امروزه پمپ‌ها به عنوان یکی از تجهیزات صنعتی کاربرد فراوانی در صنایع مختلف دارند. این دستگاه‌ها که برای سیالات مختلف به کار گرفته می‌شوند، بسته به نوع سیال و شرایط کاری به دسته های مختلفی دارند که هرکدام مزایا و مشخصات منحفربفرد دارد. یکی از انواع این دستگاه‌ها، پمپ دنده‌ای است. پمپ دنده‌ای از مدل پمپ های جابجایی مثبت است که برای سیالات با ویسکوزیته بالا مثل روغن مناسب هستند.
فهرست مطالب
پمپ دنده‌ای چیست ؟
پمپ دنده‌ای (Gear Pump) که با نام پمپ غلیظ کش نیز به آن گفته می‌شود، پمپی از نوع جابجایی مثبت است که حجم ثابتی از سیال را در خود محصور کرده و سپس آن را با استفاده از دنده‌ها انتقال می دهد. این پمپ در هنگام پمپاژ یک جریان یکنواخت و صاف را متناسب با سرعت چرخش دنده‌های خود فراهم می‌سازد. پمپ‌های دنده‌ای از عمل چرخش دنده‌ها برای انتقال مایعات استفاده می‌کنند. دنده‌ها در ورودی پمپ ایجاد مکش می‌کنند که در نتیجه آن سیال، به داخل پمپ کشیده شده و در داخل حفره‌های دنده‌های پمپ قرار می‌گیرد و در نهایت به لوله خروجی و تخلیه مایع منتقل می‌شود. در پمپ دنده‌ای با تعویض جهت چرخش، ورودی و خروجی پمپ تغییر می نماید که پر و تخلیه کردن مخزن را بدون نیاز به تعویض اتصالات ممکن می سازد. بدلیل عدم وجود شیر در مسیـر سیـال (مانند پمپ های سانتریفیوژ) نیـازی بـه افزایش دور جهت غلبه بـر اصطکاک نیست و بدین جهت ایـن پمپ هـا در دورهـای پایین کارایی و بازدهی خوبی دارند. از ایـن رو جهت پمپاژ سیالات بـا ویسکوزیته بـالا و سوخت ها و روغن های مختلف بسیـار مناسب می باشند. جهت پمپاژ ذرات جـامد و مایعـات حـاوی مواد جـامد، پمپ هـای دنده ای مناسب نیستند.
انواع پمپ دنده‌ای
به طور کلی دو نوع از این پمپ وجود دارد:
- پمپ دنده ای داخلی
- پمپ دنده ای خارجی
پمپ دنده‌ای داخلی
پمپ دنده‌ای داخلی (Internal Gear Pump) که به خاطر شکل قرارگیری دنده‌ها با نام پمپ ماه و ستاره نیز شناخته می‌شود، عملکرد مشابهی با پمپ دنده ای خارجی دارد؛ این پمپ دارای دو چرخدنده متصل به یکدیگر و با سایز متفاوت است که یکی در درون دیگری می‌چرخد. چرخدنده بزرگتر (روتور) یک چرخدنده داخلی است به این معنا که دندانه‌هایش در داخل آن قرار دارند. در داخل این چرخدنده داخلی، یک چرخ دنده کوچکتر از نوع خارجی (دندانه‌ها در محیط بیرونی است) قرار گرفته است. چرخ دنده کوچکتر، طراحی شده تا به روتور متصل شود به گونه‌ای که دندانه‌های چرخدنده‌ها در یک نقطه با هم درگیر شوند. پیستون و بوشین متصل به پمپ محفظه را در موقعیت قرار می‌دهد. یک قطعه یا اسپیسر ثابت هلالی شکل، فضای خالی ایجاد شده به دلیل حالت قرارگیری خارج از مرکز چرخدنده داخلی را پر کرده و مثل یک سیل (آب‌بند) بین مسیر ورودی و خروجی عمل می‌کند. پمپ دنده‌ای داخلی از نظر طراحی دنده‌ها فقط می‌تواند به صورت دنده ساده باشد.
کاربرد پمپ‌های دنده‌ای داخلی
- این وسیله در عین حال که جهت پمپ کردن سیالات رقیق مانند حلال ها، روغن ها و… کاربرد دارد، برای سیالات غلیظی چون آسفالت، شکلات و قیر نیز استفاده می شود
- در ماشین آلات راهسازی مانند پمپ فرمان و پمپ هیدرولیک کاربرد دارد
- انواع روغن ها و روغن داغ، روانکارهای صنعتی، سوخت (گاز مایع، بنزین، گازوئیل، مازوت، نفت سیاه )
- الکل ها و حلال ها
- برای پمپاژ رنگ، جوهر و رنگدانه ها(Pigments)
- صابون و سورفاکتانت ها
- فوم پلی يورتان (ایزوسیانات و پلیول)
- مواد غذایی مانند شکلات، کره بادام زمینی، رنگ ، جوهر، رنگ دانه ها
- گلیکول
- برای پمپاژ رزین ها و پلیمر می توان از این دستگاه استفاده نمود.
