هر پمپی دارای قابلیت‌ها و ویژگی‌های متفاوتی است و توانایی ایجاد فشار و دبی برای محدوده خاصی را داراست. برای جابجایی و انتقال سیالات در فشارهای بالا و همچنین سیالاتی با غلظت بالا که فرآیند پمپاژ آنها نیاز به فشار بالا دارد از پمپ‌های رفت و برگشتی استفاده می‌شود. پمپ پیستونی و پمپ پلانجری از جمله این پمپ‌ها هستند که به دلیل ساختار و نحوه کارکرد آنها قابلیت انتقال سیالت با فشار بالا را دارند.
عملکرد پمپ پلانجری و پیستونی مشابه یکدیگر است اما بخاطر داشتن طول بیشتر مکانیزم رفت و برگشتی در پمپ پلانجری، این پمپ قادر به انتقال سیال با فشار بالاتری است. پمپ پلانجری را می‌توان به عنوان پمپ کارواش صنعتی که نیاز به فشار آب زیادی است بکار برد. پمپ‌های پلانجری می‌توانند دارای چند پلانجر باشند و جنس آنها نیز می‌تواند متفاوت باشد. در ادامه این مقاله به نحوه عملکرد، کاربردها و تفاوت پمپ پلانجری و پیستونی پرداخته خواهد شد.
پمپ پلانجری چیست؟
پمپ پلانجری از دسته پمپ‌های جابجایی مثبت و از نوع پمپ‌های رفت و برگشتی می‌باشد. در پمپ پلانجری مکانیزم رفت و برگشتی توسط قطعه‌ای به نام پلانجر اتفاق می‌افتد. پلانجر قطعه‌ای است شبیه پیستون در پمپ پیستونی که وظیفه ایجاد فشار و پمپاژ سیالات را برعهده دارد. پمپ پلانجر به پمپ فشار بالا نیز شناخته می‌شود و قابلیت ایجاد فشارهای بالاتری نسبت به سایر پمپ‌های رفت و برگشتی دارد.
نحوه عملکرد پمپ پلانجری
در پمپ پلانجری که مکانیزم مکش، ایجاد فشار به سیال و تخلیه مشابه پمپ پیستونی می‌باشد، با پایین‌آمدن میله پلانجر شیر مکش باز شده و سیال از قسمت ورودی پمپ وارد سیلندر می‌شود. با حرکت میله پلانجر و بالاآمدن آن، به سیال داخل سیلندر فشار اعمال می‌شود و این فشار باعث بازشدن شیر تخلیه می‌شود و سیال تحت فشار از قسمت خروجی پمپ از سیلندر خارج و به سمت مقصد منتقل می‌شود.
اجزا پمپ پلانجری
پمپ‌های پلانجری از پنج قطعه اصلی زیر تشکیل شده‌اند:
- پلانجر
- قسمت مکش
- قسمت تخلیه
- سیلندر
- آب بند
- پلانجر: پلانجر قطعه‌ای صلب همانند پیستون می‌باشد با این تفاوت که طول قسمتی که داخل سیلندر جابجا می‌شود بزرگتر است. پلانجر با بالا و پایین‌شدن و حرکت رفت و برگشتی در داخل سیلندر باعث ایجاد عمل مکش و تخلیه سیال در پمپ می‌شود.
- قسمت مکش (شیر مکش): از قسمت مکش، سیال وارد محفظه پمپ (سیلندر) می‌شود و در واقع شیر یک طرفه‌ای می‌باشد که از خروج سیال از قسمت مکش پمپ جلوگیری می‌کند.
- قسمت تخلیه (شیر تخلیه): شیر تخلیه در واقع یک شیر یک طرفه است که از برگشت دوباره سیال از خروجی پمپ به داخل سیلندر جلوگیری می‌کند. همچنین وظیفه اصلی شیر تخلیه خروج سیال تحت فشار در داخل سیلندر است.
- سیلندر: سیلندر در واقع محفظه پمپ پلانجری می‌باشد که سیال در آن قسمت تحت فشار قرار می‌گیرد.
- آب بند: آب بند جهت جلوگیری از نشتی و خروج سیال از داخل سیلندر مورد استفاده قرار می‌گیرد. در پمپ پلانجری آب بند روی سیلندر متصل و ثابت است.
کاربرد پمپ پلانجری
- تزریق مواد شیمیایی
- انتقال و جابجایی سوخت
- تست هیدراستاتیکی و فشار تجهیزات مختلف
- در مایع‌سازی زغال سنگ
- تولید اوره
- صنایع نفت و گاز
- فاضلاب‌های شهری و صنعتی
- دستگاه برش با آب (واترکات)
- انتقال و جابجایی خرده‌های حفاری
- سیستم‌های انتقال آب دریا
- سیستم‌های تصفیه آب اسمز معکوس (RO)
مزایا و معایب پمپ پلانجری
در جدول زیر مزایا و معایب پمپ پلانجری آورده شده است:
| مزایا پمپ پلانجری |
معایب پمپ پلانجری |
| قابلیت خودپرایمینگ |
وزن بالا |
| راندمان بالا |
قیمت بالا |
| امکان ایجاد فشارهای بالا |
دارای ابعاد بزرگ و احتیاج به فضای زیاد جهت نصب |
| قابلیت پمپاژ مواد ساینده و دوغاب‌ها |
هزینه تعمیر و نگهداری بالا |
| قابلیت پمپاژ سیالات با ویسکوزیته بالا |
جریان پالس‌دار |
| طول عمر بالا |
انواع پمپ پلانجری از لحاظ تعداد سیلندر
تعداد سیلندرهای پمپ بر روی قدرت پمپ و در پی آن فشار ایجادی پمپ موثر است. هر چه تعداد سیلندر پمپ بیشتر باشد، توانایی فشار پمپ افزایش می‌یابد.
