پمپ دیافراگمی  Diaphragm pump چیست؟

پمپ دیافراگمی پنوماتیک با استفاده از قابلیت رفت و برگشتی خود و با ایجاد فشار هوای مثبت می تواند مقادیر زیادی از مایعات و سیالات را جا به جا کند. این پمپ ها برای جا به جایی سیالات با ویسکوزیته بالا بسیار مناسب و کاربردی هستند. در ادامه این متن در خصوص نحوه عملکرد پمپ دیافراگمی پنوماتیک و انواع و کاربرد های آن ها توضیح خواهیم داد.

پمپ دیافراگمی پنوماتیک نوعی پمپ جابجایی مثبت است که از عمل رفت و برگشتی دیافراگمی از جنس لاستیک، ترموپلاستیک یا تفلون و شیر های مناسب (شیر های یکطرفه، شیر های پروانه ای، شیر های تخلیه یا شیر های توپی) در هر طرف دیافراگم، جهت پمپاژ سیالات استفاده می کند. این پمپ ها خودمکش بوده و برای جابجایی و پمپاژ انواع سیالات به خصوص مایعات حاوی ذرات با ویسکوزیته بالا (چسبناک) ایده آل هستند. مدل های مختلفی از پمپ دیافراگمی پنوماتیک تولید می شود که به صورت الکتریکی، دستی، پنوماتیک یا بادی و هیدرولیک هستند. در ادامه در خصوص نحوه کار، انواع و کاربرد های پمپ دیافراگمی پنوماتیک بیشتر توضیح خواهیم داد.

نحوه کار پمپ پنوماتیک دیافراگمی

پمپ دیافراگمی پنوماتیک دارای محفظه هایی برای قرار گرفتن و عبور سیالات است. وقتی حجم محفظه در هر کدام از انواع پمپ دیافراگمی پنوماتیک افزایش پیدا می کند، دیافراگم حرکت کرده، فشار کاهش می یابد و سیال به داخل محفظه کشیده می شود. زمانی که فشار محفظه پمپ پس از کاهش حجم بر اثر حرکت دیافراگم دوباره افزایش پیدا می کند، سیالی که از قبل درون محفظه کشیده شده بود، خارج می شود. در نهایت دیافراگم یک بار دیگر حرکت می کند و سیال به داخل محفظه کشیده شده و سیکل پمپاژ تکمیل می شود. این عمل شبیه عملکرد سیلندر در موتور احتراق داخلی است. پمپ دیافراگمی پنوماتیک با ایجاد یک محفظه هرمس بین مکانیزم محرک و محفظه فشرده سازی، به پمپ اجازه انتقال، فشرده سازی و تخلیه محيط بدون روان کننده را می دهد.

دیافراگم الاستومریک می تواند به عنوان یک آب بند دینامیک (آب بند مکانیکی) که بسیاری از محدودیت های سایر روش های آب بندی را ندارد، مورد استفاده قرار گیرد. این مدل آب بند ها نشتی ندارند، اصطکاک کمی دارند و می توانند برای حساسیت به فشار های پایین ساخته شوند. با درنظر گرفتن مواد مناسب برای دیافراگم ها، از آن ها می توان برای طیف وسیعی از فشار و دما، بدون نیاز به روانکاری یا نگهداری استفاده کرد.

انواع پمپ دیافراگمی پنوماتیک

پمپ دیافراگمی پنوماتیک که یک سمت دیافراگم سیالی که پمپاژ می شود و در در سمت دیگر هوا یا سیال هیدرولیک قرار دارد. انعطاف دیافراگم باعث افزایش و کاهش حجم محفظه پمپ شده و یک جفت شیر یکطرفه مانع بازگشت سیال و ایجاد جریان معکوس می شود.

پمپ دیافراگمی پنوماتیک با جابجایی مثبت حجمی که در آن ها محرک اصلی دیافراگمی الکتریکی-مکانیکی بوده و به وسیله یک الکتروموتور متصل به میل لنگ یا گیربکس و یا کام مکانیکی مثل یک اهرم یا دسته به حرکت در می آید. در این روش دیافراگم با یک عمل مکانیکی ساده منعطف شده و یک سمت دیاگرام به هوا باز می شود.

