پمپ خود پرایمینگ چگونه کار می کند و کدام نوع را باید انتخاب کنید؟

یک پمپ خود پرایمینگ در واقع چگونه کار می کند؟

A پمپ خود پرایمینگ طراحی شده است تا هوا را از خط مکش و محفظه خود قبل از برقراری جریان طبیعی مایع - بدون نیاز به پر کردن دستی یا کمک خلاء خارجی - تخلیه کند. در پمپ‌های گریز از مرکز معمولی، هوا در خط مکش باعث می‌شود پروانه بدون حرکت مایع بچرخد، وضعیتی به نام اتصال هوا که فشار مفیدی ایجاد نمی‌کند و می‌تواند از طریق گرمای بیش از حد به پمپ آسیب برساند. یک پمپ خود پرایمینگ این مشکل را با نگه داشتن یک مخزن مایع در بدنه خود بین چرخه های عملیاتی حل می کند، که از آن برای مخلوط کردن و خروج هوای ورودی در طول توالی پرایمینگ استفاده می کند تا زمانی که یک ستون مایع کامل خط مکش را پر کند و پمپاژ معمولی شروع شود.

چرخه پرایمینگ از طریق یک توالی فیزیکی خاص کار می کند. هنگامی که پمپ شروع به کار می کند، مایع باقی مانده در محفظه توسط پروانه چرخان به بیرون پرتاب می شود و یک ناحیه کم فشار در چشم پروانه ایجاد می کند. این کار هوا را از خط مکش وارد می کند. هوا با مایع در حال چرخش مخلوط می شود، مخلوط هوا-مایع را تشکیل می دهد و از طریق تخلیه خارج می شود. همانطور که هوا به تدریج از خط مکش تخلیه می شود، فشار اتمسفر مایع را از منبع به سمت بالا می راند تا خلاء جزئی را پر کند. هنگامی که مایع به پروانه می رسد و هوای باقی مانده را جابجا می کند، پمپ به عملکرد هیدرولیکی عادی تبدیل می شود. کل چرخه پرایمینگ بسته به ارتفاع بالابر مکش، قطر لوله و طراحی پمپ معمولا بین 30 ثانیه تا چند دقیقه طول می کشد.

اجزای کلیدی که خود پرایمینگ را فعال می کنند

قابلیت خود پرایمینگ این پمپ ها به ویژگی های طراحی خاصی بستگی دارد که آنها را از پمپ های گریز از مرکز استاندارد متمایز می کند. مهم‌ترین محفظه محفظه نگهدارنده مایع است - یک حجم حلقوی یا محفظه به اندازه‌ای بزرگ که بتواند مایع کافی را پس از خاموش شدن برای شروع چرخه پرایمینگ بعدی در خود نگه دارد. اگر محفظه بین چرخه ها تخلیه شود، پمپ توانایی خود پرایمینگ خود را از دست می دهد و باید قبل از شروع بعدی به صورت دستی پر شود.

یک شیر چک در ورودی مکش مانع از تخلیه مایع به منبع در هنگام خاموش شدن می شود و ذخیره مایع محفظه را حفظ می کند. برخی از طرح‌ها از یک پورت چرخش داخلی استفاده می‌کنند که تخلیه مایع را به ورودی پروانه در طول پرایمینگ هدایت می‌کند و راندمان اختلاط هوا و مایع را بهبود می‌بخشد و زمان پرایمینگ را کاهش می‌دهد. خود پروانه معمولاً یک طرح باز یا نیمه باز با گذرگاه های عریض تر از پروانه های بسته استاندارد است که مخلوط هوا و مایع را بدون از دست دادن کارایی هیدرولیکی در خود جای می دهد. شیر چک تخلیه از جریان معکوس در هنگام خاموش شدن جلوگیری می کند و از پمپ در برابر افزایش فشار پس از راه اندازی مجدد سیستم محافظت می کند.

انواع پمپ های خود پرایمینگ و اصول عملکرد آنها

پمپ‌های خود پرایمینگ یک فناوری واحد نیستند، بلکه دسته‌ای هستند که شامل چندین اصل عملیاتی متمایز است که هر کدام برای کاربردها، انواع سیالات و الزامات عملکردی متفاوت هستند. درک تفاوت بین انواع برای انتخاب پمپ مناسب برای یک نصب خاص ضروری است.

