برای آشنایی بهتر با پمپ های پلیمری ابتدا بهتر است با ساز و کار پمپ های ساتریفیوژی آشنا بشویم. پمپ های سانتریفیوژی از جمله پمپ هایی هستند که با نیروی گریز از مرکز باعث جابه جایی و به حرکت درآمدن سیال می شوند. این دستگاه مکانیکی از یک یا چند روتور تشکیل شده است. می دانیم که موتور از دو بخش متحرک و ثابت تشکیل شده است. روتور و استراتور دوبخش محرک و ثابت موتور الکتریکی می باشند. به بیانی ساده در بخش استراتور با عبور جریان الکتریکی، میدان مغناطیسی ایجاد می شود. و در واقع بخش محرک( روتور) تحت تاثیر این میدان قرار می گیرد و چرخش در شفت ایجاد می شود. علت چرخش در روتور تعامل بین سیم پیچ و میدان مغاطیسی ایجاد شده توسط بخش ثابت می باشد.
پروانه در این پمپ ها نقش انتقال سیال را دارد بدین گونه که انرژی را از الکتروموتور دریافت می کند و این انرژی دریافتی را به سیال منتقل می کند. در واقع با ورود سیال به پروانه و چرخشی که در پی آن ایجاد می شود شاهد افزایش فشار و سرعت خواهیم بود و همین امر سبب حرکت سیال به سمت بیرون می شود. از طرفی در محفظه پمپ سانتریفیوژ با انقباض سیال در قست ورودی و حرکت سیال به سوی پروانه، سرعت آن قبل تخلیه پایین می آید.
این پمپ ها براساس تعداد مراحل ، نوع جریان، تعداد مکش دسته بندی می شوند.
نحوه کار کرد پمپ پلیمری
سیال از قسمت مکش پمپ وارد چشمی پروانه می شود و گردش شفت به خاطر حمایت یاتاقان اتفاق می افتد. پس از آن باعث چرخش پروانه می شود و علاوه برآن باعث اعمال نیروی گریز از مرکز به سیال شده و سیال راه به بیرون می آید. حرکت سیالی به سمت بیرون سبب افت فشار در قسمت چشمی می شود و این امر سبب مکش پمپ خواهد شد.
در واقع پمپ پلیمری یا ضد اسید از دسته پمپ های سانتریفیوژی گریز از مرکز هستند که سیالات با ترکیبات آروماتیک و اسیدی و خورنده را با ایمنی بسیار بالا منتقل می کنند. همان طور که بالاتر توضیح داده شد این انتقال در اثر انرژی چرخشی که از پروانه ایجاد شده اتفاق می افتد. این نوع از پمپ ها بسیار در صنایع پتروشیمی و باتری سازی و.... کاربرد فراوانی دارند و در گستره وسیعی از فرآیند ها کارآمد هستند.
در بخش های ورودی سیالات و خروجی پمپ های پلیمری اتصالات به صورت فلنجی و سر شیلنگی و در سایز در مختلف قابل طراحی می باشد این پمپ ها بر اساس مدل به سه گروه دیافراگمی، صنعتی و مگنتی تقسیم بندی می شوند.
پمپ های دیافراگمی پلیمری
پمپ های دیافراگمی پلیمری در دو مدل پنوماتیک و برقی قابل اجرا می باشد. این پمپ ها قابلیت جابه جایی و انتقال سیالات رقیق تا غلظت 50000 سانتی پویز را دارد. و در متریال طراحی این گونه پمپ ها از ترکیبات PP، PVDF و دیگر پلیمر ها استفاده می شود. ساز و کار این پمپ ها با حرکت رفت و برگشت دیافراگم صورت درمی گیرد. دیافراگم ها در جهت مختلف بر روی یک شفت قرار می گیرند. در واقع نیرو محرکه در پمپ، هوا فشرده است و جابه جایی مایع بر این اساس صورت می گیرد. از دیگر ویژگی این پمپ پلیمری جابه جایی سیالات ساینده و حاوی ذرات جامد می باشد این پمپ حتی قابلیت انتقال سیالات با قابلیت اشتعال را نیز دارد. در این پمپ ها فشار مایع خروجی با فشار هوای ورودی همواره برابر است. در پمپ های نوع پنوماتیک، جریان سیال خروجی به صورت نوسانی است و از این رو با دمپر عمل یکنواخت سازی برای خروجی سیال انجام می شود.
