This blog belongs to Anahita Yaghoubi
+ نوشته شده توسط فرهاد در جمعه بیست و دوم بهمن 1389 و ساعت 20:59 |
Duct Segment Identification: ab

·        Target Volumetric Flow rate (Design) Q = 390cfm (Given)

·        Minimum Transport Velocity (Vt) = 4000 fpm (Given)

·        Maximum Duct Diameter = 4.22”

          Q = V * A

          A = Q / V

 = 390 / 4000 = 0.375 Sq. ft

A = (Pi * D2)/ 4

Hence D = 4.22”

·        Selected Duct Diameter = 4”

We don’t have a diameter of 4.22”. Let’s choose a diameter that is less than the obtained one and is available.

·        Duct Area = 0.087 sq. ft.

By taking diameter = 4”

·        Actual Duct Velocity = 4467 fpm

V = Q / Duct Area = 390 / 0.087

·        Duct Velocity Pressure, VP = 1.24” wg

We know VP = (V / 4005)2

·        Maximum Slot Area = N / A

·        Slot Area Selected = N / A

·        Slot Velocity Pressure = N / A

·        Slot Loss Coefficient = N / A

·        Acceleration Factor = N / A

·        Slot Loss per VP = N / A

·        Slot Static Pressure = N / A

·        Duct Entry Loss Coefficient = 0.65

For θ = 1800 and rectangular hood loss factor = 0.65 from FIGURE 5-15

·        Acceleration Factor = 1

Acceleration Factor is generally taken as 1 for hoods.

·        Duct Entry Loss per VP = 1.65

Duct Entry Loss per VP = Duct Entry Loss Factor + Acceleration Factor

·        Duct Entry Loss = 2.046

Duct Entry Loss = Duct Entry Loss per VP * Duct VP

·        Other Losses = N / A

·        Hood Static Pressure (SPh) = 2.046

·        Hood Static Pressure (SPh) = Slot Static Pressure + Duct Entry Loss + Other Losses

·        Straight Duct Length = 15’ (Given)

·        Friction Factor (Hf) = 0.0703

From TABLE 5-5 at V = 4000 fpm and D = 8”

Friction Loss per VP = 1.0545

·        No. of 900 degree elbows = N / A

·        Elbow Loss Coefficient  = N / A

·        Elbow Loss per VP = N / A

·        No. of Branch Entries = N / A

·        Entry Loss Coefficient = N / A

·        Entry Loss per VP = N / A

Entry Loss per VP = No. of Branch Entries * Entry Loss Coefficient

·        Special Fittings Loss Factors = N / A

·        Duct Loss per VP = 1.0545

Duct Loss per VP = Friction Loss per VP + Elbow Loss per VP + Entry Loss per VP + Special Fittings Loss Factors

·        Duct Loss = 1. 3080

Duct Loss = Duct Loss per VP * Duct VP

·        Duct SP Loss = 3.350

 SP Loss = Hood Static Pressure + Duct Loss

·        Other Losses = N / A

·        Cumulative Static Pressure = 3.350

·        Governing Static Pressure = -3.350’ wg

It is a negative pressure

·        Corrected Volumetric Flow rate = N / A

·        Corrected Velocity = N / A

·        Corrected Velocity Pressure = N / A

·        Resultant Velocity Pressure = N / A

 

Duct Segment Identification: bc

·        Target Volumetric Flow rate (Design) Q = 390cfm (Given)

·        Minimum Transport Velocity (Vt) = N / A

·        Maximum Duct Diameter = N /  A

         

·        Selected Duct Diameter = N / A

·        Duct Area = N / A

·        Actual Duct Velocity = N / A

·        Duct Velocity Pressure, VP = N / A

·        Maximum Slot Area = N / A

·        Slot Area Selected = N / A

·        Slot Velocity Pressure = N / A

·        Slot Loss Coefficient = N / A

·        Acceleration Factor = N / A

·        Slot Loss per VP = N / A

·        Slot Static Pressure = N / A

·        Duct Entry Loss Coefficient = N / A

·        Acceleration Factor = N / A

·        Duct Entry Loss per VP = N / A

·        Duct Entry Loss = N / A

·        Other Losses = 2.00

·        Hood Static Pressure (SPh) = N / A

 Hood Static Pressure (SPh) = Slot Static Pressure + Duct Entry Loss + Other Losses

·        Straight Duct Length = N / A

·        Friction Factor (Hf) = N / A

·        No. of 900 degree elbows = N / A

·        Elbow Loss Coefficient  = N / A

·        Elbow Loss per VP = N / A

·        No. of Branch Entries = N / A

·        Entry Loss Coefficient = N / A

·        Entry Loss per VP = N / A

Entry Loss per VP = No. of Branch Entries * Entry Loss Coefficient

·        Special Fittings Loss Factors = N / A

·        Duct Loss per VP = N / A

Duct Loss per VP = Friction Loss per VP + Elbow Loss per VP + Entry Loss per VP + Special Fittings Loss Factors

·        Duct Loss = N / A

Duct Loss = Duct Loss per VP * Duct VP

·        Duct SP Loss = 2.00

 SP Loss = Hood Static Pressure + Duct Loss

·        Other Losses = N / A

·        Cumulative Static Pressure = 5.350

·        Governing Static Pressure = -5.350’ wg

It is a negative pressure

·        Corrected Volumetric Flow rate = N / A

·        Corrected Velocity = N / A

·        Corrected Velocity Pressure = N / A

·        Resultant Velocity Pressure = N / A

Duct Segment Identification: cd

·        Target Volumetric Flow rate (Design) Q = 390cfm (Given)

·        Minimum Transport Velocity (Vt) = 4000 fpm (Given)

·        Maximum Duct Diameter = 4.50”

          Q = V * A

          A = Q / V

 = 390 / 4000 = 0.375 Sq. ft

A = (Pi * D2)/ 4

Hence D = 4.22”

·        Selected Duct Diameter = 4”

We don’t have a diameter of 4.22”. Let’s choose a diameter that is less than the obtained one and is available.

·        Duct Area = 0.087 sq. ft.

By taking diameter = 4”

·        Actual Duct Velocity = 4467 fpm

V = Q / Duct Area = 390 / 0.087

·        Duct Velocity Pressure, VP = 1.24” wg

We know VP = (V / 4005)2

·        Maximum Slot Area = N / A

·        Slot Area Selected = N / A

·        Slot Velocity Pressure = N / A

·        Slot Loss Coefficient = N / A

·        Acceleration Factor = N / A

·        Slot Loss per VP = N / A

·        Slot Static Pressure = N / A

·        Duct Entry Loss Coefficient = 0.65

For θ = 1800 and rectangular hood loss factor = 0.65 from FIGURE 5-15

·        Acceleration Factor = 1

Acceleration Factor is generally taken as 1 for hoods.

·        Duct Entry Loss per VP = 1.65

Duct Entry Loss per VP = Duct Entry Loss Factor + Acceleration Factor

·        Duct Entry Loss = 2.046

Duct Entry Loss = Duct Entry Loss per VP * Duct VP

·        Other Losses = N / A

·        Hood Static Pressure (SPh) = 2.046

·        Hood Static Pressure (SPh) = Slot Static Pressure + Duct Entry Loss + Other Losses

·        Straight Duct Length = 15’ (Given)

·        Friction Factor (Hf) = 0.0703

From TABLE 5-5 at V = 4000 fpm and D = 8”

Friction Loss per VP = 1.0545

·        No. of 900 degree elbows = N / A

·        Elbow Loss Coefficient  = N / A

·        Elbow Loss per VP = N / A

·        No. of Branch Entries = N / A

·        Entry Loss Coefficient = N / A

·        Entry Loss per VP = N / A

Entry Loss per VP = No. of Branch Entries * Entry Loss Coefficient

·        Special Fittings Loss Factors = N / A

·        Duct Loss per VP = 1.0545

Duct Loss per VP = Friction Loss per VP + Elbow Loss per VP + Entry Loss per VP + Special Fittings Loss Factors

·        Duct Loss = 1. 3080

Duct Loss = Duct Loss per VP * Duct VP

·        Duct SP Loss = 3.350

 SP Loss = Hood Static Pressure + Duct Loss

·        Other Losses = N / A

·        Cumulative Static Pressure = 3.350

·        Governing Static Pressure = -3.350’ wg

It is a negative pressure

·        Corrected Volumetric Flow rate = N / A

·        Corrected Velocity = N / A

·        Corrected Velocity Pressure = N / A

·        Resultant Velocity Pressure = N / A

·         

Duct Segment Identification: ef

·        Target Volumetric Flow rate (Design) Q = 390cfm (Given)

·        Minimum Transport Velocity (Vt) = 4000 fpm (Given)

·        Maximum Duct Diameter = 4.22”

          Q = V * A

          A = Q / V

 = 390 / 4000 = 0.375 Sq. ft

A = (Pi * D2)/ 4

Hence D = 4.22”

·        Selected Duct Diameter = 4”

We don’t have a diameter of 4.22”. Let’s choose a diameter that is less than the obtained one and is available.

·        Duct Area = 0.087 sq. ft.

By taking diameter = 4”

·        Actual Duct Velocity = 4467 fpm

V = Q / Duct Area = 390 / 0.087

·        Duct Velocity Pressure, VP = 1.24” wg

We know VP = (V / 4005)2

·        Maximum Slot Area = N / A

·        Slot Area Selected = N / A

·        Slot Velocity Pressure = N / A

·        Slot Loss Coefficient = N / A

·        Acceleration Factor = N / A

·        Slot Loss per VP = N / A

·        Slot Static Pressure = N / A

·        Duct Entry Loss Coefficient = 0.65

For θ = 1800 and rectangular hood loss factor = 0.65 from FIGURE 5-15

·        Acceleration Factor = 1

Acceleration Factor is generally taken as 1 for hoods.

·        Duct Entry Loss per VP = 1.65

Duct Entry Loss per VP = Duct Entry Loss Factor + Acceleration Factor

·        Duct Entry Loss = 2.046

Duct Entry Loss = Duct Entry Loss per VP * Duct VP

·        Other Losses = N / A

·        Hood Static Pressure (SPh) = 2.046

·        Hood Static Pressure (SPh) = Slot Static Pressure + Duct Entry Loss + Other Losses

·        Straight Duct Length = 15’ (Given)

·        Friction Factor (Hf) = 0.0703

From TABLE 5-5 at V = 4000 fpm and D = 8”

Friction Loss per VP = 1.0545

·        No. of 900 degree elbows = N / A

·        Elbow Loss Coefficient  = N / A

·        Elbow Loss per VP = N / A

·        No. of Branch Entries = N / A

·        Entry Loss Coefficient = N / A

·        Entry Loss per VP = N / A

Entry Loss per VP = No. of Branch Entries * Entry Loss Coefficient

·        Special Fittings Loss Factors = N / A

·        Duct Loss per VP = 1.0545

Duct Loss per VP = Friction Loss per VP + Elbow Loss per VP + Entry Loss per VP + Special Fittings Loss Factors

·        Duct Loss = 1. 3080

Duct Loss = Duct Loss per VP * Duct VP

·        Duct SP Loss = 3.350

 SP Loss = Hood Static Pressure + Duct Loss

·        Other Losses = N / A

·        Cumulative Static Pressure = 3.350

·        Governing Static Pressure = -3.350’ wg

It is a negative pressure

·        Corrected Volumetric Flow rate = N / A

·        Corrected Velocity = N / A

·        Corrected Velocity Pressure = N / A

·        Resultant Velocity Pressure = N / A

 

 

CALCULATION OF BRAKE HORSE POWER (BHP):

FAN SP = SPout - SPin - VPin

              = 0.5 – (-3.103) – 1.152 = 2.451

FAN TP = SPout + VPout - SPin - VPin

               = 1.152 + 0.5 – (-3.103) – 1.152 = 3.603

BHP = FAN TP * Q / (6362 * η)

Where:

η = mechanical efficiency (generally taken as 0.9)

BHP = 3.603 * 1500 / (6362 * 0.9) = 0.94

 

 

 

 

 

 

 

 

+ نوشته شده توسط فرهاد در جمعه بیست و دوم بهمن 1389 و ساعت 20:45 |

Dust Control Systems Why Dust Control?

After dust is formed, control systems are used to reduce dust emissions. Although installing a dust control system does not assure total prevention of dust emissions, a well-designed dust control system can protect workers and often provide other benefits, such as-

*       Preventing or reducing risk of dust explosion or fire

*       Increasing visibility and reducing probability of accidents

*       Preventing unpleasant odors

*       Reducing cleanup and maintenance costs

*       Reducing equipment wear, especially for components such as bearings and pulleys on which fine dust can cause a "grinding" effect and increase wear or abrasion rates

*       Increasing worker morale and productivity

*       Assuring continuous compliance with existing health regulations

Proper planning, design, installation, operation, and maintenance are essential for an efficient, cost-effective, and reliable dust control system.



Types of Dust Control Systems

The three basic types of dust control systems currently used in minerals processing operations are-

*       Dust collection

*       Wet dust suppression

*       Airborne dust capture

Dust collection systems use ventilation principles to capture the dust-filled airstream and carry it away from the source through ductwork to the collector.

Wet dust suppression techniques use water sprays to wet the material so that it generates less dust.

Airborne dust capture systems may also use a water-spray technique; however, airborne dust particles are sprayed with atomized water. When the dust particles collide with the water droplets, agglomerates are formed. These agglomerates become too heavy to remain airborne and settle.



Selection of a Dust Control System


The selection of a dust control system is normally made based on the desired air quality and existing regulations. Dust collection systems can provide reliable and efficient control over a long period; however, the capital and operating costs are high. Wet dust suppression and airborne dust capture systems, while somewhat less efficient, are less expensive to install and operate but also require careful selection and planning to be most effective.

The facilities that require dust control should be surveyed in detail before a dust control system is selected. Emphasis should be placed on the process, the operating conditions, the characteristics of the processing equipment, associated dust problems, and toxicity of the dust. The following is a list of information that may be required:

*       Process flow diagram of the facility indicating items such as the type of material being handled, material flow rates, and the type of equipment

*       Major dust emission points and conditions that occur at these points during normal operations

*       Desired performance of the system

*       Drawings indicating equipment layout

*       Retention time of material in bins or stockpiles

*       Availability of electrical and other utilities

*       Areas requiring freeze protection



 


ادامه مطلب
+ نوشته شده توسط فرهاد در جمعه بیست و دوم بهمن 1389 و ساعت 20:44 |

 

به نام خدا

 

 

 

اصول طراحي تهويه صنعتي ( غبار گير)

در فرايندهاي توليدي

 

 

 

 

 

 

1389

 

 

 

 

 

 

الف- بررسي فرآيند مورد نظر:

در اين خصوص مي بايست فرآيند مورد نظر به دقت بررسي گردد وطراحي طوري صورت گيرد كه به دفع آلاينده كمك نمايد زيرا طراحي نامناسب مي تواند موجب مواجهه اپراتوربا آلاينده شده و مشكلات بعدي را نيز به همراه داشته باشد. بنابراين هود بايد طوري طراحي و در فرآيند جايگزين شود كه اولا مانع انجام كار نشود و ثانيا به كاهش و دفع آلاينده از منطقه تنفسي اپراتور كمك نمايد.مثلا در ساندويج فروشي ها براي ميزي كه عمل سرخ كردن مواد غذايي صورت مي گيرد هود بايد در روبروي اپراتور طراحي و جايگزين گردد زيرا اگر در بالاي سر وي قرار گيرد مي تواند به سرعت بخشيدن ورود بخارات مضر به منطقه تنفسي و در نهايت سيستم تنفسي فرد منجر گردد و مشكلات بعدي را به همراه داشته باشد بابراين  چنين هودي نه تنها به دفع آلاينده كمك نمي كند بلكه مواجهه فرد را با آلاينده فراهم مي نمايد.در هود هاي آزمايشگاهي سرعت ربايش نبايد از 125 فوت فراتر رود زيرا باعث چرخشي شدن جريان هوا و برگشت هوا مي شود.

ب- انتخاب نوع هود :

هودها به شكلهاي گوناگوني طراحي مي شوند ولي در حالت كلي به دو صورت وجود دارند يا ساده اند ويا مركب اند كه هود ساده داراي دهانه باز هستند و لي هود مركب داراي شكاف هستند و نسبت عرض به طول هود در آنها كمتر يا مساوي 0.2 استهود ساده معمولا در همه فرآيندها كاربرد دارد اما از هود مركب در فرآيندهايي استفاده مي شود كه فضاي زيادي را اشغال نمي كند مثلا هود شكافدار در لبه استخر آبكاري فلزات و يا در لبه ميز كار به كار ميرود.

 

 

 

افت درگلوگاه

 

 

 

 

 

 

 

افت در شكاف و گلوگاه

 

اشكال هودها همراه با محاسبه دبي لازم براي انتقال آلاينده

                                                                        

 

Q=2.6LVX                               

 

 

 

 

 

Q=3.7LVX                               

 

 

 

 

 

 

 

 

Q= V(10X2+A)                        

 

 

Q=0.75V(10X2+A)                  

 

                                                                             

 

 

 

 

 

 

Q=VA                                 

 

to suit work                                                                                

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q=1.4PVD                    

P=perimeter                   

to suit work                                                

 

 

 

Q=0.75(10X2+A)                    

 

 

 

Q=V(10X2+A)                     

 

 

 

 

 

 

حال مي خواهيم روش محاسبه دبي لازم را براي هود بيان نماييم كه براي محاسبه دبي لازم براي هود ابتدا بايد با توجه به انتخاب نوع هود از شكلهاي بالا دبي لازم  را با توجه به فرمول بدست آوريم براي اين كار ابتدا محدوده سرعت ربايش را با توجه به جدول زير بدست مي آوريم:

 

 

شرايط انتشارآلودگي

مثال

سرعت ربايش

انتشار بدون سرعت اوليه در هواي كاملا آرام

 

تبخير از مخازن/شستشو

 

 

100-50

 

 

انتشار با سرعت اوليه كم در هواي نسبتا آرام

 

 

اتاقك اسپري/پر كردن متناوب ظروف/نوار نقاله سرعت پايين/اسيد شويي/جوشكاري/آبكاري

 

 

200-100

توليد در ناحيه اي با حركت سريع هوا

رنگ آميزي در اتاقكهاي كم عمق/پر كردن بشكه/بارگيري با نوار نقاله/خرد كن

500-200

انتشار با سرعت اوليه بالادر ناحيه با حركت خيلي سريع هوا

سايش/صيقل كاري/سنگ زني

2000-500

 

سپس با استفاده از ابعاد طول و عرض مساحت دهانه را محاسبه كرده و با توجه به شكل و فرمول و فاصله از منبع آلودگي (X)  دبي را بدست مي آوريم.

نكته: سعي شود در انتخاب سرعت ربايش ماكزيمم در نظر گرفته شود تا مكش ايده آل باشد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

نكات لازم در ساخت هود:

 

-         در هود شكافدار نسبت عرض به طول در دهانه بايد كمتر يا مساوي0.2 باشد.

-         زاويه كناره پلنوم با سطح مقطع كانال 60 تا 90 درجه باشد.

 

 

-         عرض دهانه بايد با عرض پلنوم برابر باشد . البته اين عرض براي يكنواخت سازي هوا بكار ميرود و مي تواند طراحي نشود و هود به شكل زير باشد :

 

 

 

 

البته همانطور كه گفته شد اين طراحي براي فرآيندهاي سرد است و در فرآيندهاي خيلي گرم و داغ طراحي متفاوت است . براي حوضچه آبكاري فلزات هم اگر جت دمنده در نظر نباشد به همين شكل عمل مي شود وگرنه متفاوت است.براي به دست آوردن حجم هواي واقعي در نهايت از فرمول زير استفاده نماييد:                                         

                                                                                               Qa=Q(460+T)/530                             دماي ناحيه مورد نظر بر حسب فارنهايتT=

 

 

 

 

 

Farhad_yaghobi@yahoo.com

+ نوشته شده توسط فرهاد در جمعه بیست و دوم بهمن 1389 و ساعت 20:41 |

کاربرد ونتوری در غبارگیر تر
در دستگاه غبارگیر تر، غبار مکش شده توسط فن وارد قسمت ابتدایی دستگاه ( ونتوری ) می گردد . خود مجموعه ونتوری از سه قسمت اصلی ورودی ، گلویی و خروجی تشکیل گردیده است .
هوای غبار آلوده در سطع گلویی سرعتی نزدیک به70 تا 120 متر بر ثانیه پیدا خواهد کرد و از طرف دیگر آب توسط نازل در گلویی نیز به روی غبار پاشیده می گردد . آب در مقطع گلویی به دلیل فشار و سرعت بالا اتمایز می گردد و روی ذرات غبار می نشیند، غبار خیس که در اثر آب پاشیده شده سنگین تر شده است به صورت مماسی وارد محفظه اصلی دستگاه می گردد و پس از تماس با سطح آب غبار ها در مخزن آب به جای می گذارد و هوای تمیز که همراه با مقداری آب و غبارهای سوپر فاین می باشد به سمت بالا حرکت می نماید که از آنجا وارد واحد سپراتور می گردد که در این واحد هوا و غبار و آب در معرض یک میدان چرخش شدید قرار می گیرد و غبار و آب به سمت جداره حرکت کرده و هوای تمیز از اگزوز خارج می گردد . میزان افت فشار در خود دستگاه با توجه به افزایش و یا کاهش سرعت در گلوگاه ونتوری متغیر می باشد که در محدوده 200 تا 400 میلی متر آب متغیر می باشد.
سرعت در گلو گاه نیز تابعی از دانسیته و قطر ذرات غبار می باشد .
این دستگاه جهت تصفیه گاز محلول در آب نیز مورد استفاده می گردد .


در دستگاه غبارگیر تر، غبار مکش شده توسط فن وارد قسمت ابتدایی دستگاه ( ونتوری ) می گردد . خود مجموعه ونتوری از سه قسمت اصلی ورودی ، گلویی و خروجی تشکیل گردیده است .
هوای غبار آلوده در سطع گلویی سرعتی نزدیک به70 تا 120 متر بر ثانیه پیدا خواهد کرد و از طرف دیگر آب توسط نازل در گلویی نیز به روی غبار پاشیده می گردد . آب در مقطع گلویی به دلیل فشار و سرعت بالا اتمایز می گردد و روی ذرات غبار می نشیند، غبار خیس که در اثر آب پاشیده شده سنگین تر شده است به صورت مماسی وارد محفظه اصلی دستگاه می گردد و پس از تماس با سطح آب غبار ها در مخزن آب به جای می گذارد و هوای تمیز که همراه با مقداری آب و غبارهای سوپر فاین می باشد به سمت بالا حرکت می نماید که از آنجا وارد واحد سپراتور می گردد که در این واحد هوا و غبار و آب در معرض یک میدان چرخش شدید قرار می گیرد و غبار و آب به سمت جداره حرکت کرده و هوای تمیز از اگزوز خارج می گردد . میزان افت فشار در خود دستگاه با توجه به افزایش و یا کاهش سرعت در گلوگاه ونتوری متغیر می باشد که در محدوده 200 تا 400 میلی متر آب متغیر می باشد.
سرعت در گلو گاه نیز تابعی از دانسیته و قطر ذرات غبار می باشد .


ین دستگاه جهت تصفیه گاز محلول در آب نیز مورد استفاده می گردد .

1 - غبارگیر خشک  ( Bag filter ) :

این دستگاه در صنایع مختلف معدنی نظیر کاشی ، چینی، پودرهای میکرونیزه، صنایع سیمان ، فولاد و ...کاربرد دارد.  
در این دستگاه غبار ایجاد شده از دستگاه های مختلف توسط هود ها و کانالها از منافذ غبارخیز جمع آوری و به صورت شناور در بستر سیال عامل به سمت دستگاه غبارگیر انتقال داده می شوند که این انتقال توسط یک دستگاه فن با  ایجاد فشار منفی در داخل شبکه و دستگاه ها انجام می گیرد . سرعت انتقال درداخل کانالها تابع از خواص فیزیکی ذرات غبار می باشد ولی محدوده  مجاز طراحی بین  10 – 20 متر بر ثانیه در نظر گرفته می شود .
 غبار به همراه هوا وارد محفظه اصلی دستگاه ( اتاق کثیف ) می گردند و پس از عبور از کیسه ها که از جنس الیاف با  خواص و دانسیته متفاوت ساخته  شده اند عبور و غبار را روی کیسه ها به جای می گذارند و هوای تصفیه شده پس از عبور از محفظه تمیز وارد فن و از اگزوز خارج می گردد . کیسه ها پس از مدت زمان خاصی توسط غبار پوشیده خواهند شد و در این زمان سنسور اختلاف فشار که اختلاف فشار هوا  قبل و بعد از کیسه را کنترل می نماید، فرمان تمیز کاری را صادر می کند . سیستم تمیز کاری شامل یک دستگاه میکروکنترلر منبع هوای فشرده ، شیرهای برقی جهت عبور هوای تمیزکاری ، شبکه لوله های هوای فشرده و ونتوری های مربوطه می باشد . به این ترتیب وقتی که  میزان افت فشار قبل و بعد از کیسه ها به مقدار مشخصی برسد میکروکنترلر فرمان بازشدن به شیر برقی را صادر می نماید و شیر برقی در زمانی حدود 100 تا 250  هزارم  ثانیه باز و هوای فشرده با فشار 6 بار از طریق لو له ها به دهنه کیسه که ونتوری می باشد، هدایت می گردد که باعث  ایجاد یک موج ضربه روی کیسه ها و تخلیه غبار کیسه ها می گردد.
این عمل آنقدر ادامه پیدا می کند که اختلاف هد کیسه ها به میزان دلخواه برسد و کیسه ها تمیز گردد . کیسه ها در این دستگاه معمولاً دارای ابعاد 120 × 2500 و 160 × 3000 و 160 × 3500 میلی متر می باشند که به صورت ردیفی در مجموعه 8 تایی  و 12 تایی چیده می شوند و هر دریف را یک شیر برقی تغذیه می نماید .
محدوده مجاز سرعت تصفیه روی کیسه ها از 0/5 الی 4/5 متر بر دقیقه می باشد که سرعت فوق بستگی به قطر ذره و خواص فیزیکی و میزان خورنده بودن ذره غبار دارد .
میزان افت فشار داخل دستگاه نیز تابعی از سرعت تصفیه جنس پارچه ها است که در محدوده 100 – 250 میلی متر آب می باشد  .
 جرم غبار معلق در هر متر مکعب هوای قبل از فیلتر معادل 120 گرم در متر مکعب  می باشد که پس از تصفیه به 5  میلی گرم در یک  متر  مکعب می رسد .
در صورتی که جرم غبار بیش از مقدار فوق  باشد  نیاز به  استفاده  از سیکلون  قبل  از فیلتر  می باشد .
سرعت مجاز هوا در کانالهای ورودی دستگاه ( شبکه غبارگیری ) معمولا ً بین 10 – 20 m / s طراحی می گردد که این نیز به دانسیته و سایز ذرات غبار وابسته میباشد. 
ظرفیت دستگاه معمولاً بر اساس متر مربع سطح فیلتراسیون بیان می گردد که پارامتر ذکر شده  تابعی از حجم هوای مکش شده و میزان غبار موجود می باشد.
این شرکت قابلیت طراحی وساخت فیلتر کیسه ای باظرفیتهای مختلف را دارا میباشد

 2-غبارگیر تر :

در دستگاه  غبارگیر تر، غبار مکش شده توسط فن وارد قسمت ابتدایی دستگاه ( ونتوری )  می گردد . خود مجموعه ونتوری از سه قسمت اصلی  ورودی ، گلویی و  خروجی تشکیل گردیده است .
هوای غبار آلوده  در سطع گلویی سرعتی نزدیک به 70 تا 120  متر بر ثانیه پیدا خواهد کرد و از طرف دیگر آب توسط نازل در گلویی نیز به روی غبار پاشیده می گردد . آب در مقطع گلویی به دلیل فشار و سرعت بالا اتمایز می گردد و روی ذرات غبار می نشیند، غبار خیس که در اثر آب  پاشیده شده سنگین تر شده است به صورت مماسی وارد محفظه اصلی دستگاه می گردد و پس از تماس با سطح آب غبار ها  در مخزن آب به جای می گذارد  و هوای تمیز که همراه با مقداری آب و غبارهای سوپر فاین می باشد به سمت بالا حرکت می نماید که از آنجا  وارد واحد سپراتور می گردد که در این واحد هوا و غبار و آب در معرض یک میدان چرخش شدید قرار می گیرد و غبار و آب به سمت جداره حرکت کرده  و هوای تمیز از اگزوز خارج می گردد .  میزان افت فشار در خود دستگاه با توجه به افزایش و یا کاهش سرعت در گلوگاه ونتوری متغیر می باشد که در محدوده  200 تا 400  میلی متر آب متغیر می باشد .
 سرعت در گلو گاه نیز تابعی از دانسیته و قطر ذرات غبار می باشد .
 این دستگاه جهت تصفیه گاز محلول در آب نیز مورد استفاده می گردد .

3- غبارگيرهاي سيکلون :

اين نوع غبارگيرها عموماً در موارد ذيل کاربرد دارند :

1 – در مواقعي که بار غبار هواي ورودي به فيلترهاي کيسه اي بيش از ظرفيت آنها باشد قبل از غبارگير   کيسه اي از سيکلون براي کاهش بار غبار استفاده مي شود.
2 – زماني که ذرات معلق در هوا داراي جرم حجمي بالا باشند . 
3 – در مواقعي که ذرات معلق درشت باشند .

غبارگيرهاي سيکلوني بيشتر قابليت جذب ذراتي را دارند که ابعاد آنها حداقل 20 ميکرون باشد و ذرات کوچکتر معمولاً همراه هواي خروجي از سيکلون خارج مي شود . در شرايط معمولي راندمان سيکلونها حدوداً 85 % مي باشد که بستگي به شرايط مختلفي از جمله ميزان و ابعاد ذرات معلق ، سرعت هوا و ابعاد و طرح سيکلون دارد. در مواردي که حجم هواي مورد تصفيه بالا باشد جهت افزايش دبي هواي عبوري از غبارگير بدون اينکه فشار افت زيادي داشته باشد از چند سيکلون بصورت موازي استفاده مي شود .
افت فشار در اين دستگاهها حدوداً 80 الي 150 ميلي متر آب مي باشد که بستگي به نوع سيکلون و سرعت تصفيه در سطح مقطع سيکلون دارد .
سرعت  تصفيه  در سطح  مقطع ( مؤلفه عمودي جريان هوا ) معمولاً بين 2 تا 4/5 متر بر ثانيه انتخاب مي گردد . افزايش اين مؤلفه با افزايش راندمان و افت بيشتر فشار همراه است .
سرعت جريان هوا در داخل سيکلون که برابر با سرعت ورودي آن فرض مي شود معمولاً بين 20 الي 25 متر بر ثانيه انتخاب مي گردد .
افزايش اين سرعت به بيش از 30 متر بر ثانيه و يا کاهش آن به کمتر از 15 متر بر ثانيه باعث افت قابل ملاحظه راندمان مي گردد .

 آناهیتا یعقوبی الموتی

+ نوشته شده توسط فرهاد در جمعه بیست و دوم بهمن 1389 و ساعت 20:37 |

کلاچ خودرو

 مقدمه :

 صفحه‌کلاچ خشک

کِلاچ نام یکی از قطعات خودرو است.

کلاچ دستگاهی است که به وسیله آن راننده هر زمان که بخواهد می تواند موتور را از جعبه‌دنده جدا نماید، یعنی موتور بچرخد بدون اینکه دنده‌ها در جعبه‌دنده بچرخند و در نتیجه خودرو حرکت نماید.

کاربرد کلاچ در مواقع تعویض دنده یا متوقف کردن خودرو است آن‌هم برای اینکه موتور خاموش نشود.

دستگاه کلاچ به وسیله پدال کلاچ که زیر پلی چپ راننده قرار گرفته بکار می افتد. برای بکار انداختن کلاچ، راننده می بایست با پای چپ پدال کلاچ را تا انتها فشار بدهد.

به هنگام حرکت دادن خودرو پس از آنکه دنده یک شده شد، بایستی پا خیلی آرام از روی پدال کلاچ برداشته شود تا از جستن خودرو به جلو جلوگیری شود.

به حالتی که کلاچ گرفته می‌شود حالت خلاصی و به حالتی که کلاچ رها می‌شود حالت درگیر شدن کلاچ گفته می‌شود.

