تاریخچه پمپ:
پُمپ یا تلمبه به انگلیسی(Pump) وسیله‌ای مکانیکی برای انتقال مایعات است که با افزایش فشار جریان آن، امکان جابجایی را به ارتفاعی بالاتر (با افزایش هد) یا حتی پایین دست (معمولاً حوضچه یا مخزن) فراهم می‌آورد. پمپ کاربردهای فراوان در صنعت و حتی در وسایل نقلیه دارد. مانند پمپ بنزین یا پمپ آب خودرو تا پمپهای بزرگ برای پر کردن حوضچه‌های تعمیر کشتی. تلمبه‌های رایج و قدیمی شامل تلمبه باد برای باد کردن چرخ دوچرخه، موتور سیکلت یا تایر خودرو و همچنین تلمبه‌های دستی که آب یا سوخت را از مخزنی (مانند چاه آب) با مخزنهای دیگر منتقل می‌کنند، می‌شود.
تعریف: به طور کلی پمپ به دستگاهی گفته می‌شود که انرژی مکانیکی را از یک منبع خارجی گرفته و به سیالی که از آن عبور می‌کند، انتقال دهد. در نتیجه، انرژی سیال پس از خروج از این دستگاه (پمپ) افزایش می‌یابد. در پمپها تغییرات انرژی سیال همواره به صورت تغییر فشار سیال مشاهده می‌گردد. از پمپها برای انتقال سیال به یک ارتفاع معین و یا جابجایی آن در یک سیستم لوله کشی و یا هیدرولیک استفاده می‌نمایند. به عبارت کلی تر، پمپ دستگاهی است که سیالات غیرقابل تراکم را از یک نقطه به نقطه‌ای دیگر جابجا می‌نماید.
انواع پمپ:
پمپها دارای انواع مختلفی هستند. دسته‌بندی‌های گوناگون، پمپها را بر پایه ویژگی‌های گوناگون طبقه‌بندی می‌کنند. در یکی از رایج‌ترین این طبقه‌بندی‌ها، برپایه نحوه انتقال انرژی از پمپ به سیال، پمپها به دودسته تقسیم می‌شوند.
پمپهای دینامیکی: در این پمپها انتقال انرژی به سیال به طور دایمی است. انواع پمپهای دینامیکی عبارت اند از:
گریز از مرکز (Centrifugal)
جریان محوری (Axial)
پمپهای جابجایی مثبت: در این پمپها انتقال انرژی به سیال به صورت متناوب یا پریودیک صورت می‌پذیرد. انواع پمپهای جابجایی مثبت عبارت اند از:
رفت و برگشتی (Reciprocating)
دوار (Rotary)
پمپهای دینامیکی: پمپ گریز از مرکز
یک پمپ گریز از مرکز بر اساس تبدیل انرژی جنبشی یک سیال جاری به فشار ایستا کار می‌کند. این نحوه عمل بوسیله قانون برنولی توصیف می‌شود. قاعده عملکرد پمپ گریز از مرکز را می‌توان با ملاحظه تأثیر تکان دادن یک سطل آب بر روی یک مسیر دایره‌ای شکل توسط یک طناب، نشان داد. نیرویی که آب را به کف سطل فشار می‌دهد، نیروی گریز از مرکز است. اگر یک سوراخ در کف سطل تعبیه شود، آب از طریق این سوراخ جریان می‌یابد. از این گذشته اگر یک لوله ورودی در بالای سطل تعبیه شود، جریان آب به بیرون سوراخ منجر به تولید یک خلاء موضعی در داخل سطل خواهد شد. این خلاء آب را از یک منبع در سمت دیگر لوله ورودی به داخل سطل خواهد کشید. بدین روش یک جریان پیوسته از منبع و به بیرون سطل بوجود می‌آید.در رابطه با پمپهای گریز از مرکز، سطل و سرپوش آن متناظر با قاب پمپ، سوراخ و لوله ورودی متناظر با ورودی و خروجی پمپ هستند و طناب و بازو متناظر کار پروانه را انجام می‌دهد.پمپ گریز از مرکز پمپی است که از یک پروانه گردان بمنظور افزودن فشار یک سیال استفاده می‌نماید. پمپهای گریز از مرکز عموماً برای جابجا کردن سیال از طریق یک سیستم لوله کشی کاربرد دارد. سیال در امتداد یا نزدیک محور چرخان وارد پروانه پمپ گشته و بوسیله این پروانه شتاب می‌گیرد و به سرعت به سمت بیرون و به داخل یک پخش کننده یا محفظه حلزونی جریان می‌یابد که از آنجا به درون سیستم لوله کشی پائین جریان خارج می‌گردد. تیغه‌های روی پروانه بطور تصاعدی از مرکز پروانه پهن می‌شوند که سرعت را کاهش داده و فشار را افزایش می‌دهد. این امکان به پمپ گریز از مرکز اجازه می‌دهد تا جریان‌های پیوسته با فشار بالا ایجاد نماید. پمپهای سانتریفوژ دارای یک محفظه هستند که حلزونی شکل است و پوسته یا کِیسینگ نامیده می‌شود و درون آن یک یا چند چرخ قرار دارند که روی یک محور (شفت) نصب شده‌اند. هر چرخ مجهز به تعدادی پره می‌باشد. انتقال انرژی به سیال در این قسمت انجام می‌شود. برای اینکه از محل خروج شفت از کِیسینگ پمپ سیالی خارج نشود و اصطلاحاً نشتی به خارج نداشته باشیم از ابزاری به نام مکانیکال سیل استفاده شده است. نکته بسیار مهم در مورد این نوع پمپها هواگیری یا پرایم کردن پمپ پیش از روشن کردن آنها می‌باشد. یعنی پس از لاین آپ نمودن پمپ و اطمینان از ورود سیال به داخل پمپ، باید از خروج کامل هوا یا گاز حبس شده در داخل پمپ نیز اطمینان حاصل نمود. از این نوع پمپها در ابعاد و اندازه‌های مختلف برای مصارف گوناگون ساخته می‌شوند.
