برای اینکه بفهمیم پمپ دیافراگمی چگونه کار می کند نیاز است که ابتدا اطلاعاتی درباره آن کسب نماییم. این دسته از پمپها که AODD نیز نامیده می شود (Air Operated Double Diaphragm) نوعی پمپ جابجایی مثبت است که دارای دیافراگم دوگانه است و با استفاده از هوای فشرده کار می کند. پمپ دیافراگمی از یک دریچه پنوماتیکی استفاده می کند که هوای فشرده را بین دو طرف پمپ به عقب و جلو هدایت می کند.
پمپ های دیافراگمی قابلیت جابجایی مایعات با سطوح مختلف ویسکوزیته و همچنین مایعات با جامدات معلق را دارند. این نوع پمپ، به لطف پیکربندی‌های طراحی خاص و نوع مواد مورد استفاده، می‌تواند به طور ایمن و کارآمد با مواد شیمیایی مخصوصا تهاجمی کار کرده و مایعات را به خوبی انتقال دهد.
سه نوع اصلی پمپ دیافراگمی وجود دارد:دسته اول مدلهایی که در آنها دیافراگم با یک طرف در سیال مورد پمپاژ و طرف دیگر در هوا یا سیال هیدرولیک مهر و موم شده است. دیافراگم خم می شود و باعث می شود حجم محفظه پمپ کم و زیاد شود. یک جفت سوپاپ بدون بازگشت از جریان معکوس سیال جلوگیری می کند.
دسته دوم آنهایی که از جابجایی مثبت حجمی استفاده می کنند که در آن محرک اصلی دیافراگم الکترومکانیکی است، از طریق میل لنگ یا موتور دنده ای کار می کند، یا کاملاً مکانیکی، مانند اهرم یا دسته. این روش از طریق عمل مکانیکی ساده دیافراگم را خم می کند و یک طرف دیافراگم به هوا باز می شود.
دسته سوم پمپ دیافراگمی که از یک یا چند دیافراگم آب بند نشده استفاده می کنند و مایعی که باید در هر دو طرف پمپ شود. دیافراگم(ها) دوباره خم شده و باعث تغییر صدا می شود.
پمپ دیافراگمی چیست
هنگامی که حجم یک محفظه از پمپ دیافراگمی افزایش می یابد (دیافراگم به سمت بالا حرکت می کند)، فشار کاهش می یابد و مایع به داخل محفظه کشیده می شود. هنگامی که فشار محفظه از حجم کاهش یافته، افزایش پیدا میکند (دیافراگم به سمت پایین حرکت می کند)، مایعی که قبلاً به داخل کشیده شده بود به بیرون رانده می شود. در نهایت، حرکت دیافراگم به سمت بالا یک بار دیگر مایع را به داخل محفظه می کشد و چرخه را کامل می کند. این عمل مشابه عملکرد سیلندر در یک موتور احتراق داخلی است. پمپ های دیافراگمی یک مهر و موم هرمتیک بین مکانیزم محرک و محفظه تراکم ایجاد می کند و به پمپ اجازه می دهد تا محیط را بدون روان کننده منتقل، فشرده و تخلیه کند.
یک دیافراگم الاستومری (الاستومر نوعی لاستیک است) می تواند به عنوان یک آب بندی پویا همه کاره استفاده شود که بسیاری از محدودیت های موجود در سایر روش های آب بندی را برطرف کند. آنها نشتی ندارند، اصطکاک کمی دارند و می توانند برای حساسیت فشار پایین ساخته شوند. با در نظر گرفتن مواد مناسب، دیافراگم ها می توانند در محدوده وسیعی از فشارها و دماها بدون نیاز به روغن کاری یا نگهداری آب بندی شوند.
اجزای اصلی پمپ دیافراگمی
اجزای اصلی تشکیل دهنده و تنظیم کننده عملکرد یک پمپ دیافراگمی دوبل به شرح زیر است.
بدنه مرکزی:
شامل ورودی و خروجی هوای تغذیه و مبدل پنوماتیکی است که فشار متناوب را به دریچه هوا می دهد و به حرکت غشاها و در عین حال به عمل پمپاژ کمک می کند. مبدل پنوماتیکی یک عنصر کلیدی در عملکرد پمپ است. این قسمت از یک استوانه بیرونی تشکیل شده است که خود به سه قسمت تقسیم می شود. هوای فشرده وارد بخش میانی می شود و از طریق دو بخش جانبی به داخل محفظه های پشت غشاها رفته و از آنجا خارج می شود. مبدل پنوماتیکی همچنین شامل یک قرقره است که با حرکت در امتداد محور به طور متناوب هوا را دقیقاً به دو غشا هدایت می کند و یک شفت که قرقره روی آن قرار دارد و خود غشاها به آن متصل می شوند.
