پمپ دنده ای
(Gear Pumps)

پمپ دنده ای (External Gear Pump)

اساس و عملكرد:Basis &Function

زمان شروع استفاده از gear pump ها به قرن ۱۶ میلادی برمی گردد. در بین پمپهای روتاری میزان استفاده از gear pump ها بسیار زیاد است. External gear pump از یک پوسته ثابت و یک قسمت دوار تشكيل شده است.در این نوع پمپها افزایش فشار بوسیله قسمت دوار صورت می گیرد. قسمت دوار دو چرخ دنده است که یکی از چرخ دنده ها بوسیله یک محور به محرک خارجی متصل است و به آن Drive gear گفته می شود. چرخ دنده دوم در اثر درگیری با چرخ دنده اول به گردش در می آید و به آن idler gear یا چرخ دنده هرزگرد می گویند. دو چرخ دنده در خلاف جهت یکدیگر گردش می کنند. اکثر پمپهای دنده ای راست گرد هستند. اگر از سمت موتور به پمپ نگاه شود، محور در جهت عقربه های ساعت در حال چرخش است. در تجهیزات خاص ممكن است از پمپهای دنده ای چپ گرد نیز استفاده شود.از بیشتر پمپهای دنده ای در دوجهت می توان استفاده نمود که این عمل با تغییر جهت دوران موتور انجام می شود.در ناحیه مکش دنده ها از یکدیگر فاصله گرفته و فضای خالی بین آنها زیاد می شود که این امر باعث ایجاد خلاء شده و این فرایند در ورودی باعث مکش می شود. در ناحيه خروجی دنده ها به یکدیگر نزدیک شده و فضای بین آنها در اثر فرورفتن دنده ها در یکدیگر کاهش می یاید و از آن جهت که اجازه نشتی سیال از بین دنده ها به دهانه مکش وجود ندارد بنابراین سیال به دهانه discharge ريخته می شود. انتقال سیال به صورت محیطی صورت می گیرد.

اصول کاری کلی پمپ های external gear به این شکل است که مقداری از مایع بين قسمت های دوار به تله افتاده و با حرکت دورانی این قسمت ها به سمت خروجی فرستاده می شود. در این پمپ ها امکان برگشت سیال به دهانه suction بسیار زیاد است. برای جلوگیری از پدیده slippage یا برگشت سیال به suction لازم است که لقي بین قسمت های دورانی و ثابت در یک حالت مینیمم نگه داشته شود. بنابراین به علت لقي کم از این پمپ ها در سرعت دورانی پایین استفاده می شود. استفاده از پمپ های external gear در سرعت دورانی پایین دو فایده دارد: اول این که از تماس قسمت های ثابت و دوار که منجر به فرسایش در آنها و افزایش لقي مي شود جلوگیری می کنند، دلیل دوم این است که با جلوگیری از افزایش سرعت سیال در نوک دنده ها، از فرسایش دنده ها به علت سرعت زیاد سیال جلوگیری می شود. این نوع پمپ ها برای سیالات بسیار لزج مناسب هستند زیرا سيالات لزج به علت لزجتشان فضای لقي را پر می کنند و لقی كمتر باعث می شود که پمپ بهتر کار کند. در یک قاعده کلی می توان گفت که بازده پمپ های external gear برای سیالات لزج از سیالات غير لزج به علت جلوگیری از پدیده slippage بیشتر است. پمپ های دنده ای برای سیالاتی که عاری از ذرات جامد می باشند مناسبند، چون ذرات در فواصل لقی های بسیار کم بین قطعات می چسبند و باعث فرسایش قطعات و خرابی پمپ می شوند.

یکی از کاربردهای مهم external gear pump ها تزریق روغن به قسمت های مورد نیاز کمپرسورها و توربین های گازی و موتورهای الکتریکی که نیاز به روغنکاری دارند، میباشد. تجهیزات دوار بزرگ معمولا در سرعت های بالایی کار می کنند و دارای یاتاقان های بزرگی هستند که روانکاری مداوم آنها عملی اجتناب ناپذیر است. برای این منظور از سیستم روانکاری با گردش روغن استفاده می شود. در سیستم روانکاری با گردش روغن ، از آنجا که روغن یک سیکل بسته را طی می کند و روانکاری تحت فشار انجام می شود ، بنابراین نیاز به وجود پمپ می باشد. جهت تزریق روغن معمولا از پمپهای جابجایی مثبت استفاده می شود.در بین پمپهای جابجایی مثبت ، دبی خروجی پمپهای gear با ضربان كمتری توأم است. بنابراین برای روانکاری مناسب تر هستند. روغن از مخزن روغن پمپاژ شده به داخل یاتاقانها و قسمتهای مورد نیاز فرستاده می شود و روغن خارج شده از این قسمتها دوباره به مخزن روغن برگشت می شود و این سیكل مرتبا تکرار می شود. روغن خروجی از یاتاقان معمولا داغ است .افزایش دما موجب کاهش لزجت روغن می شود بنابراین بایستی از افزایش دمای روغن جلوگیری نمود.  برای خنک کردن روغن از مبدلهای حرارتی یا همان کولرها استفاده می شود.