دسته‌بندی پمپهای گریز از مرکز:
پمپهای گریز از مرکز را می‌توان به چند صورت دسته‌بندی نمود. یک شیوه دسته‌بندی، بر پایه جریانی است که بوجود می‌آورند. در این شیوه پمپهای گریز از مرکز به سه دسته تقسیم می‌شوند:
پمپ جریان شعاعی: در این پمپها فشار سیال تنها با اعمال نیروی گریز از مرکز افزایش می‌یابد. پمپهای این دسته، با یک سری پروانه‌های ورودی دارای سرعت مخصوص کمتر از ۴۲۰۰ و با دو سری پروانه‌های مکشی دارای سرعت مخصوص کمتر از ۶۰۰۰ هستند. در این پمپها سیال به طور معمول از طریق توپی وارد پروانه شده و به صورت شعاعی به محیط جریان می‌یابد.
پمپ جریان مختلط: در این پمپها فشار تا حدودی با اعمال نیروی گریز از مرکز و تا حدودی نیز با اعمال نیروی بالابری (lift) که از جانب تیغه‌ها اعمال می‌شود افزایش می‌یابد. این دسته از پمپها دارای یک سری پروانه ورودی با جریان خروجی محوری هستند و تخلیه در راستاهای محوری و شعاعی انجام می‌شود. پمپهای این دسته به صورت معمول دارای سرعت مخصوص مابین ۴۲۰۰ تا ۹۰۰۰ هستند.
پمپ جریان محوری: پمپهای این دسته که گاه پمپهای ملخی هم نامیده می‌شوند بیشترین افزایش فشار سیال را از طریق اعمال پروانه‌ها و یا عملیات بالابری تیغه‌ها اعمال می‌کند. این گروه یک سری پروانه ورودی به همراه جریان ورودی محوری و خروجی تقریباً محوری دارند. پمپهای این گروه غالباً دارای سرعت مخصوص‌هایی بیش از ۹۰۰۰ هستند. در حالت کلی از پمپهای جریان محوری هنگامی که تولید دبی لازم باشد استفاده می‌کنند و از پمپهای جریان شعاعی بمنظور افزایش فشار سود می‌برند.
اجزای تشکیل دهنده الکتروپمپ گریز از مرکز:
قسمتهای اساسی یک الکتروپمپ گریز از مرکز عبارتند از:
الکتروموتور: که شامل قسمت الکتریکی پمپ است.
کوپلینگ یا هم محور سازی : که متصل کننده الکترومتر به شافت (محور) پمپ است.
محفظه یاتاقان: که محل قرار گیری برینگها می‌باشد.
مکانیکال سیل: که محل آب بندی پمپ و جدا کننده سیال پمپاژ شده و قسمت مکانیکی پمپ است.
پره‌های پمپ: که با توجه به نوع کاربرد دارای انواع گوناگون هستند.
دو جزء اصلی پمپهای گریز از مرکز پروانه و تیغه آن و حلزونی پمپ هستند.
