پمپ آب رسانی و آتشنشانی

پمپ آب چیست؟

پمپ آب دستگاهی است که با افزایش فشار آب منجر به جابجایی آن از نقطه‌ای به نقطه دیگر می‌شود؛ در واقع پمپ‌ها با تبدیل انرژی مکانیکی یا الکتریکی به انرژی هیدرولیکی آب را جابجا می‌کنند. امروزه به طور گسترده و در مقیاس‌های مختلف خانگی، تجاری، شهری، صنعتی و کشاورزی از پمپ‌های آب استفاده می‌شود؛ از این رو پمپ‌های آب در مدل‌ها و سایزهای مختلف موجود می‌باشند. هدف اصلی تمامی پمپ‌ها یکسان است اما نحوه عملکرد آن‌ها متفاوت می‌باشد.

بخش‌های اصلی یک پمپ

تمامی پمپ‌ها دارای سه قسمت ورودی (Inlet)، خروجی (Outlet) و محفظه (Casing) هستند. در هنگام روشن بودن و عملکرد پمپ، آب از قسمت ورودی که به آن سمت مکش یا Suction side می‌گویند، وارد می‌شود. لازم به ذکر است که فشار آبی که از ورودی وارد می‌شود، کم است. آب پس از عبور از ورودی به محفظه پمپ وارد می‌شود؛ هدف این قسمت نگهداری آب در طول عملیات است. محفظه تمامی قطعات داخلی پمپ را در خود جای داده است. در نهایت آب از طریق خروجی خارج می‌شود. به این قسمت از پمپ سمت تخلیه یا Discharge side نیز می‌گویند. فشار آب در این قسمت در بیشترین حالت خود می باشد. لازم به ذکر است که در داخل پمپ قطعه ای وجود دارد به نام impeller که آب داخل پمپ را به صورت فیزیکی جابجا می‌کند. نوع قطعه به کار رفته در این قسمت، نوع پمپ را مشخص می‌کند.

انواع پمپ آب

پمپ‌ها با توجه به کاربری گسترده‌، تنوع بسیار زیادی دارند. به طور کلی پمپ‌ها را می‌توان در دو دسته جابه جایی مثبت و دینامیکی دسته بندی کرد. طبقه بندی کلی پمپ‌ها در دیاگرام زیر نمایش داده شده است. در ادامه توضیحاتی در رابطه با هر کدام از پمپ‌ها ارئه می شود.

۱. پمپ‌های جابجایی مثبت (Positive Displacement Pumps)

پمپ‌های جابجایی مثبت که پرکاربردترین نوع پمپ در سراسر جهان هستند، با به دام انداختن و نگهداری حجم مشخصی از آب و جابجایی این آب به دام افتاده به قسمت خروجی باعث حرکت آب می‌شوند؛ در واقع این پمپ‌ها از یک دیافراگم انعطاف پذیر برای دفع مایعات از طریق انقباض و انبساط استفاده می‌کنند. برخی از پمپ‌های جابجایی مثبت دارای حفره انبساطی در سمت مکش و حفره کاهشی در سمت تخلیه می‌باشند. در هنگام کار کردن پمپ، با باز شدن حفره انبساطی، حجم مشخصی آب داخل پمپ می‌شود و سپس با انقباض حفره موجود در سمت تخلیه، آب پرفشار شده و از پمپ خارج می‌گردد. پمپ‌های جابجایی مثبت برای کاربردهایی که نیاز به ایجاد فشار بالا آب یا حجم جریان دقیق می‌باشد، بسیار مناسب هستند. همچنین این پمپ‌ها علاوه بر آب برای جابجایی مایعاتی با ویسکوزیته بالا مانند روغن، رنگ و ... نیز راندمان بسیار خوبی دارند. پمپ‌های جابه‌جایی مثبت با توجه به مکانیسم مورد استفاده برای جابجایی مایعات به سه دسته دورانی، رفت و برگشتی و خطی تقسیم بندی می‌شوند که هر کدام از آن‌ها نیز زیر مجموعه‌هایی دارند.

۱-۱. پمپ‌های دورانی (Rotary Pumps)

پمپ‌های دورانی مرسوم‌ترین پمپ‌های جابجایی مثبت هستند. در این پمپ‌ها از یک قطعه دورانی برای جابجایی مایعات استفاده می‌شود؛ به عبارتی در این پمپ‌ها حرکت دورانی، مایع را از تانک ذخیره به مقصد منتقل می‌کند. پمپ‌های دورانی بر خلاف پمپ‌های رفت و برگشتی هیچگونه شیری برای هدایت جریان ندارند. در این پمپ‌ها فاصله کمی بین قسمت دورانی و لبه خارجی وجود دارد که منجر به چرخش مدوام و با سرعت پایین می‌شود. در صورتی که پمپ‌های دورانی در سرعت‌های بالا کار کنند، مایع منجر به خوردگی در پمپ می‌گردد که این امر، بزرگ شدن فاصله بین قسمت دورانی و لبه خارجی و در نهایت کاهش راندمان پمپ را در پی دارد. پمپ‌های دورانی را می‌توان به سه دسته اصلی پمپ‌های دنده‌ای، پره‌ای و اسکرو تقسیم بندی کرد.