 

چرخ دنده ها(GEARS)

در پمپهای gear دو چرخ دنده وجود دارد، چرخ دنده محرک یا driver که به وسیله محور به موتور متصل است و چرخ دنده هرزگرد یا همان idler gear که در اثر درگیری با چرخ دنده محرک به حرکت در می آید. در ناحیه مکش دنده ها از هم فاصله گرفته و فضای خالی بین آنها زیاد می شود که این امر موجب ایجاد خلاء شده و موجب ورود سیال به داخل پمپ می شود. سیال از فضای بین چرخ دنده ها و پوسته به صورت محیطی منتقل می شود.دقت شود که سیال از بین دنده ها منتقل نمی شود. دراین پمپهااز چرخ دنده های جناغی (herring bone ) , ساده (spur) وحلزونی(helical gear) استفاده می شود. در مواردی که سرعت زیاد باشد مقدار لغزش دنده ها روی یکدیگر در نوع spur بیشتر است به همین علت از چرخ دنده های spur برای سرعت های بالا استفاده نمی شود و سرعت کاری آنها در حدود 600rpm می باشد در حالی که از دو نوع دیگر برای سرعت های بالاتر تا حدود 1750rpm  میتوان استفاده کرد. تفاوت دیگر نوع spur با helical gear این می باشد که در spur تمام طول دندانه های چرخ دنده در زمان درگیری با هم تماس دارند اما در helical gear نقطه درگیری در طول دندانه ها با چرخش چرخ دنده حرکت کرده و این قضیه موجب پایداری بیشتر فشار خروجی می شود. بنابراین در نوع helical نوسانات فشاری کمتری نسبت به نوع spur ایجاد می شود. در نوع herring bone قبل از این که تماس دو دندانه کاملا قطع شود، دو دندانه بعدی شروع به خروج سیال می کنند. این امر موجب پایداری بیشتر فشار خروجی می شود.بنابراین نوسانات فشاری در نوع herring bone نیز از نوع spur کمتر خواهد بود. از طرفی شکل چرخ دنده هادر نوع herring bone باعث می شود که انتقال توان از چرخ دنده محرک به چرخ دنده متحرک آرام تر صورت گیرد. برای پمپ های دنده ای کوچک از چرخ دنده های ساده استفاده می شود زیرا ساخت دو نوع دیگر چرخ دنده در اندازه کوچک مشکل است. جنس چرخ دنده می تواند از فلز باشد و یا تنها یکی از آنها فلزی باشد. جنس چرخ دنده ها بستگی به تفاوت فشار خروجی و ورودی پمپ و ویسکوزیته سیال پمپ شونده دارد. در صورتی که از پمپ های gear برای پمپاژ سیالاتی با قابلیت روانکاری خوب استفاده شود به طور مثال در پمپاژ روغن، در این صورت تماس فلز با فلز با توجه به روانکاری مناسب سیال، بدون مشکل خواهد بود. برای پمپاژ سیالات پلیمری نیز می توان از دو چرخ دنده فلزی استفاده نمود. برای پمپاژ سیالاتی با قدرت روانکاری کم، بایستی چرخ دنده هرزگرد یا همانidler gear غير فلزی باشد.

پوسته(SHELL)

پوسته پمپهای دنده ای از سه قسمت تشکیل می شود: بدنه نگهدارنده ، در پوش طرف محور و درپوش انتهایی قسمت داخلی بدنه نگهدارنده به شكل عدد 8 ساخته می شود که در حقیقت دو چرخ دنده در همین قسمت هشت شکل قرار می گیرند. دهانه مکش و رانش در مرکز بدنه نگهدارنده قرار می گیرد. در پوشها در دو طرف بدنه نگهدارنده قرار گرفته و در داخل آن سوراخهایی تعبیه شده که محل قرار گرفتن یاتاقانهای شافت می باشد. معمولا O– ring بين درپوشها و بدنه نگهدارنده قرار می گیرد تا از نشتی سیال جلوگیری کند. با کاهش دما ویسکوزیته سیال افزایش می یابد ، از طرفی در صورتی که از پمپ دنده ای برای پمپاژ سیالات با ویسکوزیته بالا استفاده شود ، جهت جلوگیری از جامد شدن سیال مزبور خصوصا زمانیکه پمپ از سیال پر بوده و موقتا از سرویس خارج می شود ، بایستی سیال را گرم نگه داشت. برای این منظور ، جهت انتقال موثر گرما به بدنه پمپ از یک محفظه یا همان jacket که در دور پوسته قرار می گیرد، استفاده می شود. این محفظه به دور تمام پوسته یا تنها نیمی از پوسته قرار می گیرد. از محفظه مزبور آب داغ ، بخار و یا روغن داغ جهت گرم کردن سیال عبور داده می شود.

پوسته پمپ های دنده ای از سه قسمت تشکیل می شود: بدنه نگهدارنده ، در پوش طرف محور و درپوش انتهایی قسمت داخلی بدنه نگهدارنده به شكل عدد 8 ساخته می شود که در حقیقت دو چرخ دنده در همین قسمت هشت شکل قرار می گیرند. دهانه مکش و رانش در مرکز بدنه نگهدارنده قرار می گیرد. در پوش ها در دو طرف بدنه نگهدارنده قرار گرفته و در داخل آن سوراخ هایی تعبیه شده که محل قرار گرفتن یاتاقان های شافت می باشد. معمولا O– ring بين درپوش ها و بدنه نگهدارنده قرار می گیرد تا از نشتی سیال جلوگیری کند. با کاهش دما ویسکوزیته سیال افزایش می یابد ، از طرفی در صورتی که از پمپ دنده ای برای پمپاژ سیالات با ویسکوزیته بالا استفاده شود ، جهت جلوگیری از جامد شدن سیال مزبور خصوصا زمانیکه پمپ از سیال پر بوده و موقتا از سرویس خارج می شود ، بایستی سیال را گرم نگه داشت. برای این منظور ، جهت انتقال موثر گرما به بدنه پمپ از یک محفظه یا همان jacket که در دور پوسته قرار می گیرد، استفاده می شود. این محفظه به دور تمام پوسته یا تنها نیمی از پوسته قرار می گیرد. از محفظه مزبور آب داغ ، بخار و یا روغن داغ جهت گرم کردن سیال عبور داده میشود.

