هستند.

این پمپ ها به طور کامل یا جزئی بالاتر از سطح مایع قرار می گیرند و هوا را به داخل خط مکش هدایت می کنند که قبل از حرکت پمپ سیال باید تخلیه شود. پمپ های خود پرایمینگ ابتدا هوا را قبل از شروع عملکرد پمپاژ خارج می کنند.

پمپ های خود پرایمینگ چیست؟

پمپ های خود پرایمینگ پمپ هایی هستند که با عمل پمپاژ خود هوا را حذف می کنند. اینها پمپ هایی هستند که عموماً دارای جداکننده هوا هستند.

• پمپ خود پرایمینگ دارای یک محفظه خارجی اختصاصی است و همیشه با مایع پر می شود.
• در این نوع پمپ ها حتی در هنگام راه اندازی پمپ نیازی به پرایم اضافی نیست، فقط لازم است این محفظه در شروع اولیه با آب پر شود.
• هوا یا گازها را بدون هیچ تلاش اضافی برای پرایمینگ حذف می کند.

به طور معمول خود پرایمینگ را می توان به سه روش انجام داد:

• پرایم استفاده شده توسط Liquid
• پرایمینگ مورد استفاده توسط هوای فشرده
• پرایمینگ مورد استفاده توسط وکیوم

مروری تاریخی بر پمپ خود پرایمینگ

کاربردهای پمپاژ سیالات به پمپ هایی بالاتر از سطح مایع نیاز دارند تا هوا را در خط بگذارند، اما این پدیده چالش هایی مانند خرابی پمپ و گرمای بیش از حد را به همراه دارد. از این رو، پمپ های خود پرایمینگ بهترین وسیله برای تخلیه هوا قبل از حرکت مایع برای جلوگیری از چنین سناریوهایی هستند. پمپ ها جدید نیستند.

قدمت آنها به 2000 سال قبل از میلاد برمی گردد، زمانی که مصری ها “شادوف” را اختراع کردند. از آن برای بالا بردن آب استفاده می شد و بنا بر پایه میله ای بلند آویزان بود که در یک انتها یک سطل و در طرف دیگر وزن داشت. اصول اولیه کار و طراحی یک پمپ رفت و برگشتی به 200 سال قبل از میلاد برمی گردد، زمانی که Ctesibius وسیله ای به نام “ارگان آبی” را اختراع کرد.

همچنین اولین پمپ گریز از مرکز، دستگاهی بود که توسط مهندس ایتالیایی رنسانس فرانچسکو دی جورجیو مارتینی اختراع شد. از سال 2000 قبل از میلاد تا کنون اختراعات متعددی انجام شده است و طرح های مختلفی از پمپ های خود پرایمینگ ایجاد شده است در حالی که بسیاری از طرح های قدیمی برای نتایج بهتر اصلاح شده اند.

پمپ خود پرایمینگ چگونه کار می کند؟

اصول کار پمپ های خود پرایمینگ

چرخش سیال در داخل سر پمپ اصل کار پمپ خود پرایمینگ است . پرایمینگ پدیده مهمی است که در داخل پمپ خود پرایمینگ اتفاق می افتد. یک آرایش پرایمینگ در داخل پمپ وجود دارد که اجزایی مانند لوله تخلیه، خط مکش، پروانه داخل محفظه و پورت پرایمینگ را تشکیل می دهد.

حالا بیایید در مورد عملکرد پمپ خود پرایمینگ صحبت کنیم.

• این آرایش شامل یک محفظه است که در آن یک پروانه وجود دارد. یک لوله تخلیه و پورت پرایمینگ نیز در محفظه وجود دارد.
• در ابتدا، هنگامی که پمپ روشن می شود، محفظه با هوا پر می شود و هنگامی که پروانه می چرخد، نیروی گریز از مرکز به اندازه کافی ایجاد نمی شود. در نتیجه نمی توان آب را از خط مکش بیرون کشید. در این سناریو ابتدا محفظه با آب پر می شود که به عنوان پرایمینگ شناخته می شود.
• آب با کمک یک پورت پرایم به بدنه اضافه می شود. پمپ روشن می شود و پروانه می چرخد ​​و به همین دلیل آب داخل بدنه نیز می چرخد.
• نیروی گریز از مرکز بر روی آب ایجاد می کند که آب را در جهت شعاعی بر خلاف محور چرخش هل می دهد. از این رو، آب به سمت لوله تخلیه به بیرون رانده می شود.
• فشار آب از طریق لوله تخلیه باعث ایجاد خلاء در داخل خط مکش می شود و آب شیرین به سمت بالا کشیده می شود.

