پمپ دیافراگمی هیدرولیکی و پنوماتیکی نوعی از پمپ های با کارایی بالا یا به عبارتی High-performance pumps هستند که در نحوه عملکرد با یکدیگر تفاوت دارند. انتقال نیرو در سیستم های هیدرولیکی از طریق سیال یا مایع تحت فشار انجام می شود. از جمله مزایای سیستم های هیدرولیک و می توان به تبدیل نیروی کوچک به نیرویی بسیار بزرگ با حرکت مایع در پمپ و بدون نیاز به تجهیزات سنگین اشاره کرد. این در حالی است که در پمپ دیافراگمی پنوماتیکی از هوای فشرده برای انتقال نیرو استفاده می شود.
در واقع Pneumatic diaphragm pumps انرژی پنوماتیکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کنند. این سیستم ها را می توان برای اتوماتیک سازی سیستم ها در صنایع مختلفی مانند داروسازی، صنایع غذایی، صنایع چوب و پتروشیمی استفاده کرد. در این مقاله به نحوه عملکرد و مزایا و معایب پمپ های دیافراگمی هیدرولیکی و پنوماتیکی پرداخته و کاربرد پمپ های مختلف را با یکدیگر مقایسه می کنیم.
تفاوت های عملکردی پمپ های هیدرولیکی و پنوماتیکی
به منظور بررسی تفاوت عملکرد پمپ ها از نوع هیدرولیکی و پنوماتیکی، بهتر است با نحوه کار هر یک آشنا شویم. پمپ دیافراگمی هیدرولیکی را می توان قلب هر سیستم هیدرولیکی دانست. این پمپ ها با کمک موتورهای الکتریکی، روغن را در سیلندرها به حرکت در می آورند و جریانی از نیروی زیاد را ایجاد می نمایند. اساس کار Hydraulic diaphragm pumps جابجایی سیال در محفظه های پلمپ شده است. اگرچه سایز این پمپ ها اغلب کوچک است اما بازدهی بالایی دارند. مدل های مختلفی از این پمپ ها مانند چرخ دنده ای، پیستونی، و پره دار در بازار موجود هستند.
پمپ دیافراگمی پنوماتیکی نیز براساس انتقال انرژی با استفاده از هوای فشرده عمل می کنند. این سیستم ها نیرو را به نسبت زیادی افزایش داده و تغییر جهت با سرعت زیاد را امکانپذیر می نمایند. کنترل پمپ های پنوماتیکی با شیرهای برقی دستی و اتوماتیک انجام شده و این امر موجب انعطاف و ایمنی بیشتر می شود. ساختار ایمن در این نوع از پمپ ها به دلیل کاهش خطر انفجار باعث شده تا در بسیاری از سیستم های صنعتی مورد استفاده قرار گیرند.
مقایسه مزایا و معایب پمپ‌های مختلف
انواع پمپ های دیافراگمی در صنایع مختلف به عنوان تجهیزاتی حیاتی مورد استفاده قرار می گیرند. اگرچه این پمپ ها محدودیت هایی دارند اما به دلیل برخورداری از مزایای متعدد، به ابزارهای اساسی در تولید تبدیل شده اند. در ادامه شما را با معایب پمپ پنوماتیکی و هیدرولیکی و مزایای آن ها آشنا می کنیم.
مزایای پمپ های دیافراگمی
- در صورت نگهداری صحیح از پمپ های دیافراگمی، این پمپ ها عملکردی بدون ایجاد نشتی خواهند داشت.
- از مهمترین مزایای این پمپ ها می توان به امکان استفاده از انواع مایعات در آن ها اشاره کرد. انواع مایعات اسیدی، سمی، اشتعال زا، مایعات غلیظ و شیمیایی در این پمپ ها مورد استفاده در قرار می گیرند.
- قطعه های متحرک در پمپ های دیافراگمی نیاز به روانکاری ندارند. همچنین این پمپ ها قادر هستند بدون خنک کاری فعالیت کرده و در عین حال آسیبی به قطعات مختلف پمپ نرسانند.
- پمپ های دیافراگمی مکشی بسیار قوی دارند و میزان مکش آن ها با به نوع مایع، ابعاد پمپ و قدرت موتور آن ها بستگی دارد.
- با توجه به استفاده از پمپ های دیافراگمی بدون خطر انفجار، ایمنی صنعتی را می توان از مهمترین ویژگی این پمپ ها دانست.
- در صورت بالاتر بودن خروجی هوا در پمپ های دیافراگمی از سطح آب، می توان از این پمپ ها به شکل غوطه ور در آب استفاده کرد و از مزایای ضد آب بودن آن بهره برد.
معایب پمپ دیافراگمی
- در صورتی که نیاز به جریان یکنواخت در خروجی پمپ دیافراگمی هیدرولیکی یا پنوماتیکی باشد، نمی توان از این پمپ ها به تنهایی استفاده کرد.
- یکی از اثرات جریان غیر یکنواخت در پمپ های دیافراگمی، ایجاد لرزش است. این لرزش ها را می توان با استفاده از لرزه گیر کنترل کرد.