 

شافت(SHAFT)

در پمپ های دنده ای دو شافت وجود دارد. شافت محرک و شافت متحرک . شافت محرک شافتی است که چرخ دنده محرک یا همان drive gear بر روی آن قرار می گیرد و از درپوش انتهایی خارج شده و با موتور محرک کوپل می شود و به چرخش در می آید. بر روی شافت دیگر چرخ دنده هرزگرد یا همان idler gear نصب می شود. درگیری چرخ دنده هرزگرد و محرک با هم ، موجب چرخش چرخ دنده هرزگرد و شافت آن می شود. توجه شود که این شافت به طور کامل در داخل پوسته قرار می گیرد.

 

یاتاقان ها(Bearings)

وظیفه یاتاقان ها ، نگهداری راستای صحيح شافت در برابر بارهای شعاعی و محوری وارد بر آنها می باشد. در پمپ های سانتریفوژ ، بارهای شعاعی و محوری ، هر دو بر شافت وارد می شوند که جهت حذف بارهای شعاعی از یاتاقان های شعاعی یا همان radial bearing و جهت حذف نیروی محوری از یاتاقان های کف گرد یا همان thrust bearing استفاده میشود. اما در پمپ های gear تنها بارهای وارد بر شافت ، بارهای شعاعی هستند. به عبارتی تنها یا تاقانهای شعاعی در این پمپ ها استفاده می شود.ياتاقان های شعاعی استفاده شده می تواند از نوع تماس لغزشی و یا تماس غلتشی باشد. در تماس لغزشی اصطکاک وجود دارد و در تماس غلتشی اصطکاک وجود ندارد. از این رو یاتاقان های لغزشی ياتاقان هایی با اصطکاک و یاتاقان های غلتشی یاتاقان هایی بدون اصطکاک نامیده می شوند. در external gear pump ها از چهاریاتاقان استفاده می شود که در دو طرف چرخ دنده هاقرار می گیرند و به دو صورت متمایز هستند: یاتاقان درونی و یاتاقان بیرونی. یاتاقان درونی در جداره اصلی پمپ قرار داده می شود و با مایع در تماس بوده ، روغنکاری می شود. در حالی که یاتاقان بیرونی در محفظه ای بیرون جداره قرار دارد. در صورتیکه مایع پمپ شونده خاصیت روانکاری داشته باشد ، یاتاقان درونی است و عمل روانکاری توسط سیال پمپ شونده انجام می شود. یاتاقان های درونی ظاهری شبیه به یک بوش ساده را دارد. یاتاقان های بوشی ، یاتاقان هایی لغزشی و یا به عبارتی با اصطکاک هستند. این یاتاقان ها در سوراخ هایی که در در پوش ها تعبیه شده در دو طرف چرخ دنده ها قرار می گیرند. در صورتیکه سیال خاصیت روانکاری نداشته باشد و یا داغ باشد از یاتاقان بیرونی استفاده می شود و بایستی آن را مرتبا روغنکاری یا گریس کاری نمود. یاتاقان های بیرونی ،ياتاقان هایی غلتشی هستند. از انواع مختلف رولر بیرینگ ها و بال بیرینگ ها برای این منظور میتوان استفاده نمود.

 

سیستم آب بندی(Sealing)

در نقاط عبوری شافت از داخل پوسته امکان خروج سیال پمپ شونده یا ورود هوا به داخل پمپ وجود دارد ، از این رو بایستی پوسته را در این نقاط آب بندی نمود. در پمپهای دنده ای از دو نوع سیستم آب بندی ، آب بندی از نوع packing و سیستم آب بندی از نوع مکانیکال سیل استفاده می شود. | در صورت استفاده از یاتاقان های درونی ، تنها در محل وارد شدن شافت محرک به درپوش طرف محور نیاز به سیستم آب بندی وجود دارد.در مواردی که یاتاقانها بیرونی باشد آب بندی در چهار محل لازم می شود. به عبارتی دو سر هر محور بایستی آب بندیشود. میان سیستم آب بندی برای پمپهای gear و پمپ های سانتریفوژ تفاوت زیادی وجود ندارد. همانند مکانیکال سیل در پمپ های سانتریفوژ ، مکانیکال سیل در پمپهای gear، از drive collar ، spring stationary face Rotating face و O– ring تشکیل می شود. Rotating face بر روی شافت نصب شده و با حرکت شافت می چرخد در حالی که stationary face به پوسته متصل است و ثابت است. فشار فنر سطوح دوار و ثابت را به هم متصل می کند. لقي مابين سطوح با مقدار کمی سیال پمپ شونده پر می شود و سطوح کاملا به هم چسبیده نخواهند بود. در صورتی که این لایه روانکار از بین برود سطوح دوار و ثابت مستقیما با هم تماس خواهند داشت. این امر موجب فرسایش سطوح ، افزایش دمای مکانیکال سیل و در نهایت خرابی آن خواهد شد.
مکانیکال سیل تکی می تواند به صورت داخلی و یا خارجی نصب شود.در مکانیکال سیل داخلی قسمتهای دوار در تماس مستقیم با سال قرار دارند. در مکانیکال سیل خارجی قسمتهای دوار در تماس مستقیم با سیال نخواهند بود. در مواردی که سیال پمپ شونده و مکانیکال سیل با هم سازگاری نداشته باشند و در صورت تماس مستقیم مکانیکال سیل با سیال خرابی سریع در آن اتفاق بیفتد، می توان از مکانیکال سیل خارجی استفاده نمود. در مکانیکال سیل دوبل از دو مکانیکال سیل جهت آب بندی استفاده می شود. مابین سیلها از سیال با فشار بالا یا همان barrier fluid استفاده می شود. فشار محفظه آب بندی باید 15 psi از فشار خروجی پمپ بیشتر باشد. سیال مورد استفاده باید با سیال پمپ شونده سازگاری داشته باشد و بی خطر باشد . سیال عمل روانکاری مکانیکال سیلها را انجام می دهد .فشار سیال مابین سیلها به گونه ای است که دو مکانیکال سیل تنها با سیال flushing در ارتباط هستند. بنابراین همیشه امکان نشتی از سیال flushing به سیال پمپ شونده وجود دارد و عکس این مطلب هیچ گاه اتفاق نمی افتد. استفاده از مکانیکال سیل دوبل با سیستم flushing از نوع barrier برای سیالاتی که در دمای محیط کریستاله میشوند و یا قدرت خورندگی آنها بالاست بسیار مفید می باشد. سیالاتی که کریستاله می شوند ، تمایل دارند که در اطراف لبه های سطوح سیل کریستاله شوند که این امر موجب خرابی دائم مکانیکال سیل می شود. از این رو جهت جلوگیری از تماس مابین سیال و مکانیکال سیل از مکانیکال سیل دوبل استفاده می شود. همانند پمپ های سانتریفوژ سیستم آب بندی از نوع packing زمانی که سیال پمپ شونده خطرناک نباشد و نشتی مانعی نداشته باشد استفاده می شود ۱۰۰-۸ قطره در دقیقه نشتی مجاز برای سیستم آب بندی از نوع packing در پمپهای gear می باشد. سیستم آب بندی از نوع packing از gland ، packing و کاسه نمد یا همان stuffing box تشکیل می شود. جهت خنک کردن و روانکاری packing از حلقه فانوسی یا همان lantern ring استفاده می شود که مابین packingها نصب می شود و جریانی از سیال به داخل lantern ring فرستاده می شود تا عمل روانکاری و خنک کاری packing انجام شود.

