پمپ شناور

پمپ شناور چیست؟

در برخی پروژه‌های صنعتی یا کشاورزی که لازم است عملیات پمپاژ سیال از عمق صورت گیرد، به پمپی نیاز است که بتواند در سیال مستغرق شده و پمپاژ را انجام دهد. پمپ شناور پمپی چند طبقه‌ای است که دارای یک موتور الکتریکی بوده و با برخورداری از سیستم گریز از مرکز عمودی جهت پمپاژ آب و یا دیگر مایعات از چاه‌های عمیق مورد استفاده قرار می‌گیرد.

پمپ شناور نوعی پمپ سانتریفیوژ است که نحوه عملکرد آن مشابه پمپ‌های سانتریفیوژ طبقاتی است. طرز کار آن به این صورت است که سیال از درون مرکز پروانه وارد پمپ شده و پس از خارج شدن از محیط پروانه وارد طبقه بعدی شده و از خروجی پروانه انتهایی خارج می‌شود که همین امر باعث افزایش فشار آب می‌گردد.

این نوع پمپ با افزایش حرکت چرخشی (سرعت) یا همان انرژی جنبشی آب را به سمت سطح می‌راند و پره‌های دیفیوزر این انرژی جنبشی را به فشار تبدیل می‌کنند. به طور معمول، نیازی به پرایمینگ یا راه اندازی اولیه ندارد زیرا کاملاً در سیال غوطه ور می‌شود. عملکرد پمپ شناور کمی متفاوت از پمپ جت است، زیرا پمپ‌های جت سیال را با مکش منتقل می‌کنند در حالی که پمپ‌های شناور با فشار دادن سیال را منتقل می‌کنند. از آنجایی که این یک نوع پمپ گریز از مرکز است، کارکرد آن بسیار شبیه به سایر انواع پمپ‌های گریز از مرکز می‌باشد.

کاربرد پمپ شناور:

کاربرد پمپ شناور عموما داخل آب یا فاضلاب می‌باشد، اما به طور کلی این پمپ‌ها در صنایع و مشاغل مختلفی نظیر کشاورزی، زهکشی، آتشنشانی، مراکز تصفیه آب و انتقال آب شور، باغبانی، مصارف خانگی و همچنین صنایع نفت و گاز مورد استفاده قرار می‌گیرد. پمپ‌های شناور معمولاً بسیار قابل اعتماد هستند و می‌توانند در شرایط سخت به خوبی کار کنند. آنها با ریخته گری‌های آهنی مقاوم ساخته شده‌اند و با اپوکسی پوشش داده شده در برابر خوردگی محافظت می‌شوند.

فاضلاب:

به طور گسترده در صنعت شن و فاضلاب در ایستگاه‌های پمپ و بالابر استفاده می‌شوند زیرا جمع و جور هستند و نصب آنها نسبت به پمپ‌های دیگر هزینه کمتری دارد.

تصفیه فاضلاب:

این عمل به پمپ شناور نیاز دارد که می تواند مواد جامد را بدون انسداد از ورودی پمپ به بیرون منتقل کنند. این پمپ ها اغلب مواد فاضلاب را برای جابجایی راحت تر و تصفیه پایین دست به ذرات ریزتر کاهش می‌دهند.

پمپاژ مخزن:

پمپ شناور اغلب برای حذف آبی که در یک منطقه کم ارتفاع یا گودالی که آب ممکن است در آن جمع شده باشد، استفاده می‌شود. به عنوان مثال حذف حوضچه‌های مواد نخاله ناشی از عملیات معدنکاری یا حذف آب از زیرزمین ساختمان به دلیل سیل.

لایروبی:

این پمپ‌ها در بنادر برای لایروبی یک بندر استفاده می‌شود. آنها باید به طور ویژه برای کنترل مایعات با محتوای جامد بالا طراحی شوند.

چاه ها:

در چاه‌ها و گمانه‌های آب از این پمپ‌ها برای بالا بردن آب به سطح استفاده می‌کنند. صنعت نفت و گاز به طور گسترده از پمپ‌های شناور برای بالا بردن نفت از چاه‌های عمیق به سطح استفاده می‌کند.

معدن:

در معادن نیز از این پمپ استفاده می‌شود که متفاوت از پمپ‌های مورد استفاده در صنعت نفت و گاز طراحی شده‌اند. آنها باید با شرایط سخت مقابله کنند زیرا آب معدن بسیار اسیدی است و مواد جامد معلق را حمل می‌کند.