محفظه‌های سیال:
حجم‌هایی را در خود جای می‌دهند که سیال درون آنها کشیده شده و پمپاژ می‌شود. محفظه های سیال شامل غشاها (سبز و زرد در تصویر زیر) و گاهی اوقات شامل محفظه توپ هایی است که عملکرد مشابهی با شیر چک ورودی و خروجی دارند. یک خلاء در داخل محفظه ایجاد می شود که در آن دیافراگم ها به طور متناوب مایع را می کشند و آن را از هر طرف بیرون می راند تا عمل پمپاژ ایجاد شود.
منیفولدها:
رابط اتصال به سیستم را فراهم می کنند و به محفظه های بیرونی متصل می شوند تا آب بندی ایجاد کنند و در عین حال مسیر جریان سیال را ایجاد کنند. گاهی اوقات آنها شامل محفظه توپ هستند که دارای عملکرد سوپاپ چک است تا از بازگشت مایع مکش شده به نقطه شروع خود جلوگیری کند.
دریچه هوا:
هوای فشرده را به داخل محفظه ها هدایت می کند و به حرکت مجموعه غشا کمک می کند. در همان زمان، دریچه هوا، هوای فشرده را به محفظه مقابل هدایت می کند و اجازه می دهد تا از طریق درگاه خروجی واقع در بلوک مرکزی به اتمسفر تخلیه شود.
دیافراگم ها:
موجود در مواد و طرح های مختلف، هم به عنوان یک مانع با وظیفه جداسازی قسمت سیال پمپ از سمت هوا و هم به صورت متناوب برای ایجاد عمل پمپاژ از طریق انبساط آنها عمل می کنند.
اجزای مختلف پمپ‌های دیافراگمی دوبل، در حالی که اصل کارکرد یکسانی دارند، ممکن است بسته به اندازه یا سری پمپی که به آن تعلق دارند، آرایش‌های متفاوتی داشته باشند.
عملکرد پمپ دیافراگمی
پس از بررسی اجزای اصلی پمپ های دیافراگمی، می توان عملکرد آنها را تجزیه و تحلیل کرد. همانطور که قبلا ذکر شد، کل چرخه عملکرد یک پمپ AODD بر اساس استفاده از هوای فشرده به عنوان سیال محرک است. پمپ های AODD از دو غشای انعطاف پذیر نصب شده بر روی یک محور مشترک استفاده می کنند که به طور مکرر به جلو و عقب حرکت می کند تا سیالات را به داخل و خارج از محفظه سیال پمپ، پمپ کند. این حرکت یک خلاء ایجاد می کند که به مایع اجازه می دهد از طریق یک درگاه مکش وارد شود.
چرخه تبادل هوا
چرخه تبادل اساساً شامل سه مرحله است که به طور متناوب برای هر اتاق تکرار می شود.
مرحله 1: هوا با عبور از سوراخ در بدنه پمپ، به حلقه مرکزی می رسد، جایی که از طریق یک سری گذرگاه بین قرقره و حلقه بیرونی به یکی از دو “محفظه هوا” می رسد (در شکل مسیر مشخص شده است. به رنگ قرمز و محفظه هوا به رنگ آبی). دیافراگم که توسط فشار هوا هدایت می شود، منبسط شده و مایع را به داخل منیفولد منتقل می کند. جهت صحیح توسط توپ های زیر تضمین می شود، که با نیروی جاذبه، گذرگاه را می بندند و از ریزش مایع جلوگیری می کنند.
مرحله 2: در فاز دوم، قرقره با فشار هوا، در طرف مقابل در مبدل پنوماتیک می زند، در امتداد شفت می لغزد و محفظه هوای دیگر را تحت فشار قرار می دهد.
مرحله 3: در فاز سوم که فاز تخلیه نامیده می شود، محفظه هوای غشاء که قبلاً تحت فشار بود اکنون یک گذرگاه باز به محیط خارجی را می بیند. کشش غشای مقابل که در حال باد شدن است، دیافراگم را جمع می کند و در عین حال خلاء در محفظه سیال ایجاد می کند که به سیال اجازه می دهد بالا آمده و پر شود. در همان زمان، چرخه با تکرار، در اتاق دوم عمل شرح داده شده در مرحله 1، دوباره شروع می شود.
اکثر محصولات پمپ دیافراگمی محدوده فشار عرضه را بین 2 بار (حداقل) تا 8 بار (حداکثر) ارائه می دهند، اگرچه شواهدی وجود دارد که فشارهای کمتر از 1 بار نیز در راه اندازی برخی از مدل ها موفق هستند.