بنابراین، می گوییم یک جریان ثابت آب در اثر فشار و کشیدن اتفاق می افتد. کشش ایجاد شده در اثر فشار مستقیماً مشابه فشار اعمال شده به آب در اثر نیروی گریز از مرکز است.

برعکس، اگر در ابتدا محفظه با آب پر نشود و پمپ راه اندازی شود، جریان آب امکان پذیر نیست. هنگامی که پمپ بدون انجام پرایمینگ راه اندازی می شود، پروانه می چرخد ​​و هوا در داخل بدنه وجود دارد.

چگالی هوا کمتر از آب است، بنابراین نیروی گریز از مرکز ایجاد شده در این سناریو برای انجام فرآیند پمپاژ کافی نیست.

پروانه چرخان هوا را به سمت لوله تخلیه حرکت می دهد، اما نیروی گریز از مرکز ایجاد شده تقریباً 1000 برابر کمتر از نیروی ایجاد شده در اثر آب داخل محفظه است. اگر فشار کافی نباشد، کشش نیز کوچکتر می شود و باعث نمی شود آب از طریق خط مکش بالا بیاید.

تعداد کمی از آنها بر اساس بالاترین امتیاز و همچنین بازخورد نشان داده شده اند:

پمپ های گریز از مرکز: اصول، عملکرد و طراحی

مبانی پمپ های گریز از مرکز (مهندسی مکانیک و HVAC) 

مقدمه ای بر پمپ های گریز از مرکز (تهویه مطبوع و مهندسی)

پمپ خود پرایمینگ خودکار

برخی از پمپ ها به گونه ای طراحی شده اند که به طور خودکار خود پرایم شوند. این ویژگی پمپ را قادر می سازد تا سیال/مایع را در داخل بدنه/محفظه پمپ به دام بیاندازد و از تخلیه جریان مایع به سمت سمت مکش در زمانی که پمپ کار نمی کند جلوگیری می کند.

چنین پمپ هایی به گونه ای ساخته شده اند که حضور مداوم سیال در بدنه / بدنه پمپ به دستگاه اجازه می دهد تا به خوبی با حفره های هوا برخورد کند. پاکت های هوا ذرات هوا هستند که می توانند عملکرد طبیعی پمپ را مختل کنند.

فرآیند کار پمپ خود پرایمینگ

عملکرد پمپ خود پرایمینگ بر اساس دو فاز است.

• فاز پرایمینگ و
• فاز پمپاژ

مراحل کار به شرح زیر است:

• همانطور که قبلاً در پاراگراف بالا بحث شد، فاز پرایمینگ به دلیل پروانه چرخان خلاء را در بدنه ایجاد می کند.
• هوا را از خط مکش به داخل پمپ می کشد و در همان زمان، یک حلقه استوانه ای مایع در داخل بدنه/محفظه پمپ تولید می کند.
• این یک مهر و موم ضد گاز تشکیل می دهد که از حرکت هوا به سمت خط مکش از لوله تخلیه جلوگیری می کند.
• در داخل پره های پروانه، حفره های هوا محبوس شده و به سمت درگاه تخلیه حمل می شوند.
• به این ترتیب، هوا به بیرون خارج می شود و سیال/مایع تحت اثر گرانش به مخزن موجود در محفظه پمپ باز می گردد.
• همانطور که قبلاً گفته شد، پس از تخلیه، مایع از خط مکش بالا کشیده می شود.
• این پدیده تا زمانی ادامه می یابد که مایع/سیال جایگزین تمام هوای خط مکش و پمپ شود.
• در این مرحله، حالت پمپاژ شروع می شود و تخلیه مایع رخ می دهد.

