پمپ جابجایی مثبت چیست و چه کاربردی دارد؟

پمپ‌ها بخشی لاینفک و کاربردی از سیستم‌های مختلف انتقال سیالات به حساب می‌آیند و در ابعاد مختلف کاربرد دارند؛ از تأمین آب خانگی و تصفیه فاضلاب گرفته تا انتقال نفت و مواد شیمیایی. در میان انواع پمپ‌ها، پمپ جابجایی مثبت به علت توانایی در جابجایی حجم ثابتی از سیال در هر سیکل کاری، جایگاه ویژه‌ای دارد. همین ویژگی باعث می‌شود تا پمپ های جابجایی مثبت گزینه‌ای ایده‌آل برای کاربردهایی با فشار بالا یا نیاز به دوز دقیق سیالات باشند.

در این مقاله، آتور صنعت شما را با ماهیت و انواع پمپ‌های جابجایی مثبت آشنا می‌کند تا بدانید این پمپ برای چه کاربردی مناسب است و چطور می‎توانید پمپ جابجایی مثبت مطلوب شرایط خود را انتخاب کنید.

 

پمپ جابجایی مثبت چگونه کار می‌کند؟

پمپ جابجایی مثبت (به انگلیسی: Positive Displacement Pump یا PD Pump) در هر دور یا سیکل کاری، مقدار مشخصی مایع را جابه‌جا می‌کند. به‌عبارت ساده‌تر این پمپ با تغییر حجم درون سیلندر خود، سیال را به حرکت درمی‌آورد. میزان جریان عبوری از پمپ‌های جابجایی مثبت، با سرعت گردش یا تعداد سیکل‌ها در یک بازه زمانی مشخص ارتباط مستقیمی دارد. بسته به نوع پمپ، جزئیات و اجزای مکانیسم متفاوت هستند اما اصول کار از این روال خارج نیست.

پمپ های جابجایی مثبت عمدتاً برای سیالات با ویسکوزیته بالا یا شرایط خاص مورد استفاده قرار می‌گیرند؛ مثلاً در مواردی که دقت بالا در تزریق یا اندازه‌گیری لازم است، ویسکوزیته سیال بالاتر از 300 سانتی استوکس باشد یا در شرایطی که فشار خروجی باید بالا باشد (مثل شستشو با واترجت). این پمپ‌ها در تصفیه‌خانه‌های فاضلاب نیز کاربرد زیادی دارند.

 

انواع پمپ جابجایی مثبت

پمپ‌های جابجایی مثبت با وجود تنوع بالایشان در دو دسته کلی قرار می‌گیرند: پمپ‌های رفت و برگشتی (Reciprocating) و پمپ‌های چرخشی (Rotary). در ادامه با انواع پمپ های جابجایی مثبت در هر دو گروه آشنا می‌شویم.

پمپ‌های رفت و برگشتی (Reciprocating Pumps)

این نوع پمپ‌ها همانطور که از نامشان برمی‌آید، با حرکت رفت و برگشتی یک قطعه داخلی، سیال را جابجا می‌کنند. این حرکت خطی، حجم داخل محفظه پمپ را تغییر می‌دهد و به‌نوبت باعث مکش سیال به داخل و تخلیه آن می‌شود.

عملکرد معمول پمپ جابجایی مثبت رفت و برگشتی با حرکت پیستون، پلانجر یا دیافراگم در یک محفظه بسته انجام می‌شود. با عقب رفتن قطعه، وکیوم یا خلاء در پمپ به وجود می‎‌آید که دریچه ورودی را باز می‌کند و مکش سیال اتفاق می‌افتد. در مرحله بعد، با حرکت به جلو، دریچه ورودی بسته و دریچه خروجی باز شده و سیال به بیرون رانده می‌شود.

 

پمپ پیستونی (Piston Pump)

در این پمپ‌ها، یک پیستون به‌صورت خطی درون سیلندر حرکت می‌کند و عمل پمپاژ را انجام می‌دهد. پمپ پیستونی توانایی تحمل فشارهای بالا را دارد و در کاربردهایی مانند چاه‌های آب، سیستم‌های هیدرولیکی و دستگاه‌های رنگ‌پاش به‌کار می‌رود.

در سیکل مکش، پیستون به عقب می‌رود و با ایجاد فشار منفی، سیال را به داخل می‌کشد. سپس در مرحله رانش، پیستون به جلو حرکت کرده، ورودی بسته و خروجی باز می‌شود تا سیال تخلیه شود.

 

پمپ پلانجری (Plunger Pump)

پمپ پلانجری از یک پلانجر استوانه‌ای بلند برای جابجایی سیال استفاده می‌کند. برخلاف پمپ‌های پیستونی که در آنها آب‌بندی همراه با پیستون حرکت می‌کند، در پمپ‌های پلانجری قسمت آب‌بندی ثابت است و پلانجر به تنهایی حرکت را انجام می‌دهد.

