چه فشاری در پمپ دیافراگمی پنوماتیک کار می کند؟
پمپ های دیافراگمی با هوا (پنوماتیک)بسیار انعطاف پذیر هستند و به راحتی نصب می شوند. با این حال مانند هر پمپ دیگری آنها محدودیت فنی خود را هنگام مدیریت فشار هوا یا مایع دارند که دقیقاً توسط سازنده برای مدل شما تعریف شده است.اما باید بدانید پمپ های دیافراگمی معمولاً از چه نوع محدوده فشار هوا استفاده می کنند؟
پمپ های دیافراگمی می توانند فشار هوا را تا 125یا 8.6بار تحمل کنند کار کردن پمپ های دیافراگمی خارج از این محدوده ها می تواند منجر به خرابی شود.به منظور نظارت بر فشار هوای پمپ خود،توصیه می شود یک رگولاتور هوا روی ورودی هوا نصب کنید تا نه تنها فشار بلکه دبی را نیز کنترل کنید.جایگزینی دیگر برای تنظیم کننده هوا استفاده از شیری در ورودی هوا است که دبی را کنترل می کند، اما لزوماً فشار هوا را حفظ نمی کند.
اگر فشار پمپ دیافراگمی از محدوده مجاز تجاوز کند چه اتفاقی رخ می دهد؟
اگر فشار ورودی وارد شده به پمپ دیافراگمی شما فراتر از محدوده توصیه شده باشد،می تواند مشکلات متعددی را ایجاد کند که می تواند شامل موارد زیر باشد:
1.توپ سوپاپ پمپ دیافراگمی که با هوا کار می کند، نزدیک به مکش به شدت به اطراف فشار داده می شود و باعث می شود که از روی جایگاه خود جدا شود.
2.اگر پمپ دیافراگمی در محدوده فشار خود راه اندازی نشود،ممکن است مشکلاتی به وجود بیاید زیرا پمپ هنوز با مایع پر نمی شود، بنابراین نشیمنگاه سوپاپ به درستی بسته نمی شود و از ایجاد خلاء لازم جلوگیری می کند.
3.استفاده مداوم در فشار بالا می تواند باعث آسیب دائمی به پمپ، از جمله دیافراگم و سایر اجزای داخلی کلیدی شود.
چرخه تبادل فشارهوا در پمپ های دیافراگمی دوبل
فاز1 .هوا با عبور از سوراخ در بدنه پمپ، به حلقه مرکزی می رسد جایی که از طریق یک سری گذرگاه بین قرقره و حلقه خارجی به یکی از دو محفظه هوا می رسد.غشاء تحت فشار منبسط شده و مایع را به داخل کلکتور منتقل می کند.جهت صحیح توسط کره هایی تضمین می شود که در زیر آنها توسط گرانش، گذرگاه را می بندد و از سقوط مایع جلوگیری می کند.
فاز2. در فاز دوم قرقره با فشار هوا به طرف مقابل در مبدل پنوماتیک برخورد می کند و در امتداد محور می لغزد و محفظه هوای دیگر را تحت فشار قرار می دهد.
فاز3. در فاز سوم که به عنوان فاز اگزوز تعریف می شود،محفظه هوای غشاء که قبلاً تحت فشار بود اکنون یک گذرگاه باز را به سمت محیط خارجی می بیند.کشش غشای مقابل که در حال باد شدن است،غشاء را جمع می کند و در عین حال یک فرورفتگی سیال ایجاد می کند که به سیال اجازه می دهد بالا آمده و پر شود در همان زمان چرخه دوباره با تکرار، در داخل محفظه دوم عمل توصیف شده در فاز1 را شروع می کند.
رابطه بین قطر و لوله، فشار و جریان چیست؟
رابطه بین قطر و لوله،فشار و جریان توسط اصل برنولی و معادله تداوم توصیف شده است.بر اساس اصل برنولی، با کاهش قطر لوله سرعت عبور سیال از آن افزایش یافته و فشار کاهش می یابد.برعکس،با افزایش قطر لوله سرعت کاهش می یابد و فشار افزایش می یابد.معادله پیوستگی بیان می کند که سرعت جریان سیال از طریق لوله ثابت است،به این معنی که دبی جرمی یا دبی حجمی باید در تمام نقاط لوله یکسان باشد.بنابراین اگر قطر لوله کاهش یابد سیال باید سریعتر جریان یابد تا جریان یکسانی حفظ شود که به دلیل اصل برنولی منجر به کاهش فشار می شود. به طور مشابه اگر قطر لوله افزایش یابد،سیال می تواند کندتر جریان یابد و فشار می تواند افزایش یابد.در کاربرد های علمی مهندسان و طراحان باید تعادل بین قطر لوله،فشار و سرعت جریان را برای بهینه سازی عملکرد و کارایی سیستم در نظر بگیرند.به عنوان مثال،افزایش قطر لوله می تواند افت فشار را کاهش دهد و سرعت جریان را افزایش دهد اما می تواند هزینه مواد و نصب را نیز افزایش دهد.