قطعات کلاچ

·                     صفحه کلاچ

·                     ديسک کلاچ

·                     پدال

·                     دوشاخه کلاچ

·                     بلبرينگ کلاچ

به صفحه‌کلاچی که با مایع روغنی روغنکاری شده باشد اصطلاحاً صفحه‌کلاچ خیس و درغیراینصورت به آن خشک می‌گویند.

 

کلاچ

ریشه لغوی

کلاچ یک کلمه انگلیسی است و به معنی اتصال است. لیکن معنی مصطلح آن به وسیله‌ای اتلاق می‌گردد که عمل اتصال یا قطع کردن را انجام می‌دهد.

مفهوم کلی

کلاچ در واقع یک وسیله قطع کردن و یا وصل کردن است که در سیستم‌های انتقال نیرو بکار می‌رود. اصولا در سیستم‌های انتقال نیرو ، توان و نیروی تولید شده در موتور برای استفاده به شکلی دیگر و یا استفاده در جایی دیگر نیاز به جابه‌جایی و انتقال دارد. حال برای آنکه بتوان بر روی این انتقال نیرو کنترلی را اعمال کرد. ساده‌ترین راه استفاده از یک کلاچ است تا هر زمان که نیاز به توقف انتقال نیرو باشد، این عمل انجام پذیرد و یا بالعکس. بارزترین کاربرد کلاچ که بهترین مثال آن نیز هست. استفاده از کلاچ در اتومبیل‌ها و وسایل نقلیه دیگر است.

ساخت یک کلاچ ساده

برای درک بهتر نحوه کار کردن کلاچ به مثال زیر توجه کنید. دو عدد صفحه مدور را در نظر بگیرید که هر کدام بر روی یک محور قرار گرفته‌اند. حال این صفحات مدور را به یکدیگر بچسبانید بطوری که محورهای آنها به دو طرف مقابل یکدیگر امتداد یابد. حال این صفحات را کمی از یکدیگر دور کنید بطوری که ما بین آنها فاصله‌ای بوجود آید. سپس یکی از صفحات را بچرخانید. خواهید دید که تا زمانی که میان صفحات مدور فاصله وجود دارد ، می‌توانید با هر سرعتی که بخواهید یکی از صفحات را بچرخانید در حالی که صفحه دوم بی‌حرکت باقی مانده است. حال آرام آرام صفحات را به یکدیگر نزدیک کنید (در حالیکه صفحه اول هنوز می چرخد).


مشاهده خواهد شد که پس از ایجاد و برقراری تماس میان صفحات مدور ، صفحه ثابت (صفحه دوم) نیز در همان جهت چرخش صفحه متحرک شروع به چرخیدن خواهد کرد. و پس از آنکه صفحات با یکدیگر جفت شدند، مشاهده خواهد شد که هر دو صفحه به شکل یکسانی و در یک جهت و با یک سرعت شروع به چرخش می‌کند. این بدان معناست که انرژی جنبشی موجود در صفحه چرخان به صفحه ثابت نیز منتقل می‌شود. اگر میان این صفحات فاصله وجود داشته‌ باشد این انتقال انرژی وجود نخواهد نداشت. بنابراین شما یک کلاچ ساده ساخته‌اید.

 کاربرد و نحوه عمل کلاچ

آنچه بیان شد، ساختار ساده و اساس کار یک کلاچ صفحه‌ای است. که در بیشتر اتومبیل‌ها و خودروها بکار گرفته می‌شود. که یک اتصال اصطکاکی میان موتور اتومبیل به عنوان منبع تولید توان و جعبه دنده اتومبیل برقرار می‌کند. در حالی که کلاچ اتومبیل درگیر است توان از موتور به جعبه دنده و از آنجا به چرخها انتقال می‌یابد. لیکن گاهی لازم می‌شود که دنده مورد استفاده در جعبه دنده ماشین بر حسب شرایط جاده و سرعت حرکت ماشین تغییر کند.


برای آنکه بتوان این تغییر را به راحتی انجام داد، ابتدا لازم است که توان را از چرخ دنده‌های موجود در جعبه دنده قطع کرد. در این زمان است که کلاچ بکار گرفته می‌شود. برای قطع کردن این ارتباط توانی میان جعبه دنده و موتور از کلاچ استفاده می‌شود. این کار برای راننده اتومبیل می‌تواند به‌راحتی فشاردادن یک پدال به کمک پای خویش باشد. لیکن فشار دادن این پدال پایی باعث فاصله گرفتن محور جعبه دنده از صفحه در حال چرخش موتور (فلایویل) خواهد شد.


همانطوری که در مثال ذکر شده توضیح داده شد، بوجود آمدن فاصله ، معادل است با قطع ارتباط و انتقال توان. در این حالت راننده برای مدت کوتاهی پدال کلاچ را نگه می‌دارد و در حالی که جعبه دنده تحت هیچ نیروی خاصی قرار ندارد دنده مناسب را انتخاب کرده و جعبه دنده را در آن دنده مطلوب قرار می‌دهد و سپس پدال کلاچ را رها می‌کند. در این حالت انتقال توان از موتور به جعبه دنده دوباره از سر گرفته خواهد شد.

انواع کلاچ

در یک تقسیم بندی کلی کلاچ‌ها را می‌توان به دو دسته کلی کلاچ‌های تر و کلاچ‌های خشک تقسیم کرد. اصول کار هر دو نوع کلاچ یکسان است. آنها همگی اصطکاکی می‌باشند. یعنی اصول کار آنها مانند مثال مذکور است که می‌بایست مابین سطوح تماس برقرار شود.

  • کلاچ تر :
  • کلاچ‌های تر دارای صفحاتی هستند که معمولا از جنس فولاد یا برنج ساخته می‌شوند و در یک محفظه پر از روغن قرار می‌گیرند. البته خود این کلاچ‌ها هم با توجه به میزان توان انتقالی اندازه‌های متفاوتی دارند. انواع کلاچ‌های تر نسبت به کلاچ‌های خشک کاربرد محدودتری دارند.
  • کلاچ خشک :
  • کلاچ‌‌های خشک آنچنان که از نامشان پیداست در محفظه‌های خشک کار می‌کنند. کلاچ‌های خشک خود دارای انواع زیادی می‌باشند. در زیر لیست می‌شود:
    • کلاچ یک صفحه‌ای
    • کلاچ دو صفحه ای
    • کلاچ چند صفحه‌ای
    • کلاچ تسمه‌ای
    • کلاچ مغناطیسی
    • کلاچ مخروطی
    • کلاچ یک طرفه
    • کلاچ ایمنی

کاربرد کلاچ در زندگی روزمره

بارزترین کاربرد کلاچ در بکارگیری و استفاده در وسایل نقلیه است. که تقریبا تمامی آنها (به جز درصد کمی که دارای جعبه دنده اتوماتیک هستند) در ساختمان خود از کلاچ استفاده می‌کنند.

 

کلاچ در گیر بکس های اتوماتیک :

گیربکس های اتوماتیک

مقدمه :

در سال ۱۹۳۸ کرایسلر کلاچ هیدرولیکی را تولید نمود که با وجود آن در حالی که جعبه دنده می‌توانست در وضعیت درگیری باشد موتور با دور آرام به کار خود ادامه می داد و با این طرح گام موفقیت آمیزی در ابداع جعبه دنده های نیمه اتوماتیک برداشته شد و بدین لحاظ کرایسلر مشهور گردید . جعبه دنده های نیمه اتوماتیکی که طراحی گردید به نام های مختلف در تجارت شناخته شد و در طراحی های بعد به جای کلاچ هیدرولیکی مبدل گشتاور هیدرولیکی جایگزین شد و به نام های کرایسلر تورک درایو و پلی موث هیدرایو نامیده شد. مشاهده می شود که در آنها به منظور تعویض دنده‌ها هنوز از یک کلاچ پایی استفاده شده است . در سال ۱۹۴۰ کارخانه جنرال موتور جعبه دنده هیدراماتیک را برای اولین بار در اتومبیل اولدزموبیل به کار برد. طراحی این طراحی اولین کاربرد کلاچ‌های هیدرولیکی را در ترکیب جعبه دنده ۴ دنده ای مشخص کرد و جعبه دنده اتوماتیک نامیده شد که در آن مجموعه خورشیدی جلو و عقب برای وضعیت خلاص و دنده های جلو به کار برده شد و در دنده عقب مجموعه خورشیدی جلو نسبت دور کاهنده‌ای ( افزایش گشتاور ) دارد و مجموعه خورشید عقب مسیر قدرت را عکس نمود و همچنین نسبت دور دنده عقب را بیشتر کاهش می دهد . ( افزایش گشتاور را بیشتر افزایش می دهد . ) در سال ۱۹۴۸ بیوک جعبه دنده داینافلو را ارائه داد و اولین اتومبیلی بود که در آن موفق شده بودند جعبه دنده اتوماتیک را با مبدل گشتاور هیدرولیکی به کار برند که با استفاده از مجموعه خورشیدی حرکت مستقیم دنده یک و دنده عقب را شامل می شد و اهرم تعویض دنده جعبه دنده را به محور خروجی مبدل گشتاور بدون دنده های اضافی مربوط می سازد . ضریب ماکزیمم در مبدل گشتاور ۱ : ۲۵/۲ و نسبت دنده در دنده یک ۱ : ۸۲/۱ می باشد که دارای کشش عالی در سربالایی‌ها بوده و حالت ترمز موتوری در سرازیری‌ها را نیز دارا می باشد کاربرد عمومی جعبه دنده‌های اتوماتیک که ناشی از رشد صنعتی بوده است . جعبه دنده های اتوماتیک فورد ترکیبی است از یک مبدل گشتاور ۳ عنصری و یک سیستم مجموعه خورشیدی که شامل ۳ دنده جلو ( ۳ سرعته ) و یک دنده عقب می باشد . ضریب ماکزیمم مبدل گشتاور آن برابر ۱: ۱/۲ می باشد . مسیر حرکت از مبدل گشتاور شروع می شود و دارای نسبت دنده متوسط ( دنده دو ) ۱ : ۴۸/۱ ( افزایش گشتاور کم ) با تعویض دنده به طور خودکار بوده و همچنین دارای نسبت دنده یک ۱ : ۴۴/۲ ( افزایش گشتاور زیاد ) که برای عبور در سر بالایی ها و حالت ترمز موتوری در سرازیریها می‌باشد طراحی شده است. کرایسلر دارای جعبه دنده اتوماتیک دو سرعته به نام پاور فلایت می‌باشد که دارای یک مبدل گشتاور ۳ عنصری ( توربین پمپ استاتور ) و دو مجموعه خورشیدی با نسبت دنده هایی به منظور درگیری دنده یک دنده عقب و دنده مستقیم می باشد . هنگام حرکت مسیر قدرت از مبدل گشتاور که دارای ضریب ماکزیمم گشتاوری ۱ : ۷/۲ است شروع می شود و در دنده یک نسبت دنده ۱ : ۲۷/۱ می‌باشد که به طور خودکار در دنده مستقیم قرار می گیرد . ( در دنده مستقیم نسبت دنده ۱ : ۱ است و در صورت لزوم نسبت مبدل گشتاور اعمال می گردد . ) این جعبه دنده نیز توسط اهرم تعویض دنده به طور دستی در دنده یک ( برای حرکت در سربالایی و سرازیری ) قرار می گیرد .

طرح جدید جعبه دنده اتوماتیک اولتراماتیک مربوط به اتومبیل پاکارد نشان می دهد که دارای مبدل گشتاور ۴ عنصری و یک مجموعه دنده‌های خورشیدی است که مشابه جعبه دنده داینافلوی بیوک می باشد و قادر است تا وضعیت‌های دنده مستقیم دنده یک و دنده عقب را درگیر نماید . مسیر قدرت مانند جعبه دنده داینافلو در حرکت به جلو از مبدل گشتاور شروع شده و بدون کمک دنده‌های اضافی به محور خروجی منتقل می‌گردد . مبدل گشتاور آن دارای یک کلاچ اصطکاکی برای وضعیت دنده مستقیم می باشد که به طور خودکار عمل می کند و در سایر وضعیت ها کلاچ اصطکاکی مبدل گشتاور قطع می باشد که مبدل می تواند حد اکثر نسبت گشتاوری ۱ : ۴/۲ را منتقل نماید . نسبت در دنده یک ۱ : ۸۲/۱ می باشد که جعبه دنده به وسیله اهرم تعویض دنده می تواند در این وضعیت برای عبور در سر بالایی و سرازیری قرار گیرد .

جعبه دنده های اتوماتیک استودبکر که به وسیله بورگ وارنر ارائه گردید دارای مبدل گشتاور ۳ عنصری با یک کلاچ حرکت مستقیم و دو مجموعه خورشیدی که ۳ دنده جلو و یک دنده عقب می باشد طراحی گردیده است . حداکثر ضریب افزایشی مبدل گشتاور ۱ : ۱۵/۲ است که دارای وضعیت دنده متوسط دنده مستقیم دنده یک و دنده عقب می باشد و نسبت دنده ها عبارتند از دنده یک ۱ :۳۱/۲ دنده دو ۱: ۴۳/۱ و دنده سه ۱ : ۱ برای حرکت در سر بالایی و سرازیری با دنده یک توسط توضیحات بعدا گفته خواهد شد. تا سال ۱۹۵۵ طراحی جعبه دنده‌های اتوماتیک کامل گردید و از آن تاریخ به بعد با اتخاذ تصمیم مشترک و استاندارد اکثر کارخانجات آن را به کار بردند به طوری که امروزه بیش از ۹۰ درصد اتومبیل‌های امروزی آمریکایی مجهز به جعبه دنده های اتوماتیک می باشند . جعبه دنده اتوماتیک اولترا ماتیک مربوط به اتومبیل پاکارد مسیر قدرت در آن و در جعبه دنده اتوماتیک پاورگلاید و سایر جعبه دنده‌های اتوماتیک ۲ سرعته یکسان می باشد . شرح این که چگونه یک جعبه دنده اتوماتیک کار می‌کند باید گفت که یک داستان هیجان انگیزی است به وسیله مختصر نگاهی به اصول مقدماتی و اساسی طرز کار آنها می توان فهمید که جعبه دنده های اتوماتیک چه طور کار می کنند و این بسیار ساده است زیرا تمام تعویض های خودکار با استفاده از اصول اولیه طراحی شده‌اند و به طور کلی دارای یک مبدل گشتاور هیدرولیکی و یک مجموعه خورشیدی با نسبت دنده های مختلف می باشند که به وسیله یک سیستم کنترل هیدرولیکی به طور خودکار تعویض دنده ها را انجام می دهد .

ترکیب مبدل گشتاور هیدرولیکی و مجموعه دنده‌های خورشیدی رایج در تعدادی از جعبه دنده های اتوماتیک هم خانواده مانند جعبه دنده‌های تورک فلایت ( کرایسلر ) کروئیز ماتیک ( فورد ) و هیدرا ماتیک ( جنرال موتور ) به کار برده شده است . یکی از بزرگترین مزیت های جعبه دنده‌های اتوماتیک این است که به طور خودکار دنده ها را تعویض می نماید و وظایف راننده را کاهش می‌دهد و در نتیجه او مجبور نخواهد بود که در تعویض دنده ها مهارت خاص رانندگی را دارا باشد و متناسب با مقاومت مسیر که بستگی به وزن سرعت و موقعیت اتومبیل دارد به طور خودکار در مواقع لزوم تعویض دنده ها انجام می گردد . در جعبه دنده های معمولی بر اثر سرعت بیش از حد معمول و یا عدم ایجاد هماهنگی بین سرعت چرخ دنده ها هنگام درگیر شدن توسط یک راننده غیر ماهر باعث استهلاک سریع قطعات خواهد گردید . در صورتی که در جعبه دنده‌های اتوماتیک راننده به یک اهرم تغییر وضعیت دنده ها و پدال گاز احتیاج دارد .

سیستم های کنترل کننده

جعبه دنده‌های اتوماتیک دارای سیستم‌های کنترل‌کننده‌ای می‌باشند که اولا جعبه دنده را با موتور مربوط می‌سازد بدین ترتیب که هرگونه تغییرات موتور را عینا به جعبه دنده منتقل می‌نمایند و باعث تعویض دنده ها می گردند . ثانیا ارتباط راننده با جعبه دنده را به وسیله اهرم تغییر وضعیت به طور دستی بر قرار می سازد که هر کدام به نوبه خود دارای وظایفی می‌باشد:

 

سیستم کنترل دستی

ارتباط راننده به جعبه دنده را برقرار می‌سازد و تغییر وضعیت اهرم تعویض دنده‌ها را به وسیله اتصالات آن به سوپاپ دستی واقع در بدنه سوپاپ سیستم کنترل هیدرولیکی منتقل می‌نماید .

 

سیستم کنترل دریچه گاز

این سیستم گشتاور موتور را احساس می‌کند و شامل مجموعه سوپاپ تعدیل فشار در بدنه سوپاپ سیستم کنترل هیدرولیکی می باشد و این سیستم اثر گشتاور ورودی را یا به وسیله اهرم‌های اتصال به طور مکانیکی از پدال گاز به جعبه دنده و یا به وسیله یک اثر خلایی از زیر دریچه گاز کاربراتور به یک واحد کنترل‌کننده خلایی در بدنه جعبه دنده دریافت می کند . اگر در تعویض خودکار دنده‌ها اشکالی پیش بیاید علاوه بر موارد فوق یک ارتباط دهنده دیگری برای جعبه دنده ضروری است و بدین منظور یک سیستم گاورنر پیش بینی شده است تا تغییرات سرعت جاده‌ای اتومبیل را به جعبه دنده منتقل نماید .

 

سیستم کنترل گاورنر

این سیستم تغییرات سرعت اتومبیل را از دور خروجی جعبه دنده احساس می‌کند و مانند سیستم کنترل دریچه گاز اثر فشار هیدرولیکی را به بدنه سوپاپ سیستم کنترل هیدرولیکی می‌فرستد این سیستم مجهز به مجموعه سوپاپ تنظیم فشار با وزنه های گریز از مرکز می‌باشد. سیستم کنترل دستی کنترل دریچه گاز و کنترل گاورنر قسمت‌هایی از سیستم کنترل هیدرولیکی می‌باشند .

 

سیستم کنترل هیدرولیکی

این سیستم شامل یک پمپ هیدرولیک جتو و سوپاپ تعدیل فشار برای تکمیل و پر کردن روغن مورد نیاز مبدل گشتاور با تجهیزات مربوطه و ارسال روغن به بدنه سوپاپ جهت تقسیم نمودن به مدارات راه‌انداز کلاچ و باند ( نوار ترمز ) می‌باشد. بدنه سوپاپ مغز سیستم هیدرولیکی و به طور معمول جایگاه سوپاپ دستی سوپاپ کنترل دریچه گاز و یک سوپاپ کنترل دستی برای ایجاد درگیری دنده یک توسط راننده و مجموعه سوپاپ تعویض دنده به طور خودکار می باشد .

  نمونه ای از صفحات کلاچ

 فشار برای کلاچ ها از طریق گذرگاه ها که در میله قرار دارند تغذیه می شود . سیستم کنترل هیدرولیکی با هر گشتاور معینی ، کلاچ ها و باندها را دارای انرژی می کند .

 وقتی که شما خودرو را در وضعیت پارک قرار می دهید

آن ممکن است شبیه یک چیز ساده ای که گیربکس را قفل می کند باشد و آن را از چرخش باز دارد . اما واقعاً نیازمند یک سری مقرارت پیچیده برای این مکانیسم است .

·         شما باید قادر باشید آن را آزاد کنید موقعی که ماشین بر روی تپه (سربالای) است .

·         شما باید بتوانید درگیر کنید این مکانیسم را حتی اگر اهرم با دنده در یک راستا(تنظیم) نباشد .

·         وقتی که درگیر است، تا اندازه ای مانع از پریدن اهرم و آزاد شدن آن می شود .

این مکانیسمی است که همه این موارد را نسبتاً مرتب انجام می دهد . اجازه دهید ابتدا به بعضی از قسمت های آن نگاهی داشته باشیم .

 شفت خروجی گیربکس: شیارهای مربعی شکل توسط مکانیسم پارک قفل درگیر می شوند و مانع حرکت ماشین می شوند .

 مکانیسم قفل دنده پارک ، دندانه های روی شفت خروجی را برای ثابت نگه داشتن خودرو، درگیر می کند . این بخشی از گیربکس است که به میل گاردان وصل شده است . بنابراین با نچرخیدن ( ثابت بودن ) این بخش مانع حرکت خودرو می شود .

در شکل بالا شما برآمدگی مکانیسم پارک قفل را درداخل پوسته می ببینید ، جایی که دنده ها در داخل آن قرار گرفته است . به سمت مخروطی شکل آن توجه کنید . آن به آزاد شدن قفل پارک ، موقعی که شما در سربالایی پارک کرده اید کمک می کند . نیروی حاصل از وزن خودرو به بیرون آمدن ( فشار وارد می کند تا مکانیسم پارک قفل آزاد شود ) مکانیسم پارک قفل کمک می کند . به دلیل زاویه دار بودن مخروطی شکل .

 نمای از میله کار انداز مکانیسم پارک

این میله به یک کابل وصل شده که توسط دسته دنده در داخل خودرو شما به کار انداخته می شود .

 نمایی از مکانیسم قفل دنده پارک

 موقعی که دسته دنده در حالت پارک قرار دارد میله بر خلاف فنر بوش مخروطی کوچک را فشار می دهد . وقتی مکانیسم پارک قفل در یک راستا باشد ( تنظیم باشد ) به منظور این که آن بتواند یکی از شیار ها در بخش خروجی دنده متوقف شود . بوش مخروطی شکل ، مکانیسم را به سمت پایین فشار خواهد داد . اگر مکانیسم در یکی از نقاط مهم در خروجی در یک راستا (تنظیم ) باشد . بنابراین فنر بر روی بوش مخروطی فشرده خواهد شد ، اما اهرم در این حالت قفل نخواهد شد تا این که خودرو کمی حرکت کند و دندانه ها به درستی همراستا ( تنظیم ) شود . آن باید کمی حرکت کند تا این که دندانه ها همراستا بشوند تا جایی که مکانیسم قفل پارک بتواند در آن حالت متوقف شود .

به دلیل مذکور در برخی موقع وقتی که ما پایمان را از روی پدال ترمز بر می داریم خودرو اندکی حرکت می کند .

 گیربکس اتوماتیک : سیستم هیدرولیک ، پمپ و گاورنر

سیستم هیدرولیک

گیربکس اتوماتیک در خودرو شما چندین وظیفه دارد . شما ممکن است نفهمید که چطور آن از راههای بسیار متفاوت عمل می کند . برای نمونه برخی ویژگی های که یک گیربکس اتوماتیک دارد :

·  اگر ماشین در حالت اورداریو (در گیربکس های چهار دنده)باشد.گیربکس دنده ای مبنی بر سرعت وسیله نقلیه و موقیت پدال گاز انتخاب میکند.

·  اگر شما به آرامی شتاب بگیرید ، تغیر دنده با سرعت کمتری نسبت به موقعی است که شما با تمام گاز شتاب بگیرید.

·  اگر پدال گاز را رها کنیم ،گیربکس به دنده بعدی پائینی تعویض می شود.

·  اگر شما اهرم دنده رادر حالت دنده پائین تر قرار دهید ،گیر بکس تغیرمکان خواهد داد(تعویض خواهد شد)مگر اینکه سرعت خودرو سریعتر ازسرعت دنده انتخابی باشد.اگر سرعت خودرو خیلی زیاد باشدباید صبر کنید تا سرعت آن کم شود و بعد از آن دنده تعویض شود(به دنده پایین).

·   اگر شما گیربکس را در حالت دنده 2 قرار دهید،افزایش و کاهش سرعت بیش از دنده 2 را نخواهیم داشت و هرگز به طور کامل نخواهد ایستاد مگر اینکه دسته دنده را تغییر دهیم.

 شما احتمالا ً پیشتر برخی قسمت های شبیه به آن را دیده اید.این واقعا ً مغز گیربکس های اتوماتیک است. آن تمام وظایف را مدیریت می کند.گذرگاه های مسیر روغن را در قسمت های متفاوت گیربکس می توانید ببینید.گذر گاه ها در داخل فلز قالب ریزی شده اند که راه مناسبی برای افزایش بازده مسیر های روغن هستند.

بدون آنها شیلنگ های زیادی برای وصل کردن قسمت های مختلف گیربکس به همدیگر لازم است. ابتدا ما در مورد قسمت های اصلی سیستم هیدرولیک بحث خواهیم کرد و بعدا ً خواهیم دید که چطور آنها با یکدیگر کار می کنند.

پمپ

گیربکس دنده ای نامیده می شود. پمپ معمولا ً در درپوش گیر های اتوماتیک یک پمپ جالبی دارند که پمپ بکس قرار دارد. آن روغن را از مخزن (کارتر) پایین گیربکس می کشد و سیستم هیدرولیک را تغذیه می کند. آن هم چنین کولر گیربکس و تورک کنورتور را تغذیه می کند.

 نمایی از پمپ دنده ای گیربکس اتوماتیک

دنده داخلی پمپ به پوسته تورک کنورتور متصل شده بنابراین آن با همان سرعت موتور می چرخد. دنده بیرونی توسط دنده داخلی چرخانده می شود و به عنوان دنده چرخان،روغن از مخزن(کارتر) از یک طرف هلالی به بالا کشیده می شود و با فشار بیشتر از سمت دیگر وارد سیستم هیدرولیک می شود.

 گاورنر

گاورنر یک سوپاپ هوشمند است که به گیربکس در خودرو شما می گوید چقدر سریع برود. آن به شفت خروجی گیربکس وصل شده است ، بنابراین موقعی که خودرو سریعتر حرکت می کند، گاورنر سریعتر می چرخد.در داخل گاورنر یک سوپاپ با فنر بار گذاری شده است،که آن را متناسب با اینکه گاورنر چقدر تند می چرخد،باز می کند. بنابراین موقعی که گاورنر تند می چرخد، سوپاپ زیاد باز می شود.پمپ ، روغن برای گاورنر را از طریق شفت خروجی تغذیه می کند.

موقعی که خودرو سریع تر حرکت می کند سوپاپ گاورنر بیشتر باز می شودو به روغن اجازه می دهد که با فشار بیشتر از میان آن عبور کند.

 گیربکس اتوماتیک:سوپاپ ها و مدولاتور ها

برای تغییر دنده به طور مناسب در گیربکس های اتوماتیک باید بدانید که موتور با چه قدرتی(گشتاوری) کار می کند. دو راه برای انجام آن وجود دارد.برخی خودرو ها یک کابل اتصال ساده دارند که به سوپاپ دریجه گاز در گیربکس وصل شده است. وقتی که پدال گاز بیشتر فشرده میشود ،فشار بیشتری به سوپاپ دریجه گاز اعمال می شود.در برخی خودرو های دیگر از خلاء مدولاتور برای وارد کردن فشار به سوپاپ دریچه گاز استفاده می شود. مدولاتور فشار منیفولد را حس می کند.(که وقتی موتور زیر بار بیشتری قرار دارد افت می کند)

شیر دستی(سوپاپ تعویض دنده دستی)چیزی است که دسته دنده وصل شده است. آن به دنده ای که انتخاب می شود بستگی دارد، سوپاپ دستی مدارات هیدرولیکی که مانع درگیری دنده های دیگر می شود را تغذیه می کند، برای نمونه، اگر دسته دنده را در دنده 3 قرار دهید،آن مدارات هیدرولیکی که مانع درگیری اور درایو می شود را تغذیه می کند.

سوپاپ راه دهنده (شیر راه دهنده) فشار هیدرولیکی لازم برای باند ها و کلاچ ها را برای در گیری هر دنده تهیه می کند.

 سیلندر پمپ گیربکس (محفظه سوپاپ ، جعبه سوپاپ)در گیربکس شامل چند سوپاپ راه دهنده است. سوپاپ راه دهنده ، زمانی که یک دنده به دنده بعدی تغییر کند را معلوم می کند.برای نمونه از دنده 1 به 2 (سوپاپ راه دهنده، زمانی که دنده 1 به دنده 2 تغیر می یابد را معلوم می کند.) سوپاپ راه دهنده از یک طرف تحد فشار،روغنی که از سمت گاورنر می آید و از سمت دیگر تحت فشار سوپاپ دریچه گاز قرار دارد. آنها توسط روغنی که از پمپ فرستاده می شود و تاٌمین می شوند و وارد یکی از دو مدار برای کنترل دنده ای که خودرو با آن در حال حرکت است می شود .

 مدار تعویض دنده

اگر خودرو به سرعت شتاب بگیرد ، سوپاپ تعویض (شیر راه دهنده )، تعویض دنده را به تاخیر خواهد انداخت . اگر خودرو به آرامی شتاب بگیرد ، تعویض دنده در سرعت پایین اتفاق می افتد . بیایید در مورد این که وقتی ماشین به آراممی شتاب می گیرد چه اتفاقی می افتد ،بحث کنیم .

بنابراین وقتی سرعت خودرو افزایش می یابد ،فشارهای از طرف گاورنر ایجاد می شود . فشار اعمالی به سوپاپ تعویض ( شیر راه دهنده ) زیاد می شود تا وقتی که مسیر دنده 1 بسته شود و مسیر دنده 2 باز شود . وقتی خودرو با گاز کم در حال سرعت گرفتن است سوپاپ دریچه گاز فشار زیادی را بر خلاف سوپاپ راه دهنده اعمال نمی کند .

وقتی خودرو به سرعت شتاب می گیرد سوپاپ دریچه گاز فشار بیشتری را بر خلاف شیر راه دهنده اعمال می کند . این به این معنی است فشاری که از گاونرمی آید باید بالا باشد (  بنابراین سرعت وسیله نقلیه باید بیشتر باشد ) قبل از این که سوپاپ راه دهنده به اندازه کافی حرکت کند تا دنده 2 را درگیر کند .

هر سوپاپ تعویض در دامنه مخصوصی از فشار عکس العمل نشان می دهد، بنابراین وقتی که ماشین با سرعت حرکت می کند ، سوپاپ دنده2 را به 3 تغییر می دهد ،زیرا فشاری که از طرف گاورنر اعمال می شود به اندازه کافی زیاد است که سوپاپ را فشار دهد . (حرکت دهد)

 گیربکس های کنترل الکترونیکی

گیربکس های کنترل الکترونیکی که در بعضی از خودروهای جدید ظاهر شد ، هنوز از هیدرولیک برای به کار انداختن کلاچ و باندها استفاده می کند ، اما هر مدار هیدرولیک توسط یک سولونوئید الکتریکی کنترل می شود . که باعث ساده شدن لوله کشی در گیربکس می شود و به طرحهای کنترلی بسیار پیشرفته اجازه می دهد .

ما در بخش قبلی بعضی از استراتژی های کنترل را که به صورت مکانیکی فعالیت های گیربکس را کنترل می کنند را دیدیم . گیربکس های کنترل الکترونیکی طرحهای کنترلی بسیار پیچیده ای دارند . که علاو ه بر نشان دادن سرعت وسیله نقلیه و موقعیت دریچه گاز ،کنترل گر های گیربکس سرعت موتور را نیز نشان می دهد ، اگر پدال ترمز فشار داده شده باشد و حتی سیستم ترمز ضد قفل را هم نشان می دهد .

استفاده از این اطلاعات و یک استراتژی کنترل پیشرفته بر اساس یک منطق مبهم است . یعنی روش برنامه ریزی سیستم های کنترل بر مبنای استدلالات انسانی است .گیربکس های کنترل الکترونیکی کارهای مانند زیر را می توانند انجام دهند :

·        تعویض دنده به طور اتوماتیک ( به دنده پایین ) در سراشیبی برای کنترل سرعت و کاهش سایش لنت های ترمز .

·        تعویض دنده ( به سمت بالا و افزایش سرعت ) موقعی که در یک سطح لغزنده ترمز می کنید ، برای کاهش گشتاور ترمزی اعمال شده توسط موتور .

·        جلو گیری از افزایش سرعت موقعی که در جاده های مارپیچ رانندگی می کنید .

بیاید در مورد ویژگی آخر بحث کنیم ، یعنی جلو گیری از افزایش سرعت موقعی که در یک جاده مارپیچی می پیچید . اجازه دهید بگوییم که شما در یک سر بالای که یک جاده کوهستانی مارپیچ است رانندگی می کنید . وقتی شما در قسمت راست جاده رانندگی می کنید گیربکس دنده را به 2 تعویض می کند که به شما شتاب کافی و قدرت بالا روی دهد . وقتی شما وارد یک جاده مارپیچ می شوید ، پدال گاز را رها می کنید و احتمالاً ترمز می کنید .