معادله توربوماشین/پمپ اویلر

معادله توربوماشین/پمپ اویلر بر پایه بقای انرژی و حفظ تکانه زاویه ای است. معادلات نقش مهمی در توربوماشین‌ها بازی می‌کنند، زیرا رابطه‌ای بین کار خاص Y، هندسه و سرعت‌های پروانه ایجاد می‌کنند.

معادلات توربوماشین/پمپ اویلر هم برای پمپ ها و هم برای توربین ها اعمال می شود. معادلات در زیر آمده است:

• گشتاور شفت: _شفت T = ρQ(r ₂ ولت _t2  – r ₁ ولت _t1 )
• اسب بخار آب: P _w = ω. _شفت   T = ρQ(u ₂ ولت _t2  – u ₁ ولت _t1 )
• سر پمپ: H = P _w  / ρgQ = (u ₂ V _t2  – u ₁ V _t1 )/g

r ₁ و r _{2 قطر} پروانه را به ترتیب در نقاط ورودی و خروجی نشان می دهند .

u ₁ و u ₂ به ترتیب نشان دهنده سرعت مطلق پروانه در ورودی و خروجی هستند.

V _t1 و V _t2 به ترتیب سرعت مماسی جریان را در ورودی و خروجی نشان می دهند.

انواع پمپ های خود پرایمینگ

انواع عمده پمپ های خود پرایمینگ در زیر به همراه توضیح ذکر شده است.

پمپ های جابجایی مثبت

همه پمپ های جابجایی مثبت خود پرایمینگ هستند که شامل پمپ های لوبی، پمپ های دیافراگمی، پمپ های پره ای، پمپ های دوار خارجی و داخلی و غیره می شوند. پره ها، چرخ دنده ها و لوب ها.

• این جابجایی زمانی رخ می دهد که سیال بین محفظه ثابت و اجزای پمپاژ محبوس شود.
• پمپ از یک حفره در حال گسترش در سمت مکش تشکیل شده است و سمت تخلیه دارای یک حفره در حال کاهش است.
• هنگامی که حفره سمت مکش منبسط می شود و مایع با فروریختن حفره از تخلیه خارج می شود، سیال به داخل پمپ جریان می یابد.
• در هر سیکل کار پمپ، حجم ثابت است.
• هیچ سر خاموش کننده ای در این پمپ ها وجود ندارد. بنابراین، آنها را نباید در برابر یک شیر بسته کار کرد زیرا ممکن است به پمپ آسیب برساند.
• پمپ های جابجایی مثبت بیشتر به عنوان پمپ های جابجایی مثبت رفت و برگشتی و دوار دسته بندی می شوند.

پمپ های گریز از مرکز خود پراینگ

پمپ سانتریفیوژ خود پرینگ ساده، ارزان و محکم است. آنها برای مایعات با ویسکوزیته کم مناسب هستند، به عنوان مثال، محلول های CIP زمانی که شرایط مکش چالش برانگیز است.

با این حال، پمپ‌های سانتریفیوژ معمولی خود پراینگ نیستند، اما تغییرات خاصی می‌تواند یک پمپ گریز از مرکز ساده را به یک پمپ گریز از مرکز خود پراینگ تبدیل کند. این نوع پمپ زمانی عمل می کند که پروانه مایع موجود در داخل محفظه را بچرخاند و نیروی گریز از مرکز تولید کند و مایع را به سمت لوله تخلیه سوق دهد.

• هوا در این پمپ دشمن محسوب می شود.
• به دلیل حفره های هوا، پمپ به هوا متصل می شود و نمی تواند به طور عادی کار کند.
• از این رو، خود پرایمینگ اتصال هوا را پمپ می کند زیرا در ابتدا، در فرآیند پرایمینگ، هوای باقیمانده را با سیال موجود در مکانیسم پمپ خود پرایمینگ ترکیب می کند.
• در مقایسه با یک پمپ گریز از مرکز معمولی، پمپ خود پراینگ دارای یک مخزن سیال در جلو یا بالای پروانه در داخل بدنه / محفظه پمپ است.