۱-۱-۱. پمپ‌های دنده‌ای (Gear Pumps)
پمپ دنده‌ای که اولین بار توسط شخصی به نام Johannes Kepler اختراع شد، معروف‌ترین پمپ از انواع پمپ‌های‌ جابجایی مثبت است. در این پمپ‌ها از چرخ دنده‌ها برای افزایش فشار مایع استفاده می‌شود. در واقع دو نوع چرخ دنده در این پمپ‌ها وجود دارد که یکی از آن‌ها چرخ دنده محرک یا قدرت است و دیگری چرخ دنده حرکت داده شده یا بیکار. چرخ دنده محرک از طریق یک شفت به یک موتور الکتریکی متصل شده و این موتور نیروی مورد نیاز برای چرخاندن شفت را تامین می‌کند. شفت با چرخیدن، چرخ دنده محرک را به حرکت در می‌آورد و چرخش چرخ دنده محرک منجر به چرخش چرخ دنده بیکار (حرکت داده شده) در جهت مخالف می‌شود. هنگامی که این چرخ دهنده‌ها شروع به چرخش می‌کنند، در قسمت ورودی یا ساکشن (مکش) خلا ایجاد می‌گردد و مایع از طریق شیر مکش به داخل پمپ وارد می‌شود. هنگامی که مایع بین چرخ دنده‌ها می‌رسد، توسط آن‌ها به دام می‌افتد. این مایع محبوس شده با چرخش چرخ دهنده‌ها حرکت می‌کند تا به قسمت تخلیه برسد. در نهایت نیز مایعی که فشارش افزایش یافته از پمپ خارج شده تا به محل مورد نظر انتقال یابد.
از مزایای پمپ‌های دنده‌ای می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
• طراحی ساده و فشرده
• هزینه‌های نگهداری کم
• توانایی انتقال مایعات با ویسکوزیته‌ بالا
• تولید فشار بالا مانند ۳۰۰۰psi
• توانایی حرکت در هر دو جهت
از معایب این پمپ‌ها نیز می‌توان به صدای بالا، عدم امکان استفاده برای جریان‌هایی با حجم بالا به دلیل سایز محدود پمپ و جابجایی تنظیم نشده اشاره کرد.

۲-۱-۱. پمپ‌های پیچی یا اسکرو (Screw Pumps)
عملکرد پمپ‌های اسکرو بسیار شبیه پمپ‌های دنده‌ای است. این پمپ‌ها دارای یک سری پیچ (پیچ‌های محرک و بیکار) می‌باشند که به یکدیگر متصل شده‌اند. چرخش پیچ‌ها نقش مهمی در مکش و افزایش فشار سیال دارد. هنگامی که پیچ‌ها شروع به فعالیت می‌کنند، مایع از طریق شیر مکش به داخل پمپ مکیده شده و سپس به کمک پیچ‌ها از قسمت مکش به قسمت تخلیه منتقل می‌شود. پیشرفت پمپ‌های اسکرو منجر به انواع فناوری‌های چند شفتی شده است و این فناوری‌ها کمک می‌کنند تا پیچ‌هایی با دقت بالاتر ساخته شوند. چنین پیچ‌هایی در جهت مخالف یکدیگر می‌چرخند و یا در حالت خلا ثابت باقی می‌مانند. پمپ‌های اسکرو یا پیچی در صنایع معدنی، نفت و گاز، تولیدی و فرآوری مواد غذایی کاربرد بسیاری دارند. از مزایای پمپ‌های اسکرو می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
• راندمان بالا به علت فشرده بودن داخل پمپ‌ها
• استحکام بالا
• تحمل بالا در برابر آلاینده‌ها و بخارات سیال
• سرعت پمپاژ بالا
از معایب این پمپ‌ها نیز می‌توان به راندمان کمتر نسبت به پمپ‌های سانتریفیوژی، عدم کاربرد برای سرعت‌های پمپاژ کم و هزینه نصب اولیه بالا اشاره کرد.

۳-۱-۱. پمپ‌های پره‌ای (Rotary Vane Pumps)
پمپ‌های وین یا پره‌ای که نوعی از پمپ‌های خلا یا مکنده می‌باشند، عملکردشان بسیار مشابه کمپرسورهای اسکرول است. این پمپ‌ها یک رانر یا پروانه (Impeller) دارند که به صورت خارج از مرکز در یک محفظه استوانه‌ای قرار گرفته است. این پروانه نیز چندین پره دارد که با توجه به چرخش روتور می‌چرخد. در طول چرخش، تیغه‌های پروانه، مایع را از طریق محفظه و پروانه به دام می‌اندازند و در نهایت مایع را از طریق شیر نهایی خارج می‌کنند. این پمپ‌ها عمدتا برای کاربردهایی مانند پمپ‌های انتقال اتوماتیک، سوپر شارژر، تهویه هوا، فرمان برقی، ترمز و پمپ‌های پرفشار هیدرولیکی استفاده می‌شوند. از مزایای پمپ‌های پره‌ای می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
• صدای کم
• لرزش کم
• کاملا بدون روغن
• مناسب برای سیال‌های ساینده
• نگهداری بسیار ساده
• طول عمر بالا
• تولید جریان بدون ضربان
از معایب این پمپ‌ها نیز می‌توان به نیاز به شیرهای فشار شکن جهت جلوگیری از بسته شدن ناگهانی بخش خروجی پمپ، نیاز به آب بندی برای جلوگیری از نشت و نیاز به سیستم فیلتراسیون خوب اشاره کرد.