 

Strainer

وجود مواد جامد در داخل سیال عمر کاری پمپهای دنده ای را به شدت کاهش می دهد. بنابراین بایستی فیلتر یا strainer در لوله مکش نصب شود تا از پمپ محافظت کند. فیلتر یا استرینر بایستی مرتبا از نظر انسداد بررسی شده و در صورت نیاز تمیز و یا تعویض شود.مواد جامد حتی در اندازه های نسبتا کوچک می تواند در فواصل لقی های بسیار کم بین قطعات بچسبد و باعث فرسایش آنها ، افزایش نشتی داخلی و افزایش توان مصرفی پمپ شود. مواد جامد در اندازه های بزرگتر می تواند مابین دنده ها قرار گرفته باعث شکستگی و یا قفل شدن دنده ها وخرابی پمپ شود.در سیالات abrasiveکه خاصیت سایندگی سیال به علت مواد جامد زیاد موجود در آن بالا می باشد ، امکان دارد با وجود استفاده از فیلتر یا استرینر باز هم مواد جامد به طور کامل از سیال حذف نشود ، در این صورت با کاهش سرعت پمپ ، عمر کاری پمپ را افزایش می دهند. بین فیلترها و استرينرهای استفاده شده برای پمپهای gear و سانتریفوژ تفاوتی وجود ندارد.
در انتخاب فیلتر یا strainer برای پمپها بایستی دو پارامتر اندازه مش و جنس فیلتر یا استرینر در نظر گرفته شود. به طور مثال در صورتی که از پمپهای دنده ای برای پمپاژ سیالات با ویسکوزیته بالا استفاده شود چون این سیالات در دمای پایین به صورت جامد هستند بنابراین آنها را گرم کرده و سپس پمپاژ می کنند. در این صورت بایستی جنس فیلتر یا استرینر سازگار با دمای بالا انتخاب شود. معمولا از سرامیک یا فلز برای این منظور استفاده می شود. از نظر اندازه مش نیز با توجه به سایز ذرات موجود در سیال و همچنینافت فشار مجاز در فیلتر یا استرینر ، انتخاب مش صورت میگیرد. افت فشار موجود در فیلتر یا استرینر باید به اندازه ای باشد که موجب کاهش شدید فشار در لوله مکش نشود.

 

شیر اطمینان (relief valve)