  سوخت رسانی الکترونیکی

  سیستم سوخت رسانی الکترونیکی خودرو:

مقدمه :

يكي از روشهاي مناسب جهت سالم سازي محيط زيست در جهان ، كاهش گازهاي آلاينده متصاعد شده از موتورها مي‌باشد كه در نسل جديد خودروها توسط جايگزين كردن سيستم سوخت‌ رساني انژكتوري الكترونيكي بجاي سيستم كاربراتوري ، گام مهمي در اين جهت برداشته شده است .

 مهمترين دليل براي انتخاب اين سيستم عبارت است از :

1-  بالارفتن راندمان حرارتي و افزايش قدرت حجمي

2-     توزيع يكنواخت سوخت در كليه سيلندرها

3-     گشتاور بالا در دورهاي پايين

4-     عدم نياز به ذخيره بنزين در مانيفولد ورودي

5-     كاهش مصرف سوخت

6-     كاركرد بهتر در هواي سرد

7-     كاهش گازهاي آلاينده خروجي

8-     تنظيم دور آرام  (800- 850  RPM   )

9-     عدم نياز به گرم كردن مانيفولد هوا

 يكي ديگر از دلايل جايگزين سيستم انژكتوري به جاي كاربراتوري بهبود كاركرد و افزايش بازدهي و توان اتومبيل مي‌باشد .

 مهمترين هدف سيستم كنترل الكترونيكي موتور ، اعمال تنظيم دقيق بر روي دو عامل مي‌باشد:

1-    كنترل نسبت سوخت به هوا

2-    كنترل زمان بندي جرقه

امروزه سيستمهاي الكترونيكي تزريق سوخت با وجود گران بودن به عنوان بهترين راه حل مورد استفاده قرار گرفته‌اند . در مورد پرايد انژكتوري مورد بحث در كشور ما ، روش اندازه منيفولد (MAP  ) با كمك سنسور هوا (  ATS) مي‌باشد .

   مزاياي خودروي انژكتوري نسبت به خودري كاربراتوري:

1-    كاهش ناگهاني قدرت در سر پيچهاي تند در خودروي كاربراتوري :

هر تغييري در جهت حركت خودرو باعث وارد آمدن نيروي گريز از مركز به آن مي‌شود و اين نيرو به تمام قسمتهاي خودرو وارد مي‌گردد كه از جمله اين قسمتها پياله سوخت است . پيچهاي تند تمايل دارن كه سوخت را در پياله سوخت در ديواره به سمت بالا بياورند . بنا بر اين با بالا برن شناور مانع دريافت سوخت بيشتر شده و افت قدرت ايجاد مي‌گردد . اين مشكل به دليل عدم وجود كاربراتور در خودروي انژكتوري ، وجود ندارد .

 2-    عدم توزيع يكنواخت سوخت در سيلندر ها :

پس از اختلاط سوخت و هوا در كاربراتور ، مخلوط حاصله به صورت موجي حركت مي‌كند كه باعث تغيير در سرعت جريان مي‌گردد و اين تغيير براي هريك از دهانه‌هاي ورودي هوا متفاوت مي‌باشد و اين تفاوت علت اصلي عدم توضيع سوخت يكنواخت در سيلندرها مي‌باشد و بعضي از سيلندرها با سوخت غني‌تر نسبت به ديگران پر مي‌شود ، بنا بر اين به جهت كامل پر شدن ديگر سيلندرها مجبوريم سوخت را مقداري غني‌تر در نظر بگيريم و اين موضوع يكي از علل افزايش مصرف سوخت و آلودگي هوا مي‌باشد .

 3-    پلاتين به كار رفته در سيستم جرقه زني معمولي داراي بعضي مشكلات مكانيكي بوده و عمر آن محدود مي‌باشد .

4-  جريان عبوري از مدار اوليه كويل بايد به  4  آمپر محدود گردد در غير اين صورت پلاتين آسيب مي‌بيند يا لااقل عمر آن كاهش مي‌يابد .

5-   عدم نياز به گرم كرده مانيفولد ورودي در هواي سرد در سيستم انژكتور :                                   در سيستم انژكتوري موتور در هواي سرد به راحتي روشن    مي‌شود ، چون ECU  بر اساس دماي موتور مقدار پاشش سوخت را بيشتر مي‌كند و به تدريج با گرم شدن موتور زمان پاشش نيز كمتر مي‌گردد .

6-    تعداد قطعات فرسايشي درسيستم انژكتور نسبت به سيستم كاربراتوري كمتر مي‌باشد

7-    فقيرسازي مقدار سوخت در شتاب منفي خودرو:پس از مشخص افت ولتاژ سنسور موقعيت دريچه گاز (TPS) ، ECU  درميابد كه بايد ميزان سوخت را كاهش دهد بنا بر اين طول پالس ارسالي از TPS  به ECU  كاهش يافته تا مصرف سوخت كاهش يابد . هنگامي كه دريچه گاز كاملآ بسته است پاشش سوخت قطع مي‌شود .

 8-   قطع جريان سوخت جهت جلوگيري از افزايش دور معيني از موتور :                               

راي جلو گيري از صدمه ديدن موتور در نتيجه افزايش بيش‌ از حد دور آن ، ECU  انژكتورها را پس از گذشتن دور موتور از حد معين ، از كار مي‌اندازد . هر زمان كه دور موتور كاهش يافت و به زير مقدار آستانه‌اي رسيد دوباره انژكتورها پاشش سوخت را انجام مي‌دهند

 9-  در صورتي كه به هر دليل موتور خاموش شد ، پمپ بنزين قطع شده و احتمال آتش سوزي در تصادفات كاهش مي‌يابد .

10-        سرويس و نگهداري سيستم انژكتوري از كاربراتوري راحت‌تر بوده و نياز به تنظيمات دلكو و دريچه گاز ندارد .

11-        در نتيجه احتراق كامل و سيستم جرقه زني بادوام ، قدرت خروجي در پرايد انژكتوري در حدود  3  اسب بخار از نوع كاربراتوري بيشتر مي‌باشد .( افزايش راندمان حجمي )

12-        در سيستم كاربراتور سوخت قطرات سوخت به دليل خلأ منيفولد به داخل كشيده شده و با هواي جريان بالا دست مخلوط مي‌شوند . احتمال زياد وجود دارد كه قطرات سوخت در   ديواره مانيفولد به همان حالت باقي بمانند و تعادل مخلوط سوخت و هوا را به هم بزنند . اما در سيستم انژكتور سوخت تحت فشار هواي ورودي به داخل منيفولد مي‌رود و به دليل اينكه انژكتور نزديك سوپاپ گاز قرار دارد احتمال اينكه در ديواره منيفولد قطره ايجاد شود حيلي كم مي‌باشد و تمام سوخت به داخل سيلندر مي‌رود و اجازه مي‌دهد كه نسبت استوكيومتري هوا و سوخت دقيق كنترل شود .

  سنسورها :

1-    سنسور دماي هوا (ATS)

اين سنسور در مسير دستگاه هواي هواكش قرار گرفته است و اطلاعات مربوت به دماي هوا و مقدار هواي ورودي را به موتور را به واحد كنترل الكترونيكي ارسال مي‌دارد .

 واحد كنترل اين اطلاعات را به جهت تنظيم مقدار پاشش سوخت در مانيفولد ورودي به كار مي‌برد . اين سنسور در واقع يك سنسور حرارتي مي‌باشد كه نوعي مقاومت است كه آن با دماي هواي ورودي تغيير مي‌كند بر اساس ولتاژ خروجي ، كامپيوتر موتور دماي هواي ورودي را تعين كرده و مطابق با آن ميزان سوخت تزريقي را تنظيم مي‌كند .

 2-    سنسور دماي آب (CTS )

اين سنسور بر روي سر سيلندر و بر روي منيفولد هوا قرار گرفته است . اين سنسور اطلاعات مربوط به درجه حرارت آب خنك كننده را توسط يك مقاومت حساس در برابر حرارت به واحد كنترل موتور بر اساس ولتاژ خروجي سنسور مربوطه ، گرم شدن موتور را تشخيص داده و در نتيجه مخلوط مناسبي از هوا و بنزين را در هنگامي كه موتور سرد است فراهم مي‌كند .

 3-    سنسور فشار هواي منيفولد ( MAP)

اي سنسور توسط يك شيلنگ ميزان خلأ‌ داخل منيفولد را حس كرده و اختلاف ولتاژ را به واحد ECU  ارسال مي‌دارد اين سنسور بر روي بدنه خودرو در كنار ECU و شير برقي EGR  و كنيستر قرار دارد . ECU  توسط اين اطلاعات نيازمنديهاي سوخت دستگاه را تعين كرده و به انژكتورها دستور پاشش سوخت را ارسال مي‌دارد اين سنسور داراي ولتاژ  5  ولت مي‌باشد  فشار مطلق برابر است با فشار بارمتريك منهاي خلايي كه توسط پيستونها ايجاد مي‌شود . به طور مثال اگر فشار بارومتريك در سطح دريا برابرHg 30  و خلا مانيفولد برابر Hg20  در اين صورت فشار مطلق برابر Hg  10  مي‌باشد . تمامي سنسورهاي MAP  به اين طريق عمل مي‌كنند .

 4-  سنسور اكسيژن

اين سنسور مقدار اكسيژن گازهاي خروجي را كه در منيفولد دود مي‌باشند اندازه گرفته و ولتاژي مناسب با اكسيژن موجود در سيستم كه نشانه رقيق يا غني بودن مخلوط مي‌باشد به واحد ECU ارسال مي‌كند ولتاز كم نشانه زياد بودن اكسيژن و ولتاژ زياد نشانه مك بودن اكسيژن است .كنترل سوخت در اين سيستم به روش حلقه بسته انجام مي‌گيرد بنا بر اين سنسور اكسيژنزماني فعال مي گردد كه دماي موتور به حد نرمال رسيده باشد  . (300درجه سانتيگراد )

 اين سنسور به سنسور تك سيم ( Unheated  ) معروف است و تمامي اطلاعات از اين طريق به ECU   منتقل مي‌گردد و اين واحد نيز تزريق سوخت را بر حسب نياز تغيير مي دهد

اين سنسور در مسير جريان گازهاي خروجي نصب مي‌شود . با دانستن مقدار اكسيژن در گازهاي خروجي ECU  مقدار مخلوط سوخت و هوا را محاسبه خواهد كرد واحد ECU  از سيگنالهاي ارسال شده از سنسور O2  استفاده مي‌كند ( به عنوان يكي از پارامترهايي كه زمان پاشش را محاسبه مي‌كند .

روش استفاده از حلقه بسته به اين جهت به كار مي رود تا موتور را تا حد امكان در يك نسبت استوكيومتريك (سوخت / هوا   1  :7/14  ) نگه دارد .( در موقعيتهايي كه بار كمتري به موتور وارد مي‌شود ) .

 5-  سنسور وضعيت دريچه گاز (TPS  ) اين سنسور از يك مقاومت متغير دوراني تشكيل شده است و با گردش محور دريچه گاز مقدار مقاومت تغيير كرده و باعث تغيير در ولتاژ خروجي سنسور موقعيت دريچه گاز مي‌گردد . اين تغيير ولتاژ  بهECU  ارسال شده ، تا از ميزان باز و بسته بوده دريچه گاز مطلع سازد .

واحد ECU  متناسب با درجه باز شدن دريچه گاز و يا به عبارتي ولتاژ خروجي اين سنسور ميزان شتاب را تعين مي‌كند و مطابق با آن بهترين تزريق سوخت را انجام مي‌دهد . اتصال لغزنده اين سنسور با محور دريچه گاز هم محور بوده و با كوچكترين حركت درچه گاز ميزان بازبودن آن را حس كرده و در اثر بار و بسته شدن دريچه گاز ولتاژ خروجي از سنسور تغيير مي‌كند و بر اثر اين تغيير ولتاژ اطلاعات ECU  ارسال شده و واحد كنترل موتور نيز مخلوط سوخت مورد نياز را محاسبه مي‌نمايد . اين سنسور بر روي دريچه گاز نصب مي‌گردد .

 6-  سنسور دور موتور و موقعيت زاويه ميل‌نگ

اين سنسور از يك ديسك فلزي تشكيل شده است كه بر روي آن شكاف‌هايي در دور رديف شعايي با زاويه معلوم نسبت به يكديگر ايجاد شده است و ديسك را به چهار ناحيه با زاويه  90  درجه تقسيم مي‌كند .

دو عدد ديود نوري (LED)  و فتوديود در مقابل اين شكافها قرار داده شده است و در اثر گردش ديسك هنگامي كه يك شكاف در مقابل ديود مربوطه قرار مي‌گيرد با ولتاژ پنج ولت در خروجي سنسور ظاهر مي‌گردد . بدين ترتيب دور موتور و وقعيت زاويه‌اي را به واحد (ECU ) هدايت مي‌كند . محل نصب اين سنسور بر روس=ي دلكو مي‌باشد . ECU  زمان جرقه را انتخاب كرده و در هنگام روشن شدن موتور زمان جرقه توسط دلكو كنترل مي‌شود . وقتي موتور به كار افتاد زمان جرقه به واحد كنترل ارسال شده و با روشن شدن موتور تعين مي‌شود . هدف زمانبندي در اين است كه با تنظيم زمان جرقه در رابطه با نقطه مرگ بالا حد اكثر قدرت در موتور بدست آيد . آوانس كلي جرقه از روي محاسبه اطلاعات دريافت شده از سنسورهاي موتور كه روي زمانبندي جرقه تاثير مي‌گذارد محاسبه مي‌گردد . واحد كترل موتور اين اطلاعات را از سنسورهاي MAP  و      و دور موتور حس كرده و مقدار و زمان پاشش سوخت نسبت به ميزان هواي ورودي محاسبه مي‌گردد .

عملگرها  ( ACTUATORS )  اطلاعاتي كه واحد كنترل موتور از سنسورها دريافت مي‌كند ، توسط عملگرها فعال مي‌شود تا يك سوخت مناسب را جهت احتراق كامل فراهم سازد . عملگرها شامل اجزاء زير مي‌باشند :

 انژكتور :

انژكتور يك سولونوئيد الكتريكي است كه به صورت ديجيتالي عمل مي‌كند ودستكاه ECU  انژكتورها را در شرايط مختلف و با ارسال پالسهاي الكتريكي كنترل مي‌كند . هنگامي‌كه جريان الكتريكي به انژكتورها مي‌رسد سولونوئيد دريچه پاشش را باز كرده و در اثر اختلاف فشار مابين لوله سوخت رساني در  منيفولد هوا سوخت به صورت پودر شده به پش سوپاپ هوا پاشيده مي‌شود . طول زمان تزريق توسط ECU  تعين مي‌گردد . انژكتور از يك سوپاپ سوزني و يك سولونوئيد تشكيل شده است با اعمال ولتاژ به انژكتور سولونوئيد درگير شده و انژكتور را جهت تحويل سوخت باز مي‌كند . هنگامي كه به هر كدام از انژكتورها ولتاژ مي‌رسد سوزن انژكتور آهنربا شده و سمت بالا حركت مي‌كند و بدين ترتيب مسير بنزين ورودي به سيلندر را باز مي‌كنند . با قطع جريان سوزن انژكتور توسط نيروي فنر به جاي خود بر مي‌گردد و نازل بسته مي‌شود .

 2-  شير برقي ( EGR )

يك نوع سولونوئيد است كه به فرمان ECU  باز و بسته مي‌شود يكي از گازهاي آلاينده خروجي از موتور اكسيد ازت مي‌باشد . گاز ازت در درجه حرارت بالا در اتلق احتراق تشكيل مي شود . بدين ترتيب كه پيوند N2  و O2  شكسته شده و با يكديگر تركيبات NOX  را مي‌سازند كه مضر جهت محيط زيست مي‌باشند . براي كاهش تشكيل مقدار اكسيد ازت بايستي درجه حرارت حاصل از حرارت را كاهش داد . بدين منظور سيستم EGR  طراحي شده است كه به طريق زير عمل مي‌كند . تمامي اين سيستمها به اين طريق عمل مي‌كنند كه كازهاي خروجي را به منيفولد هدايت كرده تا درجه حرارت محفظه احتراق را پائين نگه دارند در نهايت آلودگي خروجي كمتر گردد . شير برقي EGR  در حالت عادي باز است يعني هنگامي كه موتور روشن مي‌شود شير برقي با ولتاژ  12  ولت مستقيم فعال شده وسوپاپ آن به وسيله آهن رباي ايجاد شده در سولونوئيد باز مي‌شود و كانال شير را به هواي آزاد وصل مي‌كند بنا بر اين شير مكانيكي EGR كه به وسيله خلا تانك آرامش كار مي‌كند بسته است زماني كه دور موتور ازحالت دور آرام به دور متوسط مي‌رسد جريان الكتريسيته در در شير برقي قطع شده و شيلنگ خلا به به شيلنگ شير مكانيكي EGR وطل مي‌شود در نتيجه مقداري از گاز خروجي از اگزوز به اتاق احتراق جهت كاهش حرارت حاصل از احتراق هدايت مي‌شود بدين ترتيب از تشكيل NOX  كاسته مي‌شود با رسال فرمان از ECU  به شير برقي EGR سولونوئيد آن باز شده و توسط خلا سوپاپ آن عمل مي‌كند .

 شير برقي EGR  در موارد زير عمل نخواهد كرد :

  در حالت كار كرد سرد موتور

2-     در حالت دور آرام

3-    در بار سنگين موتور

 3-  شير برقي دور آرام ISC

اين سولونوئيد تامين كننده هواي مورد نياز در مراحل مختلف دور آرام مي‌باشد تا موتور در مراحل مختلف دورهاي موتور بهترين مخلوط سوخت و هوا را داشته باشد . هنگامي‌ كه دريچه اصلي گاز بسته مي‌شود يا پا از روي پدال برداشته مي‌شود سنسور دريچه گاز وضعيت را از طريق ارسال سيگنالي به ECU  اطلاع مي دهد . در اين صورت شير برقي دور آرام با فرمان ECU  باز مي‌شود .

 4-  شير برقي كنيستر ( استكاني ضد تبخير )

اين سولونوئيد به وسيله دستكاه ECU  كنترل مي شود . 

پالسهاي الكتريكي دريافت شده از ECU  يك حوزه مغناطيسي را در سيم پيچ سولونوئيد ايجاد كرده و در نتيجه هسته آن تحريك شده آن به سمت بالا كشيده مي‌شود و كانال ورودي را به كانال خروجي متصل مي‌نمايد .

 بدين ترتيب در هنگام استارت زدن سولونوئيد را تحريك مي‌كند تا بخار بنزين انباشته شده در مخزن كنيستر را به وسيله كانالي كه روي مخزن آرامش قرار دارد به منيفولد ورودي هدايت كند .

   كوئل

دستگاه كوئل اين سيستم ( خشك ) پرس الكتريكي ساخته شده است

هنگامي كه سوئيچ باز مي‌شود واحد كنترل موتور بر اساس اطلاعات دريافت شده از سنسور دور موتور توسط پالس ارسالي ، جريان سيمپيچ اوليه كوئل را قطع و وصل مي‌كنند و بين دو الكترود شمع ايجاد جرقه مي‌نمايد و بدين ترتيب زمان دقيق جرقه را كنترل مي‌كند

   رله اصلي

رله اصلي داراي يك كنتاكت است كه در پايين هسته قرار دارد و مقناطيس ايجاد شده توسط سيم‌پيچ بر روي هسته ، عمل كنتاكت را كنترل مي‌كند .

زماني كه سوئيچ باز مي‌شود ولتاژ باتري از سوئيچ به رله اصلي ارسال مي گردد و اين رله وظيفه دارد ولتاژ باتري را به عملگرها منتقل كند .

در نتيجه پمپ سوخت و انژكتورها و سيستم جرقه براي راه‌اندازي موتور فعال مي‌شوند . رله وظيفه دارد كه جريان الكتريكي را به سيستم موتور رسانده و جريان مطمئني را جهت جلوگيري از جريان سوخت در هنگامي كه موتور در حال حركت نمي‌باشد ، توليد كند .

 رله ها با يك جريان كم عبور جريان زيادي را امكان پذير مي‌سازد .

 7-  پمپ سوخت

از نوع پروانه‌اي با موتور DC  ، زماني كه سوئيچ باز مي‌شود رله اصلي به وسيله ولتاژ باتري فعال مي‌شود و پمپ سوخت‌ رساني را فعال مي‌سازد .

در نهايت سوخت به وسيله پمپ در فضايي اطراف موتور پمپ و مدار سيستم سوخت رساني جريان مي‌يابد و فشار در حدودbar  5/5  ، سيستم سوخت رساني را تغذيه مي‌كند .

بنزين توسط پره‌ها به سمت بالا كشيده مي‌شود . پمپ بنزين در داخل باك نصب شده و هميشه در بنزين شناور است . اين امر سر وصدايناشياز كار پمپ را جذب كرده و هم مانع ايجاد حباب هوا مي‌شود هنگامي كه موتور خاموش است سوپاپ يكطرفه عمل كرده و اين سوپاپ با حفظ كردن فشار بنزين ، امكان روشن كردن موتور داده و مانع از تشكيل بخار در لوله بنزين در دماي بالا مي‌گردد .

 ECU( واحد كنترل الكترونيكي موتور ) :

واحد كنترل موتور ، مدت زمان پاشش سوخت را بر اساس سيگنال حجم هواي ورودي و سيگنال دور موتور محاسبه مي‌كند و سپس بر اساس آن مدت زمان واقعي پاشش سوخت را كه مورد احتياج موتور مي‌باشد با تنظيم مدت پاشش مبنا بر اساس سيگنالهاي دريافتي از سنسورهاي مختلف و شرايط كار كرد موتور معين مي‌سازد . در عين حال ECU  زاويه آوانس جرقه مبنا بر اساس سرعت موتور و حجم هواي ورودي را محاسبه كرده كه بر پايه اطلاعات دريافتي از سنسورهاي مختلف خودرو مي‌باشد . واحد كنترل موتور سيگنالهاي مناسبي را بر اساس اطلاعات دريافتي از سنسورها به دستگاه جرقه زن ارسال مي‌نمايد .

 رگلاتور فشار:

اين رگلاتور فشار بنزين در داخل ريل سوخت و پشت انژكتورها را در حدود bar=kg/cm  3  نگه مي‌دارد . اين قطعه روي لوله تزريق كننده سوخت در پايين دستگاه جريان نصب مي‌گردد .

محفظه اي كه فنر رگلاتور در آن قرار دارد ، توسط يك لوله مكش به كانال هواي ورودي در مخزن آرامش وصل شده است و در اثر خلا منيفولد نيروي فشار فنر كاهش مي‌يابد و در نتيجه اگر نيروي فشار دهنده فنر كمتر از فشار بنزين داخل رگلاتور باشد ديافراگم به سمت بالا هل داده مي‌شود و ضمن اينكه بنزين اضافي از راه سوپاپ يكطرفه بهن باك بر مي‌گردد و فشار اضافي نيز با اين عمل كاهش مي‌يابد و مجددا فشار داخل ريل سوخت ثابت نگه داشته مي‌شود .

 دیسک ترمز

 ترمزهای دیسکی چگونه کار می کنند؟

بیشتر اتومبیل های امروزی روی چرخ های جلو و برخی روی هر چهار چرخ ترمز دیسکی دارند. شکل زیر قسمتی از سیستم ترمز را نشان می دهد که نقش اصلی را در متوقّف ساختن اتومبیل دارد.

   ترمز دیسکی

معمول ترین نوع ترمز دیسکی در اتومبیل های امروزی كاليپر شناور تك پيستوني است. در این مقاله، همه چیز را درباره ی این نوع ترمز دیسکی خواهیم آموخت.

قسمت های اصلی ترمز دیسکی

شکل زیر محل ترمز های دیسکی را در اتومبیل نشان می دهد:

  مکان ترمز دیسکی

اجزای اصلی ترمز دیسکی از این قرارند:

·        لنت ترمز

·        كاليپر، كه شامل يك پيستون است

·        روتور، که به توپی چرخ متصل است

بخش های ترمز دیسکی

ترمز دیسکی به ترمزهایی که در دوچرخه ها کار گذاشته شده اند، شباهت بسیاری دارد. ترمز های دوچرخه مجهز به یک کالیپر می باشند، که لنت های ترمز را روی چرخ فشار می دهد. در یک ترمز دیسکی، لنت های ترمز به جای چرخ ها ، روتور را تحت فشار قرار می دهند، و نیرو به جای اینکه از طریق کابل منتقل شود به صورت هیدرولیکی انتقال می یابد. اصطکاک به وجود آمده بین لنت ها و دیسک، سرعت دیسک را کاهش می دهد.

هر اتومبیل در حال حرکت، میزان معینی انرژی جنبشی دارد، و ترمزها برای متوقف ساختن باید این انرژی را از اتومبیل بگیرند. ترمزها چگونه این کار را انجام می دهند؟ هر بار که اتومبیلتان را متوقف می سازید، ترمزها انرژی جنبشی را به گرمای حاصل از اصطکاک بین لنت ها و دیسک تبدیل می کنند. بیشتر ترمزهای دیسکی بادی هستند.

بادگیرهای ترمز دیسکی

ترمزهای بادی تعدادی پره بین دو طرف دیسک دارند که هوا را از میان دیسک عبور داده و آن را خنک می کند. 

ترمزهای خود تنظیم

ترمزهای دیسکی از نوع کالیپر شناور تک پیستونی، خود محور و خود تنظیم هستند. کالیپر قادر است روی دیسک از سمتی به سمت دیگر بلغزد، بنابراین هر بار که ترمزها به کار گرفته شوند کالیپر به طرف مرکز دیسک حرکت می کند. همچنین به دلیل اینکه هبچ فنری برای دور نگه داشتن لنت ها از دیسک وجود ندارد، لنت ها همواره در تماس جزئی با دیسک باقی می مانند (بست لاستیکی پیستون و در واقع هر گونه لقی در روتور می تواند لنت ها را به فاصله ی اندکی از روتور نگه دارد). این مسئله بسیار مهم است، زیرا قطر پیستون های ترمز بسیار بیشتر از قطر سیلندر های اصلی خودرو است. اگر پیستون های ترمز در سیلندر جمع شوند، ممکن است گرفتن و درگیر شدن مجدّد لنت ها تنها با چندین بار استفاده از پدال ترمز برای انتقال روغن ترمز به سیلندرها میسّر باشد.

ترمز دیسکی خود تنظیم

خودروهای قدیمی تر مجهّز به مدل کالیپر ثابتِ دو یا چهار پیستونی بودند. یک (یا دو) پیستون در هر طرف روتور لنت را روی آن سمت فشار می داد. این مدل به طور کامل منسوخ شده است زیرا مدل های تک پیستونی ارزان تر و بسیار مطمئن تر هستند.

ترمز های اضطراری

 در خودروهایی که روی هر چهار چرخ ترمز دیسکی دارند، برای مواقع از کار افتادن ترمزهای اصلی، یک ترمز اضطراری با مکانیزمی مستقل از ترمزهای اصلی کار گذاشته می شود. در بیشتر خودروها از یک کابل برای به کار انداختن ترمز اضطراری استفاده می گردد.

 ترمز دستی

برخی خودروها با چهار ترمز دیسکی، یک ترمز جداگانه به نام ترمز طبلی هم دارند که به توپی چرخ های عقب متّصل می شود. این ترمز فقط مخصوص سیستم ترمز اضطراری است، و تنها توسّط کابل فعّال می شود وسیستم هیدرولیکی ندارد.

در خودروهای دیگر اهرمی تعبیه شده که باعث چرخش یک پیچ، یا حرکت دندانه ای می شود که پیستون ترمز دیسکی را منقبض می کند.  

سرویس کردن ترمزها

 معمول ترین سرویسی که ترمزها به آن نیاز دارند، تعویض لنت ها است. لنت های ترمز دیسکی معمولاً شامل قطعه ای فلزّی هستند که شاخص ساییدگی نامیده می شود.

لنت ترمز

زمانی که به میزان کافی از مادّه ی روی لنت، تحت اصطکاک ساییده شود، شاخص ساییدگی با دیسک تماس پیدا کرده وصدای جیغ مانندی تولید می کند. این بدان معنیست که زمان تعویض لنت ها فرا رسیده است.

همچنین روی کالیپر شکافی برای بازدید و معاینه وجود دارد، بنابراین شما می توانید مقدار مادّه ای که روی لنت ها باقی مانده است را ببینید.

گاهی ساییدگی های عمیقی در روتورِ ترمز رخ می دهد. روتورها همچنین ممکن است به اصطلاح تاب بردارند یا منحرف شوند؛ یعنی مسطّح بودن خود را از دست بدهند. اگر این اتّفاق بیفتد، به هنگام توقّف ممکن است ترمزها دچار لرزش و ارتعاش شوند. هر دو مشکل اغلب با بازپرداخت(تراشکاری یا ماشین کاری) روتور رفع می شوند. برای این کار از هر دو سمت روتور مقداری مادّه برداشته شده و سطح صاف و هموار حاصل می شود.

نیازی نیست در هر بار جایگزین کردن کفشک های ترمز، عمل بازپرداخت را انجام دهید. در واقع تنها زمانی این عمل احتیاج است که آنها تاب خورده و یا تحت ساییدگی زیاد قرار گرفته باشند. اگر روتورها بیش از حدّ لازم ماشین کاری شوند، عمرشان کاهش می یابد. به دلیل اینکه این عمل با جدا کردن مادّه از سطح همراه است، روتورهای ترمز بعد از هر بار ماشین کاری نازک و نازک تر می شوند. همه ی روتورهای ترمز برای حدّاقل ضخامت مجاز قبل از نیاز به تعویض قطعه، مشخّصه ای دارند. این مشخّصه را می توان در کتاب راهنمای مربوط به هر خودرو پیدا کرد.

 

 

 

 

 

 

 

 

+ نوشته شده توسط فرهاد در یکشنبه بیستم تیر 1389 و ساعت 10:41 |

مختصري در مورد پمپها

کاویتاسیون چیست؟

جریانی از مایع را در نظر بگیرید هرگاه فشار درون لوله به فشار بخار مایع نزدیک شود یا برسد مایع موجود در لوله شروع به جوشیدن می کند. و حباب های بخار در آن تشکیل می شود. این حباب های کوچک به همراه مایع به نقاطی که فشار در انجا با لاتر است منتقل می شود و می ترکند و باعث ایجاد اسیب به بدنه های لوله و پره های توربین می شود.

این پدیده را کاویتاسیون (خلازایی) می نامند.

کاویتاسیون در پمپ ها باعث ایجاد سرو صدا و پایین آمدن راندمان آن می شوند.

 

پمپ ها

می دانیم که مایعات دارای شکل ثابتی نیستند به همین دلیل برای جابجایی آن ها از روش اختلاف فشار استفاده می شود تا بتوان آن ها را انتقال داد.که برای این کار از پمپ ها یا تلمبه استفاده می شود.عملیاتی که برای ایجاد اختلاف فشار و جابجایی مایعات مورد استفاده می شود را پمپاژ کویند.


انواع پمپ ها

پمپ گریز از مرکز:

اینگونه پمپ ها داری یک شیر خروجی می باشد که باید بسته باشد زیرا در این موقه باعث ایجاد حداکثر فشار در تلمبه می شود که به آن فشار طراحی گفته می شود.

پمپ ترکیبی:

زمانی که نیاز باشد یک سیال را با جریان بسیار بالا ارسال کنیم چندین پمپ را بصورت سری به همدیگر متصل کرده که به اینگونه پمپ ها پمپ ترکیبی گویند.

پمپ دیاگرامی:

از اینگونه پمپ ها زمانی استفاده می شود که نیاز به ایجاد فشار و سرعت زیاد نباشد و این پمپ ها با استفاده از یک خلاء می توانند سیال را پمپ کنند

پمپ رفت و برگشتی:

در این پمپ ها برای بالا بردن فشار سیال از حرکت افقی و عمودی استفاده می شود. که مقداری اتلاف انرژی به همراه دارد.

این پمپ ها برخلاف پمپ های گریز از مرکز نباید خروجی پمپ بسته باشد زیرا باعث ایجاد خرابی در پمپ می شود. علاوه بر این ها بستن یک شیر اطمینان در خروجی پمپ لازم است.
پمپ پیستونی:

در این نوع پمپ ها که مانند پمپ های گریز از مرکز دارای یک شیر خروجی است که نباید موقع عمل پمپاژ بسته باشد.

پمپ پلانجری:

این نوع پمپ دارای یک شیر اطمینان است که مانند پمپ پیستونی است ولی اگر قطر فشارنده آن کم باشد به آن پمپ پلانجری گویند.