پروانه: نقش پروانه‌ها در پمپ گریز از مرکز تأمین انرژی لازم برای سیال می‌باشد. در پمپها دو نوع پروانه پایه‌ای وجود دارند:
مارپیچی وتوربینی:
پروانه‌های توربینی با تیغه‌های پخش کننده‌ای احاطه شده‌اند که مسیرهای بتدریج پهن شونده‌ای فراهم می‌آورند تا سرعت آب را به آهستگی کاهش دهند؛ بنابراین هد سرعت به هد فشار تبدیل می‌شود. پروانه مارپیچی با ویژگی نداشتن تیغه‌های پخش کننده مشخص می‌شوند. در عوض پروانه آن درون محفظه‌ای که حلزونی شکل است قرار گرفته و سرعت آب به دلیل ترک کردن پروانه کاهش می‌یابد که همراه با افزایش فشار می‌باشد.
انتخاب بین این دو نوع پروانه بسته به شرایط استفاده تغییر می‌کند. نوع مارپیچی به دلیل ظرفیت بالا و هد مصرفی پائین در چاه‌های کم عمق معمولاً ترجیح داده می‌شوند. نوع توربینی در چاه‌های آب عمیق استفاده می‌شود.
تیغه: تیغه نقش راندن مایع به خروجی پمپ را دارد که سرعت را به فشار تبدیل می‌نماید. جزء تیغه در داخل پمپ که معمولاً به پروانه متصل است به نوبه خود دارای شکل‌های گوناگونی است. دسته‌بندی شکلی تیغه‌ها را می‌توان به طور کلی به دو دسته تقسیم نمود: صاف – مارپیچ .که این دسته‌بندی نیز می‌تواند منجر به دسته‌بندی کلی در مورد پروانه‌ها گردد.
مزایا و معایب پمپ گریز از مرکز:
از مزایای پمپ گریز از مرکز می‌توان به ویژگی تولید یک جریان هموار و یکنواخت اشاره نمود. برخی انواع پمپهای گریز از مرکز مقداری شن نیز پمپ می‌کنند و در کل مطمئن و دارای عمر کاری خوبی می‌باشند.
از معایب این پمپهای می‌توان به از دست دادن سطح کیفی راه اندازی اشاره نمود که بعد از راه اندازی رخ می‌دهد. همچنین راندمان این پمپها وابسته به کار تحت هد و سرعت طراحی می‌باشد. در راه اندازی یک پمپ گریز از مرکز از آنجاییکه این پمپها از مکش استفاده می‌کنند قابلیت پمپ کردن هوا را ندارند. پس بعنوان یک نتیجه پمپ و لوله بایستی از آب پر باشند تا مشکلی در پمپ آب بروز نکند.
نابالانسی در پمپهای گریز از مرکز:
وقتی اجزای چرخان پمپ نابالانس باشند، ارتعاش حاصل از عضو چرخان نابالانس می‌تواند ترسناک باشد. این ارتعاش می‌تواند موجب لرزش سطح زمینی که دستگاه روی آن قرار گرفته است شود، دستگاه‌های اطراف آن در جای خود تکان می‌خورند، پیچ‌های نگه دارنده شل می‌شوند و قطعات می‌شکنند. یک عضو چرخان نابالانس یر روی یاتاقان‌های خود نیرو اعمال می‌کند و آنرا از طریق سازه خود به بیرون منتقل می‌نماید و نهایتاً این نیرو به فونداسیون می‌رسد. دلایل بروز نابالانسی: خمش یا قوس برداشتن بین یاتاقان‌های تکیه گاهی – وزن معلق تحت نیروی ثقل محور محرک را خمیده می‌کند
ماده یا سیال غیریکنواخت توزیع شده در روتور – قطعات هرز و لق شده بر روی روتور
قطرهای مختف المرکز بر روی روتور که ناشی از ساخت می‌باشد و قطعات روی روتور هم مرکز نشده‌اند
هم تراز نبودن مسیر رانش با محور روتور – کوپلینگ‌های راننده لق از پشت هم پرش می‌کنند
از بین رفتن تلرانس‌های بین قطعات مونتاژ شده بر روی روتور – شانه‌ای‌های روی روتور خارج از میدان محور دوران ساخته شده‌اند.خلل و حفره‌های روی روتور – هم تراز نبودن یاتاقان‌ها به محور نیرو وارد کرده و آنرا قوس می‌دهد.
پمپ محوری: این نوع پمپها دارای پروانه باز می‌باشند که این نوع پروانه برای تولید دبی بیشتر و هد کمتر کاربرد دارد.
