یکی از انواع اصلی پمپ‌ها، پمپ‌های جابجایی مثبت هستند. برخلاف پمپ‌های سانتریفیوژ که از پروانه برای به جریان انداختن سیال استفاده می‌کنند، پمپ‌های جابجایی مثبت از از مکانیزم‌های دیگری بدین منظور استفاده می‌کنند. دو مکانیزم اصلی برای پمپاژ سیالات توسط پمپ جابجایی مثبت نوع رفت و برگشتی و نوع روتاری می‌باشد.
پمپ دیافراگمی به عنوان یک نوع پمپ جابجایی مثبت که توسط حرکت رفت و برگشتی سیال را پمپاژ می‌کند به دلیل مزایا و کاربردهای خاص خود، قطعات و اجزای مهمی دارد. برای اینکه با نحوه عملکرد حرکت رفت و برگشتی پمپ دیافراگمی و بطور کلی با نحوه پمپاژ سیال توسط این نوع پمپ آشنا شوید، لازم است در ابتدا اجزای پمپ دیافراگمی را بشناسید. در این مقاله قصد داریم به معرفی تک تک قطعات و اجزای پمپ دیافراگمی بپردازیم؛ پس با ما همراه باشید.
اجزا و قطعات تشکیل‌دهنده پمپ دیافراگمی
پمپ دیافراگمی سه مدل مختلف دارد و شامل بادی، دستی و الکتریکی می‌شود. با این حال بیشتر پمپ‌های دیافراگمی که در صنعت بکار می‌روند از نوع بادی هستند. اجزای پمپ دیافراگمی در زیر نام برده شده و در ادامه هر کدام از آنها و نقشی که دارند معرفی شده‌اند.
- دریچه هوا
- منیفولد مکش و تخلیه سیال
- توپک سوپاپ
- سیت
- دیافراگم
- محفظه هوا
- محفظه سیال
- صفحات داخلی و خارجی دیافراگم
- شفت
- صدا خفه‌کن
- مجموعه پیچ و مهره
دریچه هوا
دریچه هوا پمپ دیافراگمی در محفظه مرکزی پمپ قرار دارد. عملکرد اصلی دریچه هوا این است که هوای فشرده را به سمت دیافراگم اول رها می‌کند و اجازه می‌دهد تا به محفظه مرکزی نزدیک شود. دیافراگم اول با فشاری که ایجاد می‌کند مایع را از پمپ خارج می‌کند و در همین حال دیافراگم بعدی مکش را انجام می‌دهد.
منیفولد مکش و تخلیه سیال
منیفولد در پمپ‌های دیافراگمی به محفظه سیال متصل می‌شود و یک مسیر برای سیال ایجاد می‌کند. زمانی که حرکت رفت و برگشتی دیافراگم انجام می‌شود، سیال از قسمت منیفولد مکش وارد شده و از قسمت منیفولد تخلیه خارج می‌شود. در واقع منیفولدها درگاه‌های ورودی و خروجی پمپ دیافراگمی هستند.
توپک‌های سوپاپ
هنگامی که خلا در یک دیافراگم ایجاد می‌شود، توپک‌های سمت مکش از سیت جدا شده و به سیال اجازه ورود به دیافراگم را می‌دهد و در همین حالا توپک‌های سمت تخلیه روی سیت‌ها مستقر شده و دریچه را می‌بندد. هنگامی که سیال فشرده شده است، به توپک‌های سمت منیفولد مکش فشار وارد می‌کند و در همین حالا توپک‌های سمت تخلیه حرکت کرده و سیال از این طریق خارج می‌شود. به طور کلی توپک‌ها نقش شیر را داشته و جریان سیال را هدایت می‌کنند. توپک‌های پمپ دیافراگمی با توجه به نوع سیال از جنس‌های متفاوتی می‌باشند.
سیت
هنگام پمپاژ سیالات سازنده از سیت‌های مقاوم در برابر سایش باید استفاده شود. سیت‌ها در اصل جایگاهی برای توپک‌ها هستند تا آب‌بندی به خوبی انجام شود. سیت‌های پمپ‌های دیافراگمی با توجه به سیالی که مورد استفاده قرار می‌گیرد از جنس‌های متفاوتی می‌باشند.