عيب يابي در پمپها

در شرایط ایده ال پمپ هایی را مورد استفاده قرار می دهیم که همیشه در بهترین وضعیت خود کار می کنند.اما در دنیای واقعی به ندرت پیش می آید بتوانیم از یک تولید کننده پمپی دریافت نماییم که بازدهی آن به الزامات مورد نظر ما نزدیک باشد.و یا پیدا کردن راهی که بتواند عملکرد پمپ را درنقطه بیشترین بازدهی و یا نزدیک به ان نقطه حفظ نماید محال به نظر می رسد.البته مهندسین کاربردی راههایی برای بهینه سازی انتخاب پمپها دارند.یک راه این است که پمپ مطلوب را مشخص نموده و مشخصه های آن را به قدری دقیق ذکر نماییم که پمپهای دیگر را شامل نشود.در صنعتی که رقابت بر سر بهترین پیشنهادات وجود دارد این کار مورد قبول واقع نمی شود.روش دیگر بیان نمودن مشخصات پمپ بصورت پارامترهای اساسی می باشد.این پارامترها عبارتند از: جریان هد (افت فشار)،حداکثر توان ترمز، حداقل بازدهی پمپاژ،حداقل ضریب توان موتور و حداکثر سرعت موتور.
عملكرد پمپهاي سانتريفوژ در حالتی که شدت کار بر روی آنها زیاد باشد مي تواند موجب اختلالاتی در تلمبه شود. جريان توربولنت مي تواند موجب ایجاد لرزش هايی باعث و خارج شدن پمپ از مدار شود که به آن اصطلاحا می گوینداوت شده. يكي از دلايل اوليه لرزشهاي پمپ كاويتاسيون می باشد. در اين حالت در اثر كاهش فشار مايع و تبخير صورت گرفته در سمت مكش پروانه توده هاي حباب توليد و به خروجي پروانه برخورد کرده. حبابها همراه با صدا (مشابه صداي ضربه به بادكنك) و ايجاد لرزش مي شود.

توليد حباب در پروانه وقتي رخ مي دهد كه Npsh موجود مكش پمپ كمتر از Npsh اين امر مي تواند به علت وجود مانع در مسير مكش، وجود زانوئي در فاصله نزديك ورودي پمپ و يا شرايط غير عادي مي باشد. عواملي مانند افزايش دما و يا كاهش فشار در سمت مكش نيز مي تواند شرايط فوق را ايجاد كند. البته انتخاب پمپ براي سيستمهايي كه در دبي هاي متفاوت و سرعت متغير كار مي كنند بايستي با دقت صورت گيرد تا از پديده كاويتاسيون جلوگيري گردد. با توجه به ملاحظه مراجع مختلف لرزش پمپ ها معلوم شده است يك عامل رايج اين لرزشها پديده كاويتاسيون است و مي تواند مخرب نيز باشد.

ازدیگر عواملی که می تواند باعث لرزش در پمپ ها شود می توان به هم محور نبودن تلمبه و محور اصلی آن بیان کرد زیرا در این صورت باعث ایجاد جفت نبودن با دیگر قطعات دانست به همین دلیل باعث ایجاد سرو صدا می شود.

از دیگر عوامل می توان به خارج شدن شفت از مرکز خود دانست که این پدیده با چشم قابل دیدن و تشخیص نیست به همین دلیل آن را بر روی ماشین تراش که دارای اندازه گیر ساعتی می باشد نصب می کنند و اگر این کج شدگی به اندازه خیلی خیلی ناچیرز باشد به وسیله یک شخص ماهر قابل بازگشت به خط می باشد در غیر اینصورت از رده خارج می شود.
یکی دیگر از اشکالات در پمپ ها می توان به خوردگی پروانه تلمبه و رینگ ها و بلبرنگ ها اشاره کرد که سائیده شدن و یا فاصله آزاد آنها زیاد شده است.

پمپ گریز از مرکز

هرگاه جسمی به‌سرعت حول محور خود به چرخش در آید، ذرات مرکزی آن جسم در اثر نیروی تولید شده به خارج پرتاب می‌گردند. این نیرو را نیروی گریز از مرکز گویند. پمپهای گریز از مرکز بر اساس این نیرو که در اثر چرخش پروانه بوجود می‌آید، کار می‌کنند. دو قسمت مهم این تلمبه که کار اصلی را انجام می‌دهند، عبارتند از:

پروانه impeller
جداره Casing


مایع پس از رهایی از پروانه ، از مجرایی می‌گذرد که انرژی سرعتی مایع به انرژی فشاری مبدل می‌گردد. به این ترتیب ، فشار مایع هنگام خروج بیش از فشار ورودی آن می‌باشد. اگر سطل پر آبی را با سرعت به دوران در آوریم، مشاهده می‌شود وضعی قرار می‌گیرد که بای آب نمی‌ریزد. اگر در همین حال ، سوراخی در ته طرف ایجاد کنیم، مشاهده می‌شود که آب با سرعت زیاد از سوراخ به بیرون می‌ریزد..

پمپ دوّار

پمپ دوّار ، یک نوع پمپ جابجایی مثبت است که مایع را ممکن است به دو طریق پمپ کند: دورانی خاص و مخلوطی از دوران و نوسان. هر پمپ دوّار به‌طور کلی از یک محفظه ساکن درست شده که در این محفظه یک موتور بوسیله نیروی یک محرک خارجی می‌گردد. حرکت روتور اجرا ، پمپ کننده را به حرکت در می‌آورد. پمپهای دوّار با طرحهای گوناگون و متنوع ساخته شده‌اند که معمولترین آنها عبارتند از:

چرخ دنده داخلی و خارجی ، یک پیچی و چند پیچی ، تیکه‌ای ، پره‌ای نفرشی ، پره‌ای نوسانی ، بادامک پیستونی می‌باشد. این پمپها لازم است با سرعت دورانی زیاد و در حدود 5000 دور در دقیقه و یا بیشتر کار نمایند.

در بحث قبلی که در رابطه با پمپ ها داشتیم به بیان موضوعی در رابطه با پمپ های جابجایی مثب صحبت کردیم برای اینکه این قضیه کمی روشن تر و شفاف تر باشد به شرحی در رابطه با پمپ های جابجایی مثبت و نوع های شبیه به آن می پردازیم.

پمپ های جابجایی مثبت

پمپ دورانی یک نوع پمپ جابه‌جایی مثبت می باشد. به عنوان مثال در هر دور کامل چرخ در یک پمپ چرخ دنده‌ای مقدار معینی از سیال را از ورودی به خروجی منتقل کرده و آن را به سیستم های لوله کشی انتقال می دهد. به همین دلیل از پمپهای چرخ دنده‌ای معمولا برای انتقال سیالها از میان سیستمهایی که دارای یک مسیر جریان کامل از قسمت خروجی به ورودی پمپ می‌باشند، استفاده می‌شود. اگر این مسیر جریان برای مدتی مسدود شود، فشار زیاد ایجاد شده باعث متوقف شدن واحد محرک می‌گردد. پمپ ممکن است خورد شود، یا حداقل اتصالات فلزی سیستم لوله کشی خراب شده و شروع به نشت نمایند.

پمپ چرخ دنده جناقی

این پمپ به خاطر داشتن شکل دندانه چرخ دنده‌اش ، پمپ چرخ دنده جناقی نامیده شده است. دندانه‌های پمپ چرخ دنده‌ای ساده ، مستقیم هستند. بدین دلیل هنگام تخلیه هر چرخ دنده در یک زمان انجام می‌شود. دنده چرخ دنده‌های جناقی کج است. این موضوع باعث روی هم افتادن چرخ دنده‌ها می‌شود. هنگام تخلیه یک چرخ دنده قبل از تکمیل هنگام چرخ دنده دیگر انجام می‌شود، بدین دلیل باعث نرم تر کار کردن جریان در داخل سیستم لوله کشی می‌شود.
پمپ های چرخ دنده حلزونی

بعضی از پمپهای چرخ دنده‌ای باید بتوانند سیال را به هر دو جهت جابه‌جا کنند. بدین معنی که جهت چرخش چرخ دنده‌ها بایستی معکوس شود. چرخش پمپهای چرخ دنده‌ای ساده قابل برگشت (دو طرفه) است، ولی دارای خروجی ضربانی می‌باشند. پمپهای چرخ دنده جناقی دارای خروجی یکنواخت‌تری هستند، ولی جهت چرخش چرخ دنده‌ها قابل برگشت نیست. برای پیشگیری این نقض ، بعضی از پمپهای چرخ دنده‌ای از چرخ دنده حلزونی استفاده می‌کنند. کجی دندانه‌های چرخ دنده حلزونی باعث می شود هنگامه تخلیه یکنواخت برای جریان خروجی آرام تر از پمپ می‌باشد.
هر پمپ دارای سه روتور می‌باشد، یک روتور نیرو دهنده و دو هرز گرد. روتورها درون یک پوسته قرار می گیرند. سیال از طریق دهانه مکشی وارد پمپ می‌شود و از طریق گذرگاههای محفظه به هر دو انتهای روتورها یا جایی که سیال در میان فضای بین پوسته روتور و دندانه‌های روتور نیرو دهنده بار (سیال) پمپاژ شده مورد نیاز را با هرزگردها که بطور ساده برای آب بندی بکار می‌روند، حمل می‌کند. محفظه‌های روتور از یاطاقانهای طوقهای تشکیل شده‌اند. این یاطاقانها روتورها را نگهداری و هدایت کرده و آنها را درگیر می‌کنند.

محفظه روتورها کانالهایی هستند که مایع باید قبل از تخلیه شدن از پمپ از میان آنها بگذرد. برای جلوگیری از نفوذ هوا به داخل پمپ (فشار سیال در طرف مکش پمپ ممکن است کمتر از فشار اتمسفر باشد) شافت روتور نیرو دهنده باید آب بندی شود. شافت روتور هرزگرد مانند میله والو به وسیله پکینگی که توسط گلند در کاسه نمد نگه داشته می‌شود، آب بندی می‌گردد. قسمت انتهای کاسه نمد یک قسمت مجزا می‌باشد. این قطعه یاطاقان طوقه‌ای می‌باشد که بوش آب بندی نامیده می‌شود. بوش آب بندی ، شافت روتور نیرو دهنده را نگه داشته و هدایت می‌کند و نیز برای نفوذ ناپذیری هوا از اطراف شافت به داخل کمک می‌کند.

زمانی که یک مهندس شیمی (بعضی از شاخه ها) وارد صنعت می شود باید بتواند با انواع پمپ ها و دستگاه هایی که با سیال ها سروکار داردند کارکند و اطلاعاتی درمورد آنها داشته باشد. به همین دلیل سعی کردم در این پست به توضیحی در مورد یکی از پمپ های بسیار معروف و پر کاربرد در صنعت بپردازم.

پمپ سانتریفوز

در این این نوع پمپ ها سیال ابتدا به مرکز پمپ و نزدیک پره‌ها فرستاده می شود. و از اثر نیروی گریز از مرکز که ناشی از گردش سریع پمپ می‌باشد و انرژی جنشی زیادی بدست آورده و به خارج پرتاب شده و پوسته را از سیال پر کرده. انرژی جنبشی در قسمت های خروجی پمپ به انرژی فشاری تبدیل شده.

حرکت پروانه:

در جهت عمود بر فرو رفتگی پره ها در پمپ ها می باشد. پمپ های سانتریفیوژ از پرکاربردترین پمپ هائی است که در صنعت کاربرد فراوان دارد. مزیت این نوع پمپ ها این است که در اثر گذر حجمی سیال در آنها یکنواخت می‌شود.

پمپ های سانتریفیوژ را بر حسب نوع آن ها به انواع زیر تقسیم بندی می‌کنند:

از نظر وضعیت طبقات که ممکن است یک طبقه و یا چند طبقه باشند.

از نظر مقدار آبدهی و هد که ممکن است بصورت کم ، متوسط و زیاد باشند.

از نظر نوع پروانه ، تعداد تیغه.

اجزای یک پمپ سانتریفوژ

موتور ، که باعث حرکت دورانی محور می گردد.

پوسته جداره

لوله رانش

لوله مکش

محفظه بین پوسته و پروانه

پروانه پمپ شامل پره‌هایی می‌باشد که به نحوی ساخته شده‌اند تا جریان داخل پمپ حتی امکان یکنواخت باشد.

انواع پروانه‌های پمپهای سانتریفوژ

انواع پروانه‌های معمولی

پروانه ممکن است به یک صفحه متصل باشد یا بین دو صفحه قرار داشته باشد یا آزاد باشد. مایع در جهت محور وارد بدنه پمپ می‌شود و سیال ورودی بوسیله پره‌های پروانه دریافت شده و به داخل یک پیچک که مماس بر پمپ می‌باشد تخلیه می‌گردد. آب بندی پمپ های سانتریفوژ مسئله ای بسیار مهمی است که در صورت عدم رعایت آن باعث کاهش راندمان عمل پمپ می‌گردد.

در این قسمت انواع پمپ های گریز از مرکز( centrifuge pump ) را مورد بحث و بررسی قرارمي دهیم.

ابتدا اصول کار اولیه یک پمپ گریز از مرکز را بصورت خیلی مختصر شرح می دهم تا با مفهوم گریز از مرکز آشنایی پیدا کنید.

یک قوطی حلبی را در نظر بگیرید که در آن دو تا تیغه قرار گرفته است که سیال مورد نظر در آن ریخته می شود و این تیغه ها که به دیواره متصل می باشند شروع به حرکت می کنند و موجب ایجاد تلاطم و گردش در آب می شوند که این نیرو را گریز از مرکز گویند. خوب تا اینجا را داشته باشید حال این نیروی ایجاد شده باعث می شود تا سیال به کناره های دیواره ظرف رفته وسپس به سمت جلو یا بالا حرکت کند و این حرکت را گریز از مرکز یعنی خارج شدن از نقطه مرکز را گویند. یک مثال ساده می تواند قضیه را کاملا روشن کند. زمانی که شما می خواهید یک چای را شرین کنید درون آن شکر ریخته و با قاشق هم می زنید اگر خیلی سریع هم بزنید مایع درون لیوان یک شکل خاصی به خود می گیرد که کل مایع تمایل دارد به دور قاشق نزدیک شود که این همان نیروی گریز از مرکز در پمپ های گریز از مرکز می باشد.

انواع پمپ های گریز از مرکز:

پمپ پره مستقیم ( شعاعی)
پمپ تیغه خمیده ( volute )
پمپ مارپیچ


پمپ پره مستقیم:

در این گونه پمپ ها یک مجرای ورودی در مرکز پروانه پمپ قرار گرفته که سیال از طریق آن وارد محفظه می شود در این حین حرکت دورانی سیال موجب ایجاد یک فشار به قطر خارجی پروانه می شود. که باعث ایجاد جریان شده و پروانه را با سرعت و فشار زیادی ترک گفته و از طریق خروجی خارج شده.

پمپ تیغه خمیده ( volute ) :

این نوع پمپ ها علاوه بر قسمت های داخلی که به پره های منحنی شکل مجهز می باشد حتی درپوش آن هم به پره های منحنی شکل مجهز شده. در این گونه پمپ شکل پمپ یک تغییر خاصی دارد که حالت مارپیچ به خود دارد.

زمانی که سیال وارد محفظه پمپ شده پره ها سیال را به تلاطم در آورده اما به فرم مارپیچ این کار انجام می شود. و سیال را به دیواره چسبانده و سپس آن را خارج کرده. همزمان با گردش پروانه آب به دیواره چسبیده می شود و وارد مجرای مارپیچی شده. توجه کنید که فرآیند کار تمامی پمپ های گریز از مرکز یکسان است ولی کمی با هم تفاوت دارند.

پمپ مارپیچ:

این پمپ ها به شکل یک منحنی مارپیچ می باشند که به گرد یک نقطه دوران می کنند و دارای فاصله یکسان و ثابتی می باشند که از مرکز خود دور می شوند. حالت مارپیچ به شکل پوسته داخلی پمپ اطلاق می شود که فرم مارپیچ به خود می گیرد. این شکل پمپ یک مزیت خوب به پمپ می دهد تا بتواند سیال را به راحتی خارج کند. پس نتیجه این می شود که مجرای مارپیچی شکل سیال را جمع کرده و به سمت دریچه خروجی هدایت کرده. یکی دیگر از مزیت های این نوع پمپ ها این است که سرعت در تمامی نقاط پمپ یکسان است ولی در هنگام خروج سرعت کمی کاهش یافته. می دانید که فشار با سرعت رابطه عکس دارد زمانی که سرعت کم شده فشار زیاد شده حال برای اینکه فشار را بیشتر کنند سطح مقطع خروجی پمپ را افزایش داده.

در قسمت قبل به تفسیر پمپ های گریز از مرکز (Centrifuge Pump ) پرداخته و انواع آن ها را بیان نموده. حال می خواهم در اینجا به توضیح در مورد تقسیم بندی کلی پمپ ها بپردازیم.
پمپ ها را براساس میزان ارسال ارتفاع سیال تقسیم می کنند. که به آن هد پمپ (Pump Head ) گویند.

حال پمپ ها به چند دسته تقسیم می شوند:

پمپ ها تک مرحله ای (Single Stage ):
پمپ های دو مرحله ای:
پمپ های چند مرحله ای:
پمپ ها تک مرحله ای (Single Stage ):

این پمپ ها برای مواردی طراحی شده اند که ارتفاع خروجی آن ها کمتر از 1000 فوت (305 متر) باشد کاربرد دارد. اما مهمترین ایرادی که از این گونه پمپ ها می توان گرفت این است که ارتفاعی که سیال را می تواند پمپ کنند بسیار کم می باشد. این نوع پمپ ها به دو صورت طراحی می شوند:

پمپ های تک مرحله ای ثابت:

پمپ های تک مرحله ای متحرک (Portable ):
پمپ های تک مرحله ای ثابت:


این پمپ برای زمانی است که بخواهیم یک سیال را از یک چاه کم عمق یا مصارف عمومی و کار در منزل مورد استفاده قرار می گیرد.

پمپ های تک مرحله ای قابل حمل:

این پمپ برای موتورهای برقی و گازوئیلی یا بنزینی استفاده می شود. بیشتر شرکت های ساختمانی از این نوع پمپ ها استفاده می کنند زیرا قابلیت حمل به هر نقطه را دارد و برای هر نوع عملیاتی توانایی وقدرت مناسبی دارند.

پمپ های چند مرحله ای:

دیگر در رابطه با پمپ های دو مرحله ای صحبت نمی کنم زیرا ساختاری شبیه به پمپ های چند مرحله ای دارد. این پمپ ها برای زمانی طراحی شده اند که بخواهیم یک سیال را به ارتفاع زیادی پمپاژ نماییم به همین دلیل این پمپ ها با استفاده از ساختاری که برای آن ها طراحی کرده اند مناسب می باشند. در این پمپ ها از یک مرحل های وجود دارد تا 10 و بیشتر به طوری که هر مرحله را می توان یک پمپ تک مرحله ای فرض کرد.

ارسال سیال در این گونه پمپ ها به صورت افزاینده می باشد که ابتدا در مرحله اول سیال ورودی به دوبخش تبدیل شده و میزانی فشار به آن اضافه می شود و سپس در مرحله بعدی باز سیال به دو بخش تقسیم شده و میزان دیگری فشار به ماده ما اضافه شده و باز در مرحله بعدی سیال به اندازه فشار دلخواه رسیده و حال از جمع زدن کل این مراحل عدد 8 بدست می آید که پمپ 8 مرحله ای نامیده می شود و این طریقه محاسبه و کارکرد پمپ های چند مرحله ای بود که به صورت خلاصه توضیح دادم.

پره ها (Vans )

در پمپ های گریز از مرکز (Centrifuge Pump ) نوع پره (Vane) به مصرف و شرایط محل مورد نیاز و عملکرد آن پمپ بستگی دارد که از چه نوع جنس و چگونه شکلی مورد استفاده قرار می گیرد. پره های پمپ می تواند از تک پره (Single Vane ) تا 12 تا بیشتر هم باشد. هر چقدر تعداد پره ها بیشتر باشد پمپ توانایی این را دارد که بهتر بهره به ما بدهد. خود پره ها هم به انواع مختلفی تقسیم بندی می شوند:

پره باز(Open Vane )
پره نیمه باز( Semi-Open Vane )
پره پوشیده (Covered Vane )
پره باز(Open Vane )

این پره ها به گونه ای طراحی شده اند که یک از هر دوطرف آزاد می باشند مثل پره های چرخ گوشت. هر پره ای که به این فرم طراحی شده باشد از نوع پره باز می باشند که در وسط آن یک سوراخ وجود دارد که در جای خود سوار می شود و سیال از یک مجاری دیگر وارد شده. از این پره برای سیالاتی استفاده می شود که هیچ گونه ناخالصی در خود نداشته باشد.
پره نیمه باز( Semi-Open Vane )

از این پره ها در پمپ های فشار قوی که سیال دلرای ناخالصی و ذرات معلق می باشد مورد استفاده قرار می گیرد. شکل این نوع پره ها به گونه ای است که یک صفحه در پشت پره چسیبده می شود و یک طرف آن بسته و طرف دیگر آن باز می باشد بگونه ای که پره قابل مشاهده می باشد.

پره پوشیده (Covered Vane )

حال به توضیح در مورد این پره پرداخته. این پره ها استفاده زیادی در صنعت پمپ سازی دارد زیرا این پره ها خیلی کم سائیده می شوند مدت طولانی می توان از آن ها استفاده کرد زیرا بازده زیادی دارند. و به هیچ وجه مواد زاید نمی توانند با پره درگیر شوند. ساختار این پره ها به گونه ای است که پره بین دو صفحه قرار گرفته و یک فاصله بین آن دو صفحه وجود دارد که پره بین آن قرار می گیرد و سیال از آن راه با پره در تماس می باشد.

 

 

 

+ نوشته شده توسط فرهاد در شنبه بیست و هشتم آذر 1388 و ساعت 17:26 |

معرفي ماشين‌كاري با جت آب و مواد ساينده معرفي ماشين‌كاري با جت آب و مواد ساينده

Abrasive and Water Jet Machining: Introduction

اگرچه سال‌هاست كه از استفاده از تكنولوژي جت مواد ساينده و جت آب مي‌گذرد و ليكن اخيراً اين دو فرآيند در زمينه بازار ماشني ابزار جايگاه مناسبي پيدا كرده است. اين موضوع مهم و قابل توجه است و تعدادي از نوآورن قديمي با استفاده از جايگزيني و تكميل فرآيندهاي معمولي ماشين‌كاري خود با استفاده از اين دو فرآيند (ماشين‌كاري با جت‌آب و جت مواد ساينده) سود فراواني برده‌اند.

اخيراً بر طبق گزارش Frost و Sullivan كه يك شركت بازاريابي كار مي‌كنند، اعلام نموده‌اند كه abrasive waterjet به نحو چشمگيري رشد و گسترش قابل ملاحظه‌اي پيدا كرده است. رشد 1/9 درصد در فاصله سال‌هاي 2002-1997 براي بازار واترجت و جت مواد آينده پيش‌بيني مي‌شود.

هم واترجت و هم ليزر قادرند فلزات و ديگر مواد را برش دهند. وليكن دستگاه‌هاي واترجت ارزان‌تر از دستگاه‌هاي ليزر مي‌باشند و عملاً دستگاه‌هاي واترجت برتر از ماشين‌هاي برش معمولي مي‌باشند.

چرا تعداد زيادي از مردم به خريد دستگاه‌هاي واترجت روي آورده‌اند، زيرا: چون مي‌توانند سريع برنامه‌ريزي كرده و در مدت كوتاهي پول‌دار شده و سود زيادي عايدشان شود. همچنين مي‌توانند سريعاً دستگاه را تنظيم كرده و كل مجموعه تنظيمات دستگاه را تنظيم كرده و كل مجموعه تنظيمات دستگاه را چك كنند آنها از ابزار دستگاه خيلي تعريف مي‌كنند. چونكه ابزار، هم در ماشينكاري اوليه و هم در ماشينكاري ثانويه (نهايي) يكي است و نيازي به تغيير ابزار نمي‌شود. سرعت ساخت قطعات بسيار بالا و خارج از تصور مي‌باشد. اين روش باعث ايجاد اثرات حرارتي روي قطعه نمي‌شود. آنها مي‌توانند هزينه خريد دستگاه را در مدت كوتاهي تامين نمايند. شما قبلاً عبارات واترجت و جت مواد ساينده را شنيده‌ايد، اين مهم است كه بدانيد جهت مواد ساينده همان واترجت نمي‌باشد، اگرچه خيلي به هم شبيه هستند. تكنولوژي جت‌آب به حدود 20 سال پيش برمي‌گردد و جت مواد ساينده حدوداً 10 سال بعد به وجود آمد. اساس هر دو روش مبتني بر افزايش فشار آب تا حد خيلي زياد و خروج آب از يك روزنه كوچك به خارج مي‌باشد. سيستم واترجت از يك باريكه آب استفاده مي‌كند كه از دهانه (orifice) خارج مي‌شود و مي‌تواند مواد نرمي از قبيل پارچه و مقوا را برش دهد و ليكن نمي‌تواند مواد سخت‌تري را برش‌كاري كند. آب در دهانه ورودي از 20 تا 55 هزار پوند بر اينچ مربع تحت فشار قرار مي‌گيرد، سپس از دهانه (jewel) كه قطر آن به طور نمونه 015/0-010/0 اينچ مي‌باشد. با فشار خارج مي‌شود و در سيستم جت مواد ساينده، مواد ساينده به جت‌آب افزوده شده تا بتواند مواد سخت‌تر را نيز برش دهد. سرعت خيلي زياد جت آب باعث ايجاد خلاء شده و مواد ساينده را به داخل نازل مكش مي‌كند. اغلب مردم زماني كه منظورشان جت ساينده است، به غلط اصطلاح واترجت را به كار مي‌برند. يك مجموعه كامل نازل واترجت حدود 500 تا 1000 دلار مي‌باشد در صورتي كه نازل جت سازنده حدود 800 تا 2000 دلار هزينه در بر دارد. هزينه عملياتي جت مواد ساينده به خاطر سايش تيوپ مخلوط‌كننده مواد ساينده با آب و همچنين به خاطر مصرف مواد ساينده نسبت به واترجت خيلي زياد است.

تنها محدوديت جت‌آب نازل‌هاي آن مي‌باشد و jewel داراي سوراخ بسيار ريزي بوده كه آب با فشار از آن به بيرون پاشيده مي‌شود. Jewel ممكن است ترك برداشته و يا در اثر رسوب در آن مسدود شدن دهانه ياقوتي نازل در اثر ورود مواد زائد و گرد و كثافت در دهانه ورودي آب (inlet water) مي‌باشد و مي‌توان براحتي و با استفاده از يك فيلتراسيون مناسب از بروز چنين مواردي جلوگيري نمود. رسوبات در اثر مواد معدني موجود در آب نيز ممكن است پديد آيد. Jewelها را مي‌توان در مدت كوتاهي حدود 2 تا 10 دقيقه تعويض نمود. همچنين قيمت بالايي نداشته و حدود 5 تا 50 دلار مي‌باشد، البته نازل‌هاي الماسه نيز وجود دارند وليكن قيمت آنها حدود 200 دلار مي‌باشد و همچنين ساخت آنها نيز مشكل‌تر از نازل‌هاي ياقوتي مي‌باشد. ابعاد و شكل هندسي دهانه نازل در نحوه عملكرد آن تاثير بسيار مهمي داشته و در مورد نازل‌هاي الماسي تامين اين دقت و تلرانس كمي مشكل و هزينه‌بر مي‌باشد.

محدوديت‌هاي موجود در مورد نازل‌هاي مربوط به جت مواد ساينده

نازل‌هاي جت مواد ساينده علاوه بر طرح ساده‌اي كه دارند گاه‌گاهي ايجاد مشكلاتي نيز مي‌كنند. طرح‌هاي گوناگوني ساخته شده‌اند ولي همگي در بروز يكسري مشكلات مشترك هستند.

تيوپ مخلوط‌كننده يك قطعه و مجموعه گران‌قيمت بوده و به علت سايش در اثر مواد ساينده داراي عمر كوتاهي نيز مي‌باشد. همانطوري كه گفته شد، جت مواد ساينده قادر است هر چيزي را برش دهد و اين توانايي بالايي فرسايش و در نتيچه آن برش مسير عبور و تيوپ مخلوط‌كننده را نيز تحت تاثير قرار مي‌دهد و همين مسئله در افزايش قيمت نهايي قطعه توليدي تاثير مي‌گذارد.

از ديگر مشكلات موجود در مورد دستگاه‌هاي جت مواد ساينده اين است كه تيوپ مخلوط‌كننده به هميشه بلكه گاه‌گاهي مسدود مي‌شود. معمولاً علت اين امر در اثر مواد زايد و كثيف (dirt) و همچنين دانه‌هاي مواد ساينده كه از اندازه استاندارد بزرگ‌تر باشند نيز حاصل مي‌شود.

مزاياي ماشين‌كاري با جت مواد ساينده

برنامه‌‌ريزي و تنظيم فوق‌العاده سريع

در اين فرآيند نيازي به تغيير ابزار جهت كارهاي مختلف نمي‌باشد، برعكس ديگر دستگاه‌هاي ماشين‌كاري كه حتي براي تعويض ابزار نير بايد براي دستگاه برنامه‌ريزي كرد. تنها برنامه‌ريزي لازم براي انجام عمليات ارائه نقشه قطعه به دستگاه مي‌باشد و اگر مشتري نقشه قطعه كار را روي يك ديسكت به شما تحويل دهد، نصف كار انجام شده است و اين به اين معني است كه شما در توليدات كم و حتي تك‌سازي هم مي‌توانيد سود قابل توجهي ببريد.

براي اغلب كارها نياز به فيكسچر خيلي كمي نياز است:

براي مواد تخت مي‌توان پس از قرار دادن آنها روي ميزكار با قراردادن دو وزنه 10 پوندي روي آن قطعه كار را فيكس نمود و براي قطعات كوچك مي‌تواند با استفاده از رويندهاي كوچك، كار را محكم نمود.

امكان ماشين‌كاري تقريباً هر قطعه (شكل) دو بعدي و برخي از قطعات (اشكال) سه بعدي

امكان ماشين‌كاري شعاع‌ها و گوشه‌هاي داخلي با شعاع كم، امكان ساخت فلانج كاربراتور با سوراخ‌ها و همه چيزهاي لازم آن. برخي از دستگاه‌هاي فوق‌العاده پيشرفته قادر به ماشين‌كاري سه بعدي مي‌باشند. ماشين‌كاري سه بعدي نيازمند و مستلزم دقت زيادي مي‌باشد. به همين دليل ماشين‌كاري سه بعدي صرفاً جهت كاربردهاي خاص به كار مي‌رود.

به هر حال ماشين‌كاري جت مواد ساينده داراي توانمندي فوق‌العاده در توليد اشكال دو بعدي است و ليكن در مورد اشكال سه بعدي داراي محدوديت‌هايي مي‌باشد.

اعمال نيروي جانبي بسيار كم به قطعه حين ماشين‌كاري

بدين معني كه شما مي‌توانيد با اطمينان قطعاتي كه ضخامت ديواره آنها به كوچكي 0025/0 اينچ باشد را به راحتي و بدون تركيدگي و يا حتي لب‌پريدگي، ماشين‌كاري كنيد. همچنين پايين بودن زياد ميزان نيروي جانبي برش اين امكان را فراهم مي‌كند تا بتوان اشكال لانه زنبوري و تو در تو توليد نموده و با اين كار را از متريال حداكثر استفاده را كرد.

اغلب هيچ گونه گرمايي روي قطعه كار ايجاد نمي‌شود:

شما مي‌توانيد قطعه كار را ماشين‌كاري كنيد. بدون ايجاد افزايش دما و سخت شدن قطعه كار و بدون توليد دودهاي سمي، بدون ايجاد پيچيدگي در قطعه كار، و بدون توليد دودهاي سمي، و بدون ايجاد پيچيدگي در قطعه كار.

شما مي‌توانيد قطعاتي را كه قبلاً سخت‌كاري شده‌اند و عمليات حرارتي بر روي آنها انجام شده است را به راحتي ماشين‌كاري كنيد. در ايجاد سوراخ بر روي فولاد به ضخامت 2 اينچ حداكثر دماي قطعه كار به 120 درجه فارنهايت مي‌رسد و ليكن ماشين‌كاري بر روي ديگر قطعات در دماي اتاق انجام مي‌شود.

