الصفحة الرئيسية * قياس الحرارة * قياس المنسوب * قياس السريان * قياس الإهتزاز * صمام التحكم * أجهزة كشف الحريق * أجهزة كشف الغاز * أجهزة مكافحة الحريق * أجهزة التحليل

المضخات Pumps

مقدمة Introduction

تاريخ المضخات

إن أول استخدام للمضخات كان من أجل رفع المياه من مستوى إلى آخر لاستخدامها في عمليات الري. و كانت أول وسيلة لذلك ظهرت في بلاد الرافدين. حيث ظهرت نقوش آكادية للشادوف. و الذي كان يتألف من محور خشبي طويل و يعلق هذا المحور على هيكل خشبي في نقطة ارتكاز تقع في خمس هذا المحور. يعلق في الطرف الأطول دلو و في الطرف الأقصر ثقل من الحجارة. وهكذا ينزل مستخدم الشادوف الدلو إلى الساقية لملئه بالماء ليقوم الثقل الموازن برفعه و إفراغه في المكان المناسب.

أنواع المضخات

المضخات بجميع أنواعها تصنف ضمن مجموعتين رئيسيتين: المضخات ذات الإزاحة الإيجابية (Positive Displacement Pumps) والنوع الثاني المضخات (Rotodynamic Pumps) ذات الحركة الدائرية الدياناميكية .

مضخات ذات الإزاحة الإيجابية

المضخة ذات الإزاحة الإيجابية هي التي تعمل بإزاحة المائع (سوائل - غازات) عن طريق حجز كمية ثابتة منه ومن ثم دفعه إلى أنبوب التصريف أو الطرد النهائي.

· مضخات يدوية ماصة كابسة.

· مضخات لولبية يدوية.

· مضخات ذات التروس وقد تكون اليدوية أو آلية وتستخدم في ضخ السوائل ذات الكثافة العالية كالزيوت.

· المضخات ذات الغشاء المطاطي Diaphragm وهي تستخدم للأعمال البسيطة، مثل مضخات الدم .

مضخة أرشيميدس الحلزونية Archimedes screw

المضخة الحلزونية أو مضخة أرشميدس Archimedes’ Screw Pump أو الطنبور وهي أداة لرفع المياه من الأنهار لليابسة أو بين مستوين مختلفين وهي تعتبر من المضخات البسيطة و الكفوءة في نفس الوقت وهي معروفة منذ القدم حيث أنها اخترعت من قبل عالم الرياضيات اليوناني أرخميدس ( 287 – 212 قبل الميلاد).

تتكون المضخة الحلزونية من غرفة حلزونية موضوعة داخل أسطوانة ضيقة لتحتويها, تدار هذه الأداة باليد أو بواسطة محرك كهربائي أو محرك ديزل فترفع الماء بدورانها من مستوى سطح الماء بالنهر أو الجدول إلى مستوى الأرض المجاورة وذلك بحجز كمية من الماء ويظل يرفعها من مستوى حلزوني لأخر على اللولب حتى يصل الماء إلى حافة الأسطوانة فينسكب على الأرض بالمستوى الذي يراد نقل الماء له.

تصنف هذه المضخة حسب تصنيف المضخات الحديث بأنها من المضخات ذات الإزاحة الإيجابية ((Positive Displacement (PD), فهي تعمل بنجاح بنفس كفاءة مضخات الإزاحة الإيجابية حديثة التصميم.

سطح الإتصال بين الجدار الحلزوني والأنبوب ليسا بحاجة إلى أن يكونا بتماس تام ومانع للماء للإنسكاب للقسم الأدنى من اللولب بسبب الكمية الكبيرة نسبيا من الماء التي تغرف في كل دورة (لفة) فيما يتعلق بالتردد الزاوي والسرعة الزاوية من اللولب .

لا يؤثر تسريب الماء من القسم الأعلى للحلزون إلى القسم السابق (الأدنى) له، حيث يحدث نوع من الموازنة الميكانيكية عند عمل المضخة وهكذا لا يمنع النقصان من الكفاءة الميكانيكية.

مضخة مياه، يدوية، تبادلية، ذات ازاحة موجبة

مضخة مياه، يدوية، تبادلية، ذات ازاحة موجبة

مضخة الحبل Water Rope Pump لضخ المياه

مضخة بخارية Steam Pump

مضخة يدوية Hand Pump

مضخات الطرد المركزي

هي مضخة دوران ديناميكى تستخدم (Impeller أو دفاعة السائل) ووظيفته هي زيادة ضغط السوائل وذلك عن طريق دفع السائل.وتستخدم مضخات الطرد المركزي عادة لنقل السوائل خلال الأنابيب.عند دخول السائل إلي الـ (impeller أو دفاعة السائل) أو يكون بالقرب منة علي طول محور الدوران يتم دفعة بواسطة ال (impeller أو دفاعة السائل) حيث يتدفق السائل إلي داخل غرفة حلزونية ويتم خروجة بعد ذلك إلي منفذ الطرد أو الخروج ومنها إلي الأنابيب وتستخدم أيضا مضخات الطرد المركزي لتصريف كمية كبيرة من المائع (السائل) خلال أنابيب ذات روؤس صغيرة في نهايتها.