پمپ شیمیایی خود پرکننده

پمپ شیمیایی خود پرایمینگ از نظر عملکرد مشابه پمپ گریز از مرکز است. هر دو نوع اجازه انتقال/جریان دوغاب، روغن، رنگ و آب را می دهند.

پمپ آب خود پرایمینگ

پمپ های آب خود پرایمینگ به طور گسترده در کاربردهای تجاری و کشاورزی برای پمپاژ آب تمیز استفاده می شود. آنها عمدتاً پمپ های گریز از مرکز هستند که قادر به پمپاژ تقریباً 40 لیتر در دقیقه آب هستند.

پمپ های خود پراینگ بدون سیل

پمپ خود پراینگ کم مهر و موم برای کارهای سنگین که برای حمل و نقل اسیدها، حلال ها، نمک ها، مایعات، دوغاب ها و غیره استفاده می شود، ایده آل است. یک دیوار بیرونی که قابلیت ترکیب شدن دارد و یک قسمت داخلی گرمانرم (سفت). مواد/رسانه ای که قرار است حمل شود بین این دو دیوار حرکت می کند.

به غیر از چند نوع ذکر شده در بالا، پمپ های مختلف دیگری نیز وجود دارند که به عنوان خود پرایمینگ دسته بندی می شوند. آنها شامل دنده، کانال جانبی، محیطی، حفره پیشرونده، پریستالتیک و پمپ های دیافراگمی هستند.

عوامل موثر بر عملکرد پمپ های خود پرایمینگ

چندین پارامتر بر عملکرد پمپ خود پرایمینگ تأثیر می گذارد. اطمینان حاصل کنید که خط تخلیه مسدود یا تحت فشار نیست در حالی که خط مکش باید هوا بند باشد. علاوه بر این، زمان پرایمینگ باید کمتر باشد زیرا زمان های پرایمینگ بیشتر باعث تبخیر مایع قبل از پرایم شدن پمپ می شود.

در صورتی که زمان پرایمینگ بیشتر باشد، کارکرد خشک مطمئناً به پمپ آسیب می رساند. در پمپ های گریز از مرکز، پروانه جزء مهمی است.

هنگامی که زباله یا هر جامد در پروانه گیر می کند، بر روی راندمان تأثیر نمی گذارد. علاوه بر این، ماشین‌های زمان فرسوده می‌شوند و در مورد پمپ‌های خود پرایمینگ نیز چنین است.

همچنین، پس از تعمیر و نگهداری، مونتاژ نامناسب می تواند بر روی فاصله های داخلی تأثیر بگذارد که به نوبه خود می تواند بر عملکرد تأثیر بگذارد. در هوای سرد، پمپ باید دارای نوعی گرمایش باشد تا از یخ زدن سیال در داخل لوله جلوگیری شود.

کاربردهای پمپ خود پرایمینگ

در زیر چند کاربرد پمپ خود پرایمینگ آورده شده است.

• پمپ ها می توانند سوخت، آب خاکستری، آب شفاف، فاضلاب خام و آب صنعتی را پمپاژ کنند.
• آنها در فرآیندهای آبیاری و تصفیه فاضلاب کاربرد دارند.
• سیستم های انتقال مایعات نیز از پمپ های خود پرایمینگ استفاده می کنند.
• از پمپ ها می توان برای افزایش فشار استفاده کرد.
• قایق ها را نیز می توان با استفاده از این پمپ ها نجات داد.
• در بسیاری از مناطق، پمپ های آب سیل زیرزمین کاملاً با موفقیت مورد استفاده قرار می گیرند.
• صنایع فرآوری بهداشتی اغلب از پمپ های گریز از مرکز خود پراینگ استفاده می کنند.
• کاربردهای صنعتی و تجاری به پمپ های خود پرایمینگ نیاز دارند زیرا این پمپ ها شامل انتقال مایع با حجم بالا هستند.
• پمپ ها دارای شیرهای چک داخلی هستند که از خود پرایمینگ ثابت اطمینان می دهند.
• آنها به گونه ای طراحی شده اند که بار شعاعی روی موتور به حداقل برسد.
• پمپ های آب خود پراینگ معمولاً برای اهداف کشاورزی استفاده می شوند.
• پمپ های آب خود پرایمینگ اغلب در کاربردهای هیدرولوژی و دریایی استفاده می شوند.
• کاربردهای کشاورزی و باغبانی اغلب به پمپ های نمونه برداری نیاز دارند.
• پمپ های خود پرایمینگ نیز در تولید و اکتشاف روغن استفاده می شوند.