مزایا و معایب پمپ‌های دنده‌ای داخلی
مزایا
- این وسیله فقط دو عضو محرک دارد
- خروجی یکنواخت و بدون نوسانی دارد
- بسیار مناسب برای سیال با ویسکوزیته(لزجت) بالا می باشد
- عملکرد عالی پمپ دنده ای داخلی در هر دو جهت
- به NPSH کمی نیازمند است
- تعمیر و نگهداری ساده ای دارد
- طراحی قابل انعطافی با توجه به نیاز مشتری دارد
- ثابت و تخلیه بدون در نظر گرفتن شرایط فشار
- این دستگاه را می توان به گونه ای ساخت که سیال را در یک جهت پمپ کرده در صورتیکه قطعه دورانی به هردو سمت چرخش دوران کند
- خود مکشی دارد
- می تواند به مدت کوتاهی خشک کار کند
معایب
- این وسیله محدودیت فشار متوسط دارد
- معمولا نیاز به مدیریت بر روی سرعت دورانی دارد
- بار زیادی بر روی شفت ایجاد می کند
- این مدل برخلاف نمونه خارجی سرعت عملکرد بالایی ندارد
پمپ دنده‌ای خارجی
پمپ دنده‌ای خارجی (External Gear Pump) شامل دو دنده یکپارچه و متصل به یکدیگر است که هر کدام از آن‌ها، توسط شفت مستقل و جداگانه ای پشتیبانی می‌شوند. به طور کلی، یکی از دنده‌ها توسط موتور به حرکت در آمده (محرک) و سپس این دنده، دنده دیگر (متحرک) را می‌چرخاند. البته در برخی موارد، هر دو شفت ممکن است توسط موتورهای مستقل و مخصوص به خود به حرکت درآیند. شفت‌ها با استفاده از یاتاقانها در هر طرف کِیسینگ پشتیبانی می‌شوند. نحوه کار این پمپ‌ها بدین صورت است که دنده‌ها در قسمت خارج پمپ یعنی در سمت ورودی پمپ اقدام به مکش سیال به داخل پمپ می‌کنند و حجم گسترده‌ای از مایع را به درون حفره‌ها وارد می‌کنند. در این هنگام مایع توسط دندانه‌های چرخدنده‌ها به دام می‌افتد و این در حالی است که چرخ دنده‌ها بر خلاف کیسینگ همچنان به چرخیدن ادامه می‌دهند. مایع به دام افتاده از ورودی، به لوله تخلیه، در اطراف کیسینگ پمپ منتقل می‌شود. همانطور که دندانه‌های چرخدنده‌ها در طرف تخلیه پمپ قرار می‌گیرند، حجم سیال کاهش یافته و سیال تحت فشار قرار می‌گیرد. به دلیل اتصال کامل دنده‌ها به یکدیگر، هیچ مایعی از داخل مدار، بین دنده ها منتقل نمی‌شود. رابطه نزدیک بین دنده‌ها و کیسینگ به پمپ اجازه می‌دهد تا در طرف ورودی پمپ، اقدام به مکش کرده و در طرف خروجی و تخلیه پمپ نیز از نشت مایع جلوگیری نماید؛ اگر چه احتمال نشت صرفاً در مورد مایعاتی مطرح است که دارای ویسکوزیته کم باشند. طراحی و دیزاین دنده ها در پمپ‌های دنده ای خارجی به یکی از سه صورت ساده و صاف، هلیکال یا جناغی می‌باشد.
کاربرد پمپ‌های دنده‌ای خارجی
- انواع روغن ها و روغن داغ، روان کارهای صنعتی، سوخت (گاز مایع، بنزین، گازوئیل، مازوت، نفت سیاه و…)
- اسیدها و بازها (از جنس استنلس استیل و یا ساخت و ساز کامپوزیت)
- برای پمپاژ افزودنی شیمیایی می توان از این دستگاه استفاده نمود
- مخلوط و ترکیب شیمیایی (پمپ دو محور)
- انواع روغن های هیدرولیک و روانکارهای صنعتی
- برای انتقال حجم کم کاربرد وسیعی دارد
مزایا ومعایب پمپ‌های دنده‌ای خارجی
مزایا
- این دستگاه سرعت عملکرد بالا دارد
- فشار بالا
- کارکرد آرام و بی سر و صدا دارد
- بار بسیار کمی بر روی شفت وارد می کند
- این وسیله قابلیت طراحی و ساخت با مواد گوناگون بسیار
- حساسیت کم نسبت به گرد و غبار
معایب
- در نوع (بوش داخل سیال) یاتاقانها درون سیال قرار دارند
- ذرات جامد و ساینده نباید درون سیال وجود داشته باشد که باعث خوردگی چرخدنده ها خواهد شد
- لقی بسیار کم این وسیله (سختی در ساخت)