نرخ جریان و رابطه فشار در پمپ دیافراگمی
سرعت جریان و فشار در یک سیستم سیال رابطه مستقیمی دارند.به طور کلی اگر فشار افزایش یابد،با فرض ثابت ماندن تمام متغیرهای دیگر مانند قطر لوله و ویسکوزیته سیال،دبی نیز افزایش می یابد.این با اصل برنولی توصیف می شود که بیان می کند افزایش فشار سیال منجر به افزایش سرعت سیال می شود و بالعکس،تا زمانی که انرژی کل سیال ثابت بماند.با این حال محدودیت هایی برای این رابطه وجود دارد،زیرا افزایش فشار همچنین می تواند منجر به تلاطم و عوامل دیگری شود که در واقع ممکن است سرعت جریان را کاهش دهد.علاوه بر این رابطه بین سرعت جریان و فشار تحت تاٌثیر ویژگی های خاص سیال در حال انتقال و همچنین طراحی و ویژگی های سیستم لوله کشی است.بنابراین در نظر گرفتن این متغیرها هنگام طراحی و راه اندازی سیستم های سیال برای اطمینان از عملکرد و کارایی بهینه مهم است.
چرا سرعت جریان با فشار افزایش می یابد؟
نرخ جریان به عنوان حجم سیالی که از یک نقطه خاص در واحد زمان عبور می کند تعریف می شود.این به عوامل متعددی مانندخواص سیال،قطر لوله،طول و زبری و همچنین اختلاف فشار بین دو نقطه بستگی دارد.هنگامی که فشار افزایش می یابد مولکول های سیال فشرده شده و با فشار به یکدیگر نزدیک می شوند و در نتیجه سرعت سیال افزایش می یابد. این سرعت افزایش یافته منجر به سرعت جریان بالاتری می شود زیرا مولکول های سیال بیشتری می توانند از یک نقطه خاص در واحد زمان عبور کنند.به عبارت ساده تر،افزایش فشار باعث افزایش انرژی جنبشی ذرات سیال می شود که منجر به سرعت بیشتر و در نتیجه سرعت جریان بیشتر می شود. با این حال توجه به این نکته مهم است که این رابطه همیشه خطی نیست و به سیستم خاص و خواص سیال بستگی دارد.
مزایای پمپ های دیافراگمی
1.اخیراً پمپ های دیافراگمی بیشتر به دلایل زیست محیطی اهمیت یافته اند.آنها جایگزین پمپ های خلاء جت آب هستند،زیرا پمپ های دیافراگمی هیچ گونه آب زائدی تولید نمی کنند.به طور کلی،یک پمپ خلاء دیافراگمی می تواند تا 90% از هزینه های عملیاتی را در مقایسه با پمپ آب جت صرفه جویی کند.
2.در مقایسه با پمپ های پره ای دوار،محفظه پمپاژ پمپ های دیافراگمی کاملاً عاری از روغن است.بر اساس طراحی نیازی به مهر و موم شفت غوطه ور در روغن نیست.
3.پمپ های دیافراگمی با فشار نهایی پایین مانند پمپ های دیافراگمی سه سر و چها سر به عنوان پمپ های پشتیبان برای پمپ های توربومولکولی با مراحل درگ مولکولی کاملاً یکپارچه مناسب هستند. به این ترتیب یک سیستم پمپ به دست می آید که کاملاً عاری از روغن است،این امر برای ترتیبات اندازه گیری شامل سیستم های طیف سنج جرمی و آشکار سازهای نشت اهمیت زیادی دارد.
کلام آخر
باید همیشه این نکته را مد نظر داشته باشید که فشار هوا بر هر دیافراگم نیرویی وارد می کند و می تواند تغییر شکل بیش از حد ایجاد کند، اگر فشار هوا از حد معینی فراتر رود،می تواند برای همیشه به دیافراگم آسیب برساند.برای جلوگیری از این آسیب های دائمی،فشار هوا نباید از 8 بار تا پی اس آی115تجاوز کند