در پمپ پلانجری، مکانیسم آب بندی کمتر در معرض ساییدگی و بروز نشتی قرار دارد و از همین رو، این دسته پمپ برای کار در فشارهای بسیار بالا و انتقال سیالات ساینده به وفور استفاده می‌شود.

پمپ دیافراگمی (Diaphragm Pump)

پمپ دیافراگمی از یک دیافراگم انعطاف‌پذیر برای ایجاد حرکت پمپاژ استفاده می‌کند. این دیافراگم معمولاً از موادی مانند ترکیبات الاستومری یا تفلون ساخته می‌شود و با انجام حرکت رفت و برگشتی، سیال را به درون می‌کشد و بیرون هل می‌دهد.

هنگام عقب رفتن دیافراگم، خلأ به وجود آمده باعث مکش سیال می‌شود و هنگام جلو آمدن، سیال به بیرون رانده می‌شود. طراحی این پمپ‌ها باعث می‌شود برای انتقال سیالات خورنده، ساینده یا خطرناک بسیار مناسب باشند چون سیال از اجزای مکانیکی داخلی جدا می‌ماند و حتی در صورت خشک کار کردن هم آسیبی نمی‌بیند.

 

پمپ‌های دورانی یا روتاری (Rotary Pumps)

دومین دسته‌ای که برای انواع پمپ های جابجایی مثبت برشمردیم، پمپ‌های روتاری یا دورانی هستند که با استفاده از یک مکانیزم چرخشی، سیال را به دام می‌اندازند و منتقل می‌کنند. برخلاف پمپ‌های رفت‌وبرگشتی، حرکت یکنواخت و پیوسته پمپ روتاری باعث می‌شود جریان سیال با نوسان کمتری همراه باشد و خروجی نرم‌تری داشته باشد.

در این پمپ‌ها، اجزای داخلی هنگام چرخش به طور مداوم حفره‌هایی پر از سیال ایجاد می‌کنند و آنها را می‌بندند. در سمت مکش، حفره‌ها بزرگ شده و سیال را به داخل مکش می‌کنند. بعد با چرخش، آن را به سمت دیگر منتقل می‌کنند و با کاهش حجم حفره‌ها سیال با فشار به بیرون رانده می‌شود.

جهت آشنایی بیشتر با پمپ روتاری مقاله پمپ روتاری چیست و چرا در سیستم‌های انتقال سیال اهمیت دارد؟ را مطالعه نمائید.

 

پمپ دنده‌ای (Gear Pumps)

پمپ دنده‌ای مشهور به غلیظ کش، نوعی پمپ روتاری جابجایی مثبت هستند که سیالات را با درگیر شدن چرخ‌دنده‌ها جابه‌جا می‌کنند. این پمپ‌ها به دلیل طراحی ساده، مقاومت بالا و کارایی مؤثری که برای انتقال سیالات غلیظ و ویسکوز دارند، بسیار محبوب‌اند. در این پمپ‌ها، سیال از فضای بین دنده‌ها و پوسته پمپ در سمت مکش وارد می‌شود. با چرخش دنده‌ها، این سیال به اطراف منتقل شده و در سمت تخلیه، با درگیر شدن دوباره دنده‌ها، فشرده شده و به لوله خروجی فرستاده می‌شود.

پمپ لوب (Lobe Pumps)

لوب پمپ از نظر ساختار شباهت زیادی به پمپ‌های دنده‌ای دارند اما به جای دنده، از دو یا چند لوب چرخان استفاده می‌کنند. ویژگی مهم آنها این است که لوب‌ها با هم تماس مستقیم ندارند و برای هماهنگ‌سازی حرکت از چرخ‌دنده‌های تایمینگ بیرونی استفاده می‌شود. این لوب‌ها هنگام چرخش، در سمت مکش حفره‌هایی برای جذب سیال ایجاد کرده و سپس آن را به آرامی به سمت خروجی منتقل می‌کنند. در بخش تخلیه، با چرخش لوب‌ها، سیال به آرامی از پمپ خارج می‌شود. این طراحی بدون تماس مستقیم، برای جابه‌جایی سیالات حساس مثل محصولات غذایی یا دارویی بسیار مناسب است و از بریدن یا افت کیفیت محصول جلوگیری می‌کند.

پمپ اسکرو (پیچی)

پمپ‌های اسکرو از یک یا چند پیچ دوار درون یک پوسته نزدیک بهره می‌گیرند تا سیال را انتقال دهند. این پمپ‌ها برای جابه‌جایی سیالات بسیار غلیظ، اسلاری و حتی سیالات حباب زده عملکردی عالی دارند. با چرخش پیچ‌ها، حفره‌هایی ایجاد می‌شود که از سمت مکش به سمت تخلیه حرکت می‌کنند و سیال را پیوسته و بدون نوسان به جلو می‌رانند. این پمپ‌ها در صنایعی مانند نفت و گاز، تصفیه‌خانه‌ها و صنایع غذایی کاربرد گسترده‌ای دارند.