محفظه سیال
محفظه بیرونی در پمپ دیافراگمی بخشی از مسیر سیال درون پمپ است. این محفظه‌ها در منیفولدهای مکش و تخلیه توسط سیت‌ها آب‌بندی شده‌اند. این محفظه‌ها یک فضای خالی هستند که در آن دیافراگم‌های رفت و برگشتی مایع را به داخل می‌کشند و سپس آن را از هر طرف به بیرون تخلیه می‌کنند تا عمل پمپاژ را انجام دهند. محفظه و بدنه پمپ‌های دیافراگمی از جنس‌های متفاوتی ساخته می‌شوند که برای شرایط محیط و سیالات مختلف کارایی دارند:
- فولاد ضد زنگ (Stainless Steel) : برای مواد خورنده و سیالات با پایه آب
- آلومینیوم (Aluminium) : برای روغن‌ها، آب، اغلب حلال‌ها و مصارف عمومی
- پلی پروپیلن (Poly Propylene) : برای اسیدها و بازها
- استال (Acetal) : برای حلال‌ها و مواد آتش‌زا
- پلاستیک پلی وینیلیدن فلوراید (PVDF) : برای مواد شیمیایی خورنده و مواد با درجه حرارت بالا
- کربن استیل (Carbon Steel) : برای مواد ساینده
صفحات داخلی و خارجی دیافراگم
صفحات دیافراگم پمپ دیافراگمی برای جداکردن قسمت سیال پمپ و هوا استفاده می‌شوند. این صفحات به دیافراگم رزوه می‌شوند و یک آب‌بندی ضد هوا و سیال ایجاد می‌کنند. این صفحات از دیافراگم اصلی در برابر حرکت رفت و برگشتی محور نیز پشتیبانی می‌کنند.
دیافراگم
دیافراگم قطعه اصلی پمپ‌های دیافراگمی است که نام پمپ هم از این قطعه گرفته شده است. دیافراگم یک صفحه لاستیکی است که با استفاده از یک پیچ و یک دیسک ثابت روی پیستون پیچ می‌شود. دیافراگم از جنس‌های مختلفی ساخته می‌شود و با توجه به نوع سیال انتخاب می‌شود. از آن جایی که قطعات پمپ‌های دیافراگمی در تماس با حلال‌ها، مواد شیمیایی، خورنده و ساینده نیز می‌تواند باشد در چنین شرایطی باید بتوانند در برابر این مواد مقاوم باشند و از موادی مانند تفلون، EPDM، نئوپرن، لاستیک وایتون، سنتوپرن، نیتریل و... باشد.
دیافراگم دو وظیفه اصلی دارد:
- اول اینکه دیافراگم به صورت متناوب حجم محفظه سیال را منبسط و منقبض کرده و باعث می‌شود سیال از دهانه مکش به دهانه تخلیه جریان پیدا کند.
- دوم اینکه دیافراگم به عنوان مانعی که سمت سیال را از سمت هوا جدا کرده، عمل می‌کند.
دیافراگم‌ها در مواد و طرح‌های مختلفی برای رفع نیازهای کاربردی خاص مانند سازگاری شیمیایی، دما، مقاومت در برابر سایش و برخی الزامات خاص ساخته می‌شوند.
محفظه داخلی
این محفظه داخلی از جنس بدنه اصلی پمپ دیافراگمی می‌باشد و با منیفولدهای ورودی و خروجی هوا در ارتباط است. این قطعه رابط بین قطعه مرکزی و محفظه سیال است و در واقع محفظه هوا می‌باشد.
صدا خفه کن لوله
وظیفه این قطعه در پمپ دیافراگمی کاهش صدای هوای خروجی می‌باشد. استفاده از صدا خفه‌کن یا مافلر سر و صدی ناشی از حرکت رفت و برگشتی دیافراگم‌ها را در حد زیادی کاهش می‌دهد. این قطعه با توجه به فشار کاری از مواد و در اندازه‌های متفاوتی تولید می‌شوند. زمانی که پمپ دیافراگمی بادی قرار است در زیر آب نصب شود می‌توان صدا خفه‌کن یا مافلر را جدا کرد.
بلوک مرکزی
این بخش رابط بین دو بخش چپ و راست پمپ دیافراگمی است. در بلوک مرکزی محرک بادی یا کمپرسور باد متصل می‌شود و هوا فشرده را به داخل محفظه هوا منتقل می‌کند.
مجموعه پیچ و مهره
در هر پمپی مجموعه قطعات اتصال‌دهنده اجزا مختلف وجود دارد. پیچ و مهره در پمپ دیافراگمی برای مونتاژ برخی از اجزای پمپ استفاده می‌شود. به عنوان مثال برای اتصال محفظه سیال منیفولدهای مکش و تخلیه سیال به کار می‌روند.
شفت اصلی
قطعه شفت در پمپ دیافراگمی با پمپ‌های سانتریفیوژ متفاوت است. شفت در این نوع پمپ‌ها در واقع یک میله محرک است که مجموعه دو صفحه دیافراگم چپ و راست را به یکدیگر متصل می‌کند.