مزایای پمپ خود پرایمینگ

مزایای پمپ های خود پرایمینگ به شرح زیر است:

• دسترسی، تعمیر و نگهداری پمپ های خود پراینگ راحت تر است.
• پمپ های سانتریفیوژ خود پراینگ برای عملیات پمپاژ متناوب و مکرر بهترین هستند.
• این پمپ ها مقاوم و ارزان هستند.
• آنها برای کار بسیار ایمن هستند زیرا نیازی به باز کردن درب های مرطوب خوب نیست.
• عملکرد پمپ ها نیازی به جرثقیل یا بالابر ندارد.
• این پمپ ها برای رسیدگی به گازهای حباب شده طراحی شده اند و همچنین می توانند حدود 30 دقیقه بدون کشیدن سیال پرایم کنند.
• آنها در اندازه های مختلف موجود هستند.
• به دلیل تطبیق پذیری آنها در بسیاری از کاربردها استفاده می شود.

معایب پمپ خود پرایمینگ

در زیر به معایب این پمپ ها اشاره می شود:

• این پمپ ها در صورت عمر مکش محدود هستند. به عنوان مثال، آنها با ارتفاع محدود (حداکثر 7.6 متر) می آیند.
• اگر در ابتدا مایع پرایمینگ وجود نداشته باشد، پمپ های گریز از مرکز خود پراینگ کار نمی کنند.
• جیب های هوا می توانند کل عملکرد پمپ های خود پرایم شونده را مختل کنند. 
• یک پمپ تک به حدود 300 لیتر در ثانیه دبی محدود می شود.
• برای پمپ های خود پراینگ واقعی، هدهای بالای 90 متر به سختی بدست می آیند.
• اندازه به دلیل پوشش اضافی بزرگ است.
• فضای بیشتری مورد نیاز است
• هزینه بیشتر
• کارایی کمتر.
• گاهی اوقات به دلیل اثرات تبخیر، پرایمینگ مجدد مورد نیاز است.
• هر گونه نشتی در لوله ساکتین باعث ایجاد هوا می شود و پمپ کار نمی کند.
• اگرچه این پمپ خود پرایمینگ است، اما در اولین بار، پرایمینگ مورد نیاز است، یعنی پمپ باید با آب پر شود.

دوره با امتیاز بالا

مقدمه ای بر مکانیک سیالات برای دانشجویان مهندسی قسمت 1

مقدمه ای بر مکانیک سیالات برای دانشجویان مهندسی قسمت 2

مقدمه ای بر مکانیک سیالات برای دانشجویان مهندسی قسمت 3

مکانیک سیالات پیشرفته

نتیجه

پمپ ها دستگاه های هیدرولیکی هستند. در حالی که پمپ های خود پرایمینگ برای حذف هوا قبل از شروع عملیات پمپاژ طراحی شده اند. چرخش سیال در داخل هد پمپ اصل کار پمپ های خود پراینگ است. این وبلاگ به طور مفصل کار پمپ های خود پراینگ را پوشش می دهد.

انواع مختلفی از پمپ های خود پراینگ وجود دارد. چند مورد از آنها در وبلاگ مورد بحث قرار گرفته است. این پمپ ها همه کاره هستند و از این رو کاربردهای زیادی در زمینه های مختلف ارائه می دهند. علاوه بر این، وبلاگ همچنین مزایا، کاربردها و معایب این پمپ ها را روشن می کند.