پمپ دیافراگمی پنوماتیک که یک یا چند دیافراگم با سیالی که باید پمپاژ شود در دو سمت در تماس دیافراگم (ها) با انعطاف دوباره خود باعث تغییر حجم می شوند.

انواع پمپ دیافراگمی پنوماتیک از نظر جنس بدنه

فلزی. این مدل پمپ ها دارای بدنه و قطعاتی از جنس فلز هستند. بسته به نوع سیالاتی که می خواهید انتقال دهید می توانید مدل هایی با جنس فلزی مناسب انتخاب کنید تا دچار خوردگی نشوند.

پلاستیکی. معمولا مدل های پلاستیکی از پلاستیک های پی وی سی قدرتمند ساخته می شوند و می توانند در مقابل مقادیر زیادی از سیالات خورنده به خوبی مقاومت کنند.

کاربرد های پمپ دیافراگمی پنوماتیک

پمپ های دیافراگمی در صنایع مختلف از جمله صنایع شیمیایی، صنایع غذایی و خوراکی، صنایع رنگ و چسب، صنایع نفت، گاز و پتروشیمی و صنایع کاشی و سرامیک کاربرد دارند. از جمله کاربرد این پمپ ها برای تخلیه مایعات از بشکه ها و مخازن (پمپ بشکه کش) است. برخی از مایعات و سیالات قابل پمپاژ با پمپ دیافراگمی پنوماتیک را در زیر نام خواهیم برد.

رنگ ها

حلال ها

رزین ها

چسب

اسید ها

پودر ها

انواع روغن ها، گریس و مواد نفتی

انواع سس و مایعات نوشیدنی

سیالات پودری و لجن سیلیس

مزایای استفاده از پمپ دیافراگمی پنوماتیک

قابلیت پمپاژ سیالات با ویسکوزیته بالا و حاوی ذرات جامد. این پمپ ها می توانند به راحتی سیالات چسبناک و دارای ناخالصی را پمپاژ کنند و هیچ مشکلی در توان خروجی و قطعات داخلی این پمپ ها به وجود نخواهد آمد.

مناسب برای فشار تخلیه تا ۱۲۰۰ بار. توان تولیدی بالای این پمپ ها موجب می شود بتوانند به راحتی مدل های زیادی از سیالات را به خوبی و بدون مشکل انتقال دهند و حتی برای سیالات با ویسکوزیته پایین توان تولیدی بیشتری نیز خواهند گذاشت.

قابلیت کارکرد خشک. پمپ دیافراگمی پنوماتیک از سیالات عبوری برای خنک کردن موتور استفاده نمی کند و به همین دلیل می تواند برای مدتی به صورت خشک نیز کار کند و مشکلی برای پمپ و قطعات آن به وجود نخواهد آمد.

نشتی بسیار کم (نزدیک به صفر). با توجه به سیستم آب بند جدید استفاده شده در این نوع پمپ، میزان نشتی برابر با صفر است و از طرف مقابل نیز پمپ از سیستم خنک کننده داخلی استفاده می کند و بدین ترتیب امکان گرم شدن سیالات عبوری نیز از بین می رود.

راندمان بالا تا ۹۷ درصد. مصرف انرژی پایین این پمپ ها سبب بالا رفتن راندمان کاری آنها شده است.

قابلیت خودمکشی خوب

ضد انفجار

تعمیرات و نگهداری و حمل آسان. این پمپ ها در عین ایجاد توان تولیدی بالا بسیار کوچک هستند و می توان آنها را به راحتی حمل و نقل کرد. از طرفی ساختار پمپ پیچیده نیست و تعمیرکاران با آموزش های نیمه حرفه ای نیز می توانند به تعمیر پمپ دیافراگمی پنوماتیک بپردازند. این پمپ ها به دلیل نوع طراحی و قطعات استفاده شده از طول عمر بالایی بهره می برند و نیاز کمی به تعمیر و نگهداری دوره ای دارند.