پمپ پره‌ای (Vane Pumps)

پمپ‌های پره‌ای از یک روتور با شیارهای شعاعی تشکیل می‌شوند که به‌صورت غیرمرکزی داخل یک پوسته استوانه‌ای نصب شده‌اند. تیغه‌هایی درون این شیارها قرار دارند که هنگام چرخش، به‌صورت مداوم با دیواره داخلی در تماس هستند. در سمت مکش، به‌دلیل نصب خارج از مرکز روتور، حجم بین تیغه‌ها و دیواره افزایش می‌یابد و سیال وارد پمپ می‌شود.

در ادامه با چرخش روتور، این حجم کاهش می‌یابد و سیال به سمت خروجی رانده می‌شود. این پمپ‌ها برای سیالات با ویسکوزیته پایین تا متوسط مناسب‌اند و در برخی طراحی‌ها، قابلیت جبران سایش را دارند و در طول زمان، بازدهی خود را حفظ می‌کنند.

 

کاربردهای انواع پمپ‌ جابجایی مثبت

پمپ‌های جابجایی مثبت در جابه‌جایی سیالات غلیظ مانند روغن، رنگ، رزین و مواد غذایی بسیار کارآمدند. این پمپ‌ها در موقعیت‌هایی که دقت در دوزینگ یا تولید فشار بالا اهمیت دارد، انتخاب بهتری نسبت به پمپ‌های سانتریفیوژ محسوب می‌شوند.

یکی از مزایای مهم پمپ جابجایی مثبت این است که عملکردش تحت تأثیر فشار سیستم قرار نمی‌گیرد، به همین دلیل در شرایطی که تأمین سیال ناپایدار است، هم گزینه‌ای قابل‌اعتماد به‌شمار می‌آید. در جدول زیر می‌توانید کاربردهای رایج برای هریک از انواع پمپ های جابجایی مثبت که در بالا بررسی کردیم را مشاهده نمایید.

نوع پمپ جابجایی مثبت	کاربرد	ویژگی‌ها
پمپ پیستونی	شست‌وشوی پرفشار با آب، مایعات با ویسکوزیته پایین، تولید نفت، پاشش رنگ	حرکت رفت‌وبرگشتی با پیستون‌هایی که به کمک اورینگ آب‌بندی شده‌اند
پمپ پلانجری	مثل پمپ پیستونی	حرکت رفت‌وبرگشتی با پلانجرهایی که به وسیله پکینگ آب‌بندی می‌شوند
پمپ دیافراگمی	اندازه‌گیری و توزیع دقیق، پاشش و شست‌وشو، تصفیه آب، رنگ‌ها، روغن‌ها، مایعات خورنده	بدون آب‌بندی مکانیکی، خودمکش، دبی پایین با توانایی تولید فشار بالا
پمپ دنده‌ای	انتقال مایعات با ویسکوزیته بالا در صنایع پتروشیمی، شیمیایی و غذایی مانند روغن، رنگ و مواد خوراکی	عملکرد چرخشی با استفاده از درگیری چرخ‌دنده‌ها
پمپ لوبی	صنایع شیمیایی و غذایی، کاربردهای بهداشتی، دارویی و زیست‌فناوری	ایجاد کمترین سایش و برش، قابلیت تمیزکاری و استریل آسان
پمپ پیچی	تولید نفت، انتقال و تزریق سوخت، آبیاری	انتقال سیال به‌صورت محوری با کاهش آشفتگی جریان، مناسب برای دبی‌های بالا
پمپ پره‌ای	مایعات با ویسکوزیته پایین، سیستم‌های انتقال خودرو، بارگیری و انتقال سوخت، دستگاه‌های نوشیدنی	مقاوم در برابر ذرات معلق و سایش پره‌ها، طراحی با امکان تنظیم دبی خروجی

 

مزایای پمپ جابجایی مثبت

پمپ‌های جابجایی مثبت مزایای متعددی دارند که در ادامه، شش مورد از مهم‌ترین آنها را مرور می‌کنیم.

1. دبی دقیق و قابل پیش‌بینی: در پمپ های جابجایی مثبت، حجم ثابتی از سیال در هر سیکل جابه‌جا می‌شود. بنابراین میزان دبی با سرعت پمپ رابطه مستقیم دارد و می‌توان دبی را بر اساس تعداد دورهای پمپ محاسبه کرد. با توجه به این خاصیت، می‌توان عملکرد و خروجی پمپ در بازه‌های زمانی مشخص را پیش بینی کرد.