پمپهای رفت و برگشتی:
این نوع پمپها وسایلی هستند که انتقال انرژی از آنها به سیال به صورت پریودیک و دوره‌ای می‌باشد. نیروی محرکه این نوع پمپها نیز غالباً توسط موتورهای الکتریکی تأمین می‌گردد. در این نوع پمپها حرکت چرخشی میل لنگ تبدیل به حرکت رفت و آمدی پیستونی در یک سیلندر می‌شود. با عقب رفتن پیستون در سیلندر ایجاد مکش شده و در نتیجه مایع از طریق یک شیر ورودی داخل سیلندر می‌گردد. با حرکت پیستون به طرف جلو دریچه ورودی بسته و مایع از طریق شیر خروجی به خارج هدایت می‌گردد. شیرهای ورودی و خروجی یکطرفه بوده و طوری ساخته شده‌اند که در مراحل رفت و آمد پیستون، از ورود مایع داخل سیلندر به قسمت کم فشار و بالعکس ممانعت شود. اگر بجای پیستون، پلانجری در داخل سیلندر رفت و آمد کند در این حالت به آن پمپ پلانجری می‌گویند. در ضمن چنانچه پلانجر دیافراگمی را حرکت دهد پمپ از نوع دیافراگمی است. فرق میان پیستون و پلانجر در این است که طول سر پیستون کوتاه‌تر از مسافتی است که پیستون درون سیلندر طی می‌نماید، در حالی که طول پلانجر بیشتر از طول مسافت طی شده توسط آن در داخل سیلندر می‌باشد. از طرفی در پمپهای پیستون از حلقه یا رینگی جهت آب بندی پیستون و سیلندر استفاده شده است که روی بدنه پیستون قرار گرفته و همراه آن حرکت می‌کند، در حالیکه در پمپهای پلانجری این رینگ روی سیلندر قرار دارد و ثابت است. این پمپها معمولاً کم ظرفیت هستند ولی فشار خروجی سیال را می‌توانند تا مقدار زیادی افزایش دهند؛ بنابراین از این پمپها در جاهایی که نیاز به جابه‌جا کردن سیالی با حجم کم ولی فشار بالا می‌باشد استفاده می‌کنند. در ضمن باید به این نکته نیز توجه داشت که جریان سیال در این پمپها به صورت غیر یکنواخت می‌باشد. نکته بسیار مهم در مورد این پمپها آن است که هرگز نباید آنها را در حالیکه شیر خروجی پمپ (دیسشارژ پمپ) بسته است روشن نمود.
پمپهای چرخ دنده‌ای یا گی‌یِر پمپ:
این پمپها نوعی از پمپهای گردشی یا روتاری می‌باشند. پمپهای چرخ دنده‌ای از دو قسمت متمایز تشکیل شده‌اند، یکی قسمت جداره ثابت و دیگری قسمت دوار که شامل یک محور گردان با چرخ دنده می‌باشد. در پمپهای چرخ دنده‌ای مقداری مایع بین دنده‌های چرخ دنده پمپ به اصطلاح به تله می‌افتد و در اثر چرخیدن چرخ دنده‌ها این مایع به قسمت خروجی پمپ رانده می‌شود. این پمپها به گونه‌ای ساخته می‌شوند که در آنها فاصله میان اجزاء گردنده و جداره ثابت بسیار کم می‌باشد. کار برد این پمپها برای جا به جایی مایع با حجم کم و فشار متوسط می‌باشد. نکته مهم در مورد این پمپها آن است که هرگز نباید آنها را در حالیکه شیر خروجی پمپ (دیسشارژ پمپ) بسته است روشن نمود؛ چرا که در این حالت، اگر هیچ شیر اطمینانی (سِیفتی وَلو) در مسیر دیسشارژ پمپ وجود نداشته باشد، یا خود پمپ از بین می‌رود و یا اینکه لوله دیسشارژ می‌شکند.
محفظه آب بندی:
این محفظه شامل آب بندها و اجزای مربوطه است و برای رسیدن به بازدهی مناسب در قطعات هیدرولیک وجود آب بندی کامل و مناسب ضروری است. آب بندی بین قطعات هیدرولیک بوسیله آب بندها انجام می‌شود. آب بندها براساس استفاده به دو نوع کلی ثابت و متحرک تقسیم می‌شوند:
آب بند ثابت: به صورت واشر بین قطعات غیر متحرک به کار می‌رود. – آب بند متحرک: برای آب بندی قطعات متحرک بکار می‌رود و برطبق شکل انتخاب می‌گردد. نوع آب بند هر قطعه توسط سازنده تعیین می‌گرددو در زمان تعویض بایدبه این موضوع توجه داشت.