نيازي به ايجاد سوراخ اوليه نمي‌شود:

بر خلاف ماشين‌كاري با وايركات كه نياز به ايجاد سوراخ اوليه مي‌باشد در اين روش نيازي به ايجاد سوراخ اوليه نمي‌باشد.

موضوع ضخامت قطعه‌كار

محدوديت مشخصي براي ضخامت معلوم نمي‌باشد و ليكن سرعت برش تابعي از ضخامت قطعه كار مي‌باشد.

عدم آسيب‌رساني به محيط

شما مي‌توانيد از مواد ساييده شده قرمز رنگ كه از garnet بجاي مانده است جهت تزئين باغچه استفاده كنيد حتي اگر شما مي‌خواهيد قطعات زيادي از جنس مواد خطرناك از قبيل سرب و … را ماشين‌كاري كنيد، اين مهم است كه مقدار خيلي كمي از ماده برداشته مي‌شود. اين خود در حفاظت محيط‌زيست موثر است.

باقي مانده مواد خام نيز قابل استفاده است

هنگام ماشين‌كاري قطعات گران‌قيمت از قبيل تييانيوم، باقي مانده ماده خام نيز ارزشمند است زير عرض برش اين فرآيند كوچك بوده و پس از توليد قطعه اصلي، مي‌توان از مواد باقي مانده مجدداً قطعات ديگري توليد نمود.

تنها و تنها فقط به يك ابزار نياز است

در اين روش نيازي به تغيير ابزار نمي‌باشد و حتي نيازي به برنامه‌ريزي جهت تغيير ابزار نمي‌باشد. برنامه‌ريزي و تنظيم دستگاه و تميز كردن نيز زمان زيادي نمي‌برد، از اين رو در اين روش سرعت توليد و بهره‌وري خيلي زياد است.

افسانه‌ها و موهومات معمول در مورد جت مواد ساينده

اوه! شما مي‌توانيد فولاد به ضخامت 6 اينچ را با آب ببريد!؟

خير! اگر شما مشاهده مي‌كنيد كه يك قطعه فولادي به ضخامت 6 اينچ در حال برش‌كاري است، بدانيد كه اين واترجت نيست بلكه جت مواد ساينده است كه اين كار را انجام مي‌دهد. وظيفه آب در اينجا فقط اعمال شتاب فوق‌العاده زياد بر مواد ساينده است. و اين مواد ساينده است كه فولاد را مي‌برد، نه آب!

عمر نازل برش‌كاري

به اشتباه خيال مي‌شود كه عمر نازل خيلي مهم و حساس است و اين در حالي است كه عمر قسمت نازل دستگاه اهميت آن چناني ندارد و آنچه كه مهم است عمر تيوپ مخلوط‌كننده مواد ساينده با آب است.

Orifice يا jewelها ارزان هستند و اصلاً قابل قياس با تيوپ اختلاط نمي‌باشد. Jewelها (قسمت نازل يا دهانه خروجي آب است كه از جنس لعل يا ياقوت مي‌باشد) تقريباً ارزان و حدود 15 تا 50 دلار مي‌باشند و اين در حالي است كه قيمت تيوپ مخلوط‌كننده 100 تا 200 دلار مي‌باشد. Jewelها نوعاً در اثر رسوبات معدني موجود در آب آسيب مي‌بينند كه البته اين رسوبات قابل برداشت مي‌باشند. Jewel از جنس ياقوت قرمز و آبي تقريباً يكسان هستند و تفاوتشان فقط در رنگشان است. علت رنگ قرمز rubyها به علت درصد بالاي كرم موجود در آنها بوده و در مقابل sapphireها علت رنگ آبي، درصد بالاي آهن موجود در آنها است وليكن هر دو سنگ ياقوت معدني مي‌باشند. اما اگر هنوز عمر مفيد نازل براي شما خيلي مهم است مي‌توانيد بجاي نازل از جنس ياقوت قرمز يا آبي، از نازل الماسه استفاده كنيد ولي بهتر است فعلاً از يك سامانه مناسب فيلتراسيون آب استفاده كنيد.

مدت كاركرد مفيد تيوب مخلوط‌كننده چقدر است؟

براي روشن شدن موضوع بدانيد استفاده از يك تيوب مخلوط‌كننده كهنه و آسيب ديده در اثر كاركرد مانند بكارگيري يك تيغچه الماسه كند شده مي‌باشد. اين مشكل است كه بگوييم چه وقت يك تيوب كاملاً آسيب ديده و قابل كاربرد نمي‌باشد. اما اين مهم است كه ساييدگي در تيوب باعث كاهش كارآيي ماشين‌كاري مي‌گردد. براي كارهاي دقيق بهتر است از يك تيوب جديد استفاده نمود.

عمر مفيد تيوب به پارامترهاي زيادي بستگي دارد، به عنوان مثال نوعاً از 20 تا 100 ساعت مي‌تواند عمر مفيد متوسط فرض شود. البته با توجه به شرايط ممكن است از اين زمان سريع‌تر يا كندتر نيز سايش اتفاق بيفتد كه البته باز به شرايط كاري بستگي دارد.

پس هزينه اصلي عملياتي چه چيزي است؟

وقتي هزينه‌هايي از قبيل تيوب اختلاط و دهنه‌هاي نازل كه قطعات گران‌قيمت و فرسايشي هستند را مورد توجه قرار مي‌دهيد بايستي هزينه كل عميات را نيز در نظر گرفته و آن را با سودمندي و قدرت توليد دستگاه مقايسه كنيد وقتي شما چنين مقايسه‌اي را انجام دهيد خواهيد ديد كه دستگاه جت مواد ساينده شايد سودآورترين دستگاه در كارگاه شما باشد.

توجه داشته باشيد كه قيمت ساعت كار دستگاه بين 20 تا 35 دلار متغير است. البته كارگاه‌هايي نيز مشاهده شده‌اند كه به علت انجام كارهاي فوق‌العاده دقيق، ساعت كار دستگاهشان بين 500 تا 2000 دلار مي‌باشد. البته كمي غير عادي نيز مي‌باشد و همچنين گاهگاهي كارگاه‌هايي نيز ديده مي‌شوند كه كارهايي انجام مي‌دهند كه انجام آنها با ساير روش‌ها يا تقريباً غير ممكن و يا با استفاده از روش‌هايي كه بتواند جايگزين جت مواد ساينده شود، خيلي گران مي‌شود.

تلرانس‌ها و دقت‌هاي قابل دستيابي

جهت توليد قطعات دقيق نياز به دستگاه دقيق نيز مي‌باشد. البته پارامترهاي ديگري نيز وجود دارند كه مهم و قابل توجه مي‌باشند. يك ميزكار دقيق در دقت كار تاثير دارد. فاكتور اصلي در دقت و تلرانس، نرم‌افزار دستگاه است نه سخت‌افزار آن! تلرانس قابل دستيابي به مقدار زيادي به مهارت استفاده كننده بستگي دارد. اخيراً پيشرفت‌هاي مهمي در خصوص كنترل فرآيند جهت دستيابي به تلرانس‌هاي بالاتر صورت گرفته است. دستگاه 10 سال پيش داراي تلرانس كاري بين 060/0 تا 10/0 اينچ بوده است و ليكن امروزه دستگاه‌هايي توليد شده‌اند كه قادرند قطعاتي با تلرانس 002/0 اينچ توليد كنند.

جنس قطعه كار

مواد سخت‌تر نوعاً پس از برشكاري كمتر taper شده‌اند و اين مسئله در تعيين ميزان تلرانس قابل دستيابي، قابل توجه است.

ضخامت قطعه كار

هنگامي كه ضخامت قطعه كار افزايش مي‌يابد، كنترل رفتار خروجي جت‌ ساينده در محلي كه از قطعه كار خارج مي‌شود، مشكل مي‌گردد و هر چه ضخامت قطعه كار افزايش يابد، ميزان شيب‌دار شدن و احتمال لب‌پريدگي افزايش مي‌يابد.

دقت ميزكار

واضح است است دقت بالاتر وقتي حاصل مي‌شود كه حركت ميز دقيق‌تر و قابل كنترل‌تر باشد.

استحكام و پايداري ميزكار

ارتعاشات بين سيستم حركتي و قطعه كار و ضعف در كنترل سرعت و تغيير ناگهاني در وضعيت دستگاه مي‌تواند باعث بروز عيب در قطعه كار گرديده كه اغلب witness marks ناميده مي‌شود (شكل 4)

كنترل جت مواد ساينده

چون اساساً ابزار برشي يك جرياني از آب پر فشار همراه با مواد ساينده است (طبق شكل 5) هنگام خروج از قطعه كار حالت اريبي شكل بوجود مي‌آيد، لذا جهت حصول تلرانس و دقت لازم بايستي اين عقب‌افتادگي با كنترل مناسب جبران گردد.

اين مسلئه عقب‌افتادگي (lag) مي‌تواند در موارد ذيل بروز اشكال نمايد

الف- در اطراف منحني‌ها

هنگامي كه جت مي‌خواهد از يك مسير منحني شكل عبور نمايد، lag باعث شيب‌دار شدن مي‌گردد، بنابراين براي جلوگيري از اين امر بايستي سرعت حركت خطي مسير برش را پايين آورد و اجازه داد كه قسمت انتهايي جت و قسمت ابتدايي آن كه اين دو مابين محل ورود جت و محل خروج آن از قطعه كار قرار دارد در يك راستا قرار گرفته و از شيب‌دار شدن آن جلوگيري گردد.

ب- گوشه‌هاي داخلي

هنگامي كه جت وارد يك گوشه داخلي از مسير برش مي‌گردد بايستي سرعت پيشروي را پايين آورد تا عقب‌افتادگي قسمت انتهايي جت جبران شده و مسير برش صاف و بدون شيب‌دار شدن توليد شود در غير اين صورت احتمال افزايش شعاع گوشه وجود خواهد داشت. همچنين پس از اتمام ماشينكاري گوشه‌ها و رسيدن به خط مستقيم نبايستي سرعت پيشروي يكمرتبه افزايش يابد زيرا اين عمل باعث پس زدن ناگهاني جت و آسيب‌ديدگي قطعه كار مي‌گردد.

ج- ميزان پيشروي

هنگامي كه سرعت پيشروي كاهش داده مي‌شود، عرض مسير برش قه مقدار اندكي افزايش مي‌يابد.

د- شتاب

هر گونه حركت ناگهاني از قبيل تغيير در ميزان پيشروي به طور ناگهاني باعث آسيب‌ديدگي قطعه كار مي‌گردد. لذا بايستي براي كارهاي فوق‌العاده دقيق، شتاب به خوبي كنترل گردد.

هـ- فاصله نازل تا قطعه كار

برخي از نازل‌ها نسبت به برخي ديگر باعث شيب‌دار شدن بيشتري در مسير برش مي‌گدرد. نازل‌هاي بلندتر معمولاً شيب كمتري ايجاد مي‌نمايند، كاهش فاصله نازل تا سطح قطعه كار باعث كمتر شدن شيب مي‌گردد.

و- عرض برش

عرض برش كه همان قطر يا عرض پرتو جت مي‌باشد، مشخص مي‌كند كه تا چه حد شما مي‌توانيد گوشه‌هايي تيز و با حداقل شعاع گوشه توليد نماييد. تقريباً كوچكترين قطر پرتو جت توليد عرض برشي به پهناي 030/0 اينچ مي‌نمايد. دستگاه‌هايي با قدرت عملياتي بالاتر نيازمند نازل‌هاي بزرگتري مي‌باشد زيرا حجم آب و مواد ساينده نيز بيشتر خواهد بود.

ز- ثبات فشار پمپ

تغييرات در فشار پمپ واترجت مي‌تواند باعث ايجاد اثراتي بر روي قطعه نهايي گردد. بنابراين لازم است كه در حين انجام عمليات طوري برنامه‌ريزي گردد كه تغييرات فشار پمپ به حداقل رسيده تا از ايجاد اثرات نامطلوب بر قطعه كار جلوگيري شود و اين موضوع بخصوص در مواردي كه تلرانس مورد نظر در حدود 005/0 اينچ باشد، رعايت اين مسئله الزامي است پمپ‌هاي قديمي‌تر اغلب بيشتر باعث بروز چنين مشكلاتي مي‌شدند وليكن پمپ‌هايي كه با استفاده از سيستم ميل‌لنگ كار مي‌كنند باعث توزيع فشار يكنواخت‌تر و منظم‌تر مي‌گردند.

ح- تجربه اپراتور

با توجه به فاكتورهاي ذكر شده سيستم جت مواد ساينده قادر است قطعات را با تلرانسي از 020/0 اينچ تا 001/0 اينچ توليد نمايد. امتياز و برتري يك دستگاه جت مواد ساينده نسب به نوع مشابه خود، در سهولت دستيابي به تلرانس‌هاي مذكور مي‌باشد در صورتي كه نازل بتواند در هر موقعيت لازم نسبت به محورهاي x و y با تلرانس 01/0 اينچ قرار گيرد، بنابراين شما مي‌توانيد قطعه‌اي با ضخامت 5/0 اينچ را با تلرانس 002/0 اينچ توليد نماييد. علاوه بر مطالب فوق، تجربه اپراتور نيز حائز اهميت مي‌باشد.

 

+ نوشته شده توسط فرهاد در شنبه بیست و هشتم آذر 1388 و ساعت 17:25 |

ماشین کاری سریع (High Speed Machining) ماشین کاری سریع چیست؟

 هنوز سؤالات و اشکالات و تعریفهای متناقض زیادی پیرامون این موضوع وجود دارد. در ادامه، این سؤالات پاسخ دهی شده و به طریقی که به حذف فضای نامفهوم ایجاد شده پیرامون ماشین کاری سریع کمک کند، مورد بحث قرار گرفته اند.

پس زمینه تاریخی

عبارت ماشین کاری سریع (HSM)، عموماً به فرزکاری انگشتی با سرعت دورانی بالا و پیشروی سریع بر می گردد؛ به عنوان نمونه، پاکت تراشی در بدنه آلومینیومی هواپیماهابا نرخ براده برداری بالا. در طی 60 سال گذشته، ماشین کاری سریع در مورد گستره وسیعی از تولید قطعات فلزی و غیر فلزی با وضعیت سطحی خاص در ماشین کاری مواد با سختی 50 HRC و بالاتر اعمال گردیده است.

برای بیشتر قطعات فولادی که تا حدود 32-42 HRC سخت شده اند، گزینه های ماشین کاری عبارتند از:

- ماشین کاری خشن و نیمه پرداختی در شرایطی که هنوز سخت نشده اند (آنیل)

- عملیات حرارتی برای دست یابی به سختی نهایی (در حدود 63 HRC)

- ماشین کاری الکترودها و اسپارک قطعات خاص قالبها (خصوصاً گوشه ها با شعاعهای کوچک و حفره های عمیق با دسترسی محدود برای ابزارهای برشی)

- پرداخت و فوق پرداخت سطوح استوانه ای، تخت و حفره ها توسط کاربید سمانته مناسب، Cermet (نوعی آلیاژ سرامیک و فلز)، کاربید سرامیک مخلوط شده یا نیترید بورون مکعبی چند کریستالی (PCBN).

در مورد خیلی از قطعات و اجزاء، فرآیند تولید شامل آمیزه ای از این گزینه ها بوده و در مورد قالبها باید پرداخت کاری دستی -که زمان بر است- را نیز اضافه نمود. در نتیجه، هزینه های تولید بالا رفته و زمان تدارک (Lead time) بیش از اندازه طولانی خواهد شد.

یکی از اهداف و مقاصد صنایع قالب سازی این بوده و هست که نیاز به پولیش زدن دستی را کاهش داده و یا حذف نمایند و متعاقباً کیفیت را بهبود بخشیده و هزینه های تولید و زمان تدارک را کاهش دهند.

فاکتورهای اقتصادی و فنی اصلی برای پیشرفت ماشین کاری سریع

بقا – همیشه افزایش رقابت در بازارهای فروش کالا با تهیه استانداردهای جدید همراه است. نیاز به بهره وری در زمان و هزینه روز به روز بیشتر و بیشتر می شود. این موضوع سبب می شود تا پروسه ها و فناوریهای تولیدی نوینی شکل بگیرد. ماشین کاری سریع، امید بخش و ارائه دهنده راه حلهای جدید است... .

مواد - پیشرفت مواد جدیدی که ماشین کاری آنها مشکل است، بر نیاز به یافتن راه حلهای جدید ماشین کاری تأکید می نماید. صنایع فضایی، آلیاژهای فولادی ضد زنگ و مقاوم به حرارت مخصوص به خود را داراست. صنایع اتومبیل سازی، کامپوزیتهای دو فلزی، آهن فریتی و حجم رو به رشد آلومینیوم را داراست. صنعت قالبسازی اساساً با مشکل ماشین کاری فولادهای ابزاری سخت شده از مرحله خشن کاری تا پرداخت کاری روبه روست.

کیفیت - نیاز به قطعات و اجزاء محصولاتی با کیفیت بالاتر، نتیجه رقابتهای رو به افزایش است. چنانچه ماشین کاری سریع درست به کار گرفته شود، راه حلهای زیادی در این زمینه ارائه می دهد. یک نمونه جایگزین کردن پرداخت کاری دستی با ماشین کاری سریع است که خصوصاً در قالبها و یا قطعات با هندسه سه بعدی پیچیده از اهمیت بالایی برخوردار است.

فرایندها – نیاز به زمان بازده کوتاهتر از طریق کاهش تعداد باز و بست کردنها و روشهای ساده تر، در خیلی از موارد می تواند توسط ماشین کاری سریع برآورده شود. یک هدف نوعی در صنعت قالب سازی این است که ابزارهای سخت شده کوچک در یک set-up ماشین کاری شوند. فرایندهای پر هزینه و زمان بر EDM را نیز می توان توسط ماشین کاری سریع کاهش داده و یا حذف نمود.

طراحی و پیشرفت - امروزه یکی از ابزارهای اصلی برای رقابت، فروش محصولات تازه و نوظهور می باشد. در حال حاضر عمر متوسط قطعات خودروها در حدود 4 سال، قطعات کامپیوترها و خدمات جانبی آن 1.5 سال، و عمر گوشیهای تلفن، 3 ماه و ... است. یکی از شرایط لازم برای چنین پیشرفت در تغییر سریع طرحها و محصولات و کاهش زمان عرضه آنها استفاده از تکنیکهای ماشین کاری سریع است.

محصولات پیچیده - استفاده از سطوح چند کاره (multi-functional surfaces) بر روی قطعات در حال افزایش هستند، همچون طرحهای جدید پره های توربین که قابلیت ها و تواناییهای جدید و بهینه ای بدست می دهد. طرحهای قبلی اجازه می دانند که پره ها را توسط دست یا با روبات پولیش زنی نمود، اما پره های جدیدی که بسیار پیچیده تر شده اند، می بایستی از طریق ماشین کاری و ترجیحاً ماشین کاری سریع، پرداخت شوند. در این مورد نمونه های خیلی بیشتری از قطعات با دیواره نازک که می بایستی ماشین کاری شوند، موجود است. (تجهیزات پزشکی، الکترونیک، محصولات دفاعی و اجزاء کامپیوترها)

اولین تعریف از ماشین کاری سریع:

در تئوری Salomon، ماشین کاری با سرعت برشی بالا... فرض می شود که در سرعتهای برشی خاص (5 تا 10 مرتبه بزرگتر نسبت به ماشین کاری معمولی)، دمای براده برداری در لبه برشی شروع به کاهش می نماید... .

در نتیجه ... به نظر می رسد که شانسی برای بهبود تولید در ماشین کاری با ابزارهای معمولی در سرعتهای برشی بالا بدست دهد... .

تحقیقات نوین، متأسفانه نتوانسته است این تئوری را به طور امل تأیید نماید. کاهش نسبی دما در لبه برنده برای مواد مختلف، در سرعتهای برشی خاص رخ می دهد. این کاهش دما برای فولاد و چدن کوچک بوده و برای آلومینیوم و دیگر فلزات غیر فرو بزرگتر می باشد.

به عنوان یک تعریف منطقی از ماشین کاری سریع می توان گفت: ماشین کاری در سرعتهای به طور مشخص بالاتر نسبت به سرعتهای معمول مورد استفاده در کارگاهها. این سرعت به عوامل زیر بستگی دارد:

1. ماده ای که می بایستی ماشین کاری شود – به عنوان مثال: آلیاژهای آلومینیوم، سوپر آلیاژهای نیکل، فولادها، آلیاژهای تیتانیوم، چدن یا کامپوزیتها

2. نوع فرایند ماشین کاری – برای مثال: تراشکاری، فرزکاری یا سوراخکاری

3. ماشین ابزار مورد استفاده – برای مثال: قابلیت های توانی، سرعت، پیشروی ماشین؛ دیگر مشخصات ماشین ابزار همچون پایداری استاتیکی و دینامیکی

4. ابزار برشی مورد استفاده – به عنوان نمونه: فولاد تند بر، ابزار کاربیدی، سرامیکی یا الماسه

5. ملزومات قطعه کار – شکل، سایز، هندسه، سفتی، دقت و پرداخت

6. ملاحظات دیگر – دسترسی به براده، ایمنی و اقتصاد

تعریفهای عملی از ماشین کاری سریع:

• ماشین کاری با سرعت بالا در حقیقت تنها سرعت برشی بالا نیست. این موضوع را می بایستی به عنوان فرایندی که در آن عملیات با روشهای بسیار خاص و با تجهیزات تولیدی بسیار دقیق انجام می گیرد، در نظر گرفت.

• ماشین کاری با سرعت بالا، لزوماً ماشین کاری با اسپیدلهای با سرعت بالا نمی باشد. خیلی از کاربردهای ماشین کاری سریع با اسپیندلهایی با سرعتهای متوسط و با ابزارهای بزرگ انجام می گیرد.

• ماشین کاری سریع در پرداخت کاری فولادهای سخت شده در سرعتها و پیشرویهای بالا، اغلب 4-6 برابر سریعتر نسبت به ماشین کاری معمولی انجام می پذیرد.

مزایای استفاده از ماشین کاری سریع:

• حداقل فرسایش ابزار حتی در سرعتهای بالا

• فرایندی با قابلیت تولید بالا برای قطعات کوچک

• کاهش تعداد مراحل فرایند

در این نوع ماشین کاری دمای قطعه کار و ابزار پایین نگه داشته می شود که باعث می شود در خیلی از موارد عمر ابزار طولانی تر شود. از طرف دیگر در ماشین کاری سریع، عمق ماشین کاری کم بوده و زمان درگیری برای لبه برنده بسیار کوتاه است. (در تصویر زیر به وضوح تفاوت میان ماشین کاری معمولی و ماشین کاری سریع از لحاط حرارت ایجاد شده و منطقه حرارت دیده ابزار در هر دو روش آشکار است.) بنابراین می توان گفت که سرعت پیشروی به اندازه کافی بالا هست که حرارت نتواند گسترش پیدا کند. نیروی برشی کوچک باعث تغییر شکلهای جزئی در ابزار می شود. از آن جایی که نوعاً در این نوع ماشین کاری، عمق برش کم است، نیروهای برشی شعاعی بر روی ابزار و اسپیندل کوچک است. لذا یاتاقانهای اسپیندل، ریلهای راهنما و ballscrewها حفظ می شوند.

برخی معایب استفاده از ماشین کاری سریع:

• نرخ سریغ افزایش و کاهش سرعت و توقف های مکرر اسپیندل باعث می شود که راهنماها، یاتاقانهای اسپیندل و ballscrewها سریعتر فرسوده شوند.

• نیاز به دانش خاص فرایند، تجهیزات برنامه نویسی و رابطی برای انتقال سریع داده ها

• توقف اورژانسی عملاً لازم نیست. خطاهای انسانی، خطاهای سخت افزاری یا نرم افزاری، پیامدهای بزرگی به همراه خواهد داشت.

• نیاز به طراحی خوب فرایند.

ابزارها

در بیشتر کاربردها ابزارهای کاربیدی مورد نیاز است. خمواره باید در این نوع ماشین کاری از گریدی از ابزارهای کاربیدی استفاده کرد که علاوه بر سختی (مقاومت در برابر سایش)، دارای چقرمگی (مقاومت در برابر شوک و ضربه) نیز باشد؛ چرا که ماشین کاری سریع اغلب با شوکهای زیادی همراه است. ضربه، ارتعاشات و تغییرات دمایی، همگی در سرعتهای بالاتر، شرایط بحرانی تری دارند. در مورد ابزارهای با چقرمگی بالاتر، احتمال لب پر شدن یا ترک خوردن به علت این شوکها کمتر می باشد.

بهترین حالت از نظر سختی و چقرمگی، در ابزارهاب کاربیدی با دانه بندی ریز بدست می آید. بسیاری از کاربیدهای ریزدانه ای که امروزه موجود هستند، چقرمگی بهتر، و تغییرات سختی کمتری نسبت به گریدهای درشت تر از خود نشان می دهند.

ماشین کاری سریع اغلب ماشین کاری در درجه حرارت بالا نیز هست. انتخاب ابزار نه تنها بر اساس مقاومت سایشی، بلکه می بایستی بر اساس قابلیت حفظ مقاومت سایشی در دماهای بالا نیز انجام پذیرد.

معمولا در ماشین کاری سریع از ابزارهای کاربیدی با پوشش TiAlN استفاده می شود؛ چرا که این پوشش با ایجاد یک سد حرارتی از ابزار محافظت می کند. این پوشش در حدود 35% نسبت به TiN به لحاظ حرارتی مقاومتر است. خاصیت دیگر TiAlN مقاومت سایشی است که سبب شده در ماشین کاری قطعات ریخته گری شده مؤثر باشد. از آنجایی که این پوشش در ماشین کاری در دمای بالا مؤثر است، اغلب به منظور کاهش شوک از خنک کار استفاده نمی شود. به منظور جایگزینی خاصیت روانکاری خنک کار، لایه ای از پوشش روانکار بر روی TiAlN استفاده می شود.

در مقایسه با کاربیدها موادی که در جدول زیر لیست شده اند، مقاومت سایشی بالاتری در سرعتهای برشی بالاتر از خود نشان می دهند، اما در برابر شوکها ضعیف تر می باشند. در یک فرایند پایدار، استفاده از یکی از موارد زیر می تواند طول عمر بیشتری نسبت به ابزاراهای کاربیدی بدست دهد.

فلزات غیر فرو فلزات فرو

PCD CBN

Cermet سرامیک

موضوعات مرتبط

در مورد ماشین کاری آلیاژهایی با قابلیت ماشین کاری پایین از جمله آلیاژهای تیتانیوم و سوپر آلیاژهای نیکل، ترجیح داده می شود که به جای ماشین کاری سریع از ماشینکاری با توان عملیاتی بالا (High-Througput Machining) استفاده نمود چرا که به مدرت این فلزات بتوانند در سرعتهای بالاتر از 300 smm ماشین کاری شوند. عبارتی که اغلب برای پوشش دادن به هر دو مبحث HSM و HTM به کاری می رود، ماشین کاری با راندمان بالا (High Efficiency Machining) می باشد. به عبارت دیگرHEM به معنای بار برداری با نرخی سریعتر نسبت به کاربردهای معمولی می باشد.

 

 

ماشين‌كاري پره‌هاي توربين ساخت پره‌هاي توربين به دليل بارهاي مكانيكي و ديناميكي زيادي كه بر آنها وارد مي‌شود از اهميت زيادي برخوردار است. نواحي مختلف پره شامل شرود و مناطق آب بندي،‌ ايرفويل، شاتك و سوراخهاي خنك كاري و ريشه مي‌شود. كه هر منطقه بسته به جنس پره و نوع استفاده پره (صنايع هوايي يا ساير صنايع،‌ كمپرسور يا توربين) به روشهاي مختلف ساخته مي شود. در حالت كلي براي ساخت پره توربين يا كمپرسور ابتدا ماده خام را به يكي از روشهاي آهنگري يا ريخته‌گري دقيق به شكل اوليه موردنظر در مي‌آورند. سپس براي اينكه قسمتهاي مختلف پره را به اندازه نهايي برسانند از روشهاي مختلف ماشين‌كاري استفاده مي‌كنند. دقيق‌ترين قسمت پره به لحاظ ابعادي، قسمت ريشه آن مي‌باشد كه معمولاً از روش سنگ‌زني خزشي براي ماشين‌كاري آن استفاده مي‌شود. به طور كلي ساخت پره‌هاي متحرك موتورهاي توربين گازي با توجه به شكل پيچيده و شرايط كاري حاد از تكنولوژي بالايي برخوردار است. در اين ميان ريشه پره با توجه به نيروهايي كه به آن وارد مي‌شود نسبت به بقيه قسمتهاي پره داراي كيفيت سطح و دقت ابعادي بالايي مي‌باشد. تاكنون كيفيت سطح نامناسب مانع از بكارگيري روش تخليه الكتريكي (وايركات) براي ماشين‌كاري ريشه پره مي‌شد. اما اخيراً با توجه به پيشرفتهاي به وجود آمده در مولد ماشينهاي وايركات،‌ استفاده از اين روش براي ماشين کاری ريشه پره مورد توجه قرار گرفته است. معمولاً براي ساخت ريشه پره توربین،از روش سنگ‌زني خزشي و قسمت كمپرسور از روش خانكشي استفاده مي‌شود اما اخيراً در خارج از كشور ساخت ريشه پره با روش تخليه الكتريكي مورد توجه قرار گرفته است. يكي از عواملي كه تاكنون مانع از استفاده اين روش براي ماشين‌كاري ريشه پره مي‌شد، كيفيت سطح نامناسب با توجه به حرارتي بودن اين روش است. اما اخيراً با توجه به پيشرفتهايي كه در مولد اين ماشينها بوجود آمده است استفاده از آن را براي ماشين‌كاري ريشه پره امكان‌پذير ساخته است. براي ماشين‌كاري ريشه پره كمپرسور كه از جنس فولاد زنگ نزن است معمولاً از روش خان‌كشي استفاده مي‌شود از مزاياي اين روش يك سرعت بالا، دقت فرمها و سطوح توليد شده به وسيله خان‌كشي در حد مطلوب و عمر ابزار طولاني و قابليت و سهولت در ايجاد پروفيلهاي نامنظم بدون نياز به اپراتور ماهر مي‌باشد.

 

 

بررسي اثر پودرهاي مختلف افزوده شده به دي الكتريك بر روي پارامترهاي ماشين كاري تخليه الكتريكي (EDM)در ماشينكاري تخليه الکتريکي يكي از مشكلات موجود افزايش زبري سطح ماشينكاري شده با افزايش جريان و پائين بودن نرخ براده برداري(MRR) در مقايسه با ساير روشهاي ماشينكاري پيشرفته و سنتي مي باشد. يكي از روشهاي بهبود اين وضعيت افزودن پودر فلزات و اکسيد آنها به دي الكتريك است. در اين مقاله با افزودن پودرهاي مس (CU)، اكسيد آلومينيم (AL2O3) سيليسيم كاربايد(SiC) در مخزن طراحي شدة حاوي دي الكتريك به بررسي پارامترهاي MRR ، صافي سطح‌، فاصله گپ پرداخته و دو حالت بدون پودر و با پودر با يكديگر مقايسه شده است. نتايج تحقيق نشان ميدهد که افزودن پودرها به دي الکتريک سبب بهبود صافي سطح ميگردد و ميتوان با جريانهاي الکتريکي بالاتر که سبب افزايش نرخ براده برداري ميگردند صافي سطح را در حد مورد نظر نگه داشت که در حالت بدون پودر امکان پذير نميباشد.

 

سیستم تراشکاری Valenite سه اینسرت با هندسه جدید اضافه می نماید.

شرکت Valeniteبار دیگر سیستم تراشکاری ValTURNTM خود را با اضافه کردن 3 هندسهجدید به خط اینسرتهای تراشکاری خود گسترش داده است. هندسه های جدید با گریدهای ابزاری پوشش یافته موجود MTCVD یعنی: VP5515 و VP5525 ترکیبب شده است، تا گستره کاربردهای 3 ابزار ValTURN را که به طور خاص برای بارهای برشی متوسط و برش پیوسته و منقطع، برای کاربردهای خشن تراشی با بار زیاد، و برای فرایند پرداخت کاری با عمق کم در فولادهای کم کربن و مواد نرم طراحی شده اند، گسترش دهد. تستهای آزمایشگاهی نشان داده است که ترکیب هندسه ها و گریدها، کنترل براده و عملکرد برشی عالی برای ماشین کاری مواد آهنی فراهم می نماید.