روش نصب پمپ دیافراگمی
پس از بررسی حالت های عملکرد پمپ های دیافراگمی، می توان حالت های مختلف نصب را تعریف کرد.
نصب خود پرایمینگ: پمپ دیافراگمی بالاتر از سطح سیال قرار می گیرد و می تواند آن را مکش کند، حتی از حالت خشک، زمانی که داخل آن مایعی وجود ندارد. فاصله بین پمپ و سطح سیال منجر به تلفات بار می شود. اگر پمپ گلدانی نباشد، حداکثر ارتفاعی که می توان سیال را در آن جریان داشته باشد بیشتر از 6 متر نمی شود، در حالی که اگر پمپ گلدانی باشد، می توانیم به 9.5 متر برسیم.
نصب با مکش و دهش: در برخی از کاربردها، دو سیال نیاز به پمپاژ دارند، اما فضای کافی برای قرار دادن دو پمپ مجزا وجود ندارد. پمپ دیافراگمی این قابلیت را دارد که با سفارشی سازی و تقسیم هر دو نوع تحویل و مکش ارائه دهند. این بدان معنی است که با یک پمپ می توانید دو سیال مثلاً دو رنگ مختلف را پمپ کنید. با این حال، سیالات باید ویژگی های ویسکوزیته و چگالی مشابهی داشته باشند.
نصب زیر هد: تاسیساتی که پمپ زیر سطح سیال است.
نصب با مکش اسپلیت: در مواقعی که نیاز به تبدیل پمپ به میکسر باشد، امکان استفاده از آن به این صورت وجود دارد. فقط منیفولد مکش روی پمپ شکافته می شود، در حالی که تحویل دست نخورده باقی می ماند. این به پمپ اجازه می دهد تا دو سیال را با هم مخلوط کند.
نصب غوطه ور: در برخی موارد به عنوان مثال هنگام تخلیه چاه می توان پمپ را مستقیماً در آب فرو برد.
نصب انتقال درام: کوچکترین پمپ های برش را می توان مستقیماً روی درام ها قرار داد که باید تخلیه شوند.
ویژگیهای پمپ دیافراگمی
- خود پرایمینگ هستند و ویژگی های مکش خوبی دارند.
- می تواند برای رسیدگی به لجن ها و دوغاب های ساینده با مقدار نسبتاً بالایی از شن و محتوای جامد طراحی شود.
- دارای ویژگی های عملکرد خشک خوب است.
- بسیاری از الاستومرهای دیافراگمی مختلف را می توان انتخاب کرد که امکان سازگاری با محلول های بسیار خورنده را فراهم می کند.
- می تواند مایعات بسیار چسبناک را انتقال دهد.
- نمودار تصحیح ویسکوزیته می تواند به عنوان ابزاری برای کمک به جلوگیری از اندازه کمتر پمپ های AOD استفاده شود.
- می تواند به طور موثر توسط هوای فشرده هدایت شود.
- نسخه های هوا رانده معمولاً الزامات ایمنی را برای کار در جوهای قابل اشتعال یا انفجاری برآورده می کنند.
- نسخه های هیدرولیکی برای فشار تخلیه تا 1200 بار مناسب هستند.
- برای افزایش طول عمر پمپ، می توان قطعات داخلی پمپ را در داخل روغن معلق و جدا کرد. می تواند تا 97 درصد کارآمد باشد.
- پمپ های دو دیافراگمی می توانند بدون آسیب رساندن به پمپ یا سیستم خشک کار کنند
- پمپ های دیافراگمی دوبل نیازی به برق ندارند و می توانند در فضاهای بسته یا زیرزمینی مورد استفاده قرار گیرند، به این معنی که با تجهیز به تجهیزات مناسب می توانند به طور ایمن و قابل اطمینان در محیط های انفجاری کار کنند.
- پمپ های دیافراگمی دوبل را می توان در زیر آب فرو برد و همچنان کار کرد البته به این شرط که با سیال اطراف خود سازگار باشد.
- پمپ های دیافراگمی بدون مکانیکال سیل
- پمپ دیافراگمی از مکانیکال سیل گران قیمت برای کارکردن استفاده نمی‌کنند
- پمپ های دو دیافراگمی دارای جریان و فشار سر متغیر بدون کنترل های پیچیده هستند به طوریکه پمپ های AODD طیف گسترده ای از جریان ها را بدون کنترل های پرهزینه و پیچیده ارائه می کنند. پمپ های AODD با نسبت استاندارد 1:1 می توانند با فشار پنوماتیک تا 125 psi (8.6 بار) کار کنند.
