طرز کار پمپ دیافراگمی

آشنایی با طرز کار پمپ دیافراگمی

پمپ دیافراگمی از سری پمپ‌های ضدانفجار است که کاربردی گسترده در صنایع مختلف دارد. این پمپ‌ها بدون نیاز به مکانیکال سیل طراحی ‌شده‌اند و بخش روتاری ندارند. بنابراین احتمال نشتی آنها بسیار کم است. همچنین بدون نیاز به هواگیری کار می‌کنند. خصوصیاتی که قابلیت‌های برجسته آنها در کارهای خاص و جابجایی سیالات خطرناک و انفجاری را دو چندان خواهد کرد. طرز کار پمپ دیافراگمی کاملاً متفاوت از پمپ‌های پیستونی و یا روتاری متکی بر قدرت ارتجاعی دیافراگم‌ها در مسیر عبور سیال می‌باشد.

نحوه کار پمپ دیافراگمی ساده است. این پمپ‌ها با ایجاد مکش توسط دیافراگم‌هایی بزرگ و ارتجاعی کار می‌کنند. انواع این پمپ‌ها شامل نمونه‌های بادی، دستی و الکتریکی می‌شود. اما مدل های بادی متداول تر هستند. زیرا مناسب کار در محیط های خطرناک و انفجاری طراحی شده اند. در نهایت الگوی طراحی و کارکرد تمامی آنها یکسان است.

نحوه کار پمپ‌ دیافراگمی

عموم این پمپ‌ها به شکل دو کاناله طراحی می‌شوند. در هر کانال نیز یک دیافراگم با قابلیت ارتجاعی نصب شده ‌است. این دیافراگم‌ها از متریال‌های بسیار مقاوم هستند تا در مقابل عبور سیال دچار آسیب نشوند. همچنین جنس بسیار مقاومی دارند تا در اثر کارکرد طولانی و عبور سیال پاره نشوند.

هر دیافراگم در یک کانال پمپ نصب شده ‌است. یک سمت دیافراگم‌ها مسیر عبور سیال است و در سمت دیگر کانال هوای فشرده تعبیه شده ‌است. دیافراگم‌ها عملکردی عکس یکدیگر دارند. به ‌این ‌ترتیب که انقباض یکی همراه با انبساط دیافراگم دیگری است. برای جابجایی دیافراگم‌ها نیز از یک شیر کنترل استفاده‌ شده است.

شیر کنترل وظیفه دارد تا هوای فشرده را در پشت فضای خالی دیافراگم‌ها وارد کند. به ‌این ‌ترتیب با هر بار ورود هوای فشرده، دیافراگم‌ها حرکت می‌کنند و بخشی از مسیر عبور سیال را مسدود می‌کنند. وقتی شیر کنترل هوای فشرده را قطع می‌کند، دیافراگم نیز با خاصیت ارتجاعی به حالت اولیه خود باز می‌گردد. این حرکت بازگشتی باعث مکش سیال در سمت دیگر دیافراگم خواهد شد.

شیر کنترل هوای فشرده عملکرد دیافراگم‌ها را تحت کنترل دارد. به شکلی که آنها را دو نیم سیکل متفاوت به حرکت درمی‌آورد. به ‌این ‌ترتیب هم‌زمان که یک دیافراگم در حال انبساط هوای فشرده است، دیافراگم دیگر در حال مکش سیال می‌باشد. خروجی محفظه دیافراگم‌ها در امتداد طراحی پمپ به یکدیگر مرتبط است. لذا عملیات پمپاژ سیال توسط این دو دیافراگم انجام ‌شده و در یک خروجی مشترک تخلیه می‌شود.

آیا پمپ دیافراگمی عملکردی یکنواخت دارد؟

پمپاژ پمپ دیافراگمی توسط دو دیافراگم جدا از هم در دو کانال مستقل از هم انجام می‌شود. این دیافراگم‌ها در نیم سیکل‌های متفاوت از هم کار می‌کنند. اما در این شرایط خروجی پمپ چگونه است؟

اگر سرعت جابجایی هوای فشرده در سمت دیافراگم‌ها کند باشد، خروجی پمپ دیافراگمی عملکردی ضربه‌ای (تپنده) دارد. اما اگر سرعت عملکرد شیر کنترل را زیاد کنیم یا اصطلاحاً نوسان کارکرد دیافراگم‌ها را افزایش دهیم، عملکرد پمپ شرایط یکنواخت‌تری پیدا می‌کند. تا جاییکه در سرعت‌های بالا خروجی پمپ کاملاً یکنواخت و بدون ضربه می‌شود. البته از خروجی این پمپ ها برای انجام عملیات های کنترلی استفاده نمی شود. مثلا پمپ دیافراگمی مناسب کار در سیستم کنترل هیدرولیکی نیست. اما کارکرد این پمپ ها کاملا مناسب تخلیه سیالات از مخازن و یا جابجایی آنها در خطوط بزرگ می باشد. 

نقش شیر یک طرفه در نصب پمپ دیافراگمی چیست؟

طرز کار پمپ دیافراگمی براساس قدرت مکش ایجاد شده توسط پرده‌های دیافراگمی است. اما این دیافراگم‌ها در یک نیم سیکل تحت تأثیر هوای فشرده حالت انبساطی دارند و حتی بخشی از مسیر عبور سیال را مسدود می‌کنند. در این حالت سیال مکیده شده به سمت عقب باز می‌گردد. برای جلوگیری از بازگشت سیال در هنگام نصب پمپ دیافراگمی از شیرهای یک‌طرفه استفاده می‌کنند.