2. قابلیت عملکرد با طیف وسیعی از ویسکوزیته‌ها: افزایش یا کاهش ویسکوزیته سیال تأثیری بر عملکرد این پمپ‌ها ندارد. از همین رو، حتی در شرایطی که مایع رفتاری غیرنیوتنی دارد یا با افزایش دما چگالی‌اش تغییر می‌کند، باز هم پمپ به‌خوبی عمل می‌کند و سازگاری بالایی با انواع سیالات دارد.

3. فشار خروجی یکنواخت و پایدار: پمپ‌های جابجایی مثبت قادرند فشار ثابتی تولید کنند که حتی می‌تواند چندین بار بیشتر از فشار مورد نیاز سیستم باشد؛ برخلاف پمپ‌های غیر مثبت که فقط در یک نقطه کاری خاص قادر به تأمین فشار و دبی مشخص هستند.

4. استهلاک کمتر: پمپ جابجایی مثبت در مقایسه با پمپ‌های سانتریفیوژ، با سرعت کمتری کار می‌کند. این سرعت پایین‌تر باعث می‌شود پمپ بتواند سیالات حاوی ذرات جامد یا مواد ساینده را بدون فرسایش شدید در قطعات داخلی جابه‌جا کند.

5. حفظ ویژگی‌های سیال: با توجه به سرعت پایین پمپ، می‌توان واحد پمپاژ بزرگ‌تری انتخاب کرد تا نیازهای فشار یا دبی تأمین شود. این موضوع هم باعث سرعت استهلاک را پایین می‌آورد و هم تضمین می‌کند که خواص فیزیکی و شیمیایی مایع در فرایند پمپاژ تغییر نکنند.

6. طراحی ضد لغزش (Non-slip): همه پمپ‌ها محدوده‌ای برای ویسکوزیته مجاز دارند. اگر ویسکوزیته سیال به دلیل گرما بیش از حد کاهش یابد، ممکن است پمپ نتواند آن را پمپاژ کند و در نتیجه دچار اسلیپ یا لغزش شود. پمپ های جابجایی مثبت، حتی با کاهش شدید ویسکوزیته بازهم از اسلیپ جلوگیری می‌کنند و اجازه نمی‌دهند دبی و فشار واقعی بیش از حد مجاز کم شود.

معایب پمپ جابجایی مثبت

در کنار مزایا، پمپ‌های جابجایی مثبت محدودیت‌ها و معایبی نیز دارند.

1. محدودیت در دبی خروجی: در برخی طراحی‌ها ساختار داخلی پمپ باعث محدودیت در دبی می‌شود. خصوصاً وقتی سیال ویسکوزیته پایینی دارد، دبی خروجی پمپ ممکن است از پمپ‌های سانتریفیوژ کمتر باشد. از همین رو برخی مدل‌های این پمپ‌ها برای کاربردهای خاص (مثلاً صنایع شیمیایی، تولید متریال چسبنده یا نفت و پتروشیمی) اصلاً مناسب نیستند.

2. دشواری در نگهداری و تعمیر: پیچیدگی طراحی داخلی، تعمیر و نگهداری این پمپ‌ها را دشوارتر از سایر انواع می‎کند. وجود قطعات متعدد و نحوه مونتاژ آنها (به‌ویژه در مواجهه با سیالات چسبناک، خورنده یا رسوب‌زا) باعث می‌شود تعمیرات زمان‌بر و پرچالش باشد.

3. نیاز به سرویس‌های مکرر: بین قطعات پمپ های جابجایی مثبت فاصله خیلی کمی وجود دارد. به همین علت، تماس‌های مکرری بین اجزای داخلی روی می‌دهد و استفاده از مایعات ساینده، مسئله را تشدید می‌کند. پمپ‌های جابجایی مثبت نسبت به پمپ های غیرمثبت، باید به دفعات بیشتری سرویس شوند.

4. جریان ناپیوسته و پالس‌دار:  جریان خروجی در این پمپ‌ها معمولاً پالس‌دار است. برای کاهش نوسانات جریان گاهی استفاده از خنثی کننده پالس ضروری می‌شود. این نوسانات می‌توانند روی دقت دبی‌سنج‌ها، پوشش‌دهی یکنواخت مایع بر سطوح و دقت در پر کردن ظروف اثر منفی بگذارند.

5. به‌صرفه نبودن برای مایعات با ویسکوزیته پایین: در مواردی که سیال ویسکوزیته خیلی پایینی داشته باشد یا دبی کم تا متوسط مدنظر است، پمپ‌های سانتریفیوژ گزینه‌ای به‌صرفه‌تر از پمپ‌های جابجایی مثبت خواهند بود.

6. هزینه اولیه بیشتر: پمپ‌های جابجایی مثبت معمولاً برای تأمین دبی، انتقال و دقت بالا در متراژ طراحی می‌شوند. به همین دلیل ساختار پیچیده‌تر و قیمت اولیه بالاتری دارند. با این حال، در کاربردهایی که سیالات سایندگی زیادی دارند، دارای ذرات معلق یا ویسکوزیته متغیر هستند، در درازمدت می‌شود روی پمپ های جابجایی مثبت به عنوان یک گزینه اقتصادی حساب کرد.