- پمپ های دو دیافراگمی در مقایسه با پمپ های الکتریکی دارای موتور ارزان هستند
گواهینامه های استاندارد پمپ دیافراگمی
پمپ های AODD می توانند با طیف گسترده ای از گواهینامه ها برای رفع نیازهای کاربران در سراسر جهان ارائه شوند. برخی از گواهینامه های رایج عبارتند از:
- 3-الف
- CSA
- NACE
- UL
- ATEX
- FDA
- ABS دریایی
- ISO 9001
- ISO 14001
کاربردهای پمپ دیافراگمی
بسیاری از صنایع به پمپ‌های دو دیافراگمی هوا (AODD) متکی هستند تا عملکرد خود را روان نگه دارند. از خودروسازی و تولید مواد شیمیایی گرفته تا تولید دارو و تصفیه فاضلاب، بسیاری از صنایع به دلیل استفاده از پمپ دیافراگمی با حداکثر سرعت کار می کنند.
این پمپ‌های دیافراگمی دوبل در مقایسه با سایر فناوری‌های پمپاژ، مزایای بی‌نظیری را ارائه می‌دهند، و آنها را به یکی از بهترین دستگاه ها برای کاربردهای انتقال سیال و جابجایی مواد جامد تبدیل می‌کنند. پمپ های AODD به دلیل سادگی و توانایی خود در انتقال مطمئن و ایمن مایعات صنعتی، مایعات جامد و دوغاب شناخته شده اند.
پمپ های AODD پمپ های همه کاره و قابل اعتمادی هستند که برای کاربرد در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. برخی از کاربردهای رایج پمپ های AODD شامل پردازش شیمیایی، تصفیه فاضلاب، آبگیری معدن، تولید رنگ و جوهر و انتقال محصولات غذایی است. توانایی خود پرایمینگ و توانایی خشک شدن آنها، آنها را به انتخابی محبوب در بسیاری از تنظیمات صنعتی تبدیل کرده است.
بازارها و کاربردهایی که اغلب از پمپ های دیافراگمی استفاده می شود:
- هوافضا
- خودرو
- محصولات ساختمانی و ساخت و ساز
- سرامیک
- شیمیایی
- پوشش ها
- ضد عفونی کننده ها
- الکترونیک و نیمه هادی
- محیط زیست / فاضلاب
- باتری لیتیومی
- معدن
- نفت و گاز
- شرکت های بسته بندی
- خمیر و کاغذ
- بهداشتی
- فولاد و فلز
- حمل و نقل
مشکلاتی که به کمک پمپ دیافراگمی می تواند حل کرد
جابجایی مواد شیمیایی خطرناک: مواد شیمیایی خطرناک را بدون نگرانی در مورد سازگاری با مواد شیمیایی یا سایر مسائل ایمنی احتمالی پمپ کنید.
جابجایی مواد جامد: مواد جامد حاوی سیال را می توان بدون گرفتگی و/یا توقف پمپ کرد، که به معنای زمان توقف تولید کم هزینه و کار و هزینه نگهداری کمتر است.
چالش های شروع/توقف: توانایی شروع و توقف خودکار بر اساس خطوط باز و بسته پایین دست پمپ را به دست آورید، به ویژه زمانی که:
- اپراتورها فراموش می کنند که پمپ ها را در بالادست شیری که به تازگی بسته اند متوقف کنند
- انسداد در یک خط از مواد جامد معلق رخ می دهد
- گاهی اوقات می توان مواد ناخواسته را در خط پیدا کرد
جابجایی مایعات: سیالات غلیظ یا حساس را بدون برش دادن یا آسیب رساندن به محصول مدیریت کنید.
دما: نگران دما نباشید. این پمپها طیف گسترده‌ای از دماها را کنترل می‌کنند و به نرمی کار می‌کنند، چه در آلبرتای شمالی کاربرد داشته باشید و چه در یک برنامه تولید داخلی که دمای آن بیش از 300 درجه باشد.
کارکرد خشک: پمپ های AODD زمانی که چاه، مخزن یا منبع سیال خشک می شود، می توانند خشک شوند. این قابلیت به ویژه در مکان های دوردست که تشخیص فوری ممکن است امکان پذیر نباشد مفید است.
پمپ های AODD را می توان برای پاسخگویی به طیف گسترده ای از کاربردها پیکربندی کرد. در حالی که سایر فناوری های پمپاژ می توانند برخی از نیازهای شما را برطرف کنند، ممکن است نتوانند همه آنها را برطرف کنند.