۲-۱. پمپ‌های رفت و برگشتی (Reciprocating Pump)

پمپ‌های رفت و برگشتی که از معروف‌ترین زیر مجموعه‌های پمپ‌های با جابجایی مثبت هستند؛ دارای یک جزء متحرک می‌باشند که برای پمپاژ آب به جلو و عقب حرکت می‌کند. در این پمپ‌ها از قطعات چرخشی مختلفی مانند دیافراگم، پیستون و یا پیستون شناور برای فشرده سازی مایعات استفاده می‌شود. پمپ‌های رفت و برگشتی دارای چندین شیر مانند مکش و تخلیه می‌باشند. در طول فرایند مکش، شیر یا دریچه مکش باز می‌شود، درحالی که شیر تخلیه بسته است. در هنگام تخلیه مایع نیز برعکس می‌گردد، بدین صورت که شیر تخلیه باز و شیر مکش بسته می‌شود.

همانطور که در تصویر بالا نمایش داده شده است، هنگامی که پیستون به سمت راست حرکت می‌کند، خلا پمپ افزایش می‌یابد و سیال را به داخل خود می‌کشد. برخی پمپ‌ها دارای خلا فزاینده در قسمت مکش و خلا کاهنده در قسمت خروجی می‌باشند. این پمپ‌ها به صورت ساده تک سیلندر و یا ۴ سیلندر و بیشتر موجود هستند که مدل‌های دوتایی و یا سه تایی از معروف‌ترین این پمپ‌ها می‌باشند. پمپ‌های رفت و برگشتی که می‌توانند با هوا، بخار آب و یا دستی و به کمک تسمه موتوری کار کنند، برای جابجایی مایعات با ویسکوزیته بالا مانند بتن یا روغن مناسب می‌باشند. این پمپ‌ها را با توجه به نوع پیستون به کار رفته در آن‌ها به سه دسته زیر تقسیم بندی می‌کنند.

۱-۲-۱. پمپ‌های دیافراگمی (Diaphragm Pumps)
پمپ‌های دیافراگمی که از زیر مجموعه پمپ‌های رفت و برگشتی هستند، همانگونه که از نامشان پیدا است، از یک دیافراگم انعطاف پذیر برای پمپ کردن مایعات استفاده می‌کنند. انبساط غشا، حجم سیلندر را افزایش می‌دهد و مایع را به داخل سیلندر می‌کشد. فشردن غشا حجم سیلندر را کاهش می‌دهد و مایع را تخلیه می‌کند. پمپ‌های دیافراگمی با توجه به این که به صورت بسته هستند و نیازی به آب بندی ندارند برای جابجایی مایعات خطرناک مناسب می‌باشند. از این پمپ‌ها برای جابجایی انواع مایعات مانند فاضلاب‌ها، مواد افزودنی، مواد دارویی و شیمیایی، لجن‌ها و ... استفاده می‌شود. از مزایای پمپ‌های دیافراگمی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
• توانایی جابجایی مایعات با ویسکوزیته کم، متوسط و زیاد
• نصب و راه اندازی ساده و آسان
• قابلیت جابجایی
• طول عمر طولانی
• عدم مشکلات نشتی
از معایب این پمپ‌ها نیز می‌توان به عدم تامین فشار بالا در طول فرایند پمپاژ، هزینه اولیه بالا و هزینه بالای قطعات یدکی اشاره کرد.

۲-۲-۱. پمپ‌های پیستونی (Piston Pumps)
پمپ‌های پیستونی دستگاه‌هایی ساده و قدرتمند هستند که دارای یک پیستون، محفظه و یک سری واحدهای کنترل می‌باشند. پیستون این پمپ‌ها از طریق یک شفت از موتور الکتریکی نیرو می‌گیرد بدین صورت که پیستون به یک شفت متصل می‌شود و قسمت دوار نیز به شفت وصل می‌گردد و قسمت دوار با چرخش خود شفت و پیستون را به سمت پایین می‌چرخاند تا آن را به عقب بکشد. پمپ‌های پیستونی با حرکت پیستون به سمت بالا و پایین در داخل محفظه کار می‌کنند. هنگامی که پیستون به سمت پایین حرکت می‌کند، مایع را از طریق شیر ورودی به داخل مکش می‌کند و هنگامی که پیستون به سمت بالا می‌رود، با کاهش حجم مایع باعث افزایش فشار آن می‌شود. پمپ‌های پیستونی برای کاربردهایی مانند برداشت آب از چاه یا اعماق زمین، آبیاری زمین‎‌های کشاورزی، نفت و گاز و سیستم‌های توزیع رنگ، شکلات و .... استفاده می‌شوند.

