مباني كمپرسورهاي هوا و پمپ‌هاي حلقه مايع

پمپ‌هاي حلقه مايع سيستم‌هاي بسيار ساده‌اي هستند، اما توضيح نحوه كار آنها بسيار پيچيده است. با وجود داشتن تنها يك قسمت در حال حركت در داخل پمپ، جريان زيادي به وجود مي‌آيد.

در حين نوشتن اين مقاله، به جاي اصول اوليه كمپرسورها، به سراغ اصول پيشرفته ديناميك سيالات رفته‌ايم. پمپ يا كمپرسور هوا از نيروي گريز از مركز بر روي مايع آب‌بندي استفاده مي‌كند، كه مانند يك پيستون در يك سيلندر ايده‌آل عمل مي‌كند، تا فشار گاز به دام افتاده بين مايع و پروانه را فشرده كند. اما چگونه؟

اصول كار پمپ‌هاي حلقه مايع

مايع، در همه اهداف و كاربردها، تقريبا غير قابل فشرده شدن است. البته شما مي‌توانيد با وارد كردن فشار كافي هر مايعي را فشرده كنيد، اما ميزان فشار اعمال شده بسيار بيشتر از حالت گازي است. به عنوان مثال، اگر مي‌خواهيم آب را فشرده كنيم، به حدود 29،000 تا 30،000 psi نياز داريم تا حجم آن را 10٪ (بسته به دما) كاهش دهيم. اگر بخواهيم همين كار را براي هوا در سطح دريا انجام دهيم، فقط 1 تا 2 psi نياز خواهد بود. اين يك تفاوت بزرگ است

براي آشنايي با فشارهايي كه يك پمپ حلقه مايع مي‌تواند ايجاد كند، مي‌توان گفت كه مايع درون آن فشرده نمي‌شود، يا دچار كاهش حجم نمي‌شود. با اين وجود گاز موجود در پمپ مي‌تواند فشرده شود. بنابراين بررسي خواهيم كرد كه درون پمپ چه اتفاقي مي‌افتد.

قبل از شروع به كار پمپ

پمپ داراي پروانه‌اي است كه با شروع به كار پمپ‌ها چرخش خود را آغاز مي‌كند. مشابه روتور پمپ پره‌اي چرخشي، پروانه داراي خروج از مركزيت نسبت به محفظه است. يك مايع در كف دستگاه وجود دارد كه مي‌تواند روغن، آب يا احتمالا مايع ديگري باشد. به اين سيال مايع آب‌بندي گفته مي‌شود. در پايين سوراخي براي ورود مايع آب‌بندي به محفظه وجود دارد.

در وسط پمپ، در اطراف مركز پروانه مي‌توانيد درگاه‌هاي ورودي و تخليه را مشاهده كنيد. اينجاست كه هوا وارد دستگاه شده و از آن خارج مي‌شود. پس از شروع چرخش پروانه، مايع آب‌بندي با نيروي گريز از مركز به سمت بيرون پرتاب مي‌شود. از آنجا كه مايع آب‌بندي داراي چگالي بيشتري نسبت به هوا است، فضاي بيروني را اشغال مي‌كند، در حالي كه گاز در داخل محفظه گير افتاده است. بخشي از مايع آب‌بندي به پايين دست منتقل مي‌شود. آنها بايد جداسازي شده و دوباره وارد پمپ شوند.

strong بنابراين چرا همه اين مراحل را انجام مي‌دهيم و به سراغ پمپ ديگري نمي‌رويم؟

مزيت پمپ‌هاي حلقه مايع اين است كه از دوام بالايي برخوردار هستند. آنها مي‌توانند با قدرت به كار خود ادامه دهند و بدون اينكه اتفاقي براي آنها بيفتد كارايي اوليه خود را حفظ كنند. فقط يك قسمت متحرك وجود دارد كه فاقد اتصال فلزي است، بنابراين ساييدگي بسيار كمي در آنها به وجود مي‌آيد. همچنين مايع موجود در آن به خنك نگه داشتن اجزا كمك مي‌كند، همچنين به طول عمر قطعات نيز كمك مي‌كند.

هنگامي كه براي مكش ذرات از آنها استفاده مي‌شود، پمپ‌هاي حلقه مايع مي‌توانند انواع آشغال‌ها و مايعات را به گونه‌اي تحت مكش قرار دهند كه به هيچ يك از آنها آسيبي نرسد (اگر به درستي طراحي و اندازه‌گيري شده باشند). مواردي مشاهده شده است كه يك پمپ مكش پيستوني يا پمپ مكش چرخشي به طور ناخواسته در حال مكيدن آب دريا بوده است. اين بلافاصله پره يا پمپ پيستون را خراب مي‌كند. بنابراين مي‌توان پمپ‌هاي حلقه مايع را در اين محل‌ها قرار داد، كه از آب به عنوان مايع آب‌بندي استفاده مي‌كنند. قسمت‌هاي داخلي آن از جنس برنز يا استيل هستند. غالبا آنها مي‌توانند آب دريا را وارد خود كنند بدون اينكه مشكلي براي آنها پيش آيد.

پمپ‌هاي حلقه مايع را مي‌توان در شرايط بد مورد استفاده قرار داد و در موادي كه ممكن است پمپ‌هاي ديگر دچار آسيب شوند، استفاده كرد. علاوه بر دوام، ماندگاري خوبي نيز دارند. تا زماني كه تعمير و نگهداري را به طور منظم انجام دهيد، مي‌توانيد چندين دهه از خدمات يك پمپ حلقه مايع استفاده كنيد.

معايب پمپ‌هاي حلقه مايع

1. پمپ‌هاي حلقه مايع نسبت به ساير فناوري‌ها بهره‌وري انرژي كمتري دارند.
2. پمپ‌هاي حلقه مايع معمولا هزينه اوليه بالاتري دارند.

خب! حالا كه شما مالك آنها هستيد. اگر وضعيتي داريد كه پمپ‌هاي ديگر ممكن است كارايي لازم را نداشته باشند، يك پمپ حلقه مايع را مورد استفاده قرار دهيد. اطمينان حاصل كنيد كه با شركت كمپرسور خود در مورد چگونگي انتخاب مايع آب‌بندي در پمپ و موادي كه پمپ از آن ساخته شده است مشورت كنيد كه مي‌تواند كارايي دستگاه را بالا برده يا باعث خرابي آن شوند. براي سيال آب‌بندي، معمولا گزينه‌هاي مبتني بر روغن يا آب را خواهيد داشت. براي مواد داخلي نيز گزينه‌هاي متنوعي وجود دارند. اين گزينه‌ها با توجه به موادي كه وارد پمپ مي‌شوند تعيين خواهند شد.

از طرف ديگر، اگر شما يك پمپ حلقه مايع داريد يا به دنبال تعويض يك پمپ قديمي هستيد و شرايطي داريد كه پمپ در وضعيت شديد قرار نمي‌گيرد و چيزي جز هوا وارد پمپ نمي‌شود، ممكن است يك گزينه ديگر براي شما بهتر از خريد پمپ‌هاي حلقه مايع باشد چرا كه آنها براي شرايط سخت طراحي شده‌اند. اگر با شرايط ناخوشايندي سر و كار نداريد، با خريد پمپ‌هاي حلقه مايع هزينه و نيروي الكتريكي زيادي را هدر خواهيد داد.