در پمپهای سانتریفوژ در صورت بسته بودن شیر discharge از طریق قرائت فشارdischarge و مقایسه آن با مقدار shut of head می توان بسته بودن آن را مشخص نمود.اما در پمپهای gear فشار ماکزیمم تعریف نمی شود به عبارتی حد بالایی برای فشار در پمپی با قطعات سخت و با استحکام وجود ندارد. بنابراین بهره برداری از پمپ با شیر discharge بسته و یا ایجاد انسداد در لوله خروجی، سبب می شود که فشار سیال در داخل پمپ مرتبا افزایش یابد تا زمانی که موتور trip دهد و یا یکی از قسمتهای داخلی پمپ به علت فشار زیاد خراب شود. از این رو در پمپ های gear از شیر اطمینان یا همان relief valve جهت محافظت پمپ و لوله ها در مقابل فشار بیش از اندازه استفاده می شود. برخی سازندگان ،شیر اطمینان را جزء پمپ دانسته و آن را در بدنه پمپ به گونه ای نصب می کنند که مایع را به دهانه ورودی پمپ برگرداند. باز بودن شیر اطمینان برای یک مدت طولانی و برگشت مایع به دهانه ورودی از طریق شیر اطمینان داخلی باعث بالارفتن درجه حرارت سیال می شود برای حل مشکل فوق، شیر اطمینان مستقل و در لوله خروجی نصب می شود و خروجی آن به مخزن اولیه سیال وصل می شود. شیر اطمینان باید نزدیک به خروجی پمپ و قبل از شیرهای دیگر موجود در لوله خروجی نصب شود. دقت شود که خروجی هرگز نباید مستقیما به پمپ برگشت داده شود. همانطور که گفته شد این امر موجب گرم شدن سیال پمپ شونده می شود. وجود شیر مزبور این امکان را فراهم می کند تا در صورت لزوم به بستن شیر خروجی به طور موقتی ، بدون خاموش کردن پمپ این عمل انجام شود. از بیشتر پمپهای دنده ای در دو جهت می توان استفاده نمود که این عمل با تغییر جهت دوران موتور انجام می شود. برای تنظیم شیر اطمینان داخلی در جهت عکس باید در پوش انتهای پوسته باز شده و ۱۸۰ درجه چرخانده شود تا شیر اطمینان در قسمت خروجی پمپ قرار گیرد. اگر شیر اطمینان خارجی باشد ، در صورت نیاز به استفاده از پمپ در دو جهت ،در لوله خروجی و در لوله ورودی ۲ شیر نصب می شود و با توجه به جهت دوران پمپ و مسیر خروجی از آنها استفاده می کنند. متداول ترین شیر اطمینان مورد استفاده در پمپ های gear ، شیر فنر ساچمه ای یا همان poppet relief valve می باشد. این شیرها از پاپت و فنر تشکیل می شوند. فشار فنر پاپت را در نشیمن گاه یا همان seat نگه می دارد . زمانی که فشار پشت پاپت که همان فشار خروجی است از فشار وارد برجلوی پاپت ناشی از نیروی فنربیشتر شود، پاپت از نشیمن گاه بلند شده و سیال وارد شیر اطمینان شده و از آنجا به دهانه مکش فرستاده می شود و یا به مخزن بر می گردد. تنظیم شیر اطمینان ، از طریق پیچ تنظیم یا همان adjusting screw انجام می شود.در پمپ های gear فشار ماکزیمم قابل قبول با توجه به فشار کاری اجزاء داخلی پمپ و همچنین سیستم لوله کشی تعیین می شود. تنظیم شیر اطمینان باید به نحوی باشد که در صورتی که فشار خروجی از فشار قابل قبول برای شرایط بهره برداری بیشتر شود ، شیر اطمینان عمل کرده و از پمپ و سیستم محافظت کند. باز و بسته کردن پیچ تنظیم به صورت دستی و با آچار انجام می شود. در صورتی که بخواهیم فشار خروجی پمپ افزایش یابد ، بایستی نیروی وارد بر فنر را افزایش دهیم در این صورت باید پیچ تنظیم را بیشتر بست و بالعکس.

 

در سرویس قرار دان پمپهای external gear

الف – انجام بازرسیهای لازم قبل از راه اندازی

1- تعيين جهت چرخش موتور قبل از اتصال پمپ به الكتروموتور موتور را روشن کنید. یک یا دو بار آن را روشن و خاموش کنید برای این که از جهت چرخش صحيح آن ، عدم وجود ارتعاش ، صدا ، اطمینان حاصل شود. این کار در حضور برق کار انجام می شود. چک موتور در صورتی که پمپ برای تعمیرات باز شده و دوباره نصب می شود الزامی است و این کار برای پمپهایی که به طور موقت از سرویس خارج می شوند و نیاز به تعمیرات ندارند ، الزامی نیست. اکثر پمپهای دنده ای راست گرد هستند ، اگر از سمت موتور به پمپ نگاه شود ، محور در جهت عقربه های ساعت می چرخد. جهت چرخش پمپ معمولا بر روی پوسته پمپ نشان داده می شود. جهت چرخش تعیین کننده ورودی و خروجی پمپ نیز می باشد. اگر از سمت موتور به پمپ نگاه شود ، در صورتی که پمپ در جهت عقربه های ساعت بچرخد دهانه خروجی در سمت راست و در صورتی که در خلاف جهت عقربه های ساعت بچرخد ، دهانه خروجی در سمت چپ خواهد بود.
۲- نظارت بر alignment کردن که توسط تعمیرات انجام می شود.
از هم محوری شافت پمپ و موتور اطمینان حاصل کنید. عدم هم محوری مابین شافت موتور و پمپ ، منجر به فرسایش قطعات داخلی از قبیل چرخ دنده ها ، سطوح داخلی پوسته ، سیستم آب بندی ، بیرینگها و در نهایت خرابی پمپ خواهد شد.

٣- پیش گرم کردن پمپ مواد پمپ شونده پمپ های gear اغلب دارای ویسکوزیته بالایی هستند از این رو این مواد به صورت گرم پمپ می شوند. اگر عمل مکش به يكباره صورت گیرد چون سیال داغ است احتمال شوک حرارتی به علت گرم شدن سریع پوسته و اجزای داخلی پمپ وجود دارد که در نهایت منجر به ایجاد خرابی در پمپ می شود و یا به علت تغيير ناگهانی دما و شوک حرارتی ایجاد شده هم محوری مابین شافت پمپ و موتور از بین رفته و misalignment اتفاق بیفتد و یا شافت قفل شود. پمپهایی که سیالات گرم را پمپاژ می کنند مجهز به سیستم گرم کننده ای هستند که به دور پوسته قرار می گیرد. جهت پیش گرم کردن پمپ بایستی مسیرهای بخار یا سیال داغ باز باشد تا پوسته به تدریج گرم شود.

۴- حصول اطمینان از باز بودن شیرهای ورودی و خروجی

۵- حصول اطمینان از عدم گیر داشتن شافت در صورتی که امکان چرخاندن شافت پمپ وجود دارد ،شافت پمپ را با دست به آرامی بچرخانید برای این که از عدم گیر داشتن آن اطمینان حاصل کنید. از طرفی چرخاندن شافت با دست به آرامی باعث میشود که سیال پمپ شونده کاملا، دنده ها ،شافت و بیرینگهای داخلی و سطوح مکانیکال سیل را در بر گیرد و آن ها را از حالت خشکی در آورد و عمل روانکاری را انجام دهد.

۶- اطمینان از نصب فیلتر یا استرینر فیلتر یا strainer موجود در لوله مکش را چک کنید و در صورت گرفتگی ، آن را تمیز و یا تعویض کنید. البته بایستی ذکر نمود که فیلتر و استرينر بعد از این که پمپ جهت تعمیرات باز می شود بازرسی شده و در صورت نیاز تمیز یا تعویض می شود. در مورد پمپهای کمکی که بایستی سریعا در سرویس قرار گیرند چک کردن فیلتر یا استرینر انجام نمی شود.