پمپ های گریز از مرکز خود پراینگ

پرکاربردترین نوع پمپ های سانتریفیوژ خود پرایم شونده بر اساس اصل احتباس مایع و اختلاط هوا-مایع که در بالا توضیح داده شد کار می کنند. آنها در طیف وسیعی از اندازه‌ها از واحدهای خانگی با قدرت کسری تا مدل‌های صنعتی بزرگ که جریان‌های بالای 1000 متر مکعب بر ساعت را مدیریت می‌کنند، تولید می‌شوند. مصالح ساختمانی از چدن و ​​فولاد ضد زنگ گرفته تا پلی پروپیلن و PVDF برای خدمات شیمیایی می باشد. این پمپ ها برای مایعات تمیز، آب با آلودگی خفیف، دوغاب سبک و بسیاری از محلول های شیمیایی مناسب هستند. محدودیت آن‌ها این است که طرح‌های پروانه استاندارد با سیالات بسیار چسبناک و دوغاب‌های بسیار جامد مملو از مواد جامد که به هندسه پروانه‌های تخصصی نیاز دارند، دست و پنجه نرم می‌کنند.

پمپ های زباله خود پراینگ

پمپ‌های زباله زیرگروهی از پمپ‌های گریز از مرکز خود پرکننده هستند که به طور خاص برای کنترل مایعات حاوی زباله‌های جامد (پاره‌ها، سنگ‌ها، چوب‌ها و زباله‌های ساختمانی) بدون گرفتگی طراحی شده‌اند. آنها از پروانه های نیمه باز با گذرهای بزرگ با فاصله زیاد بین پره های پروانه و پوشش پیچشی استفاده می کنند. پمپ های زباله در آبگیری محل ساخت و ساز، پاسخ به سیل شهری و زهکشی کشاورزی که در آن مایع پمپ شده حاوی مواد جامد معلق قابل توجهی است، ضروری است. نرخ جریان معمولا بالا است، اما راندمان کمتر از پمپ های گریز از مرکز آب تمیز به دلیل طراحی پروانه باز و فاصله های داخلی بزرگتر است.

پمپ های چرخشی خود پراینگ

پمپ‌های جابجایی مثبت دورانی - از جمله پمپ‌های دنده‌ای، پمپ‌های لوبی و پمپ‌های پره‌ای - ذاتاً خود پره‌شونده هستند زیرا اصل عملکرد آنها برای تولید مکش به سرعت مایع بستگی ندارد. عناصر دوار حفره های منبسط و انقباض ایجاد می کنند که به طور مکانیکی سیال را بدون توجه به مایع یا گاز بودن آن جابجا می کند. این امر باعث می‌شود که پمپ‌های خود پراینگ دوار برای سیالات چسبناک مانند روغن‌ها، چسب‌ها، پلیمرها و محصولات غذایی که پمپ‌های گریز از مرکز نمی‌توانند مکش کافی ایجاد کنند، انتخاب صحیحی باشند. آنها همچنین گاز حباب شده را با تحمل بیشتری نسبت به طرح های گریز از مرکز کنترل می کنند.

پمپ های پریستالتیک خود پراینگ

پمپ های پریستالتیک سیال را با فشردن تدریجی یک شیلنگ یا لوله انعطاف پذیر بین غلتک ها و یک محفظه دایره ای حرکت می دهند. از آنجایی که سیال کاملاً در داخل شیلنگ قرار دارد و هرگز با مکانیزم پمپ تماس نمی‌گیرد، پمپ‌های پریستالتیک ذاتاً خود پره‌شونده هستند و برای دوغاب‌های ساینده، سیالات بیولوژیکی حساس به برش و مواد شیمیایی بسیار خورنده که در آن انواع پمپ‌های دیگر با سایش سریع یا مشکلات سازگاری مواد مواجه می‌شوند، مناسب هستند. آنها به طور گسترده در دوز شیمیایی، معدن، و کاربردهای دارویی استفاده می شوند. نرخ جریان کمتر از انواع گریز از مرکز است و تعویض شلنگ یک نیاز تعمیر و نگهداری منظم است.

خود پرایمینگ در مقابل پمپ گریز از مرکز استاندارد: چه زمانی باید هر کدام را انتخاب کرد

تصمیم بین یک پمپ خودکار و یک پمپ گریز از مرکز استاندارد به هندسه نصب و الزامات عملیاتی بستگی دارد. پمپ های گریز از مرکز استاندارد باید در زیر منبع مایع - مکش غرقابی - نصب شوند یا باید قبل از هر بار شروع به کار به صورت دستی یا توسط یک سیستم خلاء جداگانه پر شوند. این محدودیت در تاسیسات ثابت با مکش غرقاب قابل اعتماد، مانند ایستگاه های پمپاژ که از چاه مرطوب خارج می شوند، قابل قبول است. هنگامی که پمپ باید بالای سطح مایع نصب شود، زمانی که ممکن است خط مکش بین چرخه ها تخلیه شود، یا زمانی که به قابلیت راه اندازی مجدد خودکار بدون مراقبت نیاز است، یک مشکل عملیاتی مهم می شود.

