مزایا و معایب پمپ حلزونی

در (شکل 2، 3)، یاتاقان های مکانیکی روتورها را در دو انتها پشتیبانی می کنند. مدل طراحی کنسول (شکل 4) از روتورها در انتهای فشار بالا پشتیبانی می کند و روتورها را می توان به صورت داخلی خنک کرد. یک موتور ، دو روتور را از طریق یک چرخ دنده به حرکت در می آورد. چرخ دنده و یاتاقان ها روغن کاری می شوند اما از مکانیسم پمپاژ (“مولد خلاء”) از طریق مهر و موم شفت یا مهر و موم لابیرنت جدا می شوند، بنابراین فشرده سازی بدون روغن است. روتورها هیچ تماس مکانیکی بین یکدیگر و محفظه پمپ ندارند و در نتیجه سایش مکانیکی آن صفر است. برای پایین نگه داشتن توان الکتریکی نصب شده، پمپ های مدرن توسط یک مبدل فرکانس الکترونیکی هدایت می شوند و در محدوده فشار نزدیک به فشار اتمسفر کندتر می چرخند. برخی از نسخه ها به جای آن از شیرهای دمنده استفاده می کنند تا سرعت چرخش را در فشارهای بالا ثابت نگه دارند. خنک سازی معمولاً توسط آب انجام می شود.

عملکرد پمپ های حلزونی

پمپ های پیچی می توانند به فشار نهایی ~ 1e-3 mbar برسند. محدوده فشار عملیاتی 103 تا 10-2 میلی‌بار است. اندازه های مختلف با سرعت پمپاژ ~ 60 – 1200 m³/h موجود است. سرعت پمپاژ در محدوده خلاء < 10 – 50 mbar را می توان با قرار دادن یک دمنده ریشه در بالا افزایش داد. این ترکیبات، اغلب در یک محفظه تک پمپ، تا 9000 متر مکعب در ساعت در دسترس هستند

مزایا و معایب پمپ های حلزونی

مزایا:

• استحکام بالا
• تحمل بالا در برابر بخار آب و ذرات / گرد و غبار
• سرعت پمپاژ بسیار بالا
• عدم آلودگی محیط پمپاژ شده
• چرخش بدون اصطکاک – سایش روتور حذف می شود
• به دلیل فشرده سازی داخلی بسیار کارآمد است
• هزینه های عملیاتی و نیازهای تعمیر و نگهداری نسبتا کم است
• عملکرد مبدل فرکانس – به راحتی برای نیازهای فرآیند بهینه می شود – منجر به راندمان انرژی بالا می شود

معایب:

• یک بالاست گاز برای پمپاژ گازهای سبک مورد نیاز است

• فشار نهایی ضعیف و سرعت پمپاژ کمتر برای گازهای سبک (هلیوم و هیدروژن) اگر بدون بالاست گاز باشد.

• نمی توان آن را به سرعت پمپاژ کوچک زیر 50 متر مکعب در ساعت کاهش داد.

کاربردهای پمپ حلزونی :

پمپ های حلزونی تقریباً در هر فرآیند خلاء صنعتی به راه حل استاندارد تبدیل شده اند. کوره های خلاء برای لحیم کاری یا جوش، سیستم های متالورژی، حتی کارخانه های گاز زدایی فولاد از مزیت مقاومت در برابر گرد و غبار و فواصل خدمات طولانی استفاده می کنند. در فرآوری مواد غذایی، خشک کردن مواد غذایی، بسته بندی مواد غذایی و حتی خشک کن های انجمادی تمایل دارند از پمپ های حلزونی بدون روغن استفاده کنند تا از آلودگی روغن پمپ توسط آب یا زباله های حاصل از فرآیند جلوگیری کنند. پوشش‌های مقیاس بزرگ مانند روکش‌های شیشه‌ای معماری از پمپ‌های حلزونی به عنوان پمپ‌های خشن برای پمپ‌های خلاء بالا استفاده می‌کنند.

مقایسه پمپ های حلزونی و پمپ های گریز از مرکز :

فناوری پمپاژ همچنان به تکامل خود ادامه می دهد و سیستم های پمپ تخصصی بیشتر و بیشتر برای کاربردهای خاص در دسترس هستند. پمپ های سانتریفیوژ سالهاست که استاندارد بسیاری از صنایع بوده است. با این حال، اپراتورهای بیشتری به دنبال پمپ های حلزونی برای پمپاژموتد خاص هستند .

تفاوت بین پمپ های سانتریفیوژ و پیچ

پمپ های گریز از مرکز از طراحی پروانه ای استفاده می کنند که برای کاربردهای با انتقال بالا و سیالات آب مانندی که باید از طریق شبکه های لوله کشی با دبی متغیر پمپ شوند، عالی است. با اصول مهندسی آنها، درک اینکه چرا بسیاری از اپراتورها برای انواع کاربردهای رایج پردازش سیال به پمپ های گریز از مرکز وابسته هستند، آسان است. با این حال، همه ما می دانیم که پمپ های مختلف اغلب برای کارهای مختلف بهتر هستند.