هر سه هندسه جدید ار نوع منفی ANSI (ANSI Negative type geometry) بوده و اینسرتها دو طرفه می باشند. آرایه انتخاب با اشکال، ضخامتها، دایره های محاطی، شعاع گوشه و ... مختلف اینسرت بیشتر افزایش یافته که منجر به 98 نمونه جدید و 98 گزینه عملکردی خاص برای گستره وسیعی از فرایندها شده است. هندسه ای جدید عبارتند از:

طرح M8- این هندسه دارای عرش (land) خنثایی است تا لبه برنده بسیار مقاومی در کاربردهای ماشینکاری متوسط ایجاد نماید. اینسرتهای با این هندسه می توانند هم در برشهای پیوسته و هم در برشهای منقطع به کار گرفته شوند و برای فولادها، فولادهای ضد زنگ و چدنها مناسب می باشند.

طرح R4- این هندسه در اینسرتهای مخصوص کار سنگین با عرش خنثای وسیع به کار گرفته شده تا لبه برنده بسیار مقاومی برای کاربردهای خشن تراشی فولادها و چدنها فراهم نماید. این طرح برای برشهای پیوسته یا منقطع مناسب بوده و برای گستره وسیعی از کاربردها ایده آل است.

طرح C2- دارای هندسه خاصی است که شامل عرش مثبتی است که کنترل براده در عمق برشی کم را قطعی می سازد. هندسه C2 برای فولادهای کم کربن و مواد نرم، ایده آل بوده و کنترل عالی روی پرداخت سطح بدست می دهد.

نام گذاری الفبایی-عددی فهرست اصطلاحات هندسه منفی ANSI شرکت Valenite نشانگر نوع فرایند است، به عبارت دیگر؛ F نشانگر پرداخت کاری، M نشانگر ماشین کاری در سطح متوسط، R نشان دهنده خشن کاری و C نشانگر تکمیلی (complementary) می باشد. ارقام از 1 تا 9 مقاومت نسبی لبه برنده را تعیین می کند، که رقم 9 نشان دهنده بالاترین مقاومت و بیشترین نرخ پیشروی می باشد.

گریدهای ابزاری VP5515 و VP5525 ، هر دو کاربیدهای پوشش یافته پروسه MTCVD با TiCN/Al2O3/TiN میباشند. زمینه اصلی از کبالت غنی شده تا در مقابل کند شده لبه مقاوم بوده و اینسرتدارای لبه ای برنده سنگ خورده ای است که از ایجاد لبه انباشته جلوگیری می کند.

مجموعه سیستم تراشکاری ValTURN شامل آرایه وسیعی از اینسرتها برای فولاد، فولاد ضد زنگ، چدن، آلیاژهای دمابالا، آلومینیوم و آلیاژهای غیر آهنی، و کاربردهای تراشکاری قطعات سخت، به اضافه ابزارگیرهای ValTURN ProGRIP™ می باشد که پایداری، دقت و قابلیت تطبیق پذیری با فرمتهای استفاده آسان را فراهم می نماید.

شرکت Valenite فعالیتهای خود را ادامه می دهد تا در سال 2005 گریدها و هندسه های جدیدی ارائه نماید تا پوشش بازاری خود را به بیش از 90% از کاربردها گسترش دهد.

همانند تمامی محصولات Valenite ، ابزارهای سیستم تراشکاری Valenite با سرویس سطح بالای ValPro™ برای مشتریان به منظور سفارش دادن، قیمت گیری و زمان بندی تحویل حمایت می شود. علاوه بر آن یک هیئت فنی به طور مستمر محصولات به روز شده و اطلاعات کاربردی، و پیشنهاد برای بهینه سازی بهره وری برش فلزات را ارائه می نماید.

 

اشعه مادون قرمز مشكلات اتصال پلاستيك ها را حل كرده استماشين هاي جديد جوش مادون قرمز Tamworth-based CPR Automation اكنون براي جوشكاري پلاستيك ها آماده اند .

توليد كنندگان كه به طور سنتي از صفحات داغ براي جوش دادن پلاستيك ها استفاده مي كردند اكنون با استفاده از جوش مادون قرمز به قابليت هاي جديد توليدي از قبيل جوش چند نقطه در يك مرحله جوشكاري ودرنتيجه افزايش ميزان توليد دست مي يابند. از اين روش در صنايعي مثل صنعت قالبگيري پلاستيكها ، توليدكنندگان مواد پر كننده پلاستيكي ، صنعت بسته بندي و حتي در دستگاههاي جوش خانگي استفاده نمود .

جوش مادون قرمز بسيار تميز است و با آن امكان جوش يك درز جوش طولاني را خواهيد داشت . از مزاياي ديگر سيستم هاي CPR نسبت به روش صفحات داغ ايجاد يك جوش يكنواخت به خاط توزيع يكنواخت حرارت در جوش است و همچنين شما مي توانيد به منظور محافظت از جوش از يك گاز محافظ نيز استفاده كنيد . كنترل پيشرفته CPR به شما اجازه كنترل و مونيتورينگ جوش مادون قرمز را ميدهد . سيستم مي تواند داده هاي بسيار زياد فرآيند مانند دما جوش ، شكل جوش و ... را نشان دهد و در خود ذخيره كند .همچنين سيستم مجهز به AMC ( Automatic Melt Control ) براي كنترل دقيق دما و ذوب است

 

 

روش نوين برای آج زنی فک گيرهروش نويني براي ايجاد آج‌هاي قوسي شكل بر روي فك گيره هاي صنعتي

 با استفاده از ماشين ابزار تراشكاري از سوي تيم تحقيقاتي گروه مهندسي مكانيك دانشكده فني مهندسي دانشگاه رازي به جامعه صنعتي كشور ارائه شد.

به گزارش ايسنا، مهندس علي محمد رشيدي از محققان اين طرح كه با همكاري عليرضا باغبانباشي و شهريار ياقوتي پور و با پشتيباني معاونت پژوهشي دانشگاه رازي انجام شده گفت: با بهره‌گيري از اين روش كه براي اولين بار در كشور ارائه شده مي‌توان سطح تخت (دهانه فك) گيره هاي صنعتي را با استفاده از ماشين تراش معمولي (ماشين ابزار گردتراش) با طراحي قيد و بست‌ها و قلمگير مناسب آج زني كرد.

وي خاطرنشان كرد: طي آج زني يك سري فرورفتگي و برجستگي به فرم لوزي بر روي سطوح قطعات به منظور افزايش قابليت گيرايي سطوح و زيبايي آنها ايجاد مي‌شود.

آج‌هاي ايجاد شده در فرايند جديد بر خلاف آج زني با صفحه تراش كه به صورت خطوط مستقيم متقاطع هستند، به فرم قوسهاي متقاطع مي‌باشند. در روش جديد هم سرعت آج زني سطوح تخت بسيار بيشتر از روش آج زني با صفحه تراش است وهم گيرايي فك‌ها در تمامي جهات يكسان است.

طي تحقيق انجام شده چگونگي انجام فرايند تشريح شده و اين فرايند با استفاده از يك نرم‌افزار رايانه‌يي شبيه‌سازي شده و به كمك آن اثر پارامترهاي موثر مانند سرعت چرخش محور، سرعت پيشروي قلم، محل نصب آن، ابعاد قابل آج زني و ... بررسي و مقادير بهينه تعيين شده‌اند.

 

+ نوشته شده توسط فرهاد در شنبه بیست و هشتم آذر 1388 و ساعت 17:24 |

تاریخچه ماشین تراش

 

ماشین های تراش که ابتدائی ترین نوع ماشینهای افزار بشمار می روند تاریخچه آن بین قرن 17و18 شروع شده که در ابتدا معمولی ترین و یا قدیمی ترین روش تراش تراشیدن چوب بوسیله درخت است . بدین معنی که دو سر چوب را بین دو درخت قرار داده و یک طناب به شاخه درخت بسته و انرا حول چوب مورد نظر پیچیده و طرف دیگر طناب را شخص دیگری گرفته و با دست طناب را به حرکت در خواهد آورد. شخص دومی که در طرف مقابل قرار گرفته با رنده چوب را می تراشد . این روش قدیمی ترین روش تراش بوده که بعد از مدتی تکامل پیدا کرد.

اولین ماشین تراش در سال 1740 در فرانسه ساخته شد . در این ماشین وسیله چرخش محور اصلی بوسیله ی دست خواهد بود که دسته گرداننده محور آن مستقیما روی پیش دستگاه که به محور اصلی متصل است توسط دو چرخ دنده ساده به میله پیچ بری متصل می باشد قرار گرفته است . در این نوع ماشین برای تعویض چرخ دنده های متفاوت جهت پیچ تراشی پیچهای مختلف پیش بینی شده است .

در سال 1796 یک نفر انگلیسی بنام Freeland برای اولین مرتبه ماشین تراشی ساخت که دارای میله پیچ بری بود با عوض کردن چرخ دنده های روی محور اصلی و محور پیچ بری می توان پیچ های مختلف را ساخت.

در سال های 1800و1830 در ایالات متحده امریکا ماشین های تراشی ساخته شد که با بدنه چوبی و پایه آهنی مجهز بود. در سال1836 شخصی بنام Patnon در ماساچوست آمریکا ماشین تراشی با میله پیچ بری ساخت.در سال1850ماشین تراشی با بدنه آهنی توسط Newhaven Cannectionساخته شد ودر سال 1853شخصی بنام Freelandدر نیویورک ماشین تراشی با ریلهائی بطول 20فوت که کارهایی به قطر 10اینچ را می توانست بتراشد ساخت و بدنه آهنی و در درشت آنجایگاه چرخ دنده های تعویضی بود.

بعد ها ماشین تراش مدرن تری ساخته شدهکه می توان با آنها پیچ های مختلفی را تراشیدو نیز بار های طولی و عرضی بوسیله یک چرخ دنده هائیکه در روی دستگاه سوپرت طولی وعرضی قراردادبصورت خودکارانجام گیردهمچنین طریقه تعویض چرخ دنده هادر قسمت پیش دستگاه نشان داده شده است . ولی در سال های بعد این ماشین تکمیل تر شده وپایه ای که بخود ماشین متصل شده بود ساخته شد. بعد از مدتی ماشین های بهتری از نظر قدرت و دورهای بیشتر ساخته شد که بنام ماشین های تراش جعبه دندهای معروف است . این ماشین دارای جعبه دنده دور و نیزجعبه بار می باشد که باسانی میتوان ماشین را خودکار نمود و کارهای مختلف را تراشید .

اگرچنانکه ماشین تراش ساخت ماندسلی را با ماشین های دقیق امروزه مقایسه کنیم متوجه خواهیم شد که ماشین تراش ماندسلی نسبت به ماشین های دیگر بد شکل و ناخوش آیندبودناگفته نماندکه ماشین تراش ساخت ماندسلی مقدمهساختن ماشین های ابزارسازی بهدی قرارگرفت .

امروزه با وجود اینکه بیش از 178 سال از اختراع ماشین تراش ماندسلی می گذرد هنوزماشین تراش هسته مرکزیصنایع امروزی را تشکیل می دهد . همچنین ناگفته نماند که ماشین تراش را بحق سلطان ماشین ها باید نامید زیرا که با آنها کارهائی که ماشین های دیگر مجموعاازانجامش عاجزند میتوان انجام داد.

اصولاتراشکای به عملیاتی گفته می شود که توسط یک ابزارتک لبه قطعات استوانه ای شکل ایجاد می کند و در اکثر مواردابزارثابت است در حالی که قطعه کار دوران می کند .   

از بسیاری جهات تراشکاری یک روش برش فلزات است که نعاریف مشخص و نسبتا غیر پیچیده ای دارد .از سوی دیگرباتوجه به اینکه فرایند نسیاری پرمصرف و متداول است تا کنون توسعه زیادی یافته و در سطوح بالایی بهینه سازی گردیده است و در هنگام کاربرد بایدعوامل مختلفی مورد ارزیابی قرار گیرند.

علیرغم اینکه عملیات تراشکاری با یک لبه برنده انجام می شود اما این فرآینداز نظر شکل کارو جنس آن نوع‘شرایط عملیات ‘نیازها‘هزینه هاو...معرف عوامل و فاکتورهای متعددی برای ابزاربرشی می باشد. ابزارهای برشیامروزی به دقت طراحی می شوند و این امر بر اساس ده ها تجربه ‘تحقیق و توسعه می باشد .

از شکل هندسی وجنس ابزارگرفته تا شکل کلی‘نوعگرفتناینسرتهاروی ابزار گیر‘نوع ساقه یا طرح های مدلوار‘ابزارتراشکاری از آن چنان پویایی در زمینه برش فلزات برخوردار است که آنچه امروزقابل اجراست دو دهه قبل حتی تصورش نیز مشکل بود.بسیاری از اصولی که برای برش فلزات تک لبه به کار می رود برای دیگرروش ها حتی عملیات فرز کاری که در آن یک ابزار چند لبه دوران می کند نیز کاربرد دارد.

به منظور ساده کردن موضوع می توان عملیات تراشکاری را به چهار دسته اصلی تقسیم کرد:(1)تراشکاری طولی(2)پیشانی تراشی(3)کپی تراشی روی زوایا (4)پروفیلهای گرد همچنین ترکیبات زیادی نیز از قبیل ماشینکاری پله ها‘تغییرقطرهاو پخها هم وجود خواهند داشت اما آنها نیز از همان 4عملیات اصلی تشکیل شده اند.

تراشکاری ترکیبی از دو حرکت است :دوران قطعه کار و پیشروی ابزار. در بعضی از موارد اجرایی ممکن است قطعه کار ثابت بوده و ابزار دور قطعه دوران کند اما اصول اصلی یکسان است .

پیشروی ابزار می تواند در راستای محورقطعه کارباشدکه این به معنای تراشیدن قطر قطعه کار تارسیدن به قطرکوچکتر است.روش دیگرپیشروی ابزارروی یک انتهای قطعه کار به سمت مرکز است که این به معنای کاهش طول قطعه خام می باشد.اغلب پیشروی ها در عملیات مخروط تراشی و کپی تراشی مخلوطی از دو نوع پیشروی فوق خواهند بود . ماشین های تراش کنترل اتوماتیک امروزه می توانندانواع برش های مستقیم و گرد را انجام دهند.CNCبه معنای یک کنترل کننده بسیار قوی است که می توانند در عملیات تراشکاری‘مسیرهای پیچیده را جایگزین ابزارهای فرم دار و استفاده از مدل های کپی تراشی نماید.

بنابراین تراشکاری به معنای برداشتن موادازرویسطح جانبی یک قطعه کاردواربایک ابزارتک لبه خواهد بود.

قسمت های مختلف یک دستگاه تراش

بطورکلی یک ماشین تراش دارای قسمت های است‘که جمیعا درتراش قطعه کار همگی کمک میکنند .

قسمت هایی که تنظیم و کنترل ماشین رابعهده دارندعبارتنداز:

 

چرخ دستی دستگاه حامل سوپرت طولی

 

 این چرخ دستی در قسمت جلوقوطی دستگاه حامل سوپرت طولی قرارداردکه می توان به وسیله آن دستگاه حامل سوپرت طولیرا در طول بین دستگاه مرغک و پیش دستگاه حرکت داد.وظیفه ی اصلیاین چرخ دستی تنظیم و قرار دادن ابزار برش در هر قسمت دلخواه قطعه است‘قبل از اینکه بکار بار خودکار داده شود.

چرخ دستی دستکاه مرغک

 

 بوسیله ی چرخ دستی دستگاه مرغک می توان محور آن را تغییرمکان داد.چرخش آن معملابادست صورت می گیرد.باچرخاندن چرخ دستی ‘ محورمی تواندداخل جا مرغککه در پیشانی سمت قطعه کار قرار دارد جا بگیرد.بعلاوه چرخش چرخ دستی موافق عقربه ی ساعت نیز سبب می گیرد که محوربسمت قطعه کار جلو برود.از طرف دیگر درصورت سوار کردن مته در داخل محور دستگاه مرغک ضمن چرخاندن دسته ی آن می توان درپیشانی کار سوراخ ویا مته مرغک زد. 

 

 کنترل بار

 

 در روی قاب قوطی دستگاه حامل سوپرت دست کار خودکاروجود داردکه باآن بار طولی و عرضی رنده تراش را تنظیم می نماید.بعلاوه بوسیله دست هم می توان ‘دسته بار عرضی در عرض کار نیز بار داد.مقدار را با استفاده از حلقه ی مدرجی که روی ابتدای پیچ سوپرت عرضی قرار دارد بطور دقیق تنظیم کرد. برای تنظیم بار خودکار ابتدا مقدار پیشروی قلم برای سوپرت عرضی و طولی تععین می گردد و سپس این مقدار روی جعبه دنده بار تنظیم می شود. بعد اهرم روی بار خودکار قرار می گیرد تا عمل تراش انجام شود. البته باید توجه داشت که برای پرداخت کاری بایستی قلم در طول یا عرض کارکم و برای خشن تراشی مقدار آن نسبتا زیادباشد.

 

 سوپرت دستی

 

 سوپرت دستی که روی سوپرت عرضی قرار دارد به وسیله ی دست قابل کنترل و بار دادن از طرفی زیر آن صفحه ی صاف و مدوری قرار دارد که محیط آن بین صفرتا180درجه مدرج شده است .با باز کردن پیچ های آن می توان سوپرت دستی را حول محور خود 360 درجه چرخاند. با این دستگاه می توان مخروط های کوتاه داخلی و خارجی ومخروط های کامل را نیز تراشید و در ضمن جهت رو تراشی هم از آن استفاده کرد روی پیچ این دستگاه حلقه مدرجی وجود دارد که برای تنظیم بار دقیق مورد استفاده قرار می گیرد. با این طریق در صورتی که بار بسیار کمی برای پرداخت کاری مورد نیاز باشد قابل تنظیم است. البته در پیچ تراشی‘خشن تراشی‘برداشتن بار زیاد نیز از آن استفاده می شود.

 

 صفحه مخروطی تغییر محور اصلی

 

 صفحه مخروطی تغییر سرعت محور اصلی روی جعبه دنده سرعت قرار گرفته است‘که با چرخاندن آن به وسیله دست هر یک از دورهای لازم را که قبلا تعیین شده می توان به دست آورد .سرعت ماشین بر حسب اندازه و نوع قطعه کار و نوع رنده تراشی که بکار برده می شودتعیین می گردد.بطور کلی سرعت ماشین بعد از اینکه قطعه کار و رنده تراش روی ماشین قرار گرفته تنظیم و ضمنا سرعت ماشین بر حسب دور در دقیقه منظور می گردد.

مرغکها دستگاته تراش

 

 کار اصلی مرغکهای ماشین تراش نگهداری قطعات کاربین محور اصلی ومحور دستگاه مرغک است.مرغکی که در داخل محور اصلی قرار دارد انرا مرغک متحرک می نامند.مرغک ثابت را معمولادر داخل دستگاه مرغک قرار می دهند این مرغک معمولا دارای چرخش نیست .

در هر صورت بعضی از تولید کنندگان‘مرغک بلبرینگی ‘با ساچمه ای‘ویا ساچمه ای استوانه ای می سازندکه فقط نوک مرغک با کار در تماس بوده وهمراه کار دارای گردش است.در صورتیکه ار مرغک ثابت استفاده شودبایستی نوک آن کاملا سخت شده باشد برای کارهای سنگین مرغک بلبرینگی را می توان داخل محور دستگاه مرغک قرار داد. زیرا اگر ازمرغک ثابت استفاده شود چون سطح اصطکاک زیاد است در اثر سرعت زیاد مرغک خواهد سوخت . محورهائیکه داخل آنها مرغک قرارمی گیرد معمولا به صورت مخروطی مرس می باشند.

هنگام استفاده از مرغکها داخل محورها را بایستی قبلا تمیز کرد. زیرا ممکن است داخل محور کثیف بوده و یا دارای براده باشد .بعلاوه باید انتهای مرغک را تمییز کرده و سپس آنها را داخل محور قرار داد. اگر داخل محور براده و یا کثافات دیکری وجود داشته باشد در این حال اگر ازمرغک استفاده شود مرغک داخل محور دور نخواهد بود و نیز مرغک داخل محور دستگاه مرغک نیز از مرکزخارج می شود . 

علاوه بر مرغکهای گفته شده فوق مرغک ثابت دیگری وجود دارد بنام مرغک نیمه که درست شبیه مرغک ثابت بوده با این تفاوت که در سطح مخروطی 60درجه آن یک قسمت توخالی ایجاد شده که از این قسمت برای پیشانی تراشی بین دو مرغک استفاده می شود. بخاطر داشته باشید لقی(بازی)مرغک در هنگام عملیات تراشکاری بسیار مهم است چون مرغک حالت تکیه گاه برای کار دارد‘بایستی با دقت سنگ زده شود و با مرغک دیگر کاملا در یک راستا باشند. پیشانی قطعه کار را باید کاملا مته زد و سپس بوسیله مته خزینه سر مخروطی خزینه کرد. یا بوسیله ی مته مرغک پیشانی کار را مته مرغک زد. البته در این صورت بایستی از مرغک 60درجه استفاده کرد. ماشین تراش معمولا برای سرعت های زیاد طراحی شده است. در صورتیکه بخواهیم از سرعت های  زیاد و یا کارهای سنگینی را با آن بتراشیم باید از مرغک بلبرینگی استفاده کرد.

زیرا چون سرعت زیاد است و عمل روغنکاری حذف میشود.در این صورت با استفاده از مرغک ثابت ممکن است نوک مرغک بسوزدبنابراین برای جلوگیری از سوختن نوک مرغک باید مرتبا آن را روغنکاری کرد.

برای تراش قطعات تو خالی مانند لوله ها بایستی از مرغک گردان لوله گیر استفاده کرد.زیرا از این نوع مرغک میتوان برای لوله های بزرگ هم استفاده نمود.

 

 

نوک گیر یا گیره قلبی ماشین تراش:

 

 برای تراشیدن کارهای بلند با ماشین تراش از روش بین دو مرغک استفاده میشود در این حال لت نوک گیر در انتهای میله مورد تراش و یا میله مخروطی و یا سایر کارهای بلند بسته می شود . دنباله نوک گیر در داخل یکی از شیارهای صفحه مرغک قرار می گیرد و دو پیشانی جا مرغک زده شده روی دو مرغک تعبیه می شود و در آخر دستگاه مرغک را که در جاهای مناسب قرار گرفته است محکم می کنند. هنگام تراشیدن قطعات کار باید سعی نمود که قطعه کار از بین دو مرغک خارج نشود. این عمل هنگامی صورت خواهد گرفت که اولا مرغکها در محل خود بطور مناسب محکم نشده و یا دستگاه مرغک و یا محور دستگاه مرغک بدرستی محکم نگردند و یا ممکن است که جا مرغکها به اندازه کافی نباشد .

 

 دستگاه قلم گیرسریع عوض کن آلریز

 

 از این دستگاه می توان برای عملیات متعدد تراشکاری استفاده کرد. با قرار دادن رنده در داخل شیار یک طرفه ایکه در آن ایجاد شده اند در شیار  Tشکل دستگاه را می توان برای کارهای سنگین و بار گیری زیاد بکار برد زیرا که عمل برش بدون صدا و ارتعاش صورت خواهد گرفت و نیز برای تراش فلزات می بایستی از زیر قلمی فلزی استفاده کرد و قلم گیر آن نیز دارای ارتفاع سنج و یک مهره آج زده می باشد .

 

تدارک و تنظیم ماشیتهای تراش

 

 تدارک ماشینهای تراش عبارت است از قرار دادن و محکم کردن قطعه کار و ابزار برش در محل مخصوص و روغنکاری ماشین قبل از راه اندازی آن و باز کردن شیر مایع خنک کننده پس از شروع به عمل فلز تراشی و اجرای عملیات نظیر آن.

تنظیم ماشین های تراش عبارت است از انتخاب و میزان کردن سرعتهای حرکت آن متناسب با خواص ابزار برش و جنس فلزی که باید تراشیده شود. برای این منظور باید دسته ها و اهرمهای مختلف تنظیم سرعت حرکت کار و حرکت بار ماشین را در مکانهای مناسبی قرار داد. در برخی موارد ضرورت پیدا میکند که قبلا نسبتهای حرکت بین اجزا مختلف ماشین را محاسبه کنند و سپس این نسبتها را به کمک اهرمها ودسته های جهبه دنده بالا و جعبه دنده پائین و تنظیم دور متغیر موتور الکتریکی و تعویض چرخ دنده ها عملیات نظیر آن برقرار نمایند.

 

 اهمیت تنظیم ماشینهای تراش

 

 در عملیات ماشینکاری هر قدر تراش فلزات با ماشین صورت گرفته باشد اعمال ماشین کاری بطور صحیح انجام نخواهد گرفت مگر ابنکه ماشین ها قبلا دقیق تنظیم شده باشند.از طرفی دیگر قطعات کار را می بایستی بطور مناسب روی ماشین قرار داده و پس از تنظیم صحیح آنرا در جای خود محکم نمود‘ و نیز ماشین باید برای عملیات مخصوصی قبلا آماده شده باشند و برای تنظیم مناسب ماشین تراش شخص تراشکارمی باید معلوماتی درباره شناسا ئی و وظایف قطعات اصلی ماشین تراش داشته باشد. بعلاوه تراشکار باید با انتخاب وسیله مناسبی جهت بستن و نگهداری قطهات کار روی ماشین تراش باشد.کلمه تنظیم(Setup)در بعضی از مواقع به معنی سوار کردن قطعات روی ماشین تراش می باشد برای این منظور شخص تراشکار می باید دارای تجربه بیشتری از یک نو آموز یا فردیکه می خواهد کارهای ماشینکاری را بیاموزد و یا در حال تمرین می باشد  باشد زیرا که چنین افرادی در ابتدای کار دارای آگاهی کمتری می باشند. در بعضی از صنایع و یا کارخانجات تنظیم و یا سوار کردن قطعات جهت عملیات تراشکاری بوسیله یک شخص و عمل تراشکاری بوسیله شخص دیگری انجام خواهد شد.

برای سوار کردن کار روی ماشین بطور صحیح و مناسب شخص تراشکار باید بتواند سوالات زیر بطور صحیح پاسخ بگوید.

1-چه نوع وسیله نگهداری جهت سوار کردن روی یا داخل ماشین تراش لازم است.

2- چگونه قطعه کار باید در داخل وسیله نگهداری قطعات کارها سوار شود.

3- در چه مواقع کار بطور دقیق روی ماشین سوار شده است.

4-چه نوع ابزار برش(رنده تراش) لازم است و چگونه باید آنرا روی ماشین تراش سوار نمود.

بعد از اینکه کار بطور مناسب و صحیحی روی ماشین تراش سوار شد مرحله مهم بعدی انتخاب و سوار کردن صحیح رنده راست تراش روی ماشین تراش می باشد انجام این عمل و نوع فلزیکه باید تراشکاری شود و شکل رندهایکه باید سنگ زده شود و تیز زوایائیکه برای تراش فلزات لازم است بسیار مهم هستند . بعد از انتخاب تیغ فرز یا رنده تراش می بایستی در قلم گیر جای داده و سپس آنرا روی ماشین تراش قرار داد وانگاه نسبت به مرکز کار آنرا کاملا تنظیم و محکم نمود .

 

 تدارک ماشین تراش

 

 در تدارک ماشین تراش قبل از همه باید کار را به آن بست و رنده یا رنده ها را در محل مناسبی قرار دادو محکم کرد.

برای بستن قطعاتی که باید تراشیده شوند از وسایل زیر استفاده می کنند :

1- مرغکهای ماشین تراش 2- سه نظام 3- سنبه مرغک 4- صفحه مرغک قطعات بلند را میان مرغکها می تراشند. یکی از مرغکها داخل سوراخ مخروطی محور ماشین قرار می گیرد و با آن می چرخد. مرغک دیگر داخل سوراخ مخروطی دستگاه مرغک قرار دارد و ساکن است. به انتهای قطعاتی که میان مرغکها تراشیده می شوند اسبابی به نام نوک گیر می بندند و زبانه ی صفحه مرغک روی محور ماشین پیچیده می شود و پشت نوک گیر افتاده آنرا با خود می چرخاند . قطعاتی را که طول آنها نسبت به قطرشان کم است میان فکهای سه نظام یا چهار نظام محکم می کنند . کارهای بزرگی را که نمی توان میان فکهای سه نظام یا چهار نظام بست به کمک بستها و پیچها یا نبشیهای صفحه مرغک محکم میکنند

.

سوهانکاری روی ماشین تراش

 

بدلایل مختلفی قطعات کارها را روی ماشین تراش سوهانکاری می نمایند گوشه های تیز و خط خط شدن روی کارها را می توان بسادگی از روی آنها بوسیله سوهان بر طرف نمود‘ونیز علایمی که بوسیله نوک رنده روی کار باقی گذارده می شود. باید بوسیله سوهان برطرف گردد. دربعضی ازموارد برای ساختن کارها بطور دقیق می توان ازسوهان نیز استفاده نمود .ولی بطور کلی سوهانکاری درهر صورت روی ماشین تراش صحیح نخواهد بود.مگر درمواقع ضروری که نمیتوان عیب کار رابوسیله دیگری بر طرف کرد. اما برای اینکه کار را بطور دقیق وسطح پرداختی تراشیده شود.لازم است که از یک رنده که نوک آن کاملا دقیق سنگ زده شده استفاده نمود. در بعضی اوقات برای سنگ زدن نوک رنده ها جهت پرداختکاری از سنگ دستی استفاده می شود.

در صورتیکه برای تراش از شخص تراشکار ‘ماهر استفاده گردد‘دقت و درستی کار بهتر خواهد بود.  از طرفی بی توجهی در هنگام سوهانکاری دقت کار تراشیده را بسیار کم خواهد کرد.

 

سرعت برش در ماشینهای ابزار

 

برحسب تعریف سرعت برش عبارت است از سرعت عبور ابزار برنده (قلم- تیغ فرز- مته)و کاریکه تراشیده می شود نسبت به یکدیگر مطابق تعریف بالا سرعت برش در ماشین های مختلف بستگی بنوع کار ماشین دارد مثلا برای ماشین تراش می توان چنین توضیح داد. سرعت برش در ماشین تراش عبارت است از مقدار طولی از سطح کاریکه در دقیقه از مقابل نوک رنده عبور می نماید. یا به عبارت دیگر عبارت است از طول براده ایکه دریک دقیقه از روی کار برداشته می شود می باشد .

 

سرعت برش متناسب برای هر ماشین به عوامل زیر بستگی دارد:

 

1-   نوع کاریکه تراشیده می شود(از نظر نرمی و سختی ).

2-   نوع قلم یا تیغچه که مورد مصرف قرار می گیرد.

3-   مقدار براده ایکه برداشته می شود.

4-   نوع تراشیکه داده می شود(خشن ویا پرداختکاری)که البته این عمل را می توان همان پیشروی ابزار برش در هر دور گردش یا در هر دقیقه در نظر گرفته می شود نامید.

5-   سن و وضعیت ماشین.

6-   مواد خنک کننده(آب صابون یا روغن)

اصولا موضوع سرعت برش در ماشینهای ابزار بخاطر پیدا کردن سرعت متناسبی برای هر نوع ماشین می باشد. زیرا که سرعت برش بیش از حد لازم باعث مستهلک شدن سریع ابزار و خراب شدن کار و سرعت برش کمتر از حد مجاز موجب کندی پیشرفت کار و در نتیجه عدم تولید محصول به طور سریع می باشد .

البته با وجود راهنمائیکه در این مورد برای انواع مختلف می شود انتخاب صحیح سرعت برش بستگی تام به تجربه فرد یا شخص ماشین کار دارد.مقدار سرعت برش را نیز می توان از رابطه زیر به دست آورد.

 

                                                                                               V=Dлn/12سرعت برش متر در دقیقه            

 

که در رابطه فوقِِDقطر قطعه کار به میلیمتر وn دور دقیقه وVسرعت برش برحسب متر در دقیقه می باشد در صورتیکه رابطه فوق را بر حسب واحدهای اینچی بیان کنیم میتوان چنین گفت :

 

 

                                                                                               V=Dлn/12   سرعت برش فوت در دقیقه           

که در رابطه فوق Vسرعت برش بر حسب فوت در دقیقه (F P M)و Dقطر قطعه کار بر حسب اینچ و nتعداد دور در دقیقه می باشد. در صورتیکه عدد л را بطور تقریب برابر 3 فرض نمائیم فرمول به صورت زیر نوشته می شود .