 

تفاوت پمپ جابجایی مثبت و غیر مثبت چیست؟

شاید جالب باشد بدانید که پمپ‌های جابجایی مثبت، چیزی حدود 36 درصد از کل پمپ‌های مورد استفاده در صنایع را تشکیل می‌دهند و باقی از انواع غیرمثبت هستند. یحتمل این سؤال شما هم باشد که منظور از پمپ جابجایی غیرمثبت چیست و چه تفاوتی با پمپ PD دارد.

همانطور که گفتیم، پمپ‌ جابجایی مثبت در هر چرخه کاری، مقدار مشخص و ثابتی از سیال را به‌ طور مکانیکی جابجا می‌کند و به مسیر خروجی می‌فرستد، بدون اینکه این حجم به فشار سیستم وابسته باشد.

در مقابل، پمپ‌های جابجایی غیر مثبت یا همان پمپ‌های دینامیکی (Dynamic Pumps) مثل پمپ‌های گریز از مرکز، انرژی را  از طریق افزایش سرعت به سیال وارد می‌کنند و فشار خروجی وابسته به شرایط سیستم است، نه حجم ثابت سیال. در این بخش دقیقتر به مقایسه پمپ جابجایی مثبت و غیرمثبت می پردازیم تا درک کنید آیا پمپ جابجایی مثبت، بهترین گزینه برای شما هست یا خیر.

• اصل عملکرد: پمپ‌های جابجایی مثبت با به دام انداختن حجم معینی از سیال و اعمال نیرو به آن برای خروج از پمپ عمل می‌کنند. مثل اینکه پمپ مانند یک سرنگ عمل کند. در مقابل، پمپ‌های غیر مثبت با حرکت پروانه یا ایمپلر، انرژی جنبشی را به فشار تبدیل می‌کنند که به نوعی شبیه عملکرد فن است.
• دبی خروجی: در پمپ‌های جابجایی مثبت، دبی خروجی در سرعت ثابت تقریباً یکنواخت است و تغییرات فشار تأثیری در آن ندارد. اما در پمپ‌های غیر مثبت دبی خروجی به‌شدت به فشار سیستم وابسته است و با افزایش فشار، دبی پایین می‌آید.
• توان ایجاد فشار: پمپ‌های جابجایی مثبت توانایی ایجاد فشارهای بسیار بالا را دارند و در صورت نبود سوپاپ اطمینان ممکن است تا حد آسیب به لوله یا پمپ پیش بروند. اما در پمپ غیرمثبت، توانایی تولید فشار محدودتر است و به طراحی و سرعت چرخش بستگی دارد.
• توانایی کار با ویسکوزیته بالا: پمپ‌های جابجایی مثبت در انتقال سیالات با ویسکوزیته بالا، سیالات غلیظ، دوغاب‌ها و حتی مایعات غیر نیوتنی عملکرد بسیار خوبی دارند. پمپ‌های غیر مثبت بیشتر برای سیالات با ویسکوزیته پایین مثل آب مناسب‌اند و در مواجهه با سیالات غلیظ، بازده آن کاهش می‌یابد.
• قابلیت خودمکش: اکثر پمپ‌های جابجایی مثبت قابلیت خودمکش دارند، یعنی می‌توانند بدون پر شدن اولیه، مایع را از سطحی پایین‌تر مکش کنند. اما پمپ‌های غیر مثبت معمولاً نیاز به پر شدن اولیه دارند یا باید منبع سیال بالاتر از پمپ قرار داشته باشد.
• عملکرد با دریچه بسته: پمپ‌های جابجایی مثبت نباید در شرایطی کار کنند که دریچه خروجی کاملاً بسته باشد، چون فشار به‌صورت کنترل‌نشده افزایش پیدا خواهد کرد. پمپ‌های غیر مثبت برای مدت کوتاهی می‌توانند در چنین شرایطی بدون خطر جدی کار کنند، اما چنین چیزی توصیه نمی‌شود.
• نوع جریان خروجی: پمپ‌های جابجایی مثبت معمولاً جریانی پالسی تولید می‌کنند که در کاربردهایی با نیاز به جریان یکنواخت، استفاده از تجهیزات کاهش نوسان ضروری می‌شود. پمپ‌های غیر مثبت جریان پیوسته و یکنواخت‌تری تولید می‌کنند که برای بسیاری از کاربردها مناسب‌تر است.

مقایسه پمپ جابجایی مثبت و غیرمثبت را می‌توانیم در جدول زیر خلاصه کنیم.