انواع آب بندها:
اورینگ‌ها: معمولی‌ترین آب بند مورد استفاده درماشین آلات می‌باشد. اورینگ‌ها به عنوان سیل ثابت و متحرک استفاده می‌شوند و جنس آنها معمولاً از ترکیبات لاستیک‌های مصنوعی می‌باشند. موارد استفاده اورینگ برای آب بندی پیستون درسیلندر و شیرهای هیدرولیکی محل اتصال شلنگ‌ها و پمپها استفاده می‌شود. طرح اورینگ طوری است که برای نصب در شیارها ساخته شده است و زمان نصب تا۱۰ درصد فشرده می‌شود. درموارد استفاده متحرک عمر اورینگ به صافی سطح قطعه‌ها و اندازه بودن آن مربوط می‌شود. اورینگ‌ها در مواردی که محل آب بندی دارای گوشه و زاویه است استفاده نمی‌شود. اگر اورینگ در قطعه‌ای تحت فشار زیاد نصب شود، با گذاشتن یک رینگ فیبری در پشت آن از خارج شدن اورینگ از شیار خود جلوگیری می‌کند. همیشه باید یک رینگ فیبری درطرف کم فشار اورینگ نصب شود. در صورت استفاده از دو رینگ فیبری اورینگ در وسط آنها قرار می‌گیرد.
آب بندهای V شکل و U شکلv :پک‌ها و U پک‌ها از سیل‌های متحرکی هستند که برای آب بندی پیستون و شافت پمپها استفاده می‌شوند. جنس آنها معمولاً از چرم یا لاستیک طبیعی و مصنوعی یا پلاستیک می‌باشد. طرز نصبشان طوری است که فشار سیال لبه آب بند را به دیواره بچسباند و آب بندی را بهتر و کامل تر کند. برای آب بندی قطعات پمپ بایستی حداقل یک بسته از این نوع آب بند را بکار بر دو چند آب بند را همراه هم در یک شیار قرار داد.
سیل‌های فلنجی و گردگیرها: گردگیرها سیل‌های متحرکی از جنس چرم یا لاستیک مصنوعی یا پلاستیک بوده که معمولاً در پیستون‌ها بکار می‌روند. عمل آب بندی بوسیله بازشدن لبه آنها و چسبیدن به سطح قطعه انجام می‌شود.
آب بندهای فلزی: از نظر شکل و ساختمان مانند رینگهای پیستون موتور بوده و ممکن است که فلزی یا غیرفلزی باشند. جنس آنها عموماً از فولاد بوده و دارای نشتی زیاد می‌باشند، مگر اینکه خیلی دقیق نصب شوند. سیل‌های فلزی به دو صورت بازشونده (پیستونی) و جمع شونده (شفت جک) وجود دارند و در جاهایی بکار می‌روند که میزان حرارت بسیار بالا است. این آب بندها به دلیل نشتی زیاد با کاسه نمد و کانال تخلیه به مخزن در سیستم بکار می‌روند.
واشر کمپرسی: این واشرها فقط برای کاربرد ثابت مثل کوپلینگ، لوله‌ها، پوسته پمپ و امثال آنها با پرکردن قسمتهای ناصاف آب بندی را انجام می‌دهد و ممکن است فلزی یا غیر فلزی باشند.
کاسه نمدها: درجاهایی که شافت از پوسته خارج می‌شود کاسه نمدها نصب می‌شوند. اگر فشار اتمسفر از فشار کاسه نمد بالاتر باشد از عبور هوا به داخل و اگر فشار پشت کاسه نمد بالاتر از فشار جو باشد از نشت سیال یا بخار به بیرون جلوگیری می‌کند. بهترین نوع قابل استفاده برای پمپ یک رینگ فانوسی است که بداخل آن آب تزریق می‌شود. این تزریق آب یا از خروجی خود پمپ تأمین می‌شود یا اگر سیال پمپ غیر آب باشد از یک منبع مستقل آب را لوله کشی می‌کنند. اگر مایع آب بندی کننده دارای ذرات جامدی باشد که به غلاف‌های کاسه نمد آسیب برساند بهتر است که سر راه آن فیلتر قرار گیرد.
گلندها: بوش‌های یکپارچه‌ای هستند، که به منظور سفت کردن پکینگ‌ها جهت آب بندی بیشتر از آنها استفاده می‌شود. میزان سفت کردن پیچ‌های آن به طور تجربی به اندازه‌ای است، که مابین اصطکاک، آب‌بندی، روغن کاری و خنک کاری تعادل حفظ شود.
پکینگ کمپرسی: ازاین نوع آب بند می‌توان به جای وی پک ویو پک‌ها استفاده کرد. جنس آن معمولاً از پلاستیک یا نخ نسوز و یا لاستیک نخ دار با روکش فلزی می‌باشد. آین آب بندها برای قسمتهای با فشار کم بکار می‌روند. در حقیقت عامل آب بندی کننده براساس افت فشار سیال در طول غلاف می‌باشند. علت اینکه پکینگ‌ها باید دارای خواص پلاستیکی (فرم پذیری) باشند این است تا مقدار فشردگی روی اسلیو (غلاف‌ها) را تنظیم کنند ونیز خواص الاستیک جهت جذب انرژی و آسیب نرساندن به جزء دوار را داشته باشند و به صورت رینگ‌هایی درداخل محفظه آب بندی قرارگیرند. انرژی اصطکاکی (گرما) تولیدشده دراثر گردش شافت از طریق نشت مقدار کمی مایع از پوسته یا توسط محفظه خنک کاری پشت آن و یا استفاده از هر دو دفع می‌شود. پکینگ‌ها از مواد گوناگون تشکیل شده و انواع گوناگونی دارند:
آزبستوس: که برای درجه حرارت‌های پایین ازآن استفاده می‌کنند. این پکینگ‌ها قبلاً بوسیله گرافیت یا روغن، روغن کاری می‌شوند.