پارامترهای انتخاب بحرانی توضیح داده شده است

انتخاب یک پمپ خود پرایمینگ مستلزم تطبیق ویژگی های عملکرد پمپ با نیازهای هیدرولیکی سیستم در سه مرحله عملیاتی متمایز است: چرخه پرایمینگ، انتقال به جریان کامل و عملکرد مداوم. هر فاز تقاضاهای متفاوتی را برای پمپ ایجاد می کند و پمپی که فقط برای جریان حالت پایدار اندازه دارد ممکن است برای شرایط پرایمینگ نصب واقعی ناکافی باشد.

حداکثر مکش بالابر

بالابر مکش فاصله عمودی بین خط مرکزی پمپ و سطح مایع در مخزن منبع یا سامپ است. فشار اتمسفر حداکثر بالابر مکش نظری را برای هر پمپ به تقریباً 10.3 متر در سطح دریا محدود می کند، اما محدودیت های عملی به دلیل فشار بخار، تلفات اصطکاک لوله و کارایی مکانیسم تخلیه هوای پمپ به طور قابل توجهی کمتر است. اکثر پمپ های گریز از مرکز خود پرایمینگ دارای حداکثر بالابر پرایمینگ 5 تا 8 متری در شرایط ایده آل هستند - آب تمیز، شلنگ مکش جدید، بدون نشتی، کار در سطح دریا. در تاسیسات واقعی، مقادیر کاهش یافته بالابر 3 تا 6 متر ارقام برنامه ریزی واقعی تر هستند. پمپی را مشخص کنید که بالابر نامی پرایمینگ آن حداقل 20 درصد از نیاز نصب شما بیشتر باشد تا حاشیه ای برای پیری لوله، اثرات ارتفاع و دمای سیال گرمتر که فشار بخار را افزایش می دهد، فراهم کند.

نرخ جریان و کل هد پویا

نرخ جریان (Q) و هد دینامیکی کل (TDH) نقطه عملکرد پمپ را در منحنی عملکرد آن مشخص می کند. TDH مجموع هد استاتیک (تفاوت ارتفاع بین منبع و دبی)، تلفات اصطکاک در سیستم لوله کشی و هر اختلاف فشار در نقطه تخلیه است. پمپ باید به گونه ای انتخاب شود که نقطه کار آن - تقاطع منحنی پمپ و منحنی سیستم - در محدوده عملکرد مطلوب پمپ قرار گیرد، معمولاً بین 80٪ و 110٪ از بهترین نقطه بازده (BEP) جریان. عملکرد قابل توجهی در سمت چپ BEP باعث گردش مجدد و لرزش می شود. عملکرد قابل توجهی در سمت راست BEP باعث ایجاد کاویتاسیون، بارگذاری بیش از حد شفت و خرابی زودرس بلبرینگ می شود.

خواص سیالات

وزن مخصوص سیال، ویسکوزیته، دما و مواد جامد همگی بر انتخاب پمپ تأثیر می گذارند. ویسکوزیته‌های بالاتر از تقریباً 50 cSt، هد و جریان مؤثر پمپ‌های گریز از مرکز را کاهش می‌دهند و ممکن است به جای آن به نوع خود پرایمینگ با جابجایی مثبت نیاز داشته باشند. دمای بالا سیال فشار بخار را افزایش می‌دهد، که NPSH موجود را کاهش می‌دهد و پرایمینگ را سخت‌تر می‌کند - پمپ‌هایی را که نیاز به NPSH کمتری دارند هنگام کار با مایعات داغ مشخص کنید. برای دوغاب ها و مایعات مملو از مواد جامد، حداکثر اندازه و غلظت جامدات را بر حسب درصد وزنی مشخص کنید. سپس سازنده پمپ می تواند نوع پروانه و جنس بدنه مناسب را توصیه کند.