مضخات الطرد المركزي

المضخات المكبسية

مضخة مكبس مزدوجة الشوط Force Pump, Double-Acting

مضخة مكبس مزدوجة الشوط تعمل بالهواء

مضخة مكبسية ذات القرص المائل Swash Plate Pump

مضخة مكبسية ذات القرص المائل Swash Plate Pump

مضخة زيت البترول Pump jack

مضخة زيت البترول Pump jack

مضخة مكبسية تدور بتوربين أو طاحونة هوائية Windmill Pump

المضخات الغشائية Diaphragm Pumps

مضخة غشاء Diaphragm Pump

مضخة مزدوجة الغشاء Double Diaphragm Pump

مضخة طينة الحفر Mud Pump

مضخة Progressive cavity pump

المضخات الترسية Gear Pumps

يعتبر هذا النوع من المضخات من أنواع المضخات ثابتة الإزاحة ، أي أن كمية السائل ثابتة في كل دورة ، و من أشهر استخداماتها العمل كمضخة هيدروليكية بسبب سهولتها واختلاف أحجامها وارتفاع طاقتها الإنتاجية ( High power rating ).

وتنقسم هذه المضخات إلى نوعين :

مضخات ترسية خارجية External Gear Pump

كما ترون في الصورة فإن الضغط يتولد نتيجة لدوران التروس والتي تقوم بتدوير السائل . حركة السائل داخل جسم المضخة حركة دورانية من الأطراف . يعتمد حجم المضخة الترسية على عدد أسنان التروس وحجم الفراغات بين الأسنان .

أحد المشاكل التي تعاني منها هذه المضخة هو عملية تكسر أسنان التروس أو تآكلها نتيجة لدخول حبيبات مع السائل أو وجود شوائب آتية من الخزان يقوم السائل بحملها إلى المضخة . في حال عدم دوران السائل في الإتجاه الصحيح نتيجة للتآكل ليس فقط في الترس وإنما في الجدران الداخلية لجسم المضخة سيقوم السائل بعملية الرجوع مما يسبب ضعف في الضغط Low pressure و عملية تهريب داخلي Internal leakage .

تقدر الكفاءة الكلية Overall Efficiency لهذا النوع من المضخات من 70 إلى 80 بالمائة .

Overall Efficiency = Mechanical Efficiency * Volumetric Efficiency

يمكن للمضخة الترسية أن تتكون من مرحلتين أو ثلاثة أو حتى أربعة مراحل .

من أحد أهم أسباب حدوث التهريب الراجع وهو ما يسمى بـ Back leakage المسافة الزائدة أو الخلوص Clearance بين رأس سنة الترس والجدار الداخلي للمضخة والذي يسمى بـ Cavity Wall ، تأملو جيداً في الرسم الموضح بالأسفل .

يسمى هذا التهريب الراجع ب Slip وهو الفرق بين القيمة النظرية لكمية الزيت المتدفقة من المضخه والقيمة الفعلية Actual .

المضخة الترسية الداخلية Internal Gear Pump

تعتبر مضخات الترس الداخلي مناسبة لتشكيلة واسعة من التطبيقات المختلفة بسبب سرعتها المنخفضة نسبيا . وهي لا تختلف كثيرا عن المضخات الترسية الخارجيبة إلا في بعض الأمور سنذكرها في سياق الشرح .

· كما ترون في الصورة فإن المضخة مكونة من ترسين كما في النوع السابق ولكن في هذا النوع هناك ترس خارجي كبير وترس داخلي صغير .

· تتميز هذه المضخة بأن صوت التشغيل ( الضجيج ) لديها منخفض مقارنة مع النوع الأول External gear pump .

· من مميزاتها أيضا أنها تحافظ على نسبة التدفق والضغط الخارجين منها Non-pulsating Discharge .

· كما أنها مناسبة لتطبيقات تتطلب لزوجة عالية .

· تعمل مضخة الترس الداخلي تحت سرعات متوسطة إلى بطيئة مقارنة بمضخة الترس الخارجي ، ويمكن أن تعمل أو تدور في إتجاهين .

كيف تعمل المضخة الترسية الداخلية

يدخل السائل من فتحة الدخول بين أسنان (الترس الكبير الخارجي)(والترس الصغير الداخلي) - يتم نقل السائل بين أسنان التروس . تلاحظون أيضا أن هناك شكلا هلاليا Crescent Shape موجود بين الترسين ويقوم بعمل تقسيم السائل كما أنه يعتبر كصوفة Seal بين فتحة الطرد والسحب ( الدخول والخروج ) Suction & Discharge Ports .

تتشابك أسنان التروس تماما ومع قوة الدوران تشكل قوة دفع للسائل وتجبره على الخروج من فتحة الطرد Discharge Ports .

مضخة Lobe pump

مضخة Rotary Lobe Gear Pump

مضخة Rotary Vane Pump

مضخة Rotary Vane Pump

مضخة هيدروليكية Hydrolift Animation Small

مضخة Peristaltic Pump

Three Shoe Hose Pump

ملخص سريع بالمحاكاة

العنوان | نوع الملف | برنامج التشغيل
ملخص سريع بالمحاكاة | Flash EXE |

المصادر

مسلسل | المصدر
1 | http://www.startimes.com/?t=18954366

إعداد / م عبد المجيد أمين الجندي أكتوبر 2014