متالیک: این پکینگ‌ها برای فشارها و دماهای بالا استفاده می‌شوند. پکینگ‌های متالیک ترکیبی از فویل فلزی (مس، آلومینیم، بابیت و…) با گرافیت یا مواد چرب کننده دیگر می‌باشند. روغنکاری نقش مهمی در این آب بند دارد زیرا اگر خشک کار کند روی سطح تماس مثلاً سیلندر خط می‌اندازد.
آب بندهای مکانیکی:(در اصطلاح فی فنر هم گفته می‌شوند) آب بندهایی که تاکنون توصیف شد عمدتاً از نوع پکینگ بودند. استفاده از پکینگ‌ها به عنوان آب بند همیشه مناسب و عملی نیست. با محکم کردن پیچ‌های گلند اصطکاک و انرژی ایجاد شده سبب کاهش عمر و خراب شدن غلاف‌ها می‌گردد. از طرف دیگر بعضی از مایعات مثل بوتان و پروپان حلال مواد چرب کننده پکینگ‌ها هستند که دراین صورت دقت آب بندی ازبین می‌رود. به دلایلی که گفته شد و همچنین زمانی که میزان نشت باید حداقل باشد از آب بندهای مکانیکی استفاده می‌کنند. سطح آب بندی در مکانیکال سیلها عمود بر امتداد محور بوده، درحالی که در کاسه نمدها سطح آب بندی در تماس با خود شافت یا اسلیو قرار می‌گیرد. اگرچه مکانیکال سیلها در انواع گوناگون ساخته می‌شوند اما اصول کارشان یکسان و دارای دو جزء ثابت و متصل به پوسته و یک جزء دوار متصل به شافت (یا غلاف) می‌باشند و یک فنر دو قسمت را به یکدیگر محکم می‌کند. یک دیافراگم یا رینگ لاستیکی برای حرکت جانبی (مماسی) نیز وجود دارد. مکانیکال سیلها معمولاً ازدو قسمت فلزی و لاستیکی هستند. بعضی اوقات قسمت چرخان آب بند از زغال با روکش فولادی ساخته می‌شود. البته سطح بین رینگهای دوار و ثابت، بسیار صیقلی ودر اصل از دو جنس متفاوت سیلیکون و کاربید کربن می‌باشد. لایه‌ای از مایع با خاصیت خنک‌کنندگی و روانکاری اصطکاک را به حداقل می‌رساند. رینگهای مکانیکال (سیل رینگ‌ها) در دو وضعیت نسبت به پمپ قرار می‌گیرند که ممکن است رینگ دوار در سمت داخل و به طرف ایمپلر باشد، و یا در قسمت بیرون قرار گرفته و با مایع پمپ شونده تماس نداشته باشد. در هر دو وضعیتی که گفته شد فقط سه نقطه مهم وجود دارد که در آب بندی مؤثر است: مابین رینگ ثابت و پوسته – مابین رینگ دوار و شافت (غلاف شافت) – مابین رینگ ثابت و متحرک (بخش‌های ثابت و متحرک مکانیکال) آب بندی در حالت اول توسط گسکت‌ها و اورینگ‌ها صورت می‌گیرد. در حالت دوم توسط رینگ‌ها و در حالت سوم باتماس مستقیم و تنگاتنگ دو رینگ که همواره توسط فنری به به هم فشرده می‌شوند انجام می‌شود. موضوع قابل توجه در مورد رینگ‌ها این است که این رینگ‌ها با جنس ویژه خود در مقابل نیروی (بار) محوری ضعیف هستند و دچار آسیب می‌شوند، اما درمقابل سایش بسیار مقاوم هستند و با مقداری سایش دوباره توسط فنری که میان آنها قرار دارد ساییده می‌شوند. به همین دلیل یکی از عوامل خراب شدن آنها وارد شدن نیروی محوری است. با توجه به جنس آنها نیز معمولاً ترد و شکننده هستند.