الزامات نصب عملی برای خود پرایمینگ قابل اعتماد

حتی یک پمپ خود پراینگ که به درستی مشخص شده باشد، در صورتی که نصب الزامات اولیه را برآورده نکند، به طور قابل اعتمادی پر نمی شود. خط مکش باید هوابند باشد - هر نشتی هوا بین پمپ و منبع مایع با اجازه دادن به هوای اتمسفر سریعتر از آن که پمپ بتواند آن را تخلیه کند، مکانیسم پرایمینگ را از بین می برد. کلیه اتصالات لوله مکش، بسته بندی شیرها و واشرهای فلنج باید در شرایط خوب و بدون نشتی باشند. این امر به ویژه برای مجموعه های شلنگ لاستیکی که در آن مهر و موم کوپلینگ با افزایش سن و قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش تخریب می شود، مهم است.

خط مکش باید تا حد عملی کوتاه و مستقیم باشد و قطر لوله آن اندازه باشد تا سرعت مکش کمتر از 1.5 متر بر ثانیه باشد تا تلفات اصطکاک به حداقل برسد. در صورت امکان از قرار دادن شیرهای دروازه، خم های تیز یا کاهنده ها در خط مکش خودداری کنید - هر اتصالات مقاومتی را افزایش می دهد که بالابر مکشی موثری را که پمپ باید در طول پرایمینگ بر آن غلبه کند را افزایش می دهد. یک شیر پایه در پایین لوله مکش از تخلیه مایع به منبع جلوگیری می کند و ستون مایعی را که پمپ برای حفظ پرایمینگ نیاز دارد حفظ می کند. بدون شیر پایی یا شیر چک در ورودی مکش، پمپ باید در هر راه‌اندازی مجدد، کل خط مکش را مجدداً تخلیه کند، و زمان پرایمینگ را افزایش داده و سایش اجزای هوا را افزایش دهد.

مشکلات رایج عملیاتی و نحوه پیشگیری از آنها

درک شایع ترین علل خرابی پمپ خود پرایمینگ به اپراتورها و تیم های تعمیر و نگهداری کمک می کند تا از بروز مشکلات قبل از وقوع آنها جلوگیری کنند تا اینکه خرابی ها را بعد از وقوع آنها تشخیص دهند.

• عدم آماده سازی یا طولانی شدن زمان پرایمینگ: اغلب ناشی از نشت هوا در خط مکش، فرسوده یا گم شدن شیر پایی است که به ستون مکش اجازه تخلیه می دهد، یا بالابر مکشی که بیش از ظرفیت نامی پمپ است. تمام اتصالات مکش و اتصالات را با آب صابون در حالی که پمپ در حال کار است بررسی کنید و شیر پایی را از نظر سایش یا ضایعات بررسی کنید تا از بسته شدن کامل جلوگیری شود.
• از دست دادن پرایم در حین کار: ناشی از بلع هوا از طریق نشت مکش، کاویتاسیون به دلیل NPSH ناکافی، یا افت سطح منبع مایع به زیر ورودی مکش است. یک کلید سطح مایع را برای متوقف کردن پمپ قبل از خشک شدن منبع نصب کنید و یکپارچگی لوله مکش را دوباره بررسی کنید.
• پمپ در حال خشک شدن: عملکرد بدون مایع باعث از بین رفتن مهر و موم های مکانیکی و حلقه های سایش پروانه در عرض چند دقیقه می شود. یک سوئیچ جریان یا رله حفاظتی در حالت خشک نصب کنید تا در صورت کاهش جریان به زیر حداقل آستانه، پمپ به طور خودکار خاموش شود.
• کاهش جریان در طول زمان: کاهش پیشرونده در خروجی پمپ معمولاً نشان‌دهنده سایش روی پروانه یا حلقه سایش پوشش، افزایش فاصله داخلی و افزایش تلفات گردش مجدد است. فشار دبی و دبی جریان را به طور منظم بر اساس خط پایه راه اندازی اولیه کنترل کنید تا قبل از بحرانی شدن، کاهش تدریجی عملکرد را تشخیص دهید.
• نشتی مهر و موم مکانیکی: پمپ‌های خود پرایمینگ در طول هر چرخه پرایمینگ برای مدت کوتاهی خشک می‌شوند، که بیشتر از پمپ‌هایی که به طور مداوم غرق می‌شوند، سطح آب‌بندی مکانیکی را تحت فشار قرار می‌دهد. از مهر و موم های مکانیکی دارای رتبه بندی برای کارکرد خشک متناوب استفاده کنید، یا پمپی را با اتصال فلاش خارجی مشخص کنید که با استفاده از منبع مایع جداگانه، خنک کننده آب بندی را در طول پرایمینگ حفظ کند.