ویژگی	پمپ غیر مثبت	پمپ جابجایی مثبت
محدوده مؤثر ویسکوزیته (گرانروی)	با افزایش ویسکوزیته، راندمان کاهش می‌یابد (حداکثر تا 200 سانتی‌پواز)	با افزایش ویسکوزیته، راندمان بیشتر می‌شود
تحمل فشار	جریان خروجی با تغییر فشار سیستم نوسان دارد	جریان خروجی به تغییرات فشار حساس نیست و ثابت می‌ماند
راندمان	راندمان در فشارهای خیلی کم یا خیلی زیاد کاهش می‌یابد	راندمان با افزایش فشار بیشتر می‌شود
نیاز به هواگیری (پرایمینگ)	دارد	ندارد
ماهیت جریان در فشار ثابت	جریان یکنواخت و مداوم	جریان پالسی و متناوب
برخورد با سیالات حساس به برش (مثل امولسیون‌ها، اسلاری، مواد زیستی و غذایی)	سرعت بالای موتور می‌تواند به ساختار سیال‌های حساس آسیب بزند	به دلیل سرعت داخلی پایین، برای پمپاژ سیالات حساس به برش مناسب است

یکی از فاکتورهایی که احتمالاً در مقایسه فرق پمپ جابجایی مثبت و غیرمثبت به آن برخورده باشید، منحنی مشخصه پمپ جابجایی مثبت است. منحنی عملکرد پمپ‌های PD با منحنی پمپ‌های غیر مثبت (یا همان سانتریفیوژ) تفاوت دارد.

برخلاف پمپ‌های سانتریفیوژ که عملکردشان در فشارهای مختلف به‌صورت یک منحنی زنگوله‌ای شکل است، منحنی پمپ‌های جابجایی مثبت معمولاً از چند خط مستقیم تشکیل شده که هر خط، عملکرد پمپ را در یک فشار مشخص در برابر سرعت کاری نشان می‌دهد.

در واقع، این منحنی، دبی خروجی را بر اساس سرعت چرخش پمپ نشان می‌دهد. اما در پمپ سانتریفیوژ، سرعت ثابت است و حداکثر فشار و دبی در سمت راست نمودار عملکرد مشخص می‌شود. نمودار زیر، یک نمونه از منحنی عملکرد پمپ جابجایی مثبت را نشان می‌دهد.

 

کدام پمپ جابجایی مثبت را انتخاب کنیم؟

انتخاب پمپ جابجایی مثبت مناسب، به شرایط دقیق پروسه و نوع سیالی که قرار است پمپاژ شود، بستگی دارد. برخلاف پمپ‌های دینامیکی غیرمثبت، پمپ‌های جابجایی مثبت دقت بالایی در کنترل جریان دارند و برای سیالات خاص و دشوار بسیار مناسب‌اند.

اما این مزایا تنها موقعی حاصل خواهند شد که انتخاب پمپ به‌درستی انجام شود. در ادامه مهم‌ترین عواملی را بررسی می‌‎کنیم که باید پیش از خرید پمپ جابجایی مثبت به آنها توجه داشته باشید.

ویژگی‌های سیال

• ویسکوزیته (گرانروی): پمپ‌های جابجایی مثبت برای سیالاتی با ویسکوزیته متوسط تا بسیار بالا مثل روغن، اسلاری یا چسب بسیار مناسب‌اند. انواع مختلف این پمپ‌ها برای ویسکوزیته‌های خاص بهتر عمل می‌کنند؛ مثلاً خرید پمپ دنده‌ای برای ویسکوزیته متوسط توصیه می‌شود و پمپ‌های روتاری برای ویسکوزیته‌های بسیار بالا مناسبند.
• میزان و اندازه ذرات جامد: اگر سیال حاوی ذرات جامد باشد (چه ساینده و چه غیر ساینده)، باید پمپی انتخاب کنید که بتواند بدون گرفتگی یا فرسایش شدید از پس این ذرات برآید. در این موارد، پمپ‌های لوب و روتاری پیش رونده گزینه‌های مناسبی هستند.
• سازگاری شیمیایی: تمام اجزای پمپ که با سیال در تماس هستند (مثل بدنه، آب بندی، لاستیک‌ها و قطعات داخلی) باید از موادی ساخته شده باشند که با ترکیب شیمیایی سیال سازگار باشند تا از خوردگی، تخریب یا آلودگی جلوگیری شود.
• دما: دمای سیال روی ویسکوزیته تأثیر دارد و ممکن است به اجزای پمپ، به‌ویژه سیل‌ها و الاستومرها آسیب برساند. برای سیالات با دمای بالا، ممکن است لازم باشد سراغ پمپ‌هایی با ساختار کاملاً فلزی مثل پمپ‌های چدن یا استنلس استیل بروید.
• حساسیت به برش: برخی سیالات مانند مواد غذایی، پلیمرها یا امولسیون‌ها در برابر نیروی برشی حساس‌اند. برای این سیالات، پمپ‌هایی با حرکت نرم و بدون برش مثل پمپ‌های لوب را انتخاب کنید.
• سایندگی سیال: اگر سیال حاوی ذرات ساینده باشد، باید پمپی با مواد مقاوم در برابر سایش و طراحی مناسب انتخاب کرد تا تماس فلز با فلز کاهش یافته و قطعات فرسایشی به‌راحتی قابل تعویض باشند (مثل پمپ‌های دیافراگمی).
• فشار بخار و فراری بودن سیال: در صورت استفاده از سیالات فرار، حتماً باید شرایط NPSHa (هد مکش در دسترس) و NPSHr (هد مکش موردنیاز) را بررسی و محاسبه کنید تا از وقوع کاویتاسیون و آسیب به پمپ جلوگیری شود. جهت آشنایی بیشتر با پدیده کاویتاسیون مطلب پدیده کاویتاسیون چیست و انواع کاویتاسیون در پمپ‌ها را مطالعه نمائید.