پمپ دیافراگمی نوعی پمپ جابجایی مثبت است که از ترکیبی از حرکات متداوم لاستیک، ترموپلاستیک یا دیافراگم تفلونی و والوهایی در هر دو طرف دیافراگم استفاده می‌کند تا عمل پمپاژ سیالات را به انجام برساند. پمپ‌ دیافراگمی در سه نوع اصلی وجود دارد که هر کدام مکانیزم منحصر به فردی دارند.

پمپ دیافراگمی قادر به انتقال گازها، مایعات یا ترکیب‌هایی از گازها و مایعات است و این کار را از طریق دیافراگم‌هایی انجام می‌دهد که به صورت مداوم در حال حرکت‌اند. در این پمپ، دو عدد دیافراگم بوسیله یک شافت به هم متصل شده‌اند. این نحوه اتصال سبب شده تا همواره زمانی که یکی از دیافراگم‌ها در حال پمپاژ است، دیافراگم دیگر سیال را به داخل محفظه بکشد.

دیافراگم که با حرکت رفت و برگشتی خود وظیفه مکش و پمپاژ را برعهده دارد در حقیقت پوششی انعطاف‌پذیر است که همواره هوای فشرده را از سیال جدا نگه میدارد. این نوع پمپ به دلیل آن که از اجزای داخلی که روی هم کشیده می‌شوند استفاده نمی‌کند دوام بالایی دارد. پمپ دیافراگمی همچنین از هیچ نوع آب‌بندی یا روغن‌کاری در سری پمپ استفاده نمی‌کند و این بدین معناست که به هیچ وجه دچار نشتی بخار روغن و یا مواد نمی‌شود.

انواع پمپ دیافراگمی بر اساس مکانیزم

همان‌طور که گفته شد پمپ دیافراگمی بر اساس مکانیزم بر سه نوع دسته بندی می‌شود. در دسته‌ای از این پمپ‌ها، در یک طرف دیافراگم، سیال پمپاژ می‌شود و در طرف دیگر آن هوا یا مایع هیدرولیک قرار دارد. دیافراگم منقبض شده و باعث افزایش و کاهش حجم محفظه پمپ می‌شود. دو جفت چک والو برگشت‌ناپذیر نیز برای جلوگیری از جریان عکس سیال در پمپ کار گذاشته شده‌اند.

نوع دیگری از پمپ دیافراگمی نیز وجود دارد که از جابجایی مثبت حجمی استفاده می‌کند که در آن بخش اصلی متحرک دیافراگم الکترومکانیکی است و از طریق بازویی متحرک، موتور به صورت کاملاً مکانیکی از طریق یک دسته به کار خواهد افتاد. در این روش، دیافراگم با یک عمل مکانیکی ساده منقبض شده و از یک سو کاملاً آزاد است.

در نوع سوم پمپ دیافراگمی ، از یک یا چند دیافراگم استفاده می‌شود که ماده سیال در هر دو طرف آنها جریان خواهد یافت. در این نوع پمپ نیز دیافراگم‌ یا دیافراگم‌ها منقبض شده و باعث تغییر حجم می‌شوند.

طرز کار پمپ دیافراگمی

زمانی که حجم حفره در هر کدام از سه نوع پمپ دیافراگمی افزایش می‌یابد (دیافراگم به سمت بالا حرکت می‌کند)، فشار کاهش یافته و مایع به درون حفره کشیده می‌شود. زمانی که فشار حفره در مرحله بعدی افزایش می‌یابد (دیافراگم به سمت پایین می‌آید)، مایعی که پیش از این کشیده شده بود با فشار بیرون می‌رود. در نهایت، دیافراگم بار دیگر بالا رفته و مایع را به درون حفره می‌کشد و چرخه را کامل می‌کند.

این عمل پمپ دیافراگمی درست مشابه همان چیزی است که در سیلندر موتورهای درون‌سور اتفاق می‌افتد. در پمپ دیافراگمی، بین قسمت‌های متحرک و محفظه فشار کاملاً درزگیری شده است که این به پمپ اجازه می‌دهد تا ماده سیال یا هر ماده دیگری را بدون نیاز به روغن‌کاری انتقال دهد.