پمپ مگنتی
در پمپ های پلیمری مگنتی
در این پمپ ها از دو مگنت برای تامین نیرو لازم پمپ استفاده می شود. این گونه از پمپ ها جایگزین اصلی پمپ های پلیمری معمولی هستند زیرا که جنس قطعاتی که در این پمپ ها با سیال در تماس است مقاومت شیمیایی بسیار خوبی دارند تا از ایجاد نشتی در خطوط کامل جلوگیری شود. و معمولا از پلی پروپیلن یا پلی اتیلن در ساخت قطعات پمپ های پلیمری مگنتی استفاده می شود. بخش های اصلی این گونه پمپ ها شامل: استاتور، روتور، و مگنت می باشد. نکته بسیار مهمی که در این پمپ ها حتما باید مد نظر گرفته شود گستره دمایی و فشار و توان و از همه مهم تر ویسکوزیته سیال می باشد. بنا به تست های انجام شده این پمپ ها قابلیت جابه جایی سیالات تا 200 سانتی پویز را دارند و از طرفی در دمای عملیاتی کمتر از 450 درجه سانتی گراد کارایی بهتری دارد و برای دما های بالاتر و فشار های بیش از 200 بار توصیه نمی گردند. توان این پمپ ها چیزی در حدود 400 کیلو وات می باشد و برای توان های بالاتر توصیه نمی گردد.
کاربرد های پمپ های پلیمری
انتقال آب های شور، رسوب زدایی و شست وشو، انتقال شوینده ها و سیال های داغ و اسیدی و همچنین قابلیت انتقال مواد خوراکی و نوشیدنی ها را دارند از این رو برای صنایع دارویی، بهداشتی و غذایی نیز مناسب هستند
جنس پمپ ضد اسید
معمولا جنس پمپ های پلیمری اغلب از PTFE، PE و PP استفاده می شود زیرا همان طور که بالاتر گفته شد مهم ترین ویژگی یک پمپ پلیمری مقاومت شیمیایی آن می باشد.به همین سبب برای بالاتر بردن استحکام در برابر حرارت در این پمپ ها از سرامیک و شیشه استفاده می گرد این پمپ ها قابلیت جابه جایی سیالات با ویسکوزیته بسیار بالا، همانند نفت خام را دارند از این رو بسیار پر کاربرد در صنایع نفت و گاز و پتروشیمی می باشند. از دیگر سیالاتی که این پمپ های پلیمری قابلیت جابه جایی آن را دارند اسید نیتریک، اسید سولفوریک، اسید کلریک، اسید سیتریک ودیگر اسید های مشابه می باشد. پمپ های پلیمری باتوجه به دبی، فشار، و سایز های خروجی متفاوت با توجه به میزان خوردگی سیالات و ویژگی هایی دیگر از قبیل دمای عملیاتی و حجم محلول و ظرفیت، طراحی و ساخته می شوند.
معرفی اجزا
این پمپ ها از دوبخش نگهدارنده و بخش خارجی تشکیل می شدند که بخش نگهدارنده شامل: محفظه، یاتاقان، سیل و بخش داخلی شامل پروانه، شافت تقسیم بندی شده اند.
مکانیکال سیل
نکته بسیار مهم در پمپ های پلیمری مکانیکال سیل است. زیرا با ایجاد نشت در خطوط مکش و انتقال خسارت بسیاری برای صاحبان صنایع به همراه خواهد آورد. سیل های مکانیکی عمدتا مقاومت و عمر بالایی دارند اما نکته حائز اهمیت انتخاب نوع آب بند مناسب است. در واقع سیل ها شامل: فنر و قسمت ثابت و متحرک می باشند. قسمت متحرک روی محور و یا شافت متصل می شود و آبندی در واقع در اثر تبخیر فیلمی که در بین قسمت متحرک و ثابت محصور شده اتفاق می افتد. شایان ذکر است در زمان هایی که پمپ خاموش است چون فشاری بر پمپ اعمال نمی شود به همین سبب نشتی ایجاد نخواهد شد.
مزایا پمپ های پلیمری
از مزیت های پمپ های پلیمری می توان به حفاظت از محیط زیست به سبب اینکه از ایجاد نشتی جلو گیری می شود ذکر شود، عمر بالا و تعمیرات آسان و راندمان بالا، ایمنی بسیار زیاد در هنگام انتقال سیال نام برد. این پمپ با کارایی بسیار بالا در گستره زیادی در صنایع مورد استفاده می گردد. همچنین بسیار کم صدا و با صرفه اقتصادی هستند زیرا که هزینه نگهداری آن ها کم و تعمیراتشان بسیار آسان است. از این رو می توان انواع سیالات شیمیایی ساینده و خورنده و یا حتی با قابلیت مشتعل شدن را با ایمنی بالا منتقل کرد. علاوه بر تمامی این نکات در پمپ های پلیمری ضد اسید امکان ایجاد جریان یکنواخت وجود دارد به این منظور که سیال در طی فرآیند دچار کاهش و یا افزایش فشار به صورت نگهانی نمی شود.
سخن اخر
برای استفاده درست از کارآیی مناسب این پمپ ها انتخاب درست پمپ از جمله نکات مهم می باشد بدین صورت که با توجه به فرآیند و دبی ، هد و توان های الکترکی موتور هریک از این پمپ ها برای هدف صنعتی مناسب هستند و دیگر نکته دمای عملیاتی و سیال به کار رفته است. که باتوجه به آن باید پمپ مناسب انتخاب شود تا از بروز هزینه های تعمیری و زیان در خطوط تولیدی جلوگیری بشود.