پمپ‌های حلزونی در صنایع خاصی که پمپ‌های گریز از مرکز استاندارد نرخ جریان و بازده انرژی مورد نظر را ارائه نمی‌دهند، یا در مدیریت مایعات با ویسکوزیته بالا و سایر موادی که مانع از قابلیت‌های عملکرد می‌شوند، به طور فزاینده‌ای محبوب می‌شوند.

پمپ‌های دو پیچ و پمپ‌های سه‌پیچ دارای طراحی جابه‌جایی مثبت هستند که ثابت شده است که برای کاربردهای خاص کارآمدتر و قابل اعتمادتر هستند، به‌ویژه در صنایعی مانند فرآوری شیمیایی، پتروشیمی و نفت و گاز، جایی که ویسکوزیته اغلب برای پمپ‌های گریز از مرکز مشکل‌ساز است.

معایب پمپ های گریز از مرکز

اپراتورها اغلب به دلیل آشنایی بیشتر به پمپ های گریز از مرکز تکیه می کنند. اینها پمپ هایی هستند که اپراتورها به کار با آنها عادت کرده اند و راه هایی برای تطبیق آنها با الزامات عملکرد متفاوت پیدا می کنند. آنها می دانند که پمپ های گریز از مرکز چگونه کار می کنند و فرآیندهای خود را برای پمپاژ آنچه که برای پمپاژ نیاز دارند تطبیق داده اند. ما اغلب کارخانه‌های فرآوری نفت را می‌بینیم که نفت خام را قبل از عبور از سیستم پمپ گریز از مرکز، مخلوط یا حرارت می‌دهند تا ویسکوزیته را کاهش دهند. این یک عمل رایج است، اما ممکن است یک گام غیر ضروری باشد.

حقیقت این است که پمپ های گریز از مرکز به ندرت در بهترین نقطه کارایی خود (BEP) کار می کنند، زیرا برای کاربردهایی که ممکن است مناسب نباشند، تطبیق، تنظیم و استفاده می شوند. در همین حال، پمپ‌های حلزونی ممکن است عملکرد مطلوبی را برای انتقال سیال با ویسکوزیته بالا بدون نیاز به قربانی کردن دیگر فاکتورها ارائه دهند.

مزایای پمپ های حلزونی

پمپ های حلزونی حاوی پیچ های متعددی هستند که با چرخش با یکدیگر درگیر می شوند تا یک حفره مهر و موم شده در محفظه پمپ ایجاد کنند. با چرخش درایوهای پیچ، سیال به طور پیوسته  در پمپ جابجا می شود. این یک دبی ثابت حجمی ایجاد می کند که تحت تأثیر فشار پمپاژ یا ویسکوزیته قرار نمی گیرد در صورتی که این امر ممکن است پمپ گریز از مرکز را دچار مشکل کند.

انواع پمپ های حلزونی :

• پمپ های تک پیچ 

پمپ تک پیچ که به طور گسترده به عنوان پمپ حفره ای پیشرونده شناخته می شود، از نظر فنی در دسته پمپ های حلزونی قرار نمی گیرد. آنها دارای یک روتور و استاتور هستند که با جزء پیچی موجود در پمپ های پیچی متفاوت است. شفت در یک پمپ حفره پیشرونده تا حدودی شبیه یک پیچ پیچ خورده است.

• پمپ های دو پیچ

 پمپ دو پیچ ، با استفاده از دو پیچ به هم پیوسته عمل می کند. به دلیل طراحی ساده، اما موثر، پیچ ها نیازی به تماس با یکدیگر ندارند، که به افزایش طول عمر پمپ کمک می کند. آنها به دلیل هد بالا و ویژگی های جریان بالا برای کاربردهای انتقال ایده آل هستند.

• پمپ های سه پیچ

 پمپ های سه پیچ اغلب برای سیستم های پمپاژ کوچکتر مانند عملیات روانکاری استفاده می شوند. آنها معمولاً یک پیچ محرک را که با سایر پیچ ها به هم متصل است برای ایجاد فشار و حرکت سیال تعیین می کنند. یکی از معایب پمپ سه پیچ این است که پیچ ها با یکدیگر تماس ندارند، که معمولا پمپ را محدود می کند تا فقط مایعات تمیز را جابجا کند.

• پمپ های چهار پیچ

پمپ چهار پیچی اساساً دو پمپ دو پیچه را با هم ترکیب می کنند، اما با دو پیچ برای هر روتور در جهت مخالف. با پمپ ها کار می کند که مایع را از طریق درگاه مکش جذب کرده و مایع را به طور مساوی تقسیم می کند. سپس مایع تقسیم شده به هر دو انتهای پمپ هدایت می شود. این دو مایع با کمک پمپ به سمت مرکز جریان می یابند و قبل از بیرون راندن از سمت تخلیه دوباره به هم می پیوندند. پمپ های چهار پیچ اغلب برای خطوط لوله انتقال نفت و کاربردهای چند فازی مورد استفاده قرار می گیرند.