از دیافراگم لاستیکی و انعطاف‌پذیر می‌توان به عنوان درزگیری که محدودیت‌های دیگر روش‌های درزگیری را ندارد استفاده کرد. پمپ دیافراگمی هیچ‌گونه نشتی ندارد، اصطکاک را به کمترین حد ممکن می‌رساند و می‌تواند در فشارهای پایین نیز کار کند. با به کارگیری مواد اولیه مناسب در ساخت این وسیله، پمپ می‌تواند از فشارهای مختلفی در دماهای مختلف پشتیبانی کند و همه این اعمال را بدون نیاز به روغن کاری یا تعمیرات پی‌درپی به انجام برساند.

مزایای پمپ دیافراگمی

از مزایا و مشخصات پمپ دیافراگمی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.

این پمپ دارای مکش بسیار مناسبی است و اغلب انواع آن می‌توانند انواع سیالات حتی با فشار اندک را به جریان بیاندازد. دیگر انواع پمپ دیافراگمی در فشارهای بالا، عملکرد بهتری داشته و قطر دیافراگم به کار رفته در آنها تأثیر بسزایی در عملکرد آن دارد. این پمپ دیافراگمی حتی می‌تواند دوغاب و سیالات رسوبی را با قدرت بالا به مکان مورد نظر منتقل کند.

طراحی پمپ دیافراگمی به گونه‌ای است که سیالات کاملاً از اجزای متحرک جدا هستند و در نتیجه به دلیل نبود هیچ گونه تماسی، ‌اجزای متحرک و حیاتی پمپ، عمری طولانی خواهد داشت. در واقع اجزای درونی پمپ که معمولاً درون روغن غوطه‌ور هستند، کاملاً ایزوله شده و عمر پمپ از این طریق دوچندان می‌شود. چنین قابلیتی پمپ دیافراگمی را به یکی از بهترین گزینه ‌ها برای انتقال مواد، سیالات و حلال‌های خورنده مبدل کرده است.

مکانیزم پمپ دیافراگمی به گونه ‌ای است که آن را قادر می‌ سازد فشاری معادل ۱۲۰۰ بار را به سیال درون آن وارد کند و این موضوع باعث شده تا توانایی بالایی در انتقال سیالات با ویسکوزیته بالا داشته باشد. همان طور که گفته شد پمپ دیافراگمی قادر است مواد با خورندگی، سایندگی و آتشگیری بالا و مواد سمی را بدون آسیب رساندن به اجزای متحرک به راحتی انتقال دهد. این پمپ همچنین به صورت خشک نیز عملکرد بسیار خوبی دارد و در ۹۷ درصد مواقع کارایی بالایی از خود نشان می‌دهد. از پمپ دیافراگمی می‌توان در ساخت قلب مصنوعی یا در فیلتر آکواریوم ‌های کوچک نیز استفاده کرد.

انتخاب یک پمپ دیافراگمی مناسب نیازمند شناخت دقیق مواد و سیالات و همچنین سیستم پمپ است. در هنگام خرید پمپ باید حتماً ویسکوزیته و غلظت سیال مورد استفاده را در نظر داشت. یکی از رایج‌ترین موارد استفاده از این نوع پمپ‌ ها در انتقال مواد ساختمانی مانند دوغاب و گل و لای است. ولی به جز این موارد می‌توان از آنها برای به جریان انداختن انواع گازها، سیالات و ترکیبی از این دو نیز استفاده کرد.

نمونه‌های بزرگ‌تر پمپ دیافراگمی برای انتقال ضایعات ساختمانی یا رسوبات سنگین حوضچه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. غالباً در این گونه مواقع پمپ‌ های سانتریفیوژ به دلیل نبود فشار کافی، از حالت آب‌بندی خارج شده و ناکارآمد خواهند بود. نمونه‌های کوچک‌تر پمپ‌های دیافراگمی نیز برای دزهای کوچک‌تر مواد شیمیایی و زمانی که به دقت بالایی در انتقال میزان از پیش‌ تعیین ‌شده‌ای از مواد نیاز است کاربرد دارند.