 

V=3Dn/12=Dn/سرعت برش بر حسب فوت در دقیقه             

از طرف دیگر برای تمام فلزات سرعت برش مناسبی تعیین و در جداول مخصوصی آمده است. در این صورت با داشتن سرعت برش می توان دور ماشین برای فلز مورد نظر را محاسبه نمود . که بعد از این عمل اهرمهای سرعت ماشین برای دور به دست آمده از فرمول تنظیم و سپس قطعه کار تراشیده می شود . برای محاسبه دور می توان از رابطه زیر استفاده کرد.

 

n=1000V/d л  تعداد دور ماشین در دقیقه          

 

n=12V/d л          تعداد دور ماشین در دقیقه         

 

 

کاربرد ابزارهای تراشکاری

 

کاربرد ابزارهای تراشکاری فرایندی است شامل چند مرحله منطقی که در پاسخ به نیازهای ماشینکاری و مطابق نقشه های تولیدی انجام می شود.در اکثر این روش مشخص است که از طریق برنامه های ابزارهای برشی انجام شده و از پارامترهای عملیات برشی مورد نیاز تاثیر خواهد پذیرفت. علاوه بر این یک تفکر تولیدی برای دستیابی به بهترین نتایج یا حل مشکلات خاص نیز مورد نیاز می باشد.

هنگامی که به سراغ ابزارهای مدرن تراشکاری می رویم سه متغیر اصلی وجود خواهند داشت .Aروش گرفتن(clamping)اینسرت Bنوع و طرح براده شکن اینسرت وCجنس ابزار برشی . اصولا فرایند اصول به کار بردن ابزارهای تراشکاری با این سه عامل به طور مرتب درگیر خواهد بود. ابزارهای امروزی تراشکاری به طور کلی شامل این موارد هستند:یک ابزارگیر (Tool holder)فولادی با مکانیز برای ثابت نگهداشتن اینسرت روی آن . اینسرت از جنس مواد سخت می باشد و دارای چند لبه برنده خواهد بود .

زمانی که لبه تا حد معینی ساییده شد جای آن با لبه دیگر عوض خواهد شد که ایندکسینگ گفته می شود . تعریف منطقی متغیرهای ابزار مرحله به مرحله از طریق لیست ابزارهای موجود‘مشخصات ماشین ابزار‘نقشه های ساخت و امکانات موجود برای ایده های نو ایجاد می گردد.

نتیجه نهایی و ساخت کارایی ابزار در طول عملیات برشی دو ضابطه برتر برای هر عملیات ماشینکاری به شمار می روند.نتیجه نهایی عملیات برشی باید قطعه ای منطبق با مشخصات و محدوده های مورد نظر باشد در ضمن این که مقاصد اقتصادی ماشینکاری را نیز تامین نماید. نمایش کارایی ابزار نیز شامل هزینه ابزار در عملیات ماشینکاری ‘به همراه ارائه مناسبی از سایر عوامل از قبیل‘شکستن براده ها ‘قابلیت اطمینان‘اطلاعات برشی‘مدیریت ابزار و فهرست ابزار ها خواهد بود.

عوامل اصلی که بر انتخاب و کاربد ابزارهای تراشکاری تاثیر می گذارند عبارتنداز:

1-     جنس قطعه کار- قابلیت ماشینکاری‘شرایط‘خواص و ...

2-     طراحی قطعه کار- شکل ‘ ابعادو مقادیرمجاز برای کار موردنظر

3-     محدودیت ها - دقت‘کفیت سطح و ...

4-     ماشین ابزار-نوع‘توان‘شرایط و مشخصات

5-     پایداری – از لبه برنده گرفته تا فونداسیون ماشین

6-     تنظیمات – قابلیت دستیابی‘ابزار گیر‘تعویض ها

7-     برنامه ابزار – ابزار صحیح

8-     کارایی-اطلاعات برشی‘عمر ابزارو مسائل اقتصادی و

9-     کیفیت-تحویل ابزارو خدمات بعدی.

 

طبقه بندی ماشین های فلز تراشی

 

معمولترین ماشين فلزتراشی‘ماشین تراش است.ماشین های تراش را به دو دسته تقسیم می کنند:

1-ماشین تراش اونیورسال                2- ماشین تراش مخصوص.

به وسیله ماشین های تراش اونیورسال می توان سطوح جانبی و قاعده ی استوانه ها  و مخروط ها و نیز سوراخ های استوانه ای و مخروطی و پیچ و مهره ها را به اندازه های مختلف تراشید و قطعات فلزی را با مته سوراخ کرده و خزینه نمود برقوزد و قلاویز کرد.

ماشین تراش مخصوص برای انجام عملیات تراشکاری محدود در ساختن قطعات معین و سری به کار می روند. قسمتهای اصلی ماشین تراش اونیورسال عبارتند از:1- بستر:فونداسین سختی است از جنس چدن و به شکل دو راهگاه طولی که به وسیله ی نوارهای عرضی به هم متصیلند و مجموعا بر روی دو پایه ی محکم نصب شده است. پیش دستگاه با جعبه دنده ی سرعت‘پس دستگاه ‘جعبه دنده بار با میله ی پیچ تراشی و میله ی بار و صفحه ی رنده بند با میز ماشین‘و سوپرت دستی با بستر ماشین همراهند.

2- پیش دستگاه:پیش دستگاه به وسیله پیچ هایی در طرف چپ به بستر ماشین تراش محکم شده است.در داخل پیش دستگاه جعبه دنده و محور ماشین ورودی دیواره ی آن دسته های تنظیم سرعت قرار داد.مهمترین قسمت پیش دستگاه ماشین تراش محوری است در یاتاقانهای بالشی یا ساچمه ای گردش می کند. محور ماشین تراش معمولا تو خالی است . در سوراخ مخروطی آن میله مرغک متحرک را قرار می دهند و روی پیچ محیط آن صفحه ی مرغک یا سه نظام را بسته و محکم می کنند.

3-پس دستگاه: بیشتر به عنوان تکیه گاه قطعات طویل که بین مرغکها تراشیده می شوند و گاهی برای نگاه داشتن مته و برقو و قلاویز و ابزارهای دیگر به کار می رود.پس دستگاه را می شود به راحتی در طول راهگاههای کشویی حرکت داد.

4- سوپرت یا دستگاه رنده نگهدار: دستگاه رنده نگهدار برای نگه داشتن رنده و حرکت دادن آن در امتداد بار عرضی و طولی است. سرسره ی عرضی را می توان به کمک پیچ در جهت عمود به محور تنه ی دستگاه حرکت داد.تغییر مکان سرسره ی تحتانی  و سرسره ی عرضی هم با دست و هم به طور خودکار امکان پذیر است . قسمت گردان را می توان به اندازه 45 درجه از دو طرف گرداند. از این عمل مخصوصا در مخروط تراشی استفاده می شود. قسمت گردان را می توان به وسیله ی پیچ هایی که سر آنها در شیارهای کمانی شکل سرسره ی عرضی قرار گرفته است در هر وضع دلخواه محکم کرد. روی سطح هادی فوقانی قسمت گردان می توان رنده بند را برای میزان کردن رنده در محل مطلوب تغییر مکان داد.

5- دستگاه بار: دستگاه بار برای انتقال حرکات زیر برنده نگهدار و در نتیجه برنده به کار می رود :

الف – حرکت بار طولی به وسیله ی میله ی پیچ بری برای پیچ تراشی.

ب- حرکت بار طولی به وسیله ی میله ی بار خودکار.

ج – حرکت بار عرضی به وسیله ی میله ی خودکار و پیچ عرضی دستگاه رنده نگهدار.

عملیات زیر باید به وسیله دستگاه بار انجام پذیر باشند:

1 - شروع و متوقف حرکت بار خودکار بدون آنکه میله ماشین از گردش بیفتد.

2- تغییر جهت حرکت بار خودکار بدون تغییر یافتن جهت گردش محور ماشین.

3 – تغيير مقدار بار بدون تغيير يافتن تعداد دور محور ماشين .

برای انجام دو عمل اول در دستگاه بار خودکار‘قطع و تغییر جهت حرکت پیش بینی می شود. و برای انجام عمل سوم از جعبه دنده بار استفاده می کنند.

کاربرد ابزارهای تراشکاری

کاربرد ابزارهای تراشکاری فرایندی است شامل چند مرحله منطقی که در پاسخ به نیازهای ماشینکاری و مطابق نقشه های تولیدی انجام می شود.در اکثر این روش مشخص است که از طریق برنامه های ابزارهای برشی انجام شده و از پارامترهای عملیات برشی مورد نیاز تاثیر خواهد پذیرفت. علاوه بر این یک تفکر تولیدی برای دستیابی به بهترین نتایج یا حل مشکلات خاص نیز مورد نیاز می باشد.

هنگامی که به سراغ ابزارهای مدرن تراشکاری می رویم سه متغیر اصلی وجود خواهند داشت .Aروش گرفتن(clamping)اینسرت Bنوع و طرح براده شکن اینسرت وCجنس ابزار برشی . اصولا فرایند اصول به کار بردن ابزارهای تراشکاری با این سه عامل به طور مرتب درگیر خواهد بود. ابزارهای امروزی تراشکاری به طور کلی شامل این موارد هستند:یک ابزارگیر (Tool holder)فولادی با مکانیز برای ثابت نگهداشتن اینسرت روی آن . اینسرت از جنس مواد سخت می باشد و دارای چند لبه برنده خواهد بود .

زمانی که لبه تا حد معینی ساییده شد جای آن با لبه دیگر عوض خواهد شد که ایندکسینگ گفته می شود . تعریف منطقی متغیرهای ابزار مرحله به مرحله از طریق لیست ابزارهای موجود‘مشخصات ماشین ابزار‘نقشه های ساخت و امکانات موجود برای ایده های نو ایجاد می گردد.

نتیجه نهایی و ساخت کارایی ابزار در طول عملیات برشی دو ضابطه برتر برای هر عملیات ماشینکاری به شمار می روند.نتیجه نهایی عملیات برشی باید قطعه ای منطبق با مشخصات و محدوده های مورد نظر باشد در ضمن این که مقاصد اقتصادی ماشینکاری را نیز تامین نماید. نمایش کارایی ابزار نیز شامل هزینه ابزار در عملیات ماشینکاری ‘به همراه ارائه مناسبی از سایر عوامل از قبیل‘شکستن براده ها ‘قابلیت اطمینان‘اطلاعات برشی‘مدیریت ابزار و فهرست ابزار ها خواهد بود.

عوامل اصلی که بر انتخاب و کاربد ابزارهای تراشکاری تاثیر می گذارند عبارتنداز:

1-     جنس قطعه کار- قابلیت ماشینکاری‘شرایط‘خواص و ...

2-     طراحی قطعه کار- شکل ‘ ابعادو مقادیرمجاز برای کار موردنظر

3-     محدودیت ها - دقت‘کفیت سطح و ...

4-     ماشین ابزار-نوع‘توان‘شرایط و مشخصات

5-     پایداری – از لبه برنده گرفته تا فونداسیون ماشین

6-     تنظیمات – قابلیت دستیابی‘ابزار گیر‘تعویض ها

7-     برنامه ابزار – ابزار صحیح

8-     کارایی-اطلاعات برشی‘عمر ابزارو مسائل اقتصادی و

9-     کیفیت-تحویل ابزارو خدمات بعدی.

 

طبقه بندی ماشین های فلز تراشی

 

معمولترین ماشين فلزتراشی‘ماشین تراش است.ماشین های تراش را به دو دسته تقسیم می کنند:

1-ماشین تراش اونیورسال                2- ماشین تراش مخصوص.

به وسیله ماشین های تراش اونیورسال می توان سطوح جانبی و قاعده ی استوانه ها  و مخروط ها و نیز سوراخ های استوانه ای و مخروطی و پیچ و مهره ها را به اندازه های مختلف تراشید و قطعات فلزی را با مته سوراخ کرده و خزینه نمود برقوزد و قلاویز کرد.

ماشین تراش مخصوص برای انجام عملیات تراشکاری محدود در ساختن قطعات معین و سری به کار می روند. قسمتهای اصلی ماشین تراش اونیورسال عبارتند از:1- بستر:فونداسین سختی است از جنس چدن و به شکل دو راهگاه طولی که به وسیله ی نوارهای عرضی به هم متصیلند و مجموعا بر روی دو پایه ی محکم نصب شده است. پیش دستگاه با جعبه دنده ی سرعت‘پس دستگاه ‘جعبه دنده بار با میله ی پیچ تراشی و میله ی بار و صفحه ی رنده بند با میز ماشین‘و سوپرت دستی با بستر ماشین همراهند.

2- پیش دستگاه:پیش دستگاه به وسیله پیچ هایی در طرف چپ به بستر ماشین تراش محکم شده است.در داخل پیش دستگاه جعبه دنده و محور ماشین ورودی دیواره ی آن دسته های تنظیم سرعت قرار داد.مهمترین قسمت پیش دستگاه ماشین تراش محوری است در یاتاقانهای بالشی یا ساچمه ای گردش می کند. محور ماشین تراش معمولا تو خالی است . در سوراخ مخروطی آن میله مرغک متحرک را قرار می دهند و روی پیچ محیط آن صفحه ی مرغک یا سه نظام را بسته و محکم می کنند.

3-پس دستگاه: بیشتر به عنوان تکیه گاه قطعات طویل که بین مرغکها تراشیده می شوند و گاهی برای نگاه داشتن مته و برقو و قلاویز و ابزارهای دیگر به کار می رود.پس دستگاه را می شود به راحتی در طول راهگاههای کشویی حرکت داد.

4- سوپرت یا دستگاه رنده نگهدار: دستگاه رنده نگهدار برای نگه داشتن رنده و حرکت دادن آن در امتداد بار عرضی و طولی است. سرسره ی عرضی را می توان به کمک پیچ در جهت عمود به محور تنه ی دستگاه حرکت داد.تغییر مکان سرسره ی تحتانی  و سرسره ی عرضی هم با دست و هم به طور خودکار امکان پذیر است . قسمت گردان را می توان به اندازه 45 درجه از دو طرف گرداند. از این عمل مخصوصا در مخروط تراشی استفاده می شود. قسمت گردان را می توان به وسیله ی پیچ هایی که سر آنها در شیارهای کمانی شکل سرسره ی عرضی قرار گرفته است در هر وضع دلخواه محکم کرد. روی سطح هادی فوقانی قسمت گردان می توان رنده بند را برای میزان کردن رنده در محل مطلوب تغییر مکان داد.

5- دستگاه بار: دستگاه بار برای انتقال حرکات زیر برنده نگهدار و در نتیجه برنده به کار می رود :

الف – حرکت بار طولی به وسیله ی میله ی پیچ بری برای پیچ تراشی.

ب- حرکت بار طولی به وسیله ی میله ی بار خودکار.

ج – حرکت بار عرضی به وسیله ی میله ی خودکار و پیچ عرضی دستگاه رنده نگهدار.

عملیات زیر باید به وسیله دستگاه بار انجام پذیر باشند:

1 - شروع و متوقف حرکت بار خودکار بدون آنکه میله ماشین از گردش بیفتد.

2- تغییر جهت حرکت بار خودکار بدون تغییر یافتن جهت گردش محور ماشین.

3 – تغيير مقدار بار بدون تغيير يافتن تعداد دور محور ماشين .

برای انجام دو عمل اول در دستگاه بار خودکار‘قطع و تغییر جهت حرکت پیش بینی می شود. و برای انجام عمل سوم از جعبه دنده بار استفاده می کنند.

 

+ نوشته شده توسط فرهاد در شنبه بیست و هشتم آذر 1388 و ساعت 17:22 |
 

مهمترين تركيبات عمومي مواد ساختماني پمپها عبارتند از:
مواد: پمپهاي سانتريفيوژ كه معمولا به بازار عرضه مي شوند داراي تركيبات برنزي، تمام برنزي ،يا داراي تركيب آهني مي باشند . در ساختار نيمه برنزي ،پروانه خلاف شافت (اگر بكار برده شده باشد ) و رينگهاي سايشي برنزي خواهد بود و محفظه از چدن است . اين مواد ساختماني براي قسمتهاي از پمپ مي باشد كه در تماس با پمپاژ شده مي باشد .
محفظه آببندي (stuffing box) :آن قسمت از پمپ است كه شفت گردننده وارد محفظه پمپ مي شود . براي جلوگيري از نشت اب از محفظه ، يك آب بند مكانيكي يا نوار آببندي بكار مي رود .پمپها با اب بندي مكانيكي((mechanical seal بطور موفقيت آميز در موارد گوناگون بكار برده مي شوند.آب بندهاي داخلي درون محفظه آببندي عمل ميكند درصورتي كه آببندهاي خارجي داراي اجزاء دوراني( rotatig element)
خودشان در بيرون محفظه آببندي مي باشند . بسته به آببندي پمپ و مايعي كه پمپاژ مي شود محدوديتهاي در فشار و دماي مايع وجود دارد . جنس ماده ابندي پس از انكه نوع سيال پمپاژ شونده و دما و فشار ان تعيين شد ، توسط كارخانه سازنده تعيين مي شود .پمپها با نوار آب بندي بويژه در جاهايي كه مواد سايينده كه همراه اب وجود دارد بكار سيستم اسيب نمي رساند بطور گسترده اي مورد استفاده قرار مي گيرند .مقداري نشت بايد وجود داشته باشد تا سطح بين ماده نوار و شفت را روانكاري و سرد كند . بوش شفت و شفت موتور يا پمپ را بويژه با نوار اببندي ، محافظت مي كنند .

( Typical Stuffing Arrangement (description of parts
رينگهاي سايشي
براي پروانه يا محفظه آب بندي بكار برده مي شود ،انها قابل تعويض بوده و از سايش پروانه يا محفظه جلوگيري ميكنند .
بلبرينگها غالبا زياد بكار برده مي شوند مگر در پمپهاي سيلكولاتر ،كه ياتاقانهاي موتور و پمپ از نوع بوش مي باشد .
رينگ تعادل : در طرف پشت پروانه هاي بسته تك مكشه مي باشد تا بار محوري را كاهش دهد.پروانه هاي داراي دو ورودي بطور ذاتي از لحاظ محوري بالانس مي باشند.
سرعتهاي كار نامي موتور ممكن است در محدود 600 تا 3600 دور در دقيقه انتخاب شوند (سازندگان پمپ بايستي سرعت بهينه پمپ را براي هر نياز پمپاژ بخصوص با در نظر گرفتن راندمان ، قيمت و صدا و نگهداري بدست اورد .)نمونه اي از سطح مقطع يك پمپ سانتريفوژ مجهز توسط انستيتوي هيدروليك در شكل نشان داده شده است بيشتر قسمتهاي كه قبلا شرح داده شد در روي شكل مشخص است .

General components of Centrifugal Pump

پمپ ها: Pump
به طوركلي پمپ به دستگاهي گفته مي شود كه انرژي مكانيكي رااز يك منبع خارجي اخذ و به سيالي كه ازآن عبورمي نمايدانتقال دهد.درنتيجه انرژي سيال بعدازخروج از ماشين افزايش مي يابد .پمپ ها رابرمبناي نحوه انتقال انرژي به سيال به دودسته تقسيم بندي مي كنند:
1ـ
پمپ هاي ديناميكي:كه انتقال انرژي ازآنها به سيال به طوردائمي است .
2ـ پمپ هاي جابجايي:كه انتقال انرژي ازآنها به سيال به صورت متناوب يا پريوديك است.
مي توان پمپ هارابراساس نحوة عملكردشان به گونه اي ديگرنيز دسته بندي كرد:
1ـ پمپ هاي سانتريفوژ(جريان شعاعي)2ـ پمپ هاي محوري3ـ پمپ هاي نيمه سانتريفوژ(يا باجريان مختلط)
1
ـ پمپ سانتريفوژ(شعاعي):
عملكرداين پمپ به اين صورت است كه درآن سيال موازي محور واردچرخ پمپ شده وعمود برآن ازچرخ خارج مي گردد.اين پمپ ها معمولاً براي ايجادفشارهاي بالا دردبي هاي كم به كارمي روند.بنابراين اغلب پمپ هاي سانتريفوژ توانايي خوبي درايجادفشارهاي بالادارند.پمپ هاي سانتريفوژ شايع ترين نمونه ازپمپ هاهستند .
2ـ پمپ هاي محوري:
سيال موازي محور وارد پمپ مي گردد و به طور موازي نسبت به محور ازچرخ خارج مي گردد .اين پمپ ها براي ايجادفشارها و دبي هاي متوسط به كار مي روند.
3ـ پمپ هاي نيمه سانتريفوژ(مختلط): سيال موازي محور وارد چرخ پمپ مي گردد و به طورمايل نسبت به محورازچرخ خارج مي گردد.اين پمپ ها براي ايجادفشارها و دبي هاي متوسط به كارمي روند .اين پمپ هانسبت به پمپ هاي سانتريفوژتوانايي بيشتري دراستفاده وبه كارگيري دبي هاي يالا رادارند .
مباني وكاربردپمپهاي گريز از مركز
centrifugal pump اصول كار كليه اين پمپ هابراساس استفاده ازنيروي "گريزاز مركز" پايه گذاري شده است . هرحجمي كه دريك مسيردايره اي يامنحني الشكل حركت كند ، تحت تاثيرنيروي گريزازمركز واقع مي شود .جهت نيروي مذكور طوري است كه همواره تمايل داردكه جسم را ازمحوريامركز دوران دورسازد .

Centrifugal mixer pump with TVS heat exchanger.

قسمت هاي اساسي يك پمپ گريزازمركز عبارتنداز:
1
. الكترومتور: كه شامل قسمت الكتريكي پمپ است .
2
. كوپل يا هم محور سازي :كه متصل كننده الكترومتر به شافت (محور )پمپ است .
3. هوس برينگ: كه محل قرار گيري برينگها مي باشد
4.
مكانيكال سيل: كه محل آب بندي پمپ و جدا كننده سيال پمپاژ شده و قسمت مكانيكي پمپ مي باشد
5. پره هاي پمپ :كه با توجه به نوع كاربرد داراي انواع مختلفي مي باشد .


مكانيكال سيل:
مكانيكال سيل يا محفظه آب بند قسمتي است كه در حد فاصل بين برينگها و پروانه پمپ قرار گرفته است و از مهمترين قسمتهاي پمپ مي باشد چرا كه وظيفه آن جلوگيري از ورود سيال به درون برينگهاو بر روي شفت مي باشد . مكانيكال سيل بوسيله منبع سيليپات روغن خنك كاري مي شود (منبع سيليپات براي خنك كاري است كه روغن آن داراي ويسكوزيته بالايي است و گاهي نيز از خود سيال براي خنك كاري مكانيكال سيل استفاده مي شود براي برينگها نيز از يك گيج روغن براي خنك كاري استفاده مي شود كه داراي ويسكوزيته كمتري است .

A Simple Mechcanical Seal


بطور كلي مي توان گفت از قسمتهاي زير تشكيل شده است :

سيل(محفظه آب بند):قسمتي مي باشد كه در اطرف شافت قرار مي گيرد و مانع از خوردگي شافت مي شود و معمولا جنس آن از فولاد ضد زنگ است
محفظه فنرها (
spring box):محفظه اي كه داراي تعدادي حفره ميباشد و در انها تعدادي فنر قرار ميگيرد و بر روي سيل قرار مي گير و بر روي فنرها يك حلقه باز قرار
مي گيرد و بر روي اين حلقه نشيمنگاه (سيت) قرار مي گيرد و ازاين فنرها براي فشردگي بيشتر استفاده مي شود .
نشيمنگاه (سيت ): حلقهاي از جنس كربن استيل مي باشد كه در واقعه پايه يا نشيمنگاه مي باشد و در نزديكي برينگها قرار دارد .


آب بندي صحيح پمپها:
۱. بايد جنس طناب آب بندي بگونه اي انتخاب شود كه حداقل اصطكاك بين شفت و طناب باشد (با انتخاب روانساز مناسب نيز امكان پذير است ) .
۲. مقدار كمي از سيال به صورت يك فيلم بين شفت و طناب قرار گيرد و مو جب روانكاري شود پس در اين نوع آب بندي مقدار كمي نشتي الزامي است .ولي درجه حرارت محفظه آب بند بايد ثابت باشد و بالا نرود .
۳ . ميزان سايش طناب آب بند به شفت رابطه مستقيمي با سرعت چرخش و قطر شفت دارد در يك سرعت چرخشي ثابت هر ميزان كه قطر شفت بيشتر باشد ميزان سايش نيز بيشتر است .
۴ . در موقعي كه سيال پمپ شونده داراي ذرات معلق جامد باشد امكان نفوذ ذرات موجود در نشتي بين شفت وطناب آب بندي بسيار زياد است كه موجب از بين رفتن شفت و طناب مي شود.براي جلو گيري از اين مشكل بايد از يك سيستم آب بندي اضافي در محفظه انتهاي گلند استفاده شود به اين ترتيب كه ابتدا يك يا چند طناب آب بندي در محفظه گلند قرار داده سپس يك رينگ تو خالي در پشت انها قرار مي گيرد و حلقه هاي بعدي طناب بعد از اين رينگ قرار
مي گيرند.در محل قرار گرفتن رينگ يك سوراخي در محفظه گلند در نظر مي گيرند كه سيال تميز را بين حلقه هاي طناب مي راند فشار اين سيال يك تا دو بار بيشتر از فشار دهش پمپ است.
در اين حالت هم نشتي بسمت داخل محفظه پمپ و هم از انتهاي گلند بطرف بيرون جريان دارد و باعث جلوگيري از رانش ذرات معلق بين طناب آب بندي و شفت مي شود .

+ نوشته شده توسط فرهاد در دوشنبه بیست و پنجم آذر 1387 و ساعت 11:58 |
پمپهای فاضلاب

دید کلی

استفاده از پمپ (تلمبه) برای جابجا کردن فاضلاب به علت وجود مواد معلقی از قبیل شن ، ماسه ، چوب و غیره در آن به سادگی کاربرد پمپ در آبرسانی نیست. لذا باید کوشش نمود تا آنجا که ممکن است از طرح چنین تأسیساتی در شبکه جمع آوری فاضلاب شهرها خودداری نمود. تنها در حالتهایی که شیب شهر کم و امکان جریان فاضلاب در کانال با نیروی ثقل و با حداقل سرعت لازم موجود نباشد باید به طرح ایستگاههای پمپاژ مبادرت ورزید. البته لازم به یاد آوری است که استفاده از پمپ در تأسیسات تصفیه خانه فاضلاب غالبا اجتناب ناپذیر است.



تصویر

ویژگیها

ویژگیهایی که پمپهای فاضلاب دارند و آنها را از پمپهای آبرسانی متمایز می‌کنند عبارتند از:


  1. کمی حساسیت آنها در برابر مواد معلق موجود در فاضلاب.
  2. کم بودن ارتفاع مانومتری (ارتفاع تلمبه زنی).
  3. کمتر بودن بازده آنها.
  4. کم بودن ارتفاع مکش در آنها که عملا صفر فرض می‌شود.
  5. مقاومت بیشتر در برابر مواد خورنده در فاضلاب.
  6. مقاومت بیشتر در برابر مالش.

    با توجه به ویژگیهای نامبرده و به ترتیب تکامل پمپهای فاضلاب مهمترین انواع آنها عبارتند از پمپهای فاضلاب با هوای فشرده ، پمپهای فاپلاب با جریان هوا ، پمپهای پیچوار و بالاخره انواع پمپهای دورانی ویژه فاضلاب.




تصویر

پمپهای فاضلاب با هوای فشرده (تلمبه‌های هوائی)

پس از جمع شدن فاضلاب در منبع و پر شدن آن ، دریچه ورود فاضلاب بسته شده و با کمک کمپرسور هوای فشرده به منبع وارد و فاضلاب را به پائین فشار می‌دهد تا از دریچه خروجی و با کمک لوله زیر فشار به سطح مورد نظر بالا رفته و جریان یابد. به علت تماس نداشتن فاضلاب به پره‌های پمپ این پمپها و بالابرها حساسیت زیادی در برابر مواد معلق در فاضلاب ندارند، ولی بازده آنها بسیار کم است (حدود 3- تا 40 درصد) و لذا کاربرد آنها محدود و تنها برای انتقال فاضلابهای کم و بسیار آلوده می‌تواند اقتصادی باشد.

پمپهای فاضلاب با جریان هوا (پمپهای حبابی)

در صورتی که فاضلاب دارای مواد معلق کوچک و سنگین بسیاری بوده و در عمق زیادی باشد کاربرد اینگونه پمپها مناسب است. کار این پمپها با کمک جریان هوایی که بوسیل یک کمپرسور و لوله جداگانه به پائین‌ترین نقطه لوله بالا آورنده فاضلاب دمیده می‌شود انجام می‌گیرد. کمپرسور با فشار 3 تا 5 اتمسفر هوا به دهانه لوله انتقال فاضلاب می‌دمد. هوا از لوله و آب زیر فشار از لوله وارد و با فاضلاب آمیخته شده و موجب کاهش وزن مخصوص مخلوط گردیده و سبب می‌شود که فاضلاب و مواد معلق در آن به بالا هدایت گردند.

بازده این پمپها با در نظر گرفتن کار کمپرسور در حدود 30 تا 40 درصد و قدرت آبدهی آنها 0.5 تا 75 لیتر در ثانیه می‌باشد. برای آوردن هر لیتر فاضلاب به ارتفاع 10 متر 2 تا 3 لیتر هوا و برای بالا آوردن تا ارتفاع 60 متر مقدار 5 لیتر هوا لازم است. عمق دهانه لوله فاضلاب نسبت به سطح فاضلاب در انباره یعنی He باید 0.7 تا 1.5 برابر ارتفاع مانومتری پمپ باشد. این پمپها برای بالا آوردن ماسه از کف انباره‌های فاضلاب بسیار مناسبند.



تصویر

پمپهای پیچوار

بالابرهای پیچوار یا پمپهای ارشمیدسی قدیمی‌ترین نوع پمپهائی هستند که در جهان بکار رفته‌اند. تاریخ کاربرد این پمپها را برای بالا آوردن آب از رودخانه نیل به دوران فرعونهای مصر مربوط می‌دانند. به سبب مزایایی که این پمپها دارند امروزه هنوز کاربرد آنها به ویژه در تصفیه خانه‌های فاضلاب مورد توجه می‌باشد. ساختمان پمپهای پیچوار ، محور این پمپها با افق زاویه‌ای برابر 23 تا 35 درجه می‌سازد (معمولا 30 درجه)، طول محور پمپها محدود و حداکثر 6 تا 8 متر می‌باشد و لذا این پمپها می‌توانند ارتفاع تلمبه زنی برابر 3 تا 4 متر را تأمین نمایند. نیم استوانه‌ای که محور پمپ و پره‌های آنرا در بر می‌گیرند از صفحه فولادی و یا بتنی می‌سازند.

مشخصات پمپهای پیچوار ، سرعت دورانی این پمپها 20 تا 50 دور در دقیقه است. موتورهای محرک آنها معمولا 1000 تا 1400 دور در دقیقه سرعت دارند. بازده پمپها نسبتا خوب و در حدود 60 تا 70 درصد می‌باشد. در منحنی مشخصه پمپهای پیچوار برخلاف پمپهای دورانی تغییرات دبی تأثیر چندانی در ارتفاع تلمبه زنی و بازده پمپ ندارد.

معایب پمپهای پیچوار

  • جاگیری زیاد به ویژه وقتی نیاز به ارتفاع مانومتری بیش از 3 متر باشد که در این صورت باید دو تلمبه پشت سر هم و بصورت سری کار کنند.
  • گرانی ساختمان تلمبه خانه‌های این پمپها.
  • محدودیت ارتفاع تلمبه زنی.
  • ممکن نبودن کاربرد این پمپها برای فرستادن فاضلاب در لوله‌های زیر فشار.

مزایای پمپهای پیچوار

  • حساس نبودن در برابر مواد معلق در فاضلاب که در نتیجه نیازی به ساختن آشغالگیر پیش از آنها نیست.
  • روباز بودن و سادگی تعمیر و دسترسی به پره‌های پمپ.
  • هماهنگی دبی پمپ با دبی ورودی به تلمبه خانه. یعنی با بالا رفتن سطح فاضلاب در انباره مقدار دبی بالا رونده نیز افزایش می‌یابد.