۷- در صورتی که برای روانکاری بیرینگهای خارجی از روغن استفاده شود ، level روغن مورد نیاز آنها را چک کنید.

۸- چک level سیال

Level سیال موجود در منبعی که پمپاژ از آن صورت می گیرد را چک کرده و از کافی بودن آن اطمینان حاصل کنید. چک کردن evelلسيال از طریق انواع level indicator ها انجام می شود.


ب- راه اندازی

1- روشن کردن موتور

۲-انجام هواگیری

مسیر تخلیه هوا ، جهت انجام هواگیری باز شده و زمانی که سیال شروع به خارج کردن از آن نمود، آن را ببندید. جهت تخلیه هوا از شیر هواگیری که در لوله خروجی پمپ تعبیه شده ،

استفاده می کنند. پمپ های gear بر خلاف پمپهای سانتریفوژ قادر به پمپاژ سیالات با درصدی هوا هستند ، اما برای محافظت تجهيزات دیگر موجود در سیستم که سیال پس از پمپاژ وارد آنها می شود خصوصا در مواردی که از پمپ های gear جهت تزريق روغن استفاده میشود ، بایستی هوای موجود در سیال را از طریق شیر هواگیری تخلیه نمود.

٣- افزایش یا کاهش دبی در صورت نیاز به تغيير دبی توجه کنید که در پمپهای دنده ای هرگز تنظیم دبی را با شیر discharge و suction انجام ندهید. یکی از روشهای تغییر دبی ، تغيير سرعت پمپ می باشد. در صورتی که محرک پمپ ، توربین و یا موتور DCباشد تغییر سرعت امکان پذیر است . اما در بیشتر موارد امکان تغییر سرعت وجود ندارد. در این صورت تنظیم دبی از طريق مسير By pass در لوله discharge صورت می گیرد. با باز کردن و بستن شير by pass می توان به دبی مورد نظر رسید. مقدار مورد نیاز پروسس به لوله خروجی رفته و مقدار اضافی از طریق مسیر by pass به داخل مخزن اولیه سیال بر می گردد. تنظیم شیر by pass می تواند به صورت دستی و یا اتوماتیکی باشد. خروجی bypass باید به مخزنی که سیال از آن پمپ می شود برگردد و نه به دهانه مکش پمپ ، چون این امر موجب گرم شدن سیال پمپ شونده می شود. در مواردی که امکان باز گشتن خروجی به منبع وجود ندارد باید حداقل ده برابر قطر لوله مکش از ورودی پمپ فاصله گرفته و خروجی By pass وارد آنجا شود.

ج- انجام بازرسیهای لازم بعد از راه اندازی

1- بازرسی پمپ از نظر ارتعاش ، صدا ، فشار و آمپر پمپ را از نظر ارتعاش ، صدا ، فشار و آمپر مصرفی چک کنید. اگر شرایط غیر عادی وجود داشت پمپ را سریعا متوقف کنید . به صدای چرخ دنده ها و بیرینگها گوش دهید و مطمئن شوید که صدای غیر عادی از آن بیرون نمی آید.

۲- چک دمای بیرینگهای پمپ و الکتروموتور دمای بیرینگ ها را مرتب چک کنید. برای چک دمای بیرینگهای الكتروموتور از پشت دست استفاده کنید. در صورتی که امکان گذاشتن دست بر روی housing بيرينگ های پمپ وجود دارد و این امر خطرناک نیست ، با گذاشتن دست بر محل قرار گرفتن بیرینگ ها این کار را انجام دهید در غیر اینصورت از ترمومتر استفاده کنید. دمای قابل قبول ، حدود ۲۰ درجه بیشتر از سیال پمپ شونده می باشد. دمای پوسته نیز به طریق مشابه یعنی با گذاشتن دست بر روی آن چک شود.در صورت گرم شدن بیش از حد پوسته، مشکل ریشه یابی شود.در صورتی که اطمینان دارید که سیال پمپ شونده داغ است ، جهت چک دما هیچ گاه از دست استفاده نکنید و از ابزارهای موجود مانند ترمومترها برای این منظور استفاده کنید. 

3- بررسی سیستم آب بندی از لحاظ نشتی برای سیستم آب بندی از نوع packing کمی نشتی لازم است. نشتی سبب خنک شدن packing ها خواهد شد. محکم بستن گلند منجر به فرسایش سریع packingها و سوختن آنها ، نشتی زیاد و همچنین افزایش توان مصرفی خواهد شد. در صورتی که سیستم آب بندی از نوع مکانیکال سیل باشد ،كمی نشتی از مکانیکال سیل در هنگام راه اندازی مانعی ندارد ، | اما اگر نشتی به طور دائم وجود داشت باید علت ریشه یابی شود.

۴- بعد از راه اندازی پمپ در صورتی که هواگیری به درستی انجام شود ، ۳۰ ثانیه بعد از راه اندازی بایستی فشار خروجی شروع به بالارفتن کرده و پمپاژ انجام شود. عدم پمپاژ سیال می تواند به علت نفوذ هوا به داخل پمپ از طریق پوسته و اتصالات و یا به علت افت فشار ایجاد شده در لوله باشد. در این صورت پمپ را خاموش کرده و نسبت به رفع مشکل اقدام کنید. در خصوص دلایل عدم پمپاژ می توانید به قسمت عيوب و نحوه تشخیص مراجعه کنید.

 

 

از سرویس خارج کردن external gear pump ها

١- موتور را خاموش کنید.