  این شیرهای یک‌طرفه می‌توانند از انواع زبانه‌ای، توپی و یا سوپاپی باشند. در صورت استفاده از شیرهای زبانه‌ای می‌توانیم سیالات با ذرات جامد معلق در آنها را نیز پمپاژ کنیم. معمولاً پمپ دیافراگمی را به شکلی نصب می‌کنند که خروجی آنها رو به پایین باشد. به ‌این ‌ترتیب تمایل سیال برای خروج از پمپ بیشتر است. همچنین مانع از ته‌نشین شدن ذرات جامد خواهد شد.

اما اگر از پمپ دیافراگمی برای پمپاژ سیالات دو فاز شده مانند سیالات با حباب‌های هوا استفاده می‌کنید، لازم است که خروجی پمپ در سمت بالا باشد تا به ‌این ‌ترتیب گاز موجود در سیال با حرکت به سمت بالا از پمپ خارج شود. برای نصب این پمپ‌ها نیز باید از شیرهای یک‌طرفه توپی استفاده کنید. 

انتخاب شیر یک طرفه باید با مشخصه های سیال هماهنگ باشد. این شیر باید مناع از بازگشت سیال شود. همچنین باید تحت تاثیر سیال قرار نگیرد. لذا در سیالات مایع تا گازی و حتی سیالات با ذرات ناخالصی از سیرهای یک طرفه متفاوتی استفاده می شود. 

محدوده کاری انواع پمپ دیافراگمی

طرز کار پمپ دیافراگمی متکی بر قدرت ارتجاعی دیافراگم‌ها می‌باشد. اما این قدرت ارتجاعی محدود است و نمی‌تواند در مکش حجم زیاد سیال و یا تولید فشار بالای سیالات کارایی داشته باشد. عموماً پمپ‌های دیافراگمی طراحی در محدوده دبی کم و فشار پایین دارند. حداکثر دبی این پمپ‌ها مقدار 62 متر مکعب بر ساعت است. همچنین حداکثر فشار کاری آنها نیز در محدوده 8 بار می‌باشد.

قدرت پرتاب پمپ‌های دیافراگمی کم است. در قوی‌ترین مدل‌ها حداکثر هد آنها 80 متر است. البته نمونه‌های تک کاناله برای تقویت فشار پمپ‌ها طراحی ‌شده است که می‌توانند سیال را تا حد فشار 16 بار پمپاژ نمایند. اما از مقدار دبی آنها کاسته خواهد شد.

سیالات قابل پمپاژ توسط پمپ دیافراگمی

پمپ دیافراگمی بدون بخش‌های روتاری طراحی ‌شده است. نحوه کار پمپ‌ دیافراگمی در توزیع هوای فشرده برای جابجایی دیافراگم‌ها می‌باشد. به ‌این ‌ترتیب کاملاً متفاوت از دیگر پمپ‌ها دارای بخش‌های گردشی نیستند. در صورت استفاده از دیافراگم‌های مرغوب و سازگار با سیال، این پمپ‌ها از قابلیت ضد نشت بالایی برخوردار هستند.

عدم کارکرد بخش‌های روتاری باعث شده تا در طراحی این پمپ‌ها از مکانیکال سیل استفاده نشود. نبود مکانیکال سیل خطر نشت سیالات حین پمپاژ دستگاه را بسیار کم می‌کند. عدم نشتی ویژگی برجسته پمپ‌های دیافراگمی است که آنها را مناسب پمپاژ سیالات گازی، انفجاری، اشتعال‌پذیر، اسیدی و یا سمی و رادیواکتیو کرده ‌است.

از طرفی برای طرز کار پمپ دیافراگمی مدل‌های بادی نیازی به سیگنال‌های الکتریکی قدرتمند مانند برق تک‌فاز و سه‌فاز نداریم. زیرا این پمپ‌ها بدون موتور هستند و تنها با توزیع منظم هوای فشرده کار می‌کنند. به ‌این ‌ترتیب مناسب کار در پمپاژ سیالات خطرناک، محیط‌های مستعد نشتی گاز و خطر وقوع حریق هستند.

ویژگی‌های کارکرد پمپ‌های دیافراگمی

• از پمپ‌های دیافراگمی می‌توانید برای پمپاژ سیالات خیلی چگال استفاده کنید. حتی برخی مدل‌ها توانایی مکش پودر نیز دارند. زیرا عملاً هیچ مانع خاصی در مسیر عبور سیال وجود ندارد و چگال‌ترین سیالات به ‌راحتی عبور می‌کنند.
• پمپ‌هایی دیافراگمی می‌توانند خشک کار کنند. نبود بخش روتاری و حذف مکانیکال سیل باعث شده تا در صورت خشک کار کردن، بخش‌های فنی پمپ داغ نشوند و خرابی اتفاق نیفتد.
• طول عمر پمپ‌های دیافراگمی زیاد است. زیرا فاقد بخش‌های متحرک روتاری هستند.
• از پمپ‌های دیافراگمی می‌توانید در بالاتر از سطح سیال، پایین‌تر از سطح سیال و یا غوطه‌ور در داخل سیال استفاده کنید.

طرز کار پمپ دیافراگمی با دیگر پمپ های متداول کاملا متفاوت است. این پمپ ها بدون بخش متحرک و یا چرخشی کار می کنند. بنابراین احتمال خرابی آنها ناچیز است. همچنین از فضای بزرگی برای عبور سیال برخوردار هستند که کاملا مناسب عبور سیالات چگال و یا سیالات روغنی است. نحوه کار پمپ دیافراگمی به شکلی است که می توانیم از آنها در پمپاژ سطح وسیعی از سیالات صنعتی خصوصا سیالات اسیدی و انفجاری استفاده کنیم.