نفت و گاز: بسیاری از این پمپ‌ها در صنعت نفت و گاز بر اساس اصل پمپاژ شناور الکتریکی کار می‌کنند. این یک روشی مقرون به صرفه برای برداشتن حجم زیادی از سیالات از چاه‌های عمیق است. موتورهای مورد استفاده دراین سیستم برای کار در دما و فشار بالا طراحی شده‌اند. آنها به کابل‌های برق ویژه نیاز دارند و ممکن است کارکرد آنها گران باشد.

انواع پمپ شناور چاه عمیق:

انواع پمپ شناور با توجه به نحوه عملکردشان به 4 دسته کلی تقسیم بندی می‌شود:

بیشتر بخوانید: طرز کار پمپ طبقاتی

1-پمپ شناور جریان محور یا ملخی:

دلیل این نامگذاری داشتن پروانه باز در ساختار آن‌هاست. نحوه عملکرد آن نیز تقریبا مشابه پمپ شناور توربینی است. با این تفاوت که در این پمپ‌ها، سیال به صورت موازی با شفت از پروانه خارج می‌شود. کاربرد این مدل، به طور عمده در مواردی است که نیاز به ارتفاع بالا با دبی کم باشد.

2-پمپ شناور توربینی:

در این نوع پمپ‌ها که مناسب طرح‌های بزرگ آبرسانی و یا آبگیری از کانال، رود و دریاست، مسیر مایع به موازات محور قرار گرفته است. این موضوع از شمای ساختاری عمودی آن نیز مشخص است و سپس به صورت زاویه دار نسبت به آن خارج می‌شود. به همین جهت است که در این نوع پمپ‌ها، پروانه‌های جریان مختلط را به کار می‌برند. کارایی اصلی این دسته را می‌توان در موارد زیر خلاصه کرد:

پمپاژ آب از چاه‌ها،استخر‌های مکش،ایستگاه‌های پمپاژ

3-پمپ شناور شفت غلافی:

در پمپ‌های شفت غلافی، ابتدا سیال از طریق پروانه به سمت خروجی که به صورت یک لوله در اطراف محور قرار دارد، فرستاده می‌شود. نکته مهم در مورد این نوع پمپ این می‌باشد که سیال مورد نظر باید دارای روانکاری مناسب باشد. در غیر این صورت، محفظه و شافت آن با یک روانکار پر می‌شود.

4-الکتروپمپ شناور:

همانطور که از نام این نوع پمپ‌ها مشخص است، در ساختار آن‌ها از یک الکتروموتور و یک پمپ که با یکدیگر کوپل و متصل شده‌اند، استفاده می‌شود. آبی که در این مدل وارد الکتروموتور می‌شود، هم وظیفه خنک کردن موتور و هم وظیفه روانکاری یاتاقان‌ها را دارد. کاربرد آن به طور عمده در چاه‌های عمیق می‌باشد. به همین خاطر به آن پمپ آب شناور چاه نیز گفته می‌شود.

اجزاء پمپ شناور:

استاتور:

استاتور بخش مهمی از تبدیل انرژی موتور پمپ شناور است که به دلیل عدم تحرک آن استاتور نامیده می‌شود. استاتور از یک پوسته، هسته استاتور و سیم پیچ‌های استاتور تشکیل شده است. جریان متناوب سه فاز از طریق یک خط کابل به سیم پیچ استاتور منتقل شده و یک میدان مغناطیسی دوار در هسته استاتور ایجاد می‌شود. پوسته با پردازش ریخته گری، نورد فولاد پس از پردازش جوش یا پردازش مستقیم توسط لوله فولادی بدون درز، تقویت مجموعه پوشش، الزامات ربات و دایره داخلی بدنه هسته به شدت متحدالمرکز را حفظ می‌کند، ممکن است اندکی اصطکاک استاتور و روتور رخ دهد.

هسته استاتور آهنربای راهنمای موتور است، پس از فشرده شدن توسط مادگی بوسیله ورق فولادی سیلیکونی تا می‌شود و از طریق حلقه نگهدارنده به صورت محوری ثابت می‌شود و دایره داخلی هسته آهنی با یک شیار برای قرار دادن ارائه می‌شود.