 دبی و فشار موردنیاز

• دبی موردنیاز: مقدار دقیق جریانی که لازم دارید را مشخص کنید. پمپ‌های جابجایی مثبت جریان یکنواختی دارند و خروجی آن‌ها مستقیماً با سرعت چرخش متناسب است. در فرآیندهای دوزینگ یا اندازه‌گیری، دانستن حداقل، حداکثر و دبی اسمی اهمیت زیادی دارد.
• فشار خروجی (هد): حداکثر فشاری که پمپ باید بر آن غلبه کند شامل فشار استاتیک، افت فشار اصطکاکی و فشارهای پروسه کار است. در مواردی که نیاز به فشار بالا وجود دارد، پمپ‌های جابجایی مثبت گزینه ایده‌آلی هستند.
• شرایط مکش: هرچند بیشتر پمپ‌های جابجایی مثبت خودمکش هستند، اما برخی انواع آنها در شرایط سخت مکشی عملکرد بهتری دارند. همیشه باید NPSHa از NPSHr بیشتر باشد تا از بروز کاویتاسیون جلوگیری شود.

شرایط عملیاتی و محیطی

• محدوده دمایی: علاوه بر دمای سیال، دمای محیط نصب نیز باید در نظر گرفته شود.
• محدودیت فضایی: اندازه فیزیکی و فضای موردنیاز برای نصب پمپ را بررسی کنید. برخی پمپ های جابجایی مثبت مانند مدل‌های رفت‌وبرگشتی، فضای زیادی اشغال می‌کنند.
• سطح صدا: برخی پمپ‌های جابجایی مثبت، به‌ویژه انواع رفت‌وبرگشتی، نویز زیادی تولید می‌کنند. اگر محیط کاری محدودیت صوتی دارد، حتماً این نکته در نظر گرفته شود.
• چرخه کاری: اینکه پمپ به‌صورت پیوسته یا متناوب کار می‌کند، بر انتخاب متریال و دوام اجزای داخلی آن تأثیرگذار است.

قیمت پمپ جابجایی مثبت

هزینه اولیه خرید پمپ تنها بخشی از ماجراست. برای برآورد مخارج کلی، علاوه بر قیمت پمپ جابجایی مثبت باید به هزینه‌های نگهداری، دسترسی به قطعات یدکی و کارکرد قطعات سایشی نیز توجه کرد. پمپ‌هایی با طراحی ساده معمولاً هزینه تعمیرات پایین‌تری دارند.

هزینه مصرف انرژی، زمان‌های توقف احتمالی و قابلیت اطمینان در طول چرخه عمر کامل باید در محاسبه مخارج کل لحاظ شود. در صنایع حساس و تحت نظارت مانند دارویی و غذایی، پمپ باید سراغ بهترین مارک های پمپ بروید که با استانداردهای بهداشتی و ایمنی مرتبط (مثل 3-A، FDA، یا ATEX) مطابقت داشته باشند.

بهترین برندهای پمپ جابجایی مثبت

پیشتر به تنوع پمپ های جابجایی مثبت و تفاوت کارکردی انواع این پمپ اشاره کردیم. همین تنوع، برای برندهای تولیدکننده پمپ‌ها نیز صدق می‌کند و نمی‌شود یک مارک مشخص را بی بروبرگرد تولیدکننده بهترین پمپ های جابجایی مثبت معرفی کرد.

آتور صنعت با نمایندگی از چندین برند ایرانی و خارجی که نمونه‌هایی از باکیفیت‌ترین پمپ های جابجایی مثبت را در سبد محصولات خود دارند، گزینه‌های قابل تأملی پیش روی شما قرار می‌دهد. برای اینکه پیش زمینه‌ای جهت انتخاب پمپ جابجایی مثبت قوی داشته باشید، می‌توانیم از برندهای پیشرو در هر دسته از پمپ‌هایی تخصصی نام ببریم.

