پمپ پیستونی هیدرولیک

پمپ پیستونی هیدورلیک (Piston Pump)، به عنوان یک قلب تپنده برای انتقال سیالات عمل می‌کند. این پمپ‌ها که در گروه پمپ‌های جابه جایی مثبت قرار می‌گیرند، با کمک مجموعه‌های پیستون و سیلندر، جریان سیال را به سیستم پمپاژ می‌کنند.

اکثر پمپ‌های پیستونی دارای جبران کننده فشار هستند و داشتن عملکرد بهینه و مطلوب، محبوبیت آنها را در صنعت بیشتر کرده است.

پمپ پیستونی چیست؟

همانطور که از نام پمپ پیستونی مشخص است، پیستون نقش اصلی را در عملکرد آن ایفا می‌کند. در این پمپ (Piston Pump) ، چندین پیستون و سیلندر در حالت‌های افقی یا عمودی قرار گرفته‌اند که با رفت و برگشت آنها، سیال تحت تاثیر نیروی وارد شده به دهانه ورودی یا خروجی هدایت می‌شود.

در پمپ پیستونی، تغییرات فشار بوجود آمده در داخل سیلندر، به عنوان عامل اصلی عمل می‌کند. علاوه بر این شیرهای یک طرفه داخل پمپ، کنترل جریان سیال را برعهده دارند.

اجزای تشکیل دهنده

پمپ پیستونی (Piston Pump)، دارای چند بخش اصلی است که هرکدام از آنها، نقش خاصی را ایفا می‌کنند.

1- سیلندر (Cylinder)

سیلندر، قسمتی در پمپ پیستونی است که پیستون‌ها در داخل آن رفت و برگشت می‌کنند. در این پمپ، بسته به مدل پمپ، چندین سیلندر پیستون وجود دارد. تمام سیلندرها در داخل محفظه سیلندر (Cylinder Block) قرار گرفته‌اند.

این بلوک سیلندر به شفت متحرک متصل است. معمولا به تعداد 8 تا 12 عدد سیلندر در داخل این بلوک‌ها قرار گرفته است. در برخی مدل‌ها، محور شفت با محور سیلندرها موازی هستند. اما در برخی از پمپ‌های پیستونی، محفظه سیلندر به شفت متحرک متصل بوده و با حرمات دورانی خود باعث جابه‌جایی پیستون‌ها در سیلندر می‌شود.

2- پیستون (Piston)

پیستون، عضو متحرک پمپ‌های پیستونی است. این بخش در داخل سوراخ‌های محوری بلوک سیلندر حرکت کرده و با رفت و برگشت خود (به صورت افقی یا عمودی)، فشار هوای داخل محفظه سیلندر را تغییر می‌دهد. با تغییر فشار هوا، سیال به داخل محفظه دچار مکش یا دهش می‌شود. تعداد پیستون‌های یک پمپ پیستونی (Piston Pump)، معمولا بین 8 تا 12 عدد و برابر تا تعداد سیلندرهاست.

3- شیر یک طرفه ورودی (Inlet Valve)

شیرهای یک طرفه در پمپ پیستونی، وظیفه قطع و وصل جریان سیال را به عهده دارند. زمانی که فشار هوا در داخل محفظه سیلندر کاهش پیدا می‌کند، شیر یک طرفه ورودی باز شده و حریان سیال وارد می‌شود. با افزایش فشار، دهانه ورودی بسته شده و دهانه خروجی باز می‌شود.

4- شیر یک طرفه خروجی (Outlet Valve)

شیر یک طرفه خروجی، برعکس شیر یک طرفه ورودی عمل می‌کند و در صورت باز شدن، جریان سیال را به سمت بیرون هدایت می‌کند.

5- سایر اجزای عمل کننده و کنترل کننده

این پست علاوه بر بخش‌های یادشده دارای قسمت‌های مهم دیگری نیز هست. برای مثال، آکومولاتور (Palsation Damper)، شیر فشارشکن (Pressure Regulator)، گیج فشارسنج (Pressure Gage)، گان و لانس (Gun & Lance) و فیلتر پمپ پیستونی (Filter) از جمله این موارد‌اند.

جنس مواد به کار رفته

یکی از نکات مهم در ساخت پمپ‌ها، جنس مواد به کار رفته است. معمولا جنس مواد را بر اساس کاربرد موردنیاز پمپ انتخاب می‌کنند. بنابراین برای پمپ پیستونی (Piston Pump) بهتر است که مواد بسیار مقاومی برای محفظه سیلندر و پیستون‌ها انتخاب شود.