روتور:

روتور همچنین بخش مهمی از تبدیل انرژی موتور پمپ شناور است. جریان روتور با میدان مغناطیسی دوار استاتور در تعامل است و گشتاور الکترومغناطیسی تولید می‌کند که باعث چرخش موتور می‌شود. روتور از یک هسته روتور، یک واشر تعادل و یک محور چرخان تشکیل شده است.

هسته روتور آهنربای راهنمای موتور است. توسط ورق فولادی سیلیکونی تا می‌شود و روی شفت چرخان فشار می‌یابد. هسته در جهت محوری و جهت محیطی ثابت می‌شود تا از حرکت نسبی جلوگیری شود. روتورهای آلومینیومی ریخته گری اغلب کلید را کنار می‌گذارند و هسته آهنی روتور به واسطه گرمای هدر رفته آلومینیوم ریخته گری مستقیماً به شفت متصل می‌شود.

موتورهای با ظرفیت کم بیشتر از روتورهای آلومینیومی ریخته گری ساخته می‌شوند و موتورهای با ظرفیت بزرگتر عمدتاً از نوارهای مسی ساخته می‌شوند. قطعات روتور با سرعت بالایی می‌چرخند، بنابراین تعادل دینامیکی روتور باید با روش حذف وزن اصلاح شود تا از عملکرد مکانیکی خوب موتور شناور اطمینان حاصل شود، لرزش و نویز کاهش یابد و به طور کلی یک واشر تعادل روی روتور وجود داشته باشد. متداول ترین ماده شفت دوار موتور شناور فولاد 45 است.

 شکاف هوا:

استاتور و روتور دارای یک شکاف هوای کوچکتر اما یکنواخت در جهت شعاع هستند. شکاف هوا تأثیر زیادی بر عملکرد موتور دارد. از شکاف هوای کوچکتر می توان برای هدایت جریان و بهبود ضریب توان استفاده کرد. اما با توجه به سطح فرآیند ساخت، شکاف هوای پمپ شناور کوچک 0.5 تا 0.8 میلی متر و شکاف هوای پمپ فاضلاب شناور با قدرت متوسط ​​0.8 تا 41 میلی متر است. شکاف هوای پمپ شناور جریان بزرگ معمولاً بیش از 2 میلی متر نیست.

 بلبرینگ:

 پمپ شناور با قدرت کوچک از دو یاتاقان نورد استفاده می کند که دارای یک یاتاقان رانش است که با توان متوسط ​​روش ترکیبی یاتاقان غلتشی و رانش است. پمپ شناور با قدرت بزرگ حتی با استفاده از غلتک‌های استوانه‌ای و یک جفت غلتک مخروطی باید نیروی شعاعی و نیروی محوری را تحمل کند. یاتاقان پایین و محور چرخان باید گیره شوند تا از حرکت محوری محور اصلی در هنگام کار جلوگیری شود.پمپ شناور QS اغلب برای هدایت یاتاقان استفاده می‌شود.

سیل یا آب بند:

جهت تجهیز پمپ شناور به منظور جلوگیری از نفوذ آب به موتور، آب بندی استاتیک و دینامیک تقسیم انجام می‌شود. آب بندی دینامیک عمدتاً اطراف شفت ایجاد می‌شود. آب بندی استاتیک قطعات اصلی اغلب توسط حلقه آب بندی ( O-Ring ) انجام می‌شود و قسمت خروجی کابل نیز یک آب بندی ثابت دارد که اغلب از نوع پیچی استفاده می‌شود. برای آب بندی دینامیکی عموما از سیل یکپارچه، مکانیکال سیل تک سر، مکانیکال سیل دوبل، سیل‌های لابیرنتی یا سیل‌های اسکلت استفاده می‌شود. در اکثر موارد سیل‌های مکانیکی گرافیت، سرامیک، کاربید به کار گرفته می‌شوند.

 حفره های سیم کشی و کابل ها:

کابل پمپ شناور و سیم پیچ موتور باید به طور پایدار در محفظه سیم کشی متصل شوند. هنگامی که از عدم لرزش موتور، جابجایی و عملکرد روزانه اطمینان حاصل شود، سرب کابل و سیم پیچ موتور از بین نمی‌رود. اتصالات کابل باید از عایق پلی اتیلن یا PVC و غلاف نایلونی به عنوان محافظ مکانیکی ساخته شود. کابل‌ ها و سیم‌پیچ‌های موتور اغلب توسط پایانه‌ها به هم متصل می‌شوند. ولتاژ کابل کمتر از ولتاژ نامی موتور نیست، جریان از جریان نامی موتور کمتر نیست و باید مطابق با پمپ شناور با استفاده از محیط، دما، فشار، خوردگی و سایر انتخاب های منطقی باشد.