۳-۲-۱. پمپ‌های پیستونی شناور یا پلانجر (Plunger Pumps)
پمپ‌های پلانجری که از زیر مجموعه پمپ‌های رفت و برگشتی و جابجایی مثبت می‌باشند، به دلیل فشار پمپاژ بالایی که ایجاد می‌کنند، با نام‌های دیگری مانند پمپ ویسکوزیته بالا یا پمپ فشار بالا نیز شناخته می‌شوند. پمپ‌های پیستونی شناور از قطعات مختلفی مانند پلانجر (پیستون شناور)، شیر مکش، شیر تخلیه، محفظه و آب بند تشکیل شده‌اند. محفظه موجود در این پمپ‌ها بر اثر عملکرد رفت و برگشتی پلانجر منبسط و منقبض می‌شود و در نتیجه مایع مکیده و سپس پرفشار می‌گردد. عملکرد این پمپ‌ها مشابه پمپ‌های پیستونی است با این تفاوت که در پمپ‌های پیستونی، مایع خروجی با توجه به اندازه سیلندر تغییر می‌کند، درحالی که در پمپ‌های پلانجری تغییر مایع خروجی به اندازه پیستون شناور بستگی دارد. همچنین آب بند ثابت فشار بالا و پلانجر استوانه‌ی صاف که روی آب بند می‌لغزد از دیگر تفاوت‌های این پمپ‌ها با پمپ‌های پیستونی است. این پمپ‌ها در مقایسه با پمپ‌های پیستونی فشار بالاتری را می‌توانند ایجاد کنند. از کاربردهای مهم این پمپ‌ها، پمپاژ فاضلاب‌های شهری و صنعتی است. این پمپ‌ها برای رسوب زدایی، هیدرولیک روغن، تمیز کردن، آبیاری و جابجایی رنگ و شکلات نیز کاربرد دارند.
از مزایای مهم پمپ‌های پیستونی شناور می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
• مصرف کم انرژی
• منحنی عملکرد خطی
• دارای حداکثر راندمان ممکن
• دارای طیف وسیعی از فشار
• توانایی جابجایی مایعات با ویسکوزیته بالا و مواد ساینده
از معایب این پمپ‌ها نیز می‌توان به تولید جریان به صورت ضربه‌ای، مناسب برای نرخ جریان‌های کم، ابعاد بزرگ و نیاز به فصای زیاد برای نصب و هزینه‌های نگهداری بالا اشاره کرد.

۳-۱. پمپ‌های خطی (Linear Pumps)

این پمپ‌ها که از نوع پمپ‌های با جابجایی مثبت می‌باشند، از امواج متحرک انقباضی استفاده می‌کنند تا مایع را از طریق لوله‌های قابل انعطاف جابجا کنند. در یک پمپ‌ خطی، هرکدام از عناصر رفت و برگشتی به طور جداگانه و منظم قسمت مستقیم لوله منعطف را می‌فشارند تا مایع جابجا شود. لازم به ذکر است که در این پمپ‌ها مایع در جهت مستقیم یا خطی حرکت می‌کند. پمپ‌های خطی را می‌توان در یک مکان ثابت راه اندازی کرد. مشکل اصلی این پمپ‌ها حجم آب جابجا شده است. همچنین در این پمپ‌ها با خارج شدن پیستون از خلا، صدای بلندی تولید می‌شود، درنتیجه آن‌ها را باید دور از مناطق مسکونی نصب کرد. پمپ‌های خطی در هوادهی فاضلاب، تصفیه فاضلاب و دیگر کاربردهای صنعتی به کار برده می‌شوند. این پمپ‌ها را می‌توان به سه دسته پمپ‌های زنجیری، پمپ‌های طناب و پمپ‌های پریستالتیک (کرمکی) تقسیم بندی کرد.

۱-۳-۱. پمپ‌های زنجیری (Chain Pumps)
پمپ‌های زنجیری نوعی از پمپ‌های جابجایی مثبت و خطی می‌باشند که از تعداد زیادی دیسک که در یک زنجیره پیوسته قرار گرفته‌اند، تشکیل شده‌اند. در این پمپ‌ها بخشی از زنجیر در داخل سیال غوطه‌ور می‌شود وسپس در طول لوله که کمی بزرگتر از قطر دیسک است، حرکت می‌کند. هنگامی که زنجیر به داخل لوله کشیده می‌شود، آب در دیسک فرو می‌رود و از بالا تخلیه می‌شود. این پمپ‌ها از قرن‌های گذشته در اروپا، چین و خاورمیانه به طور گسترده برای اهداف آبیاری و کشاورزی مورد استفاده قرار می‌گرفتند.

۲-۳-۱. پمپ‌های طناب (Rope Pumps)
در پمپ‌های طناب که زیر مجموعه‌ای از پمپ‌های خطی هستند، طناب آویزان شل به داخل چاه حرکت می‌کند و از طریق لوله‌ای بلند که که کف آن در آب غوطه ور می‌باشد، کشیده می‌شود. روی طناب، دیسک‌های گرد یا گره‌هایی متناسب با قطر لوله متصل شده‌اند که آب را به سطح می‌کشند. معمولا در کشورهای درحال توسعه از این پمپ‌ها برای تامین آب برای جامعه و تامین آب شخصی استفاده می‌شود. از مهم‌ترین مزیت این پمپ‌ها طراحی ساده و نگهداری نسبتا آسان آن‌ها است.