بهترین برندهای پمپ دیافراگمی

• پمپ دیافراگمی گراکوهاسکی (سنگین کار، مناسب صنایع شیمیایی و حساس)؛
• پمپ دیافراگمی یامادا (دبی بالا تا 750 لیتر در دقیقه و راندمان بالا)؛
• پمپ دیافراگمی فلویمک (گزینه مناسب برای مصارف صنعتی، به ویژه در سری Phoenix)؛
• پمپ دیافراگمی پمکار (برند ترکیه‌ای مطلوب برای صنایع غذایی، پتروشیمی و شیمیایی)

بهترین مارک پمپ پیستونی

• پمپ کارواش آنووی ریوربری (گزینه عالی برای کارواش‌های متوسط تا سنگین)؛
• پمپ پیستونی برتولینی (تولیدکننده انواع پمپ کارواشی باکیفیت)؛
• پمپ پیستونی CAT (مناسب سیستم آب‌شیرین کن، لاین‌های انتقال سیالات و شستشو صنعتی پرفشار)

بهترین برند پمپ دنده‌ای

• پمپ دنده ای نقش جهان (مناسب مکش سیالات ویسکوز در خطوط صنعتی و شیمیایی)؛
• پمپ دنده‌ای کراخت (جمع و جور، کاربری با راندمان بالا برای سیالات ویسکوز و شرایط کاری سخت)

 

جمع بندی

با وجود اینکه کاربرد پمپ‌های جابجایی مثبت در مقایسه با پمپ‌های دینامیک حدود یک‌سوم است، اما در شرایطی که سیال ویسکوز، حساس یا تحت فشار بالا باشد، این نوع پمپ‌ها عملکرد قابل اتکایی دارند. در واقع برای کاربردهایی که نیاز به دبی ثابت، دقت بالا یا مقاومت در برابر نوسانات دارند، پمپ جابجایی مثبت بهترین انتخاب است و جایگزین دیگری نمی‌توان برای آن در نظر گرفت.

در این مقاله به عملکرد، انواع و موارد استفاده از پمپ جابجایی مثبت پرداختیم تا آشنایی مناسبی با این دسته از پمپ‌های صنعتی داشته باشید. اما فراموش نکنید که انتخاب دقیق این نوع پمپ نیازمند بررسی شرایط کاری، محدودیت‌های فنی و هزینه‌های نگهداری است. سفارش پمپ جابجایی مثبت بدون مشاوره تخصصی می‌تواند منجر به ضررهای فنی و مالی شود.

اگر قصد خرید اینترنتی پمپ جابجایی مثبت را دارید، می‌توانید همین امروز با کارشناسان ما مشورت کنید تا با نیازسنجی و ارزیابی شرایط، بودجه و ترجیحات، مناسب‌ترین گزینه را به شما پیشنهاد بدهیم.

 

سؤالات متداول پمپ جابجایی مثبت

1. پمپ جابجایی مثبت چیست و چطور کار می‌کند؟ پمپ جابجایی مثبت با جابه‌جایی حجم مشخصی از سیال در هر سیکل کاری، سیال را با فشار ثابت منتقل می‌کند. این پمپ‌ها با محبوس‌کردن و سپس تخلیه سیال عمل می‌کنند.
2. آیا می توان از پمپ جابجایی مثبت در بوستر پمپ ها استفاده کرد؟ در اغلب موارد، از پمپ‌های دینامیک در بوستر پمپ‌ها استفاده می‌شود، اما در شرایط خاص و نیاز به دبی ثابت، پمپ جابجایی مثبت نیز قابل استفاده است.
3. تفاوت اصلی پمپ‌های جابجایی مثبت با پمپ‌های دینامیک (مثل سانتریفیوژ) چیست؟ پمپ‌های جابجایی مثبت دبی ثابتی دارند و نسبت به فشار مستقل عمل می‌کنند، اما پمپ‌های دینامیک وابسته به فشار سیستم هستند و دبی متغیری دارند.
4. معایب یا محدودیت‌های پمپ‌های جابجایی مثبت چیست؟ هزینه نگهداری بالا، حساسیت به انسداد مسیر و ایجاد فشار بیش‌ازحد در صورت وجود انسداد از محدودیت‌های اصلی آن‌هاست.
5. پمپ‌های جابجایی مثبت در چه صنایعی کاربرد دارند؟ در صنایع غذایی، دارویی، شیمیایی، نفت و گاز، و هر جایی که سیالات خاص یا ویسکوز پمپاژ می‌شوند، کاربرد دارند.
6. آیا پمپ جابجایی مثبت می‌تواند سیالات ویسکوز را به خوبی پمپاژ کند؟ بله، پمپ‌های جابجایی مثبت به‌طور ویژه برای پمپاژ سیالات ویسکوز و غلیظ طراحی شده‌اند و عملکرد بسیار خوبی در این زمینه دارند.