علاوه بر این مواد استفاده شده باید در برابر دمای بالا و فشارهای تنشی مقاوم باشند. همچنین مقاومت در برابر مواد خورنده یک پارامتر مهم دیگر محسوب می‌شود.
عمده ترین موادی که در ساخت این پمپ استفاده می‌شود عبارتند از:

1- چدن

قطعات چدنی، بسیار مستحکم بوده و مقاومت بالایی در برابر فشار زیاد دارند. توان کششی چدن بسیار بالاست. البته امکان خوردگی برای چدن در صورت رنگ نشدن، وجود دارد.

2- پلاستیک

این مواد مقاومت خوبی در برابر اکسایش و مواد شیمیایی دارند. قیمت مواد پلاستیکی ارزان است. از این مواد در پمپ‌های کوچک کم فشار استفاده می‌شود.

3- آلیاژهای فولاد

این آلیاژ‌ها نسبت به پلاستیک، از مقاوم بیشتری در برابر نیروی کششی برخورداند. قیمت آنها کمی بیشتر است و مقاومت خوبی در برابر اکسایش دارند. از این مواد درپمپ‌های فشار متوسط به بالا استفاده می‌شود.

4- سایر مواد

برخی مواد دیگر همچون آلومینیوم، برنز و برنج میز در ساخت پمپ‌های پیستونی استفاده می‌شود.

نحوه عملکرد پمپ پیستونی

همانطورکه پیشتر اشاره کردیم، عملکرد پمپ‌های پیستونی بر اساس حرکات رفت و برگشتی پیستون‌ها است. در این پمپ، بخش محرک الکتروموتور از طریق شفت، باعث دوران بلوک سیلندر یا صفحه زاویه گیر شده (بسته به نوع پمپ) و با حرکت آنها، پیستون‌ها در داخل سیلندرها جلو و عقب می‌روند.

با حرکت پیستون‌ها، روغن از داخل دهانه ورودی مکش شده و از دهانه خروجی پمپاژ می‌شود. در قسمت معرفی انواع پمپ پیستونی، عملکرد هرکدام را توضیح خواهیم داد.

مزایای پمپ پیستونی

پمپ پیستونی دارای مزایای متنوعی است که می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• برای بازه فشاری متنوع استفاده می‌شوند
• اعمال فشار و سرعت یکنواخت به جریان سیال
• جریان مطلوب خروجی کنترل شده
• بازدهی بسیار بالا
• نگهداری و تعمیر آسان تر

انواع پمپ پیستونی

جالب است بدانید که در صنعت، از چهار مدل پمپ پیستونی استفاده می‌شود. دسته بندی این چهارمدل، بر اساس چگونگی حرکت پیستون‌ها در داخل سیلندرها و نیز نحوه انتقال سیال صورت گرفته است.

1- پمپ پیستونی محوری

پمپ پیستونی محوری (Axial Piston Pump)، یکی از پمپ‌های پرکاربرد در تهویه خودروها و موتورهیدرولیک است. در این پمپ، پیستون‌ها در اطراف یک محور به صورت موازی قرار گرفته‌اند. در این پمپ، تمام پیستون‌ها حرکات رفت و برگشتی خود را در محورهایی موازی انجام می‌دهند.

در پمپ پیستونی محوری، مقدار حجم سیال جابه‌جا شده را می‌توان بر اساس طول یک دور رفت و برگشت پیستون‌ها و قطر سیلندرها مشخص کرد. برای حرکت پیستون‌ها در پمپ محوری نیز از روش‌های مختلفی استفاده می‌شود که بر اساس آن، پمپ محوری به دو نوع پمپ محوری با صفحه زاویه گیر و پمپ محوری سرکج تقسیم می‌شود.

2- محوری با صفحه زاویه گیر

در پمپ پیستونی با صفحه زاویه گیر (Swash Plate)، پیستون‌ها در بلوک سیلندر و محور محرک (شفت) نسبت به یکدیگر هم محورند. این یعنی محور هرکدام از آنها با محور مرکزی در یک امتداد است. در این پمپ، حرکات پیستون‌ها بر اساس موقعیت تماس با صفحه زاویه گیر صورت می‌گیرد.

با حرکت دورانی بلوک سیلندر که به شفت متصل است، پیستون‌ها در داخل سیلندرهای خود رفت و برگشت می‌کنند. همچنین دهانه‌های ورودی و خروجی نیز روی صفحه جداکننده از محفظه سیلندرها قرار گرفته است.