۳-۳-۱. پمپ‌های پریستالتیک (Peristaltic Pumps)
پمپ‌های پریستالتیک که به عنوان پمپ غلتکی نیز شناخته می‌شوند، نوعی از پمپ‌های جابجایی مثبت هستند که برای پمپاژ انواع سیالات مورد استفاده قرار می‌گیرند. این پمپ‌ها دارای لوله منعطف، غلتک و روتور می‌باشند و در آن‌ها، سیال در یک لوله انعطاف پذیر قرار می‌گیرد و روتور دارای تعدادی غلتک است که به محیط خارجی آن متصل می‌شود و در حین چرخش لوله انعطاف پذیر را می‌فشارد. در نتیجه قسمتی از لوله که تحت فشار بسته است، سیال را مجبور به حرکت داخل لوله می‌کند. سپس، هنگامی که لوله پس از عبور از غلتک‌ها به حالت طبیعی خود بر می‌گردد، سیال بیشتری به داخل لوله کشیده می‌شود. به چنین فرایندی پریستالسیس (Peristalsis) می‌گویند که مشابه دستگاه گوارش در تعداد زیادی از سیستم‌های بیولوژیکی است. به عبارت دیگر در پمپ‌های پریستالتیک، سیال با به دام افتادن در بین غلتک‌ها، مجبور به حرکت به سمت جلو می‌شود.

۲. پمپ‌های دینامیکی (Dynamic Pumps)

این پمپ‌ها که به پمپ‌های سینتیکی (Kinetic Pumps) معروف هستند، سرعت و فشار را به آب در حال عبور از پروانه یا پیش برنده (Impeller) وارد می‌کنند و متعاقبا بخشی از این سرعت به فشار اضافی تبدیل می‌گردد. به عبارت دیگر این پمپ‌ها با ایجاد سرعت بالا در مایع و سپس تبدیل این سرعت به فشار فعالیت می‌کنند. از مهم‌ترین و معروف‌ترین نوع پمپ‌های دینامیکی می‌توان به پمپ‌های سانتریفیوژی اشاره کرد. پمپ‌های دینامیکی در صنعت بسیار مهم هستند و انواع مختلفی از آن‌ها برای کاربردهای مختلف استفاده می‌شوند. این پمپ‌ها به دلیل هزینه کم و ابعاد کوچک نسبت به پمپ‌های با جابجایی مثبت برتری دارند. از مزایای پمپ‌های دینامیکی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
• ابعاد کوچک و نیاز به فضای کم جهت نصب
• هزینه نسبتا کم
• نگهداری ساده در مقایسه با پمپ‌های با جابجایی مثبت
• مناسب برای مایعات با ویسکوزیته کم و متوسط
• توانایی کار در هدهای کم و متوسط

۱-۲. پمپ‌های سانتریفیوژی

پمپ سانتریفیوژی که نوعی از پمپ‌های دینامیکی است، در واقع یک ماشین مکانیکی می‌باشد که با تبدیل انرژی مکانیکی (انرژی چرخشی) به فشار، سیال را پمپاژ می‌کند. انرژی مکانیکی این دستگاه عمدتا توسط یک موتور الکتریکی تامین می‌شود. پمپ سانتریفیوژی که از نیروی گریز از مرکز برای پمپاژ مایعات استفاده می‌کند، یکی از ساده‌ترین تجهیزات هیدرولیکی است که در صنایع مختلف و برای انتقال سیالات از مناطق کم فشار به مناطق پر فشار به کار برده می‌شود. این پمپ‌ها به دلیل محاسنی نظیر کارآمد بودن، استحکام بالا و قسمت نسبتا کم جزو پر مصرف‌ترین و پرکاربردترین پمپ‌ها در دنیا هستند.

در پمپ‌های سانتریفیوژی، پروانه (impeller) از طریق شفت به یک موتور الکتریکی متصل می‌شود و با شروع چرخش شفت، پروانه نیز می‌چرخد؛ در نتیجه سیال به صورت محوری و شعاعی و به کمک نیروی گریز از مرکز حرکت داده می‌شود. این پمپ‌ها به طور کلی برای جابجایی مایعات با ویسکوزیته نسبتا کم مانند آب و روغن‌های سبک طراحی شده‌اند. برای مایعات با ویسکوزیته بالا پمپ‌های با جابجایی مثبت مناسب‌تر می‌باشند. از پمپ‌های سانتریفیوژی به طور گسترده در صنایع مختلف مانند داروسازی، شیمیایی، معدنی، نفتی، کشاورزی، نیروگاه‌ها و تصفیه‌ خانه‌های آب و فاضلاب استفاده می‌شود.
پمپ‌های سانتریفیوژی را با توجه به جهت جریان سیال از پروانه می‌توان به سه نوع پمپ با جریان شعاعی، پمپ محوری و پمپ با جریان مختلط تقسیم بندی کرد که در ادامه توضیحاتی در رابطه با هر کدام ارائه شده است.

۱-۱-۲. پمپ با جریان شعاعی (Radial Flow Pump)
پمپ‌های با جریان شعاعی معروف‌ترین پمپ‌های سانتریفیوژی هستند که در آن‌ها آب به صورت محوری واردو به صورت شعاعی خارج می‌شود.در این پمپ‌ها که کل فشار توسط نیروی گریز از مرکز ایجاد می‌شود، پروانه موجود، مایع را در زاویه قائمه نسبت به شفت آزاد می‌کند. پمپ‌های با جریان شعاعی برای کاربردهایی که نیاز به دبی جریان کم و فشار بالا است، مناسب می‌باشند. از مزایای این پمپ‌ها نیز می توان به عمر مفید بالا، موجود در طراحی‌های مختلف و تولید جریان بدون ضربه اشاره کرد. از معایب آن‌ها نیز عدم توانایی جابجایی مایعات با ویسکوزیته بالا و عدم قدرت مکش است.