حفره زایی – حباب‌زایی یا کاویتاسیون: پدیده کاویتاسیون
این پدیده یکی از خطرناکترین حالتهایی است که ممکن است برای یک پمپ به وجود آید. آب یا هر مایع دیگری، در هر درجه حرارتی به ازای فشار معینی تبخیر می‌شود. هرگاه در حین جریان مایع در داخل چرخ یک پمپ، فشار مایع در نقطه‌ای از فشار تبخیر مایع در درجه حرارت مربوطه کمتر شود، حبابهای بخار یا گازی در فاز مایع به وجود می‌آیند که به همراه مایع به نقطه‌ای دیگر با فشار بالاتر حرکت می‌نمایند. اگر در محل جدید فشار مایع به اندازه کافی زیاد باشد، حبابهای بخار در این محل تقطیر شده و در نتیجه ذراتی از مایع از مسیر اصلی خود منحرف شده و با سرعتهای فوق‌العاده زیاد به اطراف و از جمله پره‌ها برخورد می‌نمایند. در چنین مکانی بسته به شدت برخورد، سطح پره‌ها خورده شده و متخلخل می‌گردد. این پدیده مخرب در پمپها را کاویتاسیون می‌نامند. پدیده کاویتاسیون برای پمپ بسیار خطرناک بوده و ممکن است پس از مدت کوتاهی پره‌های پمپ را از بین ببرد؛ بنابراین باید از وجود چنین پدیده‌ای در پمپ جلو گیری گردد. کاویتاسیون همواره با صداهای منقطع شروع شده و سپس در صورت ادامه کاهش فشار در دهانه ورودی پمپ، بر شدت این صداها افزوده می‌گردد. صدای کاویتاسیون مخصوص و مشخص بوده و شبیه برخورد گلوله‌هایی به یک سطح فلزی است. هم‌زمان با تولید این صدا پمپ نیز به ارتعاش در می‌آید. در انتها این صداهای منقطع به صداهایی شدید و دائم تبدیل می‌گردد و در همین حال نیز راندمان پمپ به شدت کاهش می‌یابد. کاویتاسیون در لغت از کلمه Cavity به معنای حفره آمده و منظور از کاویتاسیون ایجاد حفره یا حفره زایی است. در صورت وقوع این پدیده یکی از خسارات آن ایجاد خوردگی و حفره برروی بدنه پروانه و پوسته پمپ است. قبل از توضیح پدیده کاویتاسیون لازم است اشاره به نقطه جوش و فشار بخار مایعات صورت گیرد. نقطه جوش مایعات به فشاری که مایع در آن قرار دارد بستگی دارد. مثلاً آب در فشار یک اتمسفر در دمای۱۰۰ درجه سانتیگراد می‌جوشد که این دما در فشار۵/۰ اتمسفر درحدود۸۰ درجه‌است. ممکن است در داخل پمپ شرایطی بوجود آید به طوریکه در دمای موجود با توجه به کاهش فشاری که ایجاد شده، سیال بجوشد. این پدیده در صورت وقوع در ابتدای پره در داخل پروانه رخ می‌دهد. تبدیل مایع به حبابهای بخار همراه با افزایش حجم ناگهانی می‌باشد (دانسیته مایع بیش از ۱۰۰۰ برابر دانسیته بخار در این شرایط است). حباب تشکیل شده با سرعت زیادی به جلو هدایت می‌شود. درنیمه دوم پره با افزایش فشار سیال شرایط از حالت اشباع به حالت مایع فشرده بر می‌گردد و طی پدیده پیچیده‌ای حباب بخار سقوط کرده و ضمن تقطیر شدن با سرعت زیاد (تا ۵۰ متر برثانیه) به اطراف برخورد می‌کند. قطرات سیال که با این سرعت به اطراف برخورد می‌کنند، دارای ممنتوم بسیار بالایی هستند به طوری که نیروی وارد شده از طرف این ذرات بر دیواره پروانه قادر است قسمتی از بدنه پروانه را کنده و بر روی آن ایجاد حفره کند. کمتر فلزی در برابر این نیرو مقاومت می‌کند، آلیاژهای فولاد -کرم مقاومت بهتری در مقابل این پدیده دارند. این پدیده معمولاً با ایجاد سر و صدا نیز همراه است که فرکانس آن به MHZ۱ می‌رسد به این صدا اصطلاحاً صدای سفید گفته می‌شود. می‌توان از طریق اندازه‌گیری صدا بروز کاویتاسیون را تشخیص داد.