 پروانه:

پس از چرخش پروانه، مایع توسط تیغه وارد می‌شود، فشار و سرعت افزایش می‌یابد و انرژی موتور به مایع منتقل می‌شود. پروانه به طور کلی از جنس‌های مختلف مثلا چدن HT200 یا استنلس استیل ساخته شده است. برای کاربری مقاوم در برابر سایش می‌توانید از فولاد ریخته گری zGlcrl3، چدن داکتیل و یا چدن با کروم بالا QT600 – 3 استفاده کنید. برای مقاومت در برابر خوردگی مورد نیاز می‌توانید از آلیاژ مس یا فولاد ضد زنگ استفاده کنید.

مزایا پمپ شناور:

بدون نیاز به پر کردن: این مزیت کمک می‌کند تا این پمپ به یکی از در دسترس ترین کلاس‌ها برای کار تبدیل شود و تضمین می کند که زمان یا هزینه زیادی را برای آنها یا ارتقاء آنها صرف نمی‌کنید.

راندمان بالا: سطح پایین انرژی لازم برای استفاده از این نوع پمپ‌ها باعث می‌شود که آنها بسیار کارآمد و انتخابی عالی برای کسانی که پول زیادی ندارند، باشد.

راحت و قابل حمل: جابجایی پمپ‌های شناور بسیار راحت هستند زیرا معمولا کوچک، سبک و قابل حمل هستند. اکثر آنها یک دسته دارند، بنابراین آنها را به راحتی در هر مکان مورد نیاز حمل می‌کنند.

کاویتاسیون: از آنجایی که شناورها کاملاً غوطه ور هستند، مستعد کاویتاسیون نیستند.

خود پرایمینگ: از آنجایی که یک پمپ شناور در مایعی که پمپاژ می‌کند غوطه ور است، از قبل «پرایم شده» است و نیازی به پرایمینگ ندارد. این امر باعث صرفه جویی در هزینه می‌شود، البته اگر پمپی که نیاز به بتونه کاری دارد در حین خشک شدن کار کند، به تعمیر و نگهداری نیاز خواهد داشت.

بیشتر بخوانید: پمپ گریز از مرکز چیست؟

(الکتروپمپ شناور سه فاز پمپیران)

گزینه‌های انتخاب: شما می‌توانید طیف گسترده‌ای از گزینه‌های شناور را برای پمپ‌های خود بیابید، که آنها را به گزینه‌ای عالی برای کسانی که کاربردهای زیادی از این واحدها دارند تبدیل می‌کند.

عملکرد بی صدا: اکثر واحدهای شناور از این نوع بسیار بی‌صدا هستند زیرا در زیر آب قرار دارند و به این دلیل که کاویتاسیون یا افزایش فشار پمپ هرگز مشکلی در این واحد ایجاد نمی‌کند.

بسیار مقاوم در برابر خوردگی: از آنجایی که این پمپ‌ها باید به صورت محکم و به روش هرمتیک آب بندی شوند، باید از موادی ساخته شوند که بسیار مقاوم در برابر خوردگی هستند، موادی مانند فولاد ضد زنگ. همچنین، دیگر مزیت فرآیند آب بندی این است که داخل آن در معرض اکسیداسیون یا مواد خورنده قرار نمی‌گیرد.

همه کاره: همانطور که قبلاً اشاره کردیم، کاربردهای پمپ های شناور بسیار بیشتر از پمپ‌های زیرزمینی است. برخی از آنها حتی در حالت نیمه غوطه ور نیز عمل می‌کنند و برخی برای جابجایی فاضلاب و سایر مواد جامد طراحی شده‌اند.

برقی: پمپ‌های شناور الکتریکی هستند. تنها چیزی که برای اجرای آن نیاز دارید دسترسی به پریز برق است. اکثر آنها دارای کابل‌های برق بلند به طول 16 متر هستند که همین امر تضمین می‌کند که همیشه به برق دسترسی دارید.

صرفه جویی در فضا: هر نوع پمپ دیگری باید خارج از سیالی که پمپاژ می‌کنید قرار داده شود و فضا را اشغال می‌کند، اما این پمپ به جز سیم برق، فضای اضافی را اشغال نمی‌کند.