۲-۱-۲. پمپ محوری (Axial Pumps)
در این پمپ‌ها جریان به صورت شعاعی وارد پمپ و به صورت محوری تخلیه می‌شود، از این رو به آن‌ها پمپ محوری می‌گویند. این پمپ‌ها که برای جریان‌های زیاد و فشار کم مناسب می‌باشند، سیال را در جهت موازی با شفت پروانه حرکت می‌دهند. پمپ‌های محوری در مقایسه با پمپ‌های شعاعی دبی جریان بیشتری دارند. همچنین این پمپ‌ها را می‌توان برای بهترین راندمان در شرایط مختلف تنظیم کرد. از معایب پمپ‌های محوری می‌توان به عدم سرویس دهی خوب برای هدهای بالا و سیالات با ویسکوزیته بالا اشاره کرد.

۳-۱-۲. پمپ با جریان مختلط (Mixed Flow Pumps)
در پمپ‌های با جریان مختلط بخشی از جهت جریان، شعاعی (عمودی به محوری) و بخشی از آن به صورت محوری (در امتداد محور) است. این پمپ‌ها برای جریان‌هایی با دبی بالا و هد متوسط مناسب می‌باشند و در آن‌ها بخشی از فشار از طریق نیروی گریز از مرکز و بخش دیگر آن از طریق بالا بردن تیغه‌های پروانه روی سیال ایجاد می‌شود. همچنین در این پمپ‌ها سیال در نهایت با زاویه‌ای بیش از ۹۰ درجه نسبت به شفت پمپ خارج می‌گردد. لازم به ذکر است که پمپ‌های با جریان مختلط یا درهم عملکرد ساده‌ای دارند اما برای نصبشان به فضای بزرگی نیاز می‌باشد. از این پمپ‌ها بیشتر برای زهکشی زمین‌های کشاورزی و آبیاری بالابر، جابجایی آب دریا و آب برج‎‌های خنک کننده نیروگاه‌های هسته‌ای و حرارتی، تامین آب، کاربردهای صنعتی و پساب‌ها استفاده می‌شود.
          

۲-۲. پمپ‌های خاص

علاوه بر پمپ‌های سانتریفیوژی ذکر شده، تعدادی پمپ دینامیکی نیز موجود هستند که اثرات خاصی دارند و برای کاربردهای خاص و محدودی استفاده می‌شوند. این پمپ‌ها شامل پمپ‌های کانتیلور، جت پمپ‌ها و پمپ های توربینی هستند که جت پمپ‌ها پرکاربردترین این دسته محسوب می‌شوند.

۱-۲-۲. پمپ‌های کانتیلور (Cantilever Pumps)
پمپ‌های کانتیلور که در واقع پمپ‌های سانتریفیوژی عمودی (Vertical Centrifugal Pumps) می‌باشند، از طراحی کانتیلور استفاده می‌کنند که در آن فقط پروانه و محفظه در مخزن غوطه ور می‌شوند. تمامی اتصالات اعم از آب‌بندها، یاتاقان‌ها، بوشینگ و شیر مکش خارج سیال قرار دارند. این پمپ‌ها برای جابجایی دوغاب و محلول‌های ساینده که می‌توانند باعث تخریب یا تداخل اتصالات زیر آب شوند، بسیار مناسب می‌باشند. پمپ‌های کانتیلور نام خود را از ساختار کانتیلور خود گرفته اند و کانتیلور به معنای تیری است که تنها از یک انتها حمایت می‌شود (مانند تخته شیرجه). به عبارت دیگر در این پمپ‌ها، تمامی اتصالات، تکیه‌گاه‌ها و یاتاقان‌ها در یک انتها هستند و این امر اجازه می‌دهد تا سمت دیگر بدون تداخل با اتصالات وارد محیط ساینده شود. بنابراین پروانه، به جای این که توسط یاتاقان‌های پایینی پشتیبانی شود، از موتور جدا می‌گردد. لازم به ذکر است که این پمپ‌ها از طریق یک موتور محرک مستقیم کار می‌کنند و دبی آن‌‌ها بالا است. این پمپ‌ها برای کاربردهایی که مایعات یا دوغاب عبور داده و پردازش می‌شوند مانند کارخانه‌های فراوری مواد معدنی، کارخانه‌های فولاد، کارخانه‌های مواد شیمیایی و تاسیسات تصفیه فاضلاب مناسب می‌باشند. همچنین این پمپ‌ها برای جابجایی مایعات با دمای بالا نیز ایده‌آل هستند.