راندمان سیستم‌های پمپاژ:
راندمان پمپها با پیشرفت تکنولوژی و بهینه‌سازی‌های انجام شده بر روی آنها روز به روز افزایش یافته و در مورد پمپهای با پره جریان مخلوط (سرعت مخصوص بین ۲۰۰۰ تا ۴۰۰۰) می‌تواند به بیش از نود درصد برسد. با این وجود مطالعات انجام شده بر روی سیستم‌های پمپاژ در کشورهای مختلف نشان می‌دهد راندمان سیستم‌های پمپاژ به طور میانگین کمتر از ۴۰ درصد است. همچنین این مطالعات نشان می‌دهند حدود ۱۰ درصد از سیستم‌های پمپاژ با راندمانی کمتر از ده درصد کار می‌کنند. علت راندمان پایین سیستم‌های پمپاژ را بایستی در پایین بودن راندمان سیستم لوله کشی، شیوه‌های نا مناسب کنترل دبی پمپ، استفاده از پمپ‌هایی با ظرفیت بالاتر از حد نیاز و نگهداری نامناسب پمپها جستجو کرد.
منحنیهای عملکردی پمپها:
کارخانه‌های سازنده پمپها جهت مشخص نمودن شرایط و عملکردهای هر پمپ، منحنیهای مختلفی را با انجام آزمایش‌های مشخصی به همراه درخواست مشتری ارائه می‌دهند. مسئله مهم کاربردی بودن این نمودارها بعد از خرید و در هنگام بهره‌برداری از آنها می‌باشد. سیال مورد استفاده جهت آزمون پمپ، بیشتر آب و یا گازوییل، در دمای محیط می‌باشد. دلیل استفاده از آنها ارزانی، راحتی و در دسترس بودن است. در صورتی که سیال پمپ شونده سیالی با لزجت بالاتر از آب باشد، بایستی با استفاده از ضرایب تصحیح، اصلاحات لازم بر روی منحنی عملکردی که با آب بدست آمده است، انجام شود.
نگهداری و تعمیرات ماشین آلات صنعتی:
(نت :نگهداری و تعمیرات )
کارخانه‌ها و شرکتهای تولیدی، بخش بالایی از سرمایه گذاری خود را در ماشین آلات و تجهیزات تولیدی انجام داده اند و علاوه بر آن، ماشین آلات سهم بالایی در خلق ارزش برای این گونه سازمانها دارند. به این معنا که بروز مشکل برای تجهیزات تولیدی، تمام جریان ارزش آفرینی در شرکت را تحت تاثیر قرار می دهد. بنابراین مدیران شرکتهای تولیدی، باید توجه ویژه ای به نگهداری از ماشین آلات داشته باشند. یکی از اصول ابتدایی و اولیه برای این مهم، تهیه شناسنامه برای ماشین آلات و به روز آوری آن است. موضوعی که در این مطلب به آن پرداخته ایم. لازم است همواره لیست کامل و به هنگامی از کلیه تجهیزات و دستگاه ها و وسائل، و به طور کلی از کلیه داراییهایی که مسئولیت حفاظت فنی و نگهداری و تعمیرات آنها را به عهده داریم در دسترس باشد. معمولاً در امور مالی لیستی از تجهیزات و داراییهای فیزیکی موجود است، ولی اطلاعات ذکر شده در این لیستها جهت استفاده در نگداری و تعمیرات کافی نخواهد بود. از آن گذشته امر شماره گذاری (کدگذاری) داراییهای که به منظور جمع اوری، طبقه بندی و تحلیل اطلاعات ضروری و مفید می باشد در قسمتهای مالی یک سازمان صنعتی رعایت نشده، یا در صورتی که رعایت شده باشد در کیفیتی نخواهد بود که برای اهداف مورد نظار در امور نگهداری و نتعمیرات قابل کاربرد باشد. از اقدامات اساسی و اولیه در سازماندهی امور نگهداری و تعمیرات (نت) در داخل صنعت تهیه شناسنامه برای تجهیزات می باشد.پرونده های شناسنامه دستگاه ها می تواند دارای شکلها و ترکیبهای مختلفی باشد. مسلماً اندازه کارخانه و حجم ماشین آلات موجود در آن می تواند تعیین کننده چگونگی تهیه شناسنامه می باشد. اما به هر حال حداق کاری که می توان کرد، یک صفحه گسترده (Spread Sheet) یا همان فایلهای اکسل می باشد.
اطلاعات کلی که در این شناسنامه ها باید باشد شامل موارد زیر است :
- شماره (کد) دستگاه
- مشخصات فنی، شامل: قدرت، سرعت، مدل، ابعاد فیزیکی، وزن و …
- محل نصب یا محل بهره برداری از دستگاه
- اطلاعات مالی (شناره سفارش یا پرفورما، قیمت خرید، نرخ استهلاک و …)
- محل و شماره کاتولوگها، نقشه ها و دستور العملهای فنی
- قطعات اصلی دستگاه (الکتروموتور، گیرباکس و …) انواع تاسیسات لازم (برق، آب، هوای فشرده و …)
نام و آدرس فروشنده، نمایندگی فروش قطعات یدکی و …