در پمپ پیستونی (Piston Pump) با صفحه زاویه گیر، بیشتری زاویه‌ای که صفحه زاویه گیر می‌تواند داشته باشد، 17. 5 درجه است. پیستون‌ها با صفحه زاویه گیر در تماس هستند؛ بنابراین با دوران بلوک سیلندر، زاویه صفحه Swash Plate باعث رفت و برگشت پیستون‌ها می‌شود.

3- محوری سرکج یا خمیده

در این پمپ، مجموعه سیلندرها و بلوک سیلندر، در یک زاویه مشخصی نسبت به محور محرک و شفت قرار گرفته‌اند به همین دلیل به این پمپ سرکج گفته می‌شود. با حرکت دورانی شفت، بلوک سیلندر که توسط اتصال یونیورسال به بخش محرک متصل شده، دوران می‌کند. با حرکت دورانی بلوک سیلندر، پیستون‌ها که به فلنج بدنه محرک متصل‌اند، جلو و عقب می‌روند.

با اینکار جریان سیال از دهانه ورودی مکش شده و به سمت دهانه خروجی می‌رود. در واقع با چرخش شفت، فاصله بین بدنه محرک و بلوک سیلندر تغییر می‌کند. این تغییر باعث نوسانات پیستون‌ها می‌شود. از این پمپ‌ها برای کاربردهای با محدودیت مکانی استفاده می‌شود. زاویه قرارگیری بلوک سیلندر نسبت به بدنه محرک می‌تواند بین 0 تا 30 درجه باشد. بیشتری جابه‌جایی پیستون‌ها در زاویه 30 درجه صورت می‌گیرد.

4- پمپ پیستونی شعاعی

در پمپ پیستونی شعاعی (Radial Piston Pump)، پیستون‌ها در اطراف یک رینگ دایره‌ای و در راستای هر شعاع این دایره قرار گرفته‌اند. با چرخش محور دورانی، پیستون‌ها جابه‌جا شده و سیال منتقل می‌شود. از این پمپ برای تامین فشارهای بالا و دبی پایین استفاده می‌شود. این پمپ‌ها همچنین با صدای کمی فعالیت می‌کنند.

5- پمپ پیستونی بالابر

پمپ بالابر یا لیفت (Lift Piston Pump)، یکی از انواع پمپ پیستونی است که در آن پیستون‌ها قادر هستند دستگاه پمپ و همچنین شیر ورودی (Inlet Valve) را کنترل کنند. در این پمپ پیستون‌ها سیال را به سمت بالا انتقال میدهند. در ناحیه پایین استروک (Stroke)، سیال با کمک قسمت‌های کنترل کننده در پیستون به سمت بالای سیلندر انتقال داده می‌شود. با اینکار مجددا حرکت پیستون از سر گرفته می‌شود.

6- پمپ پیستونی قدرتی

در پمپ پیستونی قدرتی (Force Pump)، دریچه‌های ورودی و خروجی روی یک صفحه قرار گرفته‌اند. بنابراین با عقب رفتن پیستون، دهانه ورودی باز شده و سیال وارد می‌شود. با برگشت پیستون، سیال فشرده شده و دهانه خروجی باز میشود (در این حالت دهانه ورودی بسته می‌شود).

کاربرد پمپ‌های پیستونی

از پمپ‌های پیستونی برای تامین فشارهای تا 1000 بار استفاده می‌شود. بنابراین پمپ‌های پیستونی برای عملکردهای با فشاربالا کاربرد دارند. موارد کاربرد پمپ پیستونی (Piston Pump):

• تجهیزات آب شیرین کن
• کارخانجات تولید نوشابه
• تزریق مواد شیمیایی
• پمپاژ شکلات مایه و رنگ
• تست هیدرواستاتیک
• کارواش‌های مختلف
• در نظافت و برطرف کردن انواع رسوبات
• برش سرامیک و شیشه
• صنایع کشتی سازی
• صنایع فولاد، ضد زنگ
• دستگاه واترجت
• صنایع کاغذسازی
• سامانه‌های بازیافت

معروف ترین برندهای پمپ هیدرولیک پیستونی

پمپ پیستونی (Piston Pump)، توسط بسیاری از شرکت‌های هیدرولیکی در سراسر دنیا تولید می‌شود. اما برخی از این برندها محصولات باکیفیت و قابل اعتمادی تولید میکنند.