۲-۲-۲. جت پمپ‌ها (Jet Pumps)
پمپ جت در واقع یک پمپ غیر شناور است که از دو اصل پمپاژ-تخلیه و عملکرد گریز از مرکز (سانتریفیوژی) استفاده می‌کند. در واقع پمپ جت یک ماشین مکانیکی است که در آن فشار سیالات با کمک یک نازل محرک به جت پر سرعت تبدیل می‌شود. پمپ جت در کار خود از فشار هوای نامتعادل استفاده می‌کند و عملکردش بسیار شبیه به مکیدن مایع توسط نی است، به طوری که ابتدا پمپ با آب پر می‌شود، پس از اتصال، پروانه پمپ می‌چرخد و اجازه می‌دهد که آب و هوا از حباب عبور کنند. در طی این فرایند، هوا از شیر قطع اضطراری خارج می‌شود و یک ناحیه پیوسته با فشار کم ایجاد می‌کند که به طور طبیعی آب زیر زمینی را به سمت بالا می‌برد. هنگامی که مایع به جت پمپ می‌رسد، مساحت مسیر جریان توسط یک نازل با اندازه مناسب کاهش می‌یابد، درنتیجه سرعت مایع افزایش می‌یابد و یک اثر ونتوری ایجاد می‌شود. اختلاف فشاری که در اثر ونتوری ایجاد می‌گردد، باعث می‌شود که مایع از مخزن به سمت پمپ جت کشیده شود. ونتوری را می‌توان با فاصله مشخصی از یکدیگر جدا کرد. در نهایت نیز سیال محرک و سیال ذخیره شده مخلوط می‌شوند و فشار با کاهش سرعت در مسیر جریان ناحیه افزایشی، افزایش می‌یابد. افزایش فشار برای بالا بردن مایع مخلوط به سطح، کافی می‌باشد.

۳-۲-۲. پمپ های توربینی (Turbine Pumps)
پمپ‌های توربینی در واقع نوعی از پمپ‌های دینامیکی و سانتریفیوژی هستند که با استفاده از نیروی گریز از مرکز باعث ایجاد سرعت در سیال می‌شوند و از این سرعت نیز برای افزایش فشار استفاده می‌کنند. تفاوت اصلی پمپ‌های توربینی با پمپ‌های سانتریفیوژی مرسوم در طراحی پروانه آن‌ها است. به طوری که پمپ‌های توربینی دارای پروانه‌هایی با قطر کمتر و با ردیف‌هایی از پره‌های کوچک هستند. این پره‌ها باعث گردش سیال از سمت مکش به سمت تخلیه می‌شوند. به طور خاص، سیال در لبه تیغه پروانه وارد می‌شود و نه تنها به صورت مماس در جهت چرخش، بلکه به صورت شعاعی به سمت خارج بدنه و با کمک نیروی گریز از مرکز شتاب می‌گیرد. هنگامی که سیال به بدنه محفظه برخورد می‌کند، به سمت پره کناری هدایت می‌شود و انرژی بیشتری می‌گیرد. از این رو همانگونه که در عکس زیر نمایش داده شده است، فشار سیال هرچه از سمت مکش به سمت تخلیه می‌رود، افزایش می‌یابد.

کاربرد پمپ‌ها

پمپ‌ها به طور کلی برای انتقال سیالات از نقطه‌ای به نقطه‌ای دیگر به کار برده می‌شوند. پمپ‌ها در صنایع بسیار مختلفی کاربرد دارند، برای مثال از آن‌ها برای پمپاژ آب، دوغاب، مواد غذایی، فاضلاب، نفت و گاز استفاده می‌شود. همچنین پمپ‌ها در سیستم‌های آبیاری، نیروگاه‌ها، سیستم‌های تصفیه فاضلاب، صنایع شیمیایی، صنایع غذایی، صنایع کود و ... کاربرد دارند.

نشانه‌های خرابی پمپ

شناسایی زود هنگام مشکلات یکی از بهترین راه‌ها برای عیب یابی و جلوگیری از خرابی پمپ است. علائم زیر نشان دهنده خرابی پمپ می باشد:
نشتی: پمپ و لوله را بررسی کنید تا محل‌های نشتی که نیاز به تعمیر دارند را شناسایی کنید. از آن جایی که نشتی می‌تواند باعث عملکرد ضعیف و از دست دادن راندمان پمپ شود، نشتی‌های مکرر را حتما باید شناسایی و برطرف کنید. آب بند مکانیکی از قطعاتی است که تحت سایش است و باید به طور منظم و دوره‌ای تعویض گردد.
صدای غیر طبیعی: یکی از اولین علامت‌های خرابی پمپ تولید صدای غیر طبیعی است. شنیده شدن صداهای غیر معمولی بلند و یا صداهای خراشیدگی می‌تواند بیانگر مشکلاتی مانند سایش بلبرینگ‌ها باشد.
لرزش بیش از حد: پمپی که به درستی نصب شده و به خوبی کار می‌کند، لرزش بیش از حد ندارد. بنابراین، در صورتی که پمپ بیش از حد معمول می‌لرزد، باید بلافاصله علت لرزش را شناسایی کنید. در اکثر موارد، پمپ در اثر ناهماهنگی، خرابی، عدم تعادل پروانه و یا ناهماهنگی موتور الکتریکی لرزش بیش از حد دارد.
خوردگی: تغییر رنگ، ترک و یا زنگ زدگی محفظه یا لوله کشی از نشانه‌های خوردگی هستند و باید به سرعت برطرف شوند. خوردگی فرایندی است که با آسیب رساندن به محفظه و سایر قطعات منجر به خرابی پمپ و همچنین آلوده شدن سیالات مورد پمپاژ می‌شود.
گرمای بیش از حد: دمای بسیار بالای بلبرینگ‌ها، موتور و یا پمپ همواره بیانگر یک مشکل است و نباید نادیده گرفته شود. وقتی گرمای بیش از اندازه را تشخیص دادید، بلافاصله مشکل را بررسی و آن را حل کنید.
گرفتگی: درصورتی که پمپ نتواند ذرات جامد را تحمل کند، مشکل گرفتگی ایجاد می‌شود. مواد جامد می‌توانند پروانه یا شیر را مسدود کنند.