۲- شیر مکش و خروجی را کاملا ببندید. ذکر یک نکته ضروری است که در لوله های ورودی و خروجی پمپ علاوه بر شیرهای مذكور ، check valve نیز موجود است . از این رو در پمپهای gear در صورتی که نیاز به تعمیرات پمپ وجود ندارد در صورت وجود check valve در ورودی و خروجی ، الزامی به بستن شیرها نیست.

3- در صورتی که نیاز به تعمیرات پمپ وجود دارد ، پمپ را از مواد پمپ شونده تخلیه کرده و در صورت امکان جهت خارج کردن کامل سیال پمپ شونده از قسمتهای داخلی ، از یک سیال خنثی جهت شستشوی پمپ استفاده کنید. پمپهای دنده ای کوچک فاقد مسير draining در پوسته می باشند از این رو جهت تخلیه پمپ بایستی از مسير draining که در لوله ورودی یا خروجی وجود دارد استفاده نمود. در پمپهای دنده ای بزرگ در صورتی که مسیر draining در پوسته تعبیه شده باشد draining از آنجا انجام می شود. در غیر این صورت جهت تخلیه آنها نیز بایستی از مسیر draining در لوله ورودی یا خروجی پمپ استفاده نمود. جهت تخلیه سیال پمپ شونده ، بهتر است که پمپ را به مدت چند ثانیه با شیر discharge و suction بسته به راه انداخت تا پمپ از سیال به طور کامل تخلیه شود. پلیمرهای مذاب و یا سیالاتی که ويسكوزيته آنها در دمای معمولی بالاست به صورت گرم پمپاژ می شوند. در صورت راکد ماندن سیال در داخل پمپ ، امکان جامد شدن آنها وجود دارد. در این حالت سیال به صورت داغ تخلیه می شود ولی بایستی نکات ایمنی را در هنگام تخلیه سیال داغ رعایت نمود. پس از تخلیه پمپ ، مسیر بخار یا سیال داغ که جهت گرم کردن پوسته استفاده می شود از سویس خارج گردد.

۴- در صورتی که پمپ مجددا در سرویس قرار خواهد گرفت و نیاز به تعمیرات ندارد، نیازی به تخلیه پمپ نیست. البته ذکر این نکته ضروری است که اگر سیال در صورت راکد بودن در مدت زمانی که در سرویس نیست در داخل پمپ تشکیل رسوب دهد بایستی حتما پمپ را به طور کامل از سیال تخلیه نمود. سیالات با ویسکوزیته بالا به صورت گرم پمپاژ می شوند اگر این سیالات در صورت راکد بودن در داخل پمپ تشکیل رسوب ندهند آنها را تخلیه نکرده و تنها گرم نگه می دارند. در دور پوسته ، محفظه گرم کننده تعبیه شده که از آن بخار یا سیال داغ جهت گرم نگه داشت سیال پمپ شونده عبور می کند. در این صورت حتما بایستی توجه نمود که این مسیرها در هنگام خاموش کردن پمپ در سرویس باقی بماند تا سیال در داخل پمپ جامد نشود.

 

ثبت پارامترها وانجام بازرسیهای لازم

دمای سیال پمپ شونده ، فشار خروجی ، اختلاف فشار خروجی و ورودی ، level سیال موجود در منبعی که پمپاژ از آن صورت می گیرد، اختلاف فشار ورودی و خروجی فیلتر پارامترهای مهم این نوع پمپها می باشند که از روی نشانگرهای مختلف قرائت و نهایتا در برگه ای به نام log sheet در ساعات مشخصی توسط اپراتور ثبت می شوند. اختلاف فشار ورودی و خروجی پمپ و اختلاف فشار ورودی و خروجی فیلتر یا استرینر در پمپهای gear استفاده شده در سیستم های روغنکاری گردشی حائز اهمیت می باشند. انسداد در فیلترها یا استرینرها و عدم روانکاری مناسب یاتاقانها و دیگر قسمتهای مورد نیاز به روانکاری در تجهیزات سنگین ، موجب خشک کارکردن و خرابی سریع قطعات می شود. در سیستمهای گردشی روغن معمولا با استفاده از differential pressure اختلاف فشار دو سر فیلتر یا استرینر یادداشت می شود. در صورتی که عدد قرائت شده از محدوده مجاز ذکر شده در log sheet بیشتر بود بایستی نسبت به تعویض یا تمیزی فیلتر اقدام نمود. فیلترها و استرینرها معمولا به صورت دو تایی نصب می شوند. در این صورت می توان فیلتر یا استرینر دومی را در سرویس قرار داد و فیلتر یا استرینر اولی را تمیز یا تعویض نمود. از آنجائیکه پمپهای gear غالبا برای پمپاژ سیالات با ویسکوزیته بالا استفاده می شوند و این سیالات نیز با دمای بالا پمپاژ می شوند ، هرگونه کاهش دما می تواند منجر به سفت شدن سیال ، افزایش توان مصرفی پمپ و سایر مشکلات دیگر شود. در سیستمهای روانکاری گردشی ، افزایش درجه حرارت روغن موجب کاهش لزجت آن می شود. از طرفی بازده پمپهای دنده ای رابطه مستقیم با ویسکوزیته دارد. بنابراین پارامتر دما بسیار مهم بوده و بایستی ثبت شود.ثبت دما از طریق نشانگر دما انجام می شود. کاهش level سیال می تواند منجر به مکش هوا به داخل پمپ و خشک کار کردن پمپ شود . هرچند که پمپهای gear قادر به پمپاژ سیال همراه با درصدی هوا هستند اما وجود هوا خصوصا زمانی که از پمپهای gear جهت تزریق روغن استفاده می شود منجر به عدم روانکاری مناسب تجهيزات می گردد. چک level سیال از طریق نشانگرهای level صورت می گیرد. در صورتی که تفاوت فشار خروجی و ورودی پمپ از مقدار ذکر شده در log sheet كمتر باشد ، اپراتور می بایست با استفاده از تجربیات خود و یا بخش عيوب و نحوه تشخیص مشكل مربوطه را شناسایی و نسبت به رفع آن اقدام کند. علاوه بر ثبت پارامترها در log sheet بایستی بازرسیهای ذیل را همزمان با ثبت پارامترها انجام دادن 1-بررسی سیستم آب بندی از لحاظ نشتی در صورتی که سیستم آب بندی از نوع Packing باشد حدودأ ۱۰-۸ قطره در دقیقه در پمپهای gear مانعی ندارد. مکانیکال سیل بایستی فاقد نشتی باشد. تنظیم گلند بایستی به طور دوره ای توسط تعمیرات انجام شود برای این که از نشتی زیاد packing جلوگیری شود. تنظیم گلند از طريق سفت کردن پیچهای گلند انجام می شود اما بایستی دقت نمود که نبایستی packing را آنچنان محکم کرد که نشتی نداشته باشد. در صورت خرابی packing ها نسبت به تعویض كل آنها اقدام شود.
۲-دنده ها و بیرینگهای پمپ و الکترموتور از نظر صدا و ارتعاش بایستی بررسی شود. در صورت وجود ارتعاش و صدا اپراتور می بایست با استفاده از تجربیات خود و یا بخش لديه عيوب و نحوه تشخیص این نرم افزار مشكل مربوطه را شناسایی و نسبت به رفع آن اقدام کند.