- سروصدای زیاد را نیز می توان یکی از معایب این نوع پمپ ها دانست. برای کاهش آلودگی صوتی می توان از صدا خفه کن یا مافلر در این پمپ ها استفاده کرد.
- در صورت عدم وجود فیلتراسیون ممکن است آلودگی هایی از طریق خروجی هوا به محیط زیست وارد شود.
کاربردهای صنعتی پمپ‌های دیافراگمی
پمپ های دیافراگمی پنوماتیکی و هیدرولیکی از نظر عملکرد با یکدیگر متفاوت هستند. این تفاوت عملکرد پمپ ها موجب شده تا مزایای متفاوتی نیز داشته باشند و براساس این مزایا کاربردهای مختلفی نیز برای آن ها تعریف شود. برای مثال پمپ هیدرولیکی را می توان در دسته Durable industrial pumps یا پمپ های صنعتی با دوام و استحکام بالا دانست که نصب و راه اندازی آسان از ویژگی های آن ها است. همچنین این پمپ ها قادر هستند حرکات خطی را به چرخشی و بالعکس تبدیل نموده و مقدار زیادی انرژی نیز تولید نمایند. در مقابل پمپ دیافراگمی پنوماتیکی در برابر تغییرات دمایی حساسیت کمی داشته و در مقایسه با پمپ ها هیدرولیکی سرعت بیشتری دارند. امنیت در سیستم های پنوماتیکی بیشتر بوده و آلودگی در اثر فعالیت آن ها ایجاد نمی شود. کنترل سرعت و جهت در پمپ های پنوماتیکی نیز با استفاده از شیرهای برقی آسان تر انجام می شود. با توجه به تفاوت هایی که در عملکرد و مزایای پمپ هیدرولیکی و پنوماتیکی وجود دارد، در ادامه به مقایسه کاربرد پمپ ها در صنایع مختلف می پردازیم.
به طور کلی تخلیه انواع سیالات نظیر انواع گازهای مایع، الکل ها، مایعات قابل اشتعال، روغن های صنعتی و خوراکی، مایعات شیمیایی و خوراکی، انواع حلال ها و مایعات فرار از جمله کاربردهای پمپ های صنعتی یا Industrial pump applications هستند. از اینرو در صنایع مختلفی مانند پتروشیمی، مواد غذایی، داروسازی، تولید رنگ و رزین، سیستم آب و فاضلاب و … کاربرد دارند. اما به طور مشخص می توان پمپ دیافراگمی هیدرولیکی را برای جابجایی مایعات شیمیایی، سمی و حتی خورنده که شامل ذرات کوچک هستند مناسب دانست. در مقابل پمپ دیافراگمی پنوماتیکی را برای انتقال پسماندها، مایعات آلوده، مایعات با ویسکوزیته بالا و مواد شیمیایی خورنده مورد استفاده قرار می گیرند.
نکات مهم در انتخاب پمپ مناسب
پمپ مناسب با توجه به ویژگی ها و نوع عملکرد آن انتخاب می شود. عوامل متعددی مانند هزینه، فشار کار، نیاز به دقت و کنترل در کار، میزان مقاومت در برابر عوامل مختلف محیطی از جمله مواردی هستند که بهتر است قبل از انتخاب پمپ مورد بررسی قرار بگیرند.
- پمپ های پنوماتیکی به دلیل نگهداری آسان و عدم نیاز به موتورهای برقی، هزینه کمتری نسبت به پمپ های هیدرلیکی دارند. از اینرو برای کاربردهای ساده تر گزینه مناسبی هستند.
- پمپ های هیدرولیکی به دلیل ویژگی Reliable flow control، برای کاربردهایی با دقت بالا مناسب تر هستند. پمپ های پنوماتیکی نیز برای سیستم هایی که نیاز به کنترل دقیق جریان ندارند، مانند صنایع غذایی استفاده می شوند.
- با توجه به توانایی ایجاد فشار عملکردی بالا در پمپ دیافراگمی هیدرولیکی، این پمپ ها در صنایع سنگین استفاده می شوند. پمپ های پنوماتیکی که در مقایسه با نوع هیدرولیکی قادر به تولید فشار زیاد نیستند در جابجایی مایعات در صنایع غذایی و شیمیایی کاربرد دارند.
- از جمله هزینه پمپ های صنعتی می توان به هزینه Industrial pump maintenance اشاره کرد. بر این اساس پمپ های پنوماتیکی به دلیل ساختاری ساده تر نسبت به پمپ های هیدرولیکی، هزینه نصب، نگهداری و تعمیرات کمتری دارند. این موضوع در تحلیل اقتصادی پمپ‌ها باید در نظر گرفته شود.
- توجه به نکات نصب پمپ دیافراگمی هیدرولیکی و پنوماتیکی براساس مقاومت متفاوت آن ها در برابر شرایط محیطی مختلف بسیار مهم است. پمپ های هیدرولیکی با توجه به استفاده از سیال و موتور الکتریکی در آن ها، نیاز به مراقبت بیشتری داشته و نسبت به شرایط محیطی حساس تر هستند.