نگهداری پمپ‌ها

برای جلوگیری از خرابی پمپ نیاز است که از پمپ‌ها نگهداری شود. سه نوع نگهداری زیر وحود دارد:
• نگهداری روتین
• نگهداری سالانه
• نگهداری روزانه

نگهداری روتین پمپ‌

نگهداری روتین و دوره‌ای پمپ شامل بررسی بخش‌های زیر است:
وضعیت بلبرینگ و روان کننده: مانیتور روزانه و ثبت دمای یاتاقان، سطح روان کننده و ارتعاشات. روان کننده باید شفاف و بدون کف باشد. وجود حباب‌های ریز بدین معنا است که روان کننده بلبرینگ شما دمای بالایی دارد و برای کاهش دمای یاتاقان باید روان کننده بیشتری اضافه کنید. در صورتی که لرزش بلبرینگ افزایش یابد، ممکن است در اثر خرابی بلبرینگ‌ها باشد و باید فورا آن را تعویض نمایید.
وضعیت آب بندی شفت‌ها: توصیه می‌شود که به طور منظم آب بند مکانیکی پمپ خود را بررسی کنید و در صورتی که نشانه‌ای از نشتی وجود دارد، آن را برطرف کنید.
ارتعاش کلی پمپ: خرابی قریب الوقوع می‌تواند از طریق نظارت بر کل ارتعاش پمپ تشخیص داده شود. تغییر در تراز پمپ، خرابی یاتاقان، کاویتاسیون و گرفتگی در خطوط مکش و تخلیه می‌تواند باعث لرزش بیش از حد شود.
فشار تخلیه پمپ: فشار کل پمپ را می‌توان از اختلاف فشار روی گیج ورودی و خروجی تعیین کرد. حتما توجه کنید که فشار قرائت شده در محدوده عملکرد طراحی پمپ قرار داشته باشد.

نگهداری سالانه پمپ

حداقل یکبار در سال، عملکرد پمپ را ثبت کنید. داده‌های معیار حداقل باید شامل آمپراژ موتور، دبی جریان، فشار هد و ارتعاش یاتاقان‌ها باشد. در ادامه به بخش‌های اصلی موتور که باید در طول تعمیر و نگهداری سالانه به آن‌ها توجه کنید، اشاره شده است:
قاب یاتاقان: قاب بلبرینگ را از نظر رسوب، زنگ زدگی، زبری و یا ترک بررسی کنید.
قاب بلبرینگ: تمامی اتصالات ضربه خورده را از نظر آلودگی بررسی کنید. در صورت لزوم، تمامی شیارها را تمیز کنید و تمامی مواد خارجی یا شل را از بین ببرید. گذرگاه‌های روغن کاری را بررسی کنید تا از عاری بودن از هر نوع گرفتگی مطمئن شوید.
شفت‎ ها: حفره‌ها و شیارها را بررسی کنید. همچنین خروجی شفت را چک کنید و در صورت ساییدگی آن را تعویض نمایید.
محفظه: نشانه‌های سوراخ شدگی، خوردگی و یا ساییدگی محفظه را بررسی کنید. سطح واشرها نیز چک شود.
پروانه: پروانه را از نظر آسیب، خوردگی، فرسایش یا سایش بررسی کنید. اگر تیغه‌های پروانه خمیده یا ساییده شده اند، آن را فورا تعویض نمایید.
آداپتور قاب: آداپتور قاب را برای علائم خرابی، خوردگی، ترک یا تاب برداشتن چک کنید و در صورت بودن موارد قبل، فورا آن را تعویض نمایید.
محفظه یاتاقان: ترک خوردگی، خوردگی و علایم ساییدگی را روی بدنه یاتاقان بررسی کنید و در صورت وجود، آن را تعویض نمایید.

نگهداری روزانه پمپ

برای نگهداری روزانه به موارد زیر توجه کنید:
بررسی روزانه پمپ از نظر کاویتاسیون و مشکلات سر و صدای بلبرینگ
بازرسی واشرها و محفظه از نظر نشتی فشار
چک کردن دستگاه از نظر نشتی بخار
بررسی عملکرد ردیابی گرما
بازرسی روغن بلبرینگ‌ها از نظر تغییر رنگ
چک کردن دمای تمام بلبرینگ‌ها
بررسی سیستم خنک کننده آب برای عملکرد موثر و همچنین بازرسی دمای مبدل حرارتی از طریق لمس کردن آن
چک کردن حلقه و یاتاقان روغن و شستشوی تمیز پوشش بلبرینگ‌ها
بررسی شرایط آب بندی مکانیکی و نشتی روغن در واشر