 

Slippage

در پمپهای دنده ای به پدیده برگشت سیال از دهانه discharge به دهانه    slippage،  SUCTION یا همان نشتی داخلی گفته می شود. نشتی داخلی باعث کاهش دبی خروجی پمپ می شود و بازده پمپ را کاهش می دهد. امکان نشتی داخلی در ۳ قسمت وجود دارد:

1- فضای بین نوک دنده ها و بدنه نگهدارنده دنده ها

۲- فضای بین سطح دنده ها و در پوشهای جلو و عقب بدنه نگهدارنده ٣- قسمتی از دنده ها که مابین دهانه Discharge و suction قرار گرفته است . دقت شود که در پمپ gear انتقال سیال به صورت محیطی صورت می گیرد و سیال از فاصله بین دنده ها منتقل نمی شود. نشتی داخلی به سرعت پمپهای دنده ای وابسته نمی باشد. یعنی این که میزان نشتی در rpm ۳۰۰ و يا rpm ۵۰۰ ممکن است یکی باشد. عوامل موثر بر نشتی داخلی عبارت هستند از: 1- نشتی داخلی رابطه مستقیم با تفاوت فشار خروجی و ورودی پمپ دارد و یا به عبارتی با افزایش صد میزان نشتی افزایش می یابد.

۲- نشتی داخلی رابطه مستقیم با لقي های موجود میان دنده ها و پوسته دارد ، به عبارتی هرچه لقی بیشتر باشد، میزان نشتی بیشتر است. فاصله مابين سطح دنده ها و در پوشها در حدود in 0 . 0005 نگه داشته می شود. برای این منظور در پاره ای از موارد از صفحات برنجی که به آنها plate brass گفته می شود ، در دو طرف چرخ دنده ها استفاده می شود. در صورت افزایش لقي ، صفحات فرسایش یافته به راحتی تعویض می شود.

٣- نشتی داخلی رابطه عکس با ویسکوزیته دارد . سیالات با ویسکوزیته بیشتر ، قادر به آب بندی کردن ۳ ناحیه ای که slippage ممكن است در آنها به وقوع بپیوندد هستند ، به عبارتی می توانند با کاهش لقي موجب کاهش نشتی داخلی شوند. برای سیالات با ويسكوزيته بیشتر از ۱۰۰۰ سانتی استوک ،مقدار نشتی بسیار کم اما همچنان تاثیر پذیر از مقدار AP است.

 

کاویتاسیون

در پمپ های gear در قسمت ورودی، دنده ها از یکدیگر فاصله گرفته و فضای خالی بین آنها زیاد می شود. این فضای خالی در ناحيه ورودی باعث ایجاد یک ناحیه کم فشار شده و به علت اختلاف فشار مابین این ناحیه کم فشار و سطح مایع، سیال به داخل پمپ فرستاده می شود. زمانی که فشار محلی در نقطه ای از سیال پمپ شونده در پمپ کاهش یافته و از فشار بخار اشباع سیال در دمایی که سیال در حال پمپ شدن است کمتر شود، حبابهای بخار تشکیل می شوند. از آنجا که کم فشار ترین نقطه در پمپ دنده ای در همین محل ورودی است که دنده ها از یکدیگر فاصله می گیرند ، بنابراین در صورتی که فشار در این ناحیه کم شود ، حبابهای بخار تشکیل می شوند. این حبابها همراه جریان سیال به صورت محیطی از فضای بین چرخ دنده ها و پوسته منتقل شده و بعد از رسیدن به ناحیه ای که فشار آن از فشار بخار بیشتر باشد ، خواهند ترکید. ترکیدن حبابها موجب ایجاد شوک و ضربه بر قسمتهایی که در آن می ترکد، می شود. پدیده کاویتاسیون با صدا ، ارتعاش و خرابی قسمتهای داخلی همراه می باشد. حبابهای بخار باعث ایجاد حفره هایی بر روی چرخ دنده ها و سطح داخلی پوسته می شوند. می توان با استفاده از مواد مقاوم تر و پوششهای محافظت کننده از اجزای داخلی پمپ محافظت نمود ولی این روش روش مناسبی برای مشکل کاویتاسیون نخواهد بود. برای حل مشکل کاویتاسیون بایستی رابطه مابین پمپ ، سیستم و سیال پمپ شونده درک شود.

NPSH

مقداری که تعیین کننده وقوع یا عدم وقوع کاویتاسیون است عمق مکش مجاز یا NPSHav می باشد.

 

منابع

فهرست