وقتی صحبت از پمپاژ سیالات می شود، ایمپلر جزء ضروری پمپ های گریز از مرکز است. وظیفه اصلی آن تبدیل انرژی مکانیکی ناشی از موتور به انرژی جنبشی است که این انرژی نقش حیاتی در حفظ جریان و فشار در یک پمپ دارد.
ایمپلرها اجزای چرخشی هستند و متشکل از پره هایی هستند که در اطراف یک محور مرکزی(Eye) مرتب شده اند. هنگامی که شفت و پره ها می چرخند، یک نیروی گریز از مرکز ایجاد می کنند که سیال را به سمت بیرون حرکت می دهد و یک ناحیه کم فشار در مرکز ایمپلر ایجاد می کند. سپس ناحیه کم فشار سیال بیشتری را از خط مکش می کشد. چرخه ادامه می یابد و یک جریان مداوم سیال ایجاد می کند. ایمپلر ها برای کار کردن به اصل برنولی (افزایش سرعت سیال با کاهش فشار یا انرژی پتانسیل و بالعکس همراه است) متکی هستند و با ایجاد نیروی گریز از مرکز و در عین به حداقل رساندن مکش و به حداکثر رساندن راندمان پمپ، کار شگفت انگیزی در انتقال مایعات انجام می دهند.
هنگامی که سیال وارد ایمپلر می شود، بین پره های ایمپلر و دیواره پمپ محبوس می شود و با حرکت از مرکز (Eye) به سمت قطر بیرونی، سرعت آن افزایش می یابد. هنگامی که سیال به نزدیک قطر خارجی می‌رسد، سرعت آن به طور ناگهانی کاهش می‌یابد و فشار یکسانی را تجربه می‌کند (طبق اصل برنولی)، وقتی سیال از ایمپلر تخلیه می شود و از دهانه پمپ خارج می شود، رسانه حتی بیشتر تحت فشار قرار می گیرد.
ایمپلر و انواع آن
بر اساس این اصول عملکرد، می توان تشخیص داد که سرعت چرخش ایمپلر پمپ (بر سرعت) و ارتفاع پره (بر فشار و احتمال تشکیل خلاء تأثیر می گذارد) تا حد زیادی فشار و دبی خروجی پمپ را تعیین می کند.
دانستن انواع مختلف آن بسیار مهم است زیرا عملکرد و کارایی پمپ را تعیین می کند. انتخاب ایمپلر مناسب می تواند نرخ جریان سیال را به حداکثر و مصرف انرژی را به حداقل برساند، زمان خرابی را کاهش دهد و در هزینه صرفه جویی کند.انواع ایمپلر شامل:
ایمپلر باز دارای پره هایی است که به هاب مرکزی بدون شرود یا دیواره متصل شده اند. آنها برای پمپاژ سیالات با ویسکوزیته بالا که دارای مواد جامد معلق اند استفاده می شوند،به دلیل طراحی باز تعمیر و نگهداری آنها آسان است و نیاز نیست پمپ به طور کامل دمونتاژ شود. موارد استفاده آنها معمولا در فرآوری شیمیایی غیر قابل اشتعال، تصفیه آب و صنایع غذایی استفاده می شوند. یکی از نقاط قوت ایمپلر های باز این است که هزینه ساخت و بازرسی آنها کمتر است.
ایمپلر باز
یک اشکال عمده در ایمپلر های باز ناشی از تلورانس های تنگ پره نسبت به پوشش است. با افزایش دما انبساط رخ میدهد و طول و قطر شفت افزایش می یابند (تقریبا به ازای هر 100 درجه فارنهایت افزایش دما نسبت به محیط 0.001 اینچ در هر اینچ ). بنابراین، یک پمپ انتقال حرارت گریز از مرکز معمولی که در دمای 600 درجه فارنهایت کار می کند، قطر شفت را به اندازه کافی افزایش می دهد که پره های ایمپلر را مجبور به تماس با بدنه می کند و باعث جرقه و آسیب به ایمپلر می شود. (به طور معمول به دلیل متفاوت بودن جنس بدنه و ایمپلر میزان انبساط یکسان نیست) به همین دلیل، ایمپلر های باز در کاربردهای نفت و گاز استفاده نمی شود. زیرا جرقه های داخل ایمپلر ممکن است باعث انفجار فاجعه بار شوند. و همچنین تلورانس ها باید به صورت دستی در دمای عملیاتی انجام شود که ممکن است خطرناک باشد.
ایمپلر های بسته دارای دو دیواره هستند که به دو طرف پره ها متصل شده اند. پس از اینکه سیال وارد چشم شد و راه خود را از طریق پره ها باز کرد، به داخل یک نازل کشیده شده و خارج می شود. از آنجایی که ایمپلرهای بسته نیازی به در نظر گرفتن تحمل پره نسبت به پوشش ندارند، برای جلوگیری از برگشت مجدد سیال ها به چشم از رینگ های سایش استفاده می شود.
ایپملر بسته
طراحی آن ها پیچیده تر از ایمپلرهای باز و نیمه باز است زیرا برای ساخت آنها به مواد بیشتری مانند چدن و برنز نیاز است. این نیز باعث می شود که آنها هزینه بر باشند.
ایمپلرهای بسته کارآمدتر از طرح های باز هستند و برای محیط های انفجاری بسیار مناسب تر هستند. با این حال، در ایمپلر بسته است، دسترسی برای تعمیر و نگهداری معمول دشوارتر است. و به دلیل نیاز به تعویض دوره ای حلقه های سایش نیاز به تعمیر و نگهداری بیشتری دارند، هزینه های تعمیر و نگهداری بالاتری دارند اما صرف نظر از هزینه های تعمیر و نگه داری در طولانی مدت به صرفه تر هستند.