ایمنی: پمپ شناور چاه عمیق آب بندی شده و زیر آب قرار دارد که همین مسئله باعث می‌شود که خطر آن برای کودکان بسیار کمتر از پمپ‌های دیگر باشد. پمپی با قطعات متحرک خارجی برای کودکان و حتی بزرگسالان خطرناک است. شما همچنین می‌توانید یک تخته را روی پمپ خود قرار دهید تا آن را حتی بیشتر پنهان کنید.

نگهداری کمتر، دوام بیشتر: عواملی که در اینجا ذکر کردیم با هم ترکیب می‌شوند و پمپی را تولید می‌کنند که تقریباً نیازی به تعمیر و نگهداری ندارد و نسبت به سایر انواع پمپ‌ها عمر طولانی تری دارد.

(الکتروپمپ شناور استیل 2 اینچ 76 متری لیو)

معایب پمپ شناور چاه عمیق:

خوردگی سیل: اگر آب بند پمپ شما خورده شود، آب به داخل موتور نفوذ می‌کند و ممکن است باعث آسیب جدی شود که تعمیر آن پرهزینه است. قرار گرفتن طولانی مدت در معرض هر نوع مایعی منجر به خوردگی می‌شود. پمپ‌های شناور اغلب برای کنترل مایعاتی که خورنده و ساینده هستند استفاده می‌شود. آب بندی ها به ویژه در معرض خوردگی هستند که منجر به نشتی و آسیب به موتور می‌شود. برای مقابله با خوردگی، این پمپ‌ها باید از مواد مقاوم در برابر خوردگی ساخته شوند که می‌تواند آنها را نسبت به انواع دیگر پمپ‌های هم‌ظرفیت گران‌تر کند.

برخی از محدودیت‌های استفاده: اگرچه این پمپ‌ها کاربردهای بسیار خوبی دارند، اما در چند موقعیت ممکن است کار نکنند، اگرچه برای چاه‌های آب عالی هستند.

امکان گرم شدن بیش از حد: اگر آب چاه شما تمام شود یا خیلی کم شود، پمپ شما ممکن است بیش از حد گرم شود زیرا آب اطراف دمای آن را کنترل می‌کند.

دسترسی: اغلب برای بازرسی یا تعمیر و نگهداری معمول، به ویژه در کاربردهای چاه عمیق، به راحتی قابل دسترسی نیستند. این امر انجام تعمیر و نگهداری پیشگیرانه را دشوار می‌کند و در بسیاری از کاربردها پمپ‌ها تا زمانی که خراب شوند و نیاز به تعویض داشته باشند کار می‌کنند.

انتخاب پمپ شناور مناسب:

هنگام انتخاب بین انواع پمپ شناور موجود، چهار ویژگی اصلی مهم است که در نظر گرفته شود:

(پمپ شناور استریم 2 اینچ 40 متری)

بیشتر بخوانید: کاربرد پمپ اسلاری و انواع آن

1- حداکثر جریان تخلیه: این پارامتر حداکثر دبی تولید شده توسط پمپ را نشان می‌دهد. این مقدار به هد فشاری که پمپ باید اعمال کند بستگی دارد.

2- حداکثر فشار تخلیه (حداکثر هد خروجی): این حداکثر فشاری است که پمپ ایجاد می‌کند.

3- توان: این مقدار میزان مصرف انرژی را بیان می‌کند. یک اسب بخار معادل 745.7 وات است و به عنوان کار انجام شده با نرخ 550 فوت پوند در ثانیه تعریف می‌شود.

4- قطر خروجی: این اندازه اتصال تخلیه یا خروجی پمپ است. جهت انتخاب الکتروپمپ شناور داشتن دبی و هد کافیست. اما در بسیاری از موارد با توجه به لوله کشی‌های موجود قطر خروجی پمپ هم می‌تواند یکی از ملاک‌های انتخاب باشد. اما دبی تابعی از قطر خروجی است.

پمپ‌های شناور معمولاً در محدوده‌های زیر کار می‌کنند:

دبی 20 تا 28000 لیتر در دقیقه

هد (فشار) بین 4/0 تا 6 بار

توان از 1 تا 250 اسب بخار

قیمت پمپ شناور:

جهت خرید پمپ شناور و مشاوره تخصصی رایگان با کارشناسان فروش شرکت آتور صنعت با شماره 32004-031 تماس حاصل فرمایید.