مدل‌های رایج پمپ پیستونی تولید شده توسط برندهای معروف:

• رکسروت (Rexroth) مدل A4VS0
• رکسروت (Rexroth) مدل A4F0
•  ویکرز (Vickers) سری PVH
• بروینی (Brevini)
• توز ایران (Tozirsn)
• سرکج رکسروت A2F0 (A2F)
• لینده (Linde)
•  کازل (Kazel)
• هاو (Hawe)
• ویکرز (Vickers) A10VS0
• ویکرز (Vickers) سری PVQ و PVB

مقایسه پمپ پیستونی با پمپ دنده ای

پمپ پیستونی در مواردی که پمپ دنده‌ای امکان تامین توان و فشارهای بالا را ندارد، مورد استفاده قرار می‌گیرد. علاوه بر این، با استفاده از این پمپ، انرژی سوخت کمتری نسبت به پمپ دنده‌ای مصرف می‌شود. جریان تولید شده توسط پمپ دنده‌ای، یکنواخت تر و مطلوب تر است.

یکی از تفاوت‌های پمپ دنده‌ای و پمپ پیستونی در مقدار متغیر یا ثابت بودن دبی سیال است. پمپ‌های پیستونی امکان تغییر دبی سیال را دارند در صورتی که پمپ‌های دنده‌ای، دبی ثابت کار می‌کنند. علاوه بر این، پمپ‌های پیستونی امکانات کنترلی بیشتری برای جریان سیال در مقایسه با پمپ‌های دنده‌ای دارند. از نظر بازدهی نیز، پمپ‌های پیستونی راندمان بیشتری دارند؛ اگرچه قیمت آنها بیشتر از پمپ‌های دنده‌ای است.

قیمت پمپ پیستونی و نحوه سفارش

برای سفارش پمپ‌های پیستونی، باید به پارامترهای مختلفی توجه کرد. برای مثال، قیمت پمپ پیستونی، نوع نیاز در صنعت، جنس مواد به کار رفته، مدل پمپ از نظر تعداد پیستون‌ها و نوع عملکرد و چگونگی نصب و نگهداری پارامترهای مهمی در انتخاب پمپ پیستونی (Piston Pump) هستند. با درنظر داشتن این موارد، می‌توانید به فروشگاه‌های معتبر مراجعه کرده و پس از دریافت مشاوره‌های لازم نسبت به قیمت و مشخصات موردنیاز، اقدام به خرید کنید.

عیب یابی

در مدتی که از پمپ پیستونی در سیستم استفاده می‌کنید، ممکن است با برخی مشکلات در عملکرد آن روبه‌رو شوید. در جدول زیر به برخی از مشکلات ریاج این پمپ‌ها اشاره کرده‌ایم.

چند نکته درباره نگهداری از پمپ پیستونی

در نگهداری از پمپ پیستونی همواره باید مقدار ارتعاش پمپ به صورت منظم چک شود. همچنین روانکاری به صورت برنامه ریزی شده انجام شود. توجه کنید که مایع روانکار مرغوبی برای اینکار استفاده شود. صدای کار پمپ بسیار مهم است. دقت کنید که پمپ در هنگام کار، صدای غیرعادی نداشته باشد. سنجش دمای پمپ نیز یکی از کارهای روتین و ضروری است. برای اینکار می‌توانید از پیرومتر استفاده کنید.

پاسخ به سوالات متداول پمپ هیدرولیک پیستونی

آیا خرید پمپ پیستونی مقرون به صرفه است؟

هرچند قیمت پمپ‌های پیستونی بیشتر است و این پمپ‌ها معمولا گران هستند اما اگر از آب بندی مناسب استفاده کنید و در نگهداری پمپ دقت کافی را داشته باشید، بازدهی و عمر بسیار بالای این پمپ‌ها، بازگشت و ذخیره سرمایه زیادی برای شما خواهد داشت.

چگونه بازدهی پمپ هیدرولیک پیستونی را بیشتر کنیم؟

روانکاری مداوم و تمیز کردن پمپ از موادشیمیایی و آلوده کمک زیادی به افزایش بازدهی پمپ می‌کند.

عوامل موثر بر بازدهی پمپ پیستونی چیست؟

عواملی مثل زبری سطح بدنه، تلفات مکانیکی، کیفیت آب بندی، بسته بندی، سرعت مکش و ویسکوزیته سیال در بازدهی پمپ موثرند.