ایمپلر های نیمه باز دارای یک دیواره هستند که پره های آنها را بیشتر از ایمپلر های باز تقویت می کند. راندمان آنها بین ایمپلر های باز و بسته است و برای پمپ های با اندازه متوسط مناسب هستند.جرم یکی از پارامتر هایی است که سرعت ایمپلر را تعیین می کند، بنابراین ایمپلر های نیمه باز سریعتر از ایمپلر های بسته اما کندتر از ایمپلر های باز می چرخند.ایمپلر های نیمه باز به علت اینکه مانند ایمپلر های بسته توسط دیواره پشتی خود محدود نمی شوند می توانند مایعات با سطوح جامد بالاتر مانند گل را بهتر مدیریت کنند.اما پمپاژ مداوم این مواد جامد بر روی ایمپلر ها به علت سایش مواد با پره آنها را فرسوده می کند.
ایمپلر نیمه باز (Semi-Open Impellers)
با فرسودگی پره ها، فضای بین پره های محفظه و ایمپلر که به عنوان خلاصی شناخته می شود، افزایش می یابد. این باعث لغزش و چرخش مجدد مایع می شود که منجر به ناکارآمدی پمپ می شود.با انجام تنظیمات محوری می توانید فرسودگی ایمپلر های نیمه باز را اصلاح کنید.
| ایمپلر باز | ایمپلر نیمه باز | ایمپلر بسته |
| · پره ها از دو طرف باز هستند· برای سیال هایی که حاوی مواد جامد معلق هستند نیز کاربرد دارد.· NPSH بالاتر | · یاز یک سمت دارای پوشش است· برای سیال با مقدار کمی از مواد جامد کاربرد دارد· NPSH متوسط | · پره ها از هر دو سمت دارای پوشش هستند.· سیال باید تمیز و فاقد مواد جامد باشد.· با NPSH کم |
گاهی اوقات، تولیدکنندگان پمپ، پمپ ها را بزرگ می سازند به این علت که برای ویسکوزیته های متفاوت مناسب باشد. این باعث هدر رفتن انرژی می شود زیرا پمپ در فشار بالا کار می کند.هنگام تهیه یا طراحی یک ایمپلر ، قطر آن را برای اطمینان از سازگاری با پمپ تا جای امکان کوچک در نظر بگیرید. زیرا بدنه پمپ ها به صورتی طراحی شده اند که می توانند اندازه های مختلف ایمپلر را در خود جای دهند.
اگرماهیت سیال مانند فاضلاب حاوی مواد جامد، مواد کف دار یا مواد رشته ای باشد در این حالت بهترین گزینه ایمپلر ای است که اجازه عبور مواد جامد را بدون گرفتگی می دهدهنگامی که با یک مایع چسبناک سروکار دارید، به یک ایمپلر بهینه سازی شده برای عملکرد خوب مایعات با ویسکوزیته بالا نیاز دارید به این دلیل است که ویسکوزیته بالا عملکرد ایمپلر را کند می کند و بر عملکرد پمپ تأثیر می گذارد.
ایمپلر ها از نظر جنس می توانند از متریال مختلف، فلز (چدن، برنز، فولاد) یا تکنوپلیمر (مانند نوریل یا اولتم) ساخته شوند. که بر اساس دما، مقاومت در برابر خوردگی، pH سیال و… متفاوت است.برای انتخاب جنس ایمپلر در نظر بگیرید که آیا مواد ایمپلر می تواند در برابر سایش و خوردگی مقاومت کند یا خیر.فولاد ضد زنگ به دلیل خواص ضد خوردگی، ضد حرارت و ضد آلودگی، رایج ترین ماده ایمپلر است.برنز برای پمپاژ مایعاتی که حاوی نمک هستند انتخاب خوبی است. در چنین حالتی برای ایمپلر از gunmetal که نوعی برنز است استفاده می شود. چدن ارزان تر از برنج یا برنز است و در برابر خوردگی قلیایی مقاوم است. اما، اگر با اسیدها سر و کار دارید، ایمپلر های چدنی انتخاب خوبی نیستند زیرا زنگ می زنند.یک انتخاب خوب هنگام پمپاژ اسیدها، ایمپلر ای است که با پلیمرها پوشانده شده است. لایه اضافی روی نواحی مستعد سایش اعمال می شود و ایمپلر تا زمانی که آسیبی به پوشش وارد نشود محافظت می شود.
مقرون به صرفه بودن ایمپلر از اهمیت بالایی برخوردار است. با در نظر گرفتن موارد بالا و همچنین هزینه های تعمیر و نگهداری، که در توضیح انواع ایمپلر به صورت مختصر به آن اشاره شد می توان یک ایمپلر با کیفیت خوب اصطلاحا مقرون به صرفه انتخاب کرد.
موضوع پروژه: ایمپلر (Impeller) سال اجرا: ۱۴۰۲ پروسه تولید: مدلسازی سه بعدی، تهیه و تدوین نقشه های مهندسی ساخت، تهیه اسناد زمانبندی و کنترل پروژه و تدوین MSP، تدوین OPC و BOM، تأمین مواد اولیه، آنالیز شیمیایی،ریخته گری،پلیسه گیری، سند بلاست،،تراشکاری، کله زنی،سوراخ کاری، سنگ محور، بالانس، کنترل نهایی حوزه فعالیت: صنایع نفت، گاز و…