- سیمپلکس (Simplex pump)
- دوپلکس (Duplex plunger pump)
- تریپلکس (Triplex plunger pump)
- مالتی پلکس (Multiplex plunger pump)
سیمپلکس (Simplex pump)
پمپ پلانجری سیمپلکس تنها یک سیلندر و یک پلانجر دارد بنابراین فشار ایجادی این نوع پمپ نسبت به سایر پمپ‌های پلانجری که ذکر خواهد شد، کمتر می‌باشد. پمپ سیمپلکس در پمپ روغن داغ، واترجت، پمپ‌های بخار، جک‌ها و پمپ‌های دستی که با قدرت دست به سیال فشار اعمال می‌کنند، کاربرد دارد.
دوپلکس (Duplex plunger pump)
پمپ پلانجری دوپلکس دارای دو سیلندر می‌باشد که هر کدام یک پلانجر نیز دارند. این پمپ در کاربردهای دوغاب‌ها، پمپاژ روغن داغ، جابجایی خرده‌های زغال سنگ و سیمان مورد استفاده قرار می‌گیرد.
تریپلکس (Triplex plunger pump)
پمپ پلانجری تریپلکس دارای سه سیلندر می‌باشد و هر کدام یک پلانجر دارند. این پمپ نسبت به دو پمپ قبلی فشار بالاتری تولید می‌کند.
مالتی پلکس (Multiplex plunger pump)
پمپ پلانجری مالتی پلکس بطور کلی به پمپ‌های پلانجری با بیشتر از سه سیلندر اطلاق می‌شود. این پمپ‌ها به‌دلیل داشتن سیلندرهای بیشتر فشار بسیار بیشتری نیز نسبت به بقیه می‌توانند ایجاد کنند.
انواع پمپ پلانجری از لحاظ جنس پلانجر
- پمپ پلانجر فولادی
- پمپ پلانجر سرامیکی
پمپ پلانجر فولادی
فولاد ضد زنگ مقاومت مکانیکی بالایی دارد و در مقابل لرزش، شوک حرارتی، ضربه و اکسیداسیون مقاوم می‌باشد. پلانجر فولادی ضدزنگ در صنایع نفت و گاز و جابجایی مواد شیمیایی کاربرد دارد. همچنین پلانجر فولادی نسبت به پلانجر سرامیکی قیمت به صرفه‌تری دارد.
پمپ پلانجر سرامیکی
سرامیک برخلاف آنچه که تصور می‌شود اتفاقا بسیار با دوام و مقاوم می‌باشد. در کاربردهایی که سیال از نوع شیمیایی خورنده مانند سموم آفت‌کش، مواد ضدعفونی‌کننده و نمک‌زدا می‌باشد یا امکان زنگ‌زدن پلانجر وجود دارد، انتخاب سرامیک گزینه بسیار مناسبی می‌باشد. البته پلانجر سرامیکی ممکن است هزینه بیشتری نسبت به پلانجر فولادی ضدزنگ داشته باشد اما در کاربردهای خاصی استفاده از آن ضروری است.
تفاوت پمپ پلانجری و پیستونی
پمپ پیستونی و پمپ پلانجری هر دو از انواع پمپ‌های رفت و برگشتی می‌باشند که مکانیزم بالا و پایین رفتن پیستون/ پلانجر در آنها مشابه یکدیگر می‌باشد اما با این‌حال تفاوت‌هایی با یکدیگر دارند که در زیر آورده شده است:
تفاوت‌های ظاهری
- در پمپ پلانجری طول قسمت بدنه پلانجر از طول مسافت طی‌شده در داخل سیلندر بیشتر می‌باشد، اما در پمپ پیستونی طول قسمت بدنه پیستون از طول مسافت طی‌شده در داخل سیلندر کمتر است.
- پلانجر از سیلندر بیرون می‌آید در حالی‌که پیستون در داخل سیلندر قرار دارد.
- در پمپ پیستونی، آب بند به پیستون متصل و روی آن قرار دارد و همراه با پیستون حرکت می‌کند اما در پمپ پلانجری، آب بند روی سیلندر قرار دارد و ثابت است.
تفاوت عملکردی
پمپ‌های پلانجری در کاربردهای با فشار بالاتر نسبت به پیستونی استفاده می‌شود. به دلیل ساختار پلانجر نسبت به پیستون و بیشتربودن طول قسمت داخل سیلندر، امکان اعمال نیروی بیشتر به پلانجر بوده و تحمل آن نسبت به خم شدن و Buckling نسبت به پیستون بیشتر می‌باشد و به همین دلیل پمپ پلانجری قادر به ایجاد فشارهای بالاتری نسبت به پمپ پیستونی است.
جمع بندی
پمپ پلانجری همانند پمپ پیستونی توانایی ایجاد فشارهای بالا را دارد. عمده کاربردهای پمپ پلانجری در زمینه انتقال آب دریا، صنایع زغال سنگ، فاضلاب‌های شهری و صنعتی، انتقال خرده‌های حفاری و البته تصفیه‌خانه‌های آب شهری استفاده می‌باشد. بسته به تعداد پلانجر بکار رفته در پمپ، می‌تواند فشارهای مختلفی را تولید کند که هرچه تعداد سیلندر و پلانجر بیشتر باشد، فشار تولیدی نیز بیشتر می‌شود. عملکرد پمپ پلانجری مشابه پمپ پیستونی است و البته تفاوت‌هایی دارند که در این مقاله کالاصنعتی به آنها پرداخته شد.