پمپهای دورانی

اصول کار این پمپها بر استفاده از نیروی گریز از مرکز ناشی از دوران پره‌های متحرک پایه گذاری شده است. ذرات آب یا فاضلاب به کمک پره‌های نامبرده به سویپره‌ها و مجاریهای هدایت کننده و بوسیله آنها به سوی لوله خروجی پمپ فرستاده و فشرده می‌شوند. در شبکه جمع آوری فاضلاب امروزه بجز در موارد استثنائی در بیشتر ایستگاههای پمپاژ فاضلاب از پمپهای دورانی استفاده می‌شود. برتری این پمپها در ارزانی آنها ، کاربرد آسانتر و ایمنی بیشتر در کار می‌باشد. عیب این پمپها حساسیت آنها در برابر مواد معلق در فاضلاب است که با تغییراتی در شکل و تعداد پره‌ها می‌توان از این حساسیت کاست، ولی این کار معمولا همراه با پائین آمدن ارتفاع تلمبه زنی و بازده آنها می‌باشد.



تصویر

انواع پمپهای دورانی

دسته بندی پمپهای دورانی را از دو نقطه نظر انجام می‌دهند. نخست از نقطه نظر شکل و تعداد پره‌ها دوم از نقطه نظر شکل کار گذاردن پمپ در تلمبه خانه. از نقطه نظر شکل و تعداد پره‌ها بسته به نوع فاضلاب و مقدار مواد معلق در آن پمپهای دورانی زیر بکار برده می‌شوند:

پمپهای شعاعی یک پره‌ای

در این پمپها (فاضلاب) در امتداد محور وارد پمپ شده و در امتداد شعاع بیرون می‌رود. برای کاهش حساسیت این پمپ در برابر مواد معلق و درشت فاضلاب پره‌های آنرا به یک عدد تقلیل داده اند. سرعت دورانی و دبی این پمپها کم و در حدود 15 تا 150 لیتر در ثانیه و ارتفاع مانومتری آنها نسبتا خوب و در حدود 5 تا 25 متر است. این پمپها را برای پمپاژ فاضلابهای بسیار آلوده که دارای مقدار زائد مواد معلق الیافی شکل می‌باشند (مانند فاضلاب کارخانجات نساجی) بکار می‌برند. بسته به ساختمان پمپ ، قطعات سخت و درشتی به بزرگی چندین سانتیمتر نیز می‌توانند از درون این پمپها بگذرند.

پمپهای شعاعی دو یا سه پره‌ای

افزایش تعداد پره‌ها در این پمپها سبب افزایش دبی آنها به حدود 50 تا 500 لیتر در ثانیه و افزایش حساسیت آنها در برابر مواد معلق می‌گردد. معمولا نوع دو پره‌ای این پمپها بیشتر ساخته می‌شود. ارتفاع مانومتری این پمپها در حدود 5 تا 50 متر است.

پمپهای با پروانه ای مارپیچی

این پمپها را با پره‌های باز و یا با پره‌های بسته برای پمپاژ فاضلابهایی که تصفیه مقدماتی ساده‌ای شده باشند (مثلا از شبکه آشغالگیر گذشته باشند) بکار می‌برند. این پمپها محوری هستند و فاضلاب در امتداد محور پمپ وارد و با زاویه‌ای کمتر از 90 درجه نسبت به محور بیرون می‌رود. تعداد پره‌ها معمولا سه عدد و حداکثر چهار عدد پیش بینی می‌شود، ارتفاع مانومتری در این پمپها پره‌ها معمولا سه عدد و حداکثر چهار عدد پیش بینی می‌شود. ارتفاع مانومتری در این پمپها 5 تا 3-0 متر و برای دبی‌هایی در حدود 500 تا 1500 لیتر در ثانیه بکار می‌روند.

پمپهای استوانه‌ای

این پمپها دارای پروانه‌هایی هستند که فاصلاب را در امتداد محور هدایت کرده و توسط زانویی که محور از دیواره آن می‌گذرد به بیرون فرستاده می‌شود، در محل گذر محور دوران پمپ از زانویی با کمک کاسه تند ویژه‌ای آب بندی کامل انجام می‌گیرد. این پمپها بسته به ساختمان و سرعت دوران ویژه آنها ممکن است نیمه محوری یا محوری باشند. کاربرد این پمپها برای فاضلابهای ناشی از بارندگی و یا فاضلابهای خانگی بسیار رقیق شده مناسب است. این پمپها دبی‌های زیاد و در حدود 1000 تا 3500 لیتر در ثانیه و ارتفاعهای مانومتری در حدود 8 تا 25 متر را می‌توانند تامین کنند. بازده این پمپها بسیار خوب و به حدود 80 تا 90 درصد می‌رسد.

پمپهای پروانه‌ای

این پمپها از انواع پمپهای محوری می‌باشند که در آنها فاضلاب در امتداد محور وارد پمپ شده و در امتداد محور از پروانه‌ها بیرون می‌رود. زاویه پره‌های این پمپها ممکن است ثابت نبوده و با فرمانی در حین دوران تغییر نماید. پمپهای پروانه‌ای را که پره آن قابل تنظیم است بنام پمپهای کاپلان می‌نامند. کاربرد پمپهای پروانه‌ای برای فاضلابهای ناشی از بارندگی و یا فاضلابهای خانگی بسیار رقیق شده و یا نسبتا تصفیه شده مناسب است. این پمپها می‌توانند دبی‌های بسیار زیاد در حدود 500 تا 5000 لیتر در ثانیه را به ارتفاع مانومتری کم و در حدود 2 تا 8 متر بفرستند. آب با کمک پره‌های و درون استوانه‌ای ، در امتداد محور حرکت می‌کند و سپس توسط زانوی تغییر جهت می‌یابد. هر دو نوع پمپهای بند اخیر در برابر مواد معلق و به ویژه مواد معلق الیافی شکل بسیار حساسند و لذات از این گونه پمپها تنها برای پمپاژ فاضلابهای سطحی استفاده می‌شود.

+ نوشته شده توسط فرهاد در دوشنبه بیست و پنجم آذر 1387 و ساعت 11:53 |
 

عریف پمپ :

 

 

به طور کلی پمپ به دستگاهی گفته می شود که انرﮊی مکانیکی را از یک منبع خارجی اخذ و به سیال مایعی که از آن عبور می کند، انتقال می دهد. در نتیجه انرﮊی سیال پس از خروج از این دستگاه (پمپ) افزایش می یابد. در پمپ ها تغییرات انرﮊی سیال همواره به صورت تغییر فشار سیال مشاهده می گردد. از پمپها برای انتقال سیال به یک ارتفاع معین و یا جا به جایی آن در یک سیستم لوله کشی و یا هیدرولیک استفاده می نمایند. به عبارت کلی تر از پمپ برای انتقال سیال از یک نقطه به نقطه دیگر استفاده می کنند. پمپها دارای انواع مختلفی هستند که هرکدام دارای کاربرد خاصی می باشند.

پمپ دستگاهی است که با ازدیاد فشار سیال باعث انتقال آن ازنقطه ای به نقطه ای دیگر میگردد. اساس کار پمپ گریز از مرکز براساس نیروی گریز از مرکز است، به این صورت که قسمت متحرک پمپ تحت حرکت دورانی قطرات آب را از مرکز به خارج پرتاب میکند،چون قطرات دارای سرعت زیاد میباشند در برخورد با پوسته سرعت آنها به فشار تبدیل میگردد. در واقع اساس کار آنها بر اعمال نیروی گریز از مرکزو تبادل اندازه حرکت در پره های پروانه به واحد وزن مایع مبتنی است.

                       

تاریخچه :
نیاز انسان به آب و جابجایی آن از نقطه ای به نقطه ای دیگر سبب شد که انسان به فکر ساخت دستگاهی که این مشکل رابرطرف کند بیافتد. اولین نمونه های پمپ ها که نیروی محرک آنها توسط انسان یاحیوانات تامین میشد، توسط مصریان باستان در 17 قرن پیش از میلاد مسیح ساخته شد و مورد استفاده قرار گفتند.آنها توانسته بودند آب را با پمپ های رفت و برگشتی از عمق 91.5 متر ی زمین بیرون بکشند. در یونان باستان نیز پمپ های رفت و برگشتی با طرح ساده 4 قرن قبل از میلاد ساخته شده بود. تاریخ مشخصی در مورد ابداع پمپهای سانتریفیوژوجود ندارد ،اما گفته میشود که نقاشیهای لئوناردو داوینچی در قرن پانزدهم میلادی نشان میدهد که چگونه با اعمال نیروی گریزازمرکز به آب درون یک لوله خمیده ، آب را تا مقدار معینی بالا برد.

اولین پمپ های سانتریفیوژ در اواخر قرن هفدهم و اوایل قرن هجدهم توسط مهندسین فرانسوی و ایتالیایی ساخته شده و کاربرد عملی یافتند (1732). در نیمه های قرن نوزدهم عیب اصلی پمپهای رفت و برگشتی که عبارت از مقدار جریان پایین می باشد، موجب این شدکه پمپ های سانتریفیوژ با استقبال بیشتری روبرو شوند و جایگاه وسیعتری در صنعت پیدا کنند.

كار پمپ ها

يك پمپ هيدروليكي انرژي مكانيكي را از طريق عامل ايجاد فشار ( پيستون، چرخ دنده، پره و غيره ) به سيال منتقل مي نمايد. پمپ ها در صنايع مختلف كاربردهاي متفاوت دارند مثلاً در يك نيروگاه حرارتـي از پمپ به منظور آب رساني ديگ هاي بخار بهره برداري مي شـود، در صورتي كه در نيروگاه آبي پمپ را به منظور تأمين جريان آب مورد نياز دستگاه هاي خنك كننده ( نظير سيستم خنك كننده قطعات ژنراتور ) بكار مي برند يا آب نشتي و اضافي را توسط آن از مخازن آب انبار به درون رودخانه تخليه مي نمايند. به طور  كلي مي توان گفت همان گونه كه كار قلب بگردش درآوردن جريان خون در بدن است، در يك سيستم هيدروليكي مي توان از پمپ به عنوان قلب سيستم ياد كرد چرا كه وظيفه پمپ در چنين سيستمي، بگردش در آوردن جريان سيال است.

درصنايع مدرن امروزي براي بهره گيري از پمپ ها، از الكترو موتورهايي استفاده مي شود كه سرعت آن ها را مي توان تغيير داده و با اين عمل مقدار فشار و جريان مايع را كنترل نمود.

براي آنكه يك پمپ به طور مطلوب عمل پمپاژ را انجام دهد، مي بايستي هميشه در محفظهء آن مايع موجود باشد. هر پمپ مجهز به لوله مكنده اي است كه هيچ منفذي ندارد. يك انتهاي اين لوله در منبع گاز يا مايع قرار داشته و انتهاي ديگر آن به محفظه اي كه پيستون يا محور دوار در آن جاي دارند منتهي مي گردد.

براي آنكه پمپ به نحو مطلوب مورد بهره برداري قرار گيرد لازم است كه يك شير يك طرفه

 ( Foot  Valve ) در مدخل مجراي ورودي قرار گيرد كه مايع از تخليه آب مجراي ورودي شده تا در صورت لزوم بسادگي بتوان پمپ را بكار انداخت. در سانتريفوژ ( گريز از مركز ) در صورتي كهاين شير قرار داده نشده باشد از يك شير يك طرفه Check  Valve براي جلوگيري از برگشت جريان مايع و دوران پمپ در جهت عكس استفاده مي شود.

اساس مكش پمپ ها

هوا در سطح زمين داراي فشاري معادل 6/14 پوند بر اينچ مربع و يا يك كيلوگرم بر سانتيمتر مربع مي باشد. لوله طويلي را در نظر بگيريد كه يك انتهاي آن بسته شده است، اگر اين لوله را پر از آب كرده و آن را بطور وارونه در تشك حاوي آب قرار دهيم، سطح آب در درون لوله رفته پايين مي آيد و اين عمل تا زماني كه فشار هواي خارج ( اتمسفر ) و فشار حاصل از ستون آب به درون لوله به يك اندازه برسند، ادامه خواهد يافت. به تجربه ديده شده است كه تعادل مذكور هنگامي حاصل مي گردد كه ارتفاع آب درون لوله برابر با 32 فوت ( 10 متر ) باشد.

بنابراين ستوني از آب به ارتفاع 10 متر، داراي فشاري معادل يك كيلوگرم بر سانتيمتر مربع است.

حال چنانچه لوله اي طويل را در يك انتها مسدود نموده و انتهاي ديگر آن را به ظرف حاوي آب وارد سازيم و  هواي درون لوله را تخليه كنيم، خواهيم ديد كه آب لوله با فشار اتمسفر ( يك كيلوگرم بر سانتيمتر مربع ) به طرف بالا حركت مي كند.

اگر بتوان تمام هواي درون لوله را تخليه نمود، سطح آب درون لوله تا ارتفاع 32 فوت بالا مي رود.انجام اين كار، يعني تخليه كامل هوا و صعود سطح آب به ارتفاع 10 متري امكان پذير نيست، چرا كه حدوداً در ارتفاع 6 تا 7/6 متر عمل بالا رفتن متوقف مي گردد و سطح آب به صورت ساكن، باقي مي ماند. علت اين امر وجود وزن ستون آب است كه در عمل تعادل فشار هواي بيرون و درون لوله مداخله نموده و اين عمل را تسريع مي  بخشد. اولين كار پمپ عبارت است از تخليه هوا از درون لوله مكش، اين عمل باعث مي شود كه فشار اتمسفر بتواند به مايعات فشار وارد نموده و آن ها را به قسمت چرخنده پمپ و يا پيستون هدايت نمايد. بايد بخاطر سپرد كه پمپ بايد حداكثر بين ارتفاع 6 تا 7/6 متري از سطح مايع قرار گيرد تا بتواند عمل جابجايي مايع را به خوبي انجام دهد.كـار دوم پمپ عبارت است از دادن انرژي به مواد سيال و هدايت آن ها از محفظـه پمپ ( محل قرار گرفتن قسمت چرخنده ) به مقصد نهائي.

     

انواع پمپ ها

بطور كلي پمپ ها را مي توان به دو دسته اصلي به شرح زير تنظيم نمود:

- پمپ هاي انتقال دهنده مايعات با حجم ثابت

- پمپ هاي سانتريفوژ

 

1- پمپ هاي انتقال دهنده مايعات به حجم ثابت

( POSITIVE   DISPLACEMENT   PUMPS )  

يكي ازخصوصيات اصلي اين پمپ ها اين است كه در زمانيكه پمپ مشغول كار مي باشد بايستي محلي براي تخليه مايع مكيده شده موجود باشد. اين نكته اي مهم و قابل توجه است و چنانچه شخص مسئول بهره برداري از پمپ بخواهد اقدام به بستن مجراي خروجي آن نمايد، بايد كاملاً مطمئن گردد كه مجراي خروجي ديگري براي تخليه مايع وجود دارد. در غير اين صورت بر روي قطعات پمپ فشار وارد شده و ممكن است كه منجر به سوختن الكتروموتور، ازكار افتادن پمپ، سوختن فيوز و تركيدن محفظه و لوله ها و ساير معايب ديگر شود.

اين نوع پمپ ها كلاً بر سه نوع مي باشند:

الف) پمپ پيستوني Piston  Pumps                 

اين نوع پمپ ها در طرح ها و اندازه هاي مختلف ساخته شده و در بسياري موارد از آن استفاده مي شود و بر حسب احتياج مي توان اين پمپ ها را به طريقي ساخت كه فشار زياد بوجود آورند و يا اينكه فقط عمل انتقال مايعات را بدون ايجاد فشار انجام دهند.

 

 

 

 

 

 

 

  

 

 

  

 

طرز عمل پيستوني

اين پمپ تشكيل شده است از سيلندر، پيستون، شير ورودي و شير خروجي. سطح پيستون بوسيله دسته اي بر روي چرخ دواري قرار گرفته و در جهت بالا و پايين حركت مي نماينـد. هنگام حركت پيستون به طرف بالا دريچه A در اثر مكش و برگشت جريان از مجراي خروجي بسته شده و در اثر مكش دريچه B باز و مايع به درون محفظه پمپ مكيده مي شود. هنگامي كه پيستون به طرف پايين حركت مي نمايد دريچه B بسته شده و دريچه A باز مي گردد و سيال محبوس در محفظه و تحت فشار پيستون به مجراي خروجـي انتقال مي يابد. تكرار اين عمـل سبب انتقال سيال از يك محل به محل ديگـر مي گردد.  

سيلندر بايد به نحوي آب بندي شده باشد كه مايع نتواند به خارج نشت نمايد. هر حركت رفت پيستون را يك ضربه و مسافتي را كه پيستون طي مي كند طول ضربه نامند. چون در پمپ هاي رفت و برگشتي جابجا شدن مايع به طور متناوب انجام مي گيرد لذا حركت مايع در لوله خروجي به صورت حركت ضرباتي خواهد بود. چون حركت ضرباتي به لوله خروجي و حتي دستگاه هاي ديگري كه در سر راه هستند، ضرباتي وارد مي نمايد، بايد تدبيري بكار برد كه شدت ضربه ناشي از متناوب بودن جريان را كم كند. يكي از راه هاي كم كردن شدت ضربه، بكار بردن مخزن پر از هوا در سرا راه خروجي پمپ هاي رفت و برگشتي است. مطابق شكل در حركت رفت پيستون و يا خروج مايع از پمپ، مقداري از مايع كه تحت فشار است هواي مخزن را فشرده و به مخزن وارد مي شود. در حركت برگشت پيستون فشار مايع پايين مي آيد و هواي فشرده داخل مخزن، مقدار مايعي را كه در حركت رفت وارد مخزن شده بود به خارج مي فرستد. در نتيجه مايع وارد لوله خروجي مي شود و بدين وسيله از شدت ضربه ناشي از حركت ضرباتي كاسته مي شود. مسئله مهم در بكار بردن مخزن هوا اين است كه امكان دارد هواي موجود در مخزن به مرور جذب آب شده از ميزان آن كاسته شود. اگر اين عمل همچنان ادامه يابد بدون اينكه هواي از دست رفته تأكين شود مخزن پر از آب شده و كار خود را انجام نخواهد داد. براي تأمين هوا بهتر است كه در قسمت بالاي مخزن يك شير يك طرفه كار گذاشت. يكي ديگر از راه هاي كم كردن شدت ضربه بكار بردن پمپ هاي دو ضربه اي است كه در شكا نشان داده شده است. پمپ هاي دو ضربه اي را به دليل كم كردن شدت ضربه و ظـرفيت بيشتر و تقريبـاً يكنواخت كردن جريان در خروجي بيشتر از پمپ هـاي يك ضربه اي بكار مي برند.

براي انتقال مايعات و مواد سيال از عمق هاي زياد معمولاً شير يك طرفه اي در مدخل مجراي ورودي پمپ قرار مي دهند كه اين شير مايع را در مجراي ورودي محبوس نموده، و با ريختن مقدار كمي آب در محفظه پمپ، در شروع عمل پمپ سهولت داده مي شود. چون امكان دارد كه در مايعات مواد زائي وجود داشته باشد. براي ممانعت از ورود اين مواد در مدخل مجراي ورودي پمپ محفظه اي مشبك كه معمولاً از توري ساخته شده، قرار مي دهند و چون لازم است هر چند مدت يك بار اين صافي ها را بازرسي نمود و در صورت كثيف بودن تميز نمايند اين توري به طريقي نصب مي گردد كه بتوان به سهولت به آن دسترسي حاصل نمود. در پمپ هاي بزرگ معمولاً اين صافي ها را كه قابل تعويض مي باشند درون گودالي كه Suction  Well ناميده مي شود قرار مي دهند.  

 

 

  

ب) پمپ هاي دنده اي Gear  Pumps

اين پمپ ها  نيز بمانند پمپ هاي رفت و برگشتي از گروه پمپ هاي انتقال دهنده با حجم ثابت هستند، با اين تفاوت كه طرح و ساختمان آن ها ساده تر و احتياج به شير يك طرفه مكش ندارند و جريان خروجي آن ها يكنواخت است. اين پمپ ها در اندازه هاي مختلف و با دنده هاي متفاوت ساخته مي شوند چون دنده ها ممكن است داراي دو يا چند دنده باشند.

چرخ دنده بوسيله محور دوار به حركت درآمده و پس از مكش مايع آن را تحت فشار گذاشته و به طرف خروجي مي راند. همان طور كه در شكل نشان داده شده است، مايع به وسيلهء دنده هايي كه آزاد هستند از ورودي به طرف خروجي برده مي شود. دنده هايي كه بـه ترتيب آزاد مي شوند خلاء جزئـي در مكش ايجاد كـرده و مايع سريع تر وارد دنده هاي آزاد مي گردد چون در اين نوع پمپ ها دنده ها خيلي به هم نزديك هستند اگر در كارگذاري آن ها دقت كافي نشود تماس دنده ها با يكديگر باعث خرابي آن ها خواهد شد. اين نكته مهمي است كه در مورد پمپ هاي دنده اي بايستي رعايت نمود، و هنگامي كه لازم است پمپ تحت تعمير قرار گيرد بايد دقت كافي نمود كه براي تعويض واشرها و ساير مصالح اين فواصل بطور ثابت و معين باقي بمانند.

بايد توجه داشت كه اين دنده ها همواره روغن كاري شده كه خشك عمل ننمايند و اگر مايع پمپ شونده خاصيت روغن كاري داشته باشد، عمر پمپ دوراني زياد مي شود.

اين پمپ ها براي ظرفيت هايي نسبتاً كم با فشار متوسط موارد استفاده زياد دارند.

 

       

  

 

ج) پمپ هاي تيغه اي  Vane  Pumps

نوع ديگر پمپ هاي انتقال دهنده با حجم ثابت كه از نظر اصول كاركرد با پمپ هاي چرخ دنده اي شباهت زيادي دارند پمپ هاي تيغه اي مي باشند. حركت اين پمپ ها دوراني بوده و نيروي محركه شان از الكترو موتورها تأمين مي گردد. تيغه ها كه داراي حركت خارج از مركز مي باشند مي توانند در داخل شيارهايي حركت رفت و برگشتي داشته باشند. با توجه به شكل تيغه وقتي كه به بالا مي رسد كاملاً داخل شيار جاي گرفته و همين كه از آن نقطه دور مي گردد در اثر فشار فنر داخل شيار بيرون آمده و سيال را از قسمت ورودي به طرف قسمت خروجي با خود مي برده. تيغه ها در اثر نيروي فشار فنري كه در پشت آن هاست همواره با جداره پمپ در تماس اند.

 

  

 

2- پمپ هاي سانتريفوژ ( CENTRIFUGAL   PUMPS )

ساختمان ايـن نوع پمپ هـا به صورتي است كه بر روي محور دوار ( در مركز پمپ ) پره هايـي قرار داده شـده كه بـا دوران خود مايعـات و مواد سيال را به اطراف پرتـاب مي نمايند. جدار اين پمپ به صورت حلزوني ساخته شده و مايع كه داراي سرعت نيز مي باشد از قسمت حلزوني به طرف مدخل خروجي پمپ رانده مي شود.

سيالي كه در اطراف پره ها موجود است در اثر حركت دوراني به محور به اطراف پرتاب شده و در نتيجه در اطراف محور خلاء ايجاد مي شود و بدين ترتيب سيال از مجراي ورودي به داخل محفظهء حلزوني شكل پمپ مكيده شده و از مجراي خروجي به خارج منتقل مي گردد.

راندمان پمپ به موقعيت قرار گرفتن پره هاي پمپ، فاصله آن از محفظه حلزوني شكل و سرعت حركت محور بستگي دارد. زاويه قرار گرفتن پره هاي پمپ ها نيز در بالا بردن راندمان پمپ مؤثر است. مثلاً چنانچه وضعيت پره هاي پمپ نسبت به مركز به صورت عمودي باشد راندمان پمپ كمتر از زماني است كه پره ها بطور مايل بوده و در جهت حركت مايع به صورت منحني قرار گرفته باشند.

به علت اينكه سيال در اثر حركت دوراني محور به اطراف پرتاب شده و در مركز پمپ خلاء ايجاد مي شود دهانه لوله ورودي در پمپ هاي سانتريفوژ در مركز قرار دارد تا با استفاده از خلاء ايجاد شده در اين محل انتقال سيال سريع تر و بهتر انجام بگيرد.

پمپ هاي گريز از مركز داراي دو امتياز برجسته مي باشند: اولاً جريان مايع در آن ها يكنواخت است. ثانياً اگر لولهء خروجي پمپ مسدود يا تنگ شود، فشار زيادي كه براي ساختمان پمپ مضر باشد توليد نكرده و بار آن به اندازه اي نمي رسد كه موتور محرك پمپ را از كار بيندازد.

براي بكار انداختن پمپ بايد هميشه محفظه آن را از مايع مورد پمپاژ پر نموده و هواي محبوس در محفظه را خالي نمود. اين عمل را آبگيري ( Priming ) مي نامند. هرگاه پمپ در سطحي پايين تر از مخزن حاوي مايع مورد استفاده واقع شود، لزومي به آبگيري نخواهد بود. ( به اين علت كه محفظه پمپ همواره پر از مايع بوده و در نتيجه محفظه خالي از هواست )

ساختمان پمپ هاي گريز از مركز در ابتدا بسيار ساده بوده و فقط شامل پره، پوسته و محور بودند و ليكن به علت نياز روز افزون به اين پمپ ها، به سرعت تكامل يافته و ساختمان آن ها پيچيده تر شد و قطعات ديگر به آن ها افزوده شدند از قبيل رنگ هاي سايشي، لائي هاي آب بندي، پره هاي ثابت براي هدايت بهتر آب در خروج از پرهء متحرك و ورود به محفظه حلزوني و غيره.

پره هاي پمپ هاي سانتريفوژ به سه دسته تقسيم مي گردند: باز، نيم باز و بسته.

 

  

 

 

 

   

مطالب متفرقه پيرامون پمپ ها

پمپ هاي ديگر

انواع متعددي از پمپ ها نيز وجود دارند كه به علت كمي استفاده از آن ها در صنعت فقط به ذكر نام آن ها مي پردازيم.

بعضي از اين پمپ ها عبارتند از: ديافراگمي ( Diaphragm ) توربيني ( Turbine ) و ونتوري ( Venturi ).

سيستم پمپ هاي زوجي

در جاهايي كه پمپ براي كار يك ايستگاه ضرورت دارد از دو پمپ به صورت زوجي استفاده مي شود يك پمپ هميشه كار مي كند و پمپ ديگر آماده بكار است كه چنانچه فشار از ميزان پيش بيني شده پايين تر آمد، شروع به كار مي كند.

اين پمپ ها در فواصل معين با يكديگر عوض مي شوند تا فرسودگي ياطاقان ها و غيره در آن ها يكسان انجام شود.

روغنكاري

روغنكاري به منظور كاهش فرسودگي و بالا بردن راندمان از نكاتي است كه بايستي كاملاً مورد توجه قرارگيرد. براي اطمينان از روغنكاري پمپ هابه اندازه كافي، بايد بازرسي هاي مرتب انجام شود و به دستورالعمل كار مراجعه گردد، تا اطمينان حاصل شود كه در روغنكاري هيچ نقطه اي فراموش نشده است.

هم محور بودن و آب بندي

ارتعاشات مي توانند اختلالات شديدي در پمپ ها بوجود آورند. شخص بازديد كننده ضمن بازديدهاي معمولي بايستي هر گونه حركت غير عادي را ملاحظه نموده و وجود آن را براي رفع نقص به قسمت تعميرات گزارش دهد. همچنين بايد رسيدگي شود كه نشت آب براي مرطوب نگهداشتن لائي آب بندي پمپ در پمپ هايي كه به اين نوع آب بندي احتياج دارند، كافي باشد.

فهرست زير عبارت است از اشكالات معمولي كه ممكن است در هر پمپي بوجود آيند. هر چند كه براي رفع نقص لازم است قسمت تعميرات اقدام نمايد، ولي شخص بازديد كننده ممكن است عللي را كه با چشم ديده شده و به آساني بازرسي مي شوند برطرف نمايد.

اشكالات معمولي

الف) نرسانيدن آب

1-       آب دار نبودن محفظه پمپ    2- كافي نبودن سرعت

3- ارتفاع زياد نقطه خروجي      4- ارتفاع زياد لوله مكش

5-      انسداد پره هايي كه آب را با فشار به خارج مي رانند   6- گردش در جهت غلط

ب) كم بودن ظرفيت

1- نفوذ هوا در قسمت آب بندي يا مكنده     2-كم بودن بي اندازه سرعت

3- ارتفاع زياد رانش   4-ارتفاع زياد مكش     5-انسداد موضعي پره هاي گردان

6- معايب مكانيكي    7- كوچكي يا مسدود بودن شير يك طرفه ورودي

8- غوطه ور نبودن شير يك طرفه ورودي در عمق كافي

  

ج) كم بودن بيش از حد فشار

1- كم بودن بيش از حد سرعت      2- وجود هوا در آ ب       3- معايب مكانيكي

 

د) كم شدن آب پس از بكار افتادن پمپ

1- نشت آب از لوله مكنده       2- مسدود شدن مدخل آبگير

3- بالا بودن زياد قسمت مكنده      4- وجود هوا يا گاز در آب

 

هـ) آبدهي بيش از حد پمپ

1- سرعت خيلي زياد      2- كمتر بودن ارتفاع از حد مقرر

 

و) ارتعاش پمپ

1- در يك امتداد نبودن محورها      2- محكم نبودن زيرسازي

3- پيدايش مانع يا عدم توازن موضعي در پره هاي گردان

4- معايب مكانيكي ( خميدگي محورها در نتيجه نبودن آن ها در يك امتداد ) 

مشکلات پمپ ها در حین کار عبارتند از

1- کاویتاسیون: که عبارت است از تشکیل و تر کیدن حبابهای بخار در آب در اثر عمل دینامیکی پمپ که علت اصلی آن رعایت نکردن حداکثر مجاز عمق مکش برای پمپ است علائم ایجاد آن در پمپ عبارتند از :لرزش ،صدای حاصل از ضربات هیدرولیکی ،ظهور حباب های بخار وگاز ،افت ارتفاع آبدهی پمپ و کاهش دبی پمپ ،عمل کاویتاسیون در قسمت مکش پمپ باعث ایجاد سایش و خوردگی های شدیدی می شود،بنابراین می بایست حتی الامکان نسبت به جابجائی پمپ اقدام کنیم و اگر این کار ممکن نباشد می توانیم بطرقی نظیر نصب یک پمپ مکش در ابتدای لوله مکش قبل از پمپ اصلی مشکل مذکور را مرتفع نمائیم .

 

   

 

  

2- ضربه قوچ: همانطور که میدانیم تغییر تغییرناگهانی سرعت جریان بصورت موج در امتداد لوله حرکت نموده وتغییر ممنتوم ناشی از آن باعث ایجاد فشار قابل ملاحظه ای میشود که چنانچه این فشار تعدیل نشود پمپی که می بایست حداقل 10 سال کار نماید در کمتر از 10 ماه از بین میرود.

برای کاهش آن بخصوص در زمان خاموش شدن پمپ راههای ذیل پیشنهاد میشود:

ایجاد شیر یکطرفه بر روی لوله رانش (البته شیر یکطرفه از خطرات ناشی از ضربه قوج مصون نیست و می بایست بطور متوسط هر یک ماه یکبار بازدید شود) ،نصب شیر اطمینان برای تنظیم فشار ، یکی از بهترین راههای کاهش ضربه قوج استفاده از یک محفظه هوا در مجاورت خط لوله که قسمت پائینی آن پر از آب بوده و قسمت بالائی آن هوای فشرده محبوس است می باشد،بدینترتیب که محفظه هوا را بهر شکل دلخواه هندسی می توان ساخت و بصورت افقی ،قائم یا کج نصب نمود ،وقتی پمپ بطور ناگهانی خاموش می شود هوای داخل محفظه انبساط می یابد و آب انتهای آنرا به لوله رانش منتقل میکند،شیر یکطرفه لوله رانش بسته میشود وموج برگشتی به داخل محفظه هوا جریان می یابد .


3- اگر پوسته پمپ ضمن کار داغ گردد ولی پمپ هیچ آبدهی نداشته باشد دلیل آن است که برای این پمپ فشار رانش خیلی بالا است (البته ممکن است در اثر کور شدن لوله پمپ نیز این اتفاق بیافتد)

 

4- اگر پمپ سردباشد ولی آبدهی نداشته باشد دلیل آن است که پمپ هواگرفته است


5- اگرپمپ مکش ندارد در حالیکه عقربه های فشار سنج بشدت می پرند،دلیل ایسنتکه هواگیری پمپ کامل نیست.

 

6- اگر پمپ مکش نداشته باشد و خلاءسنج خلع زیادی را نشان بدهد بدلیل اینستکه شیر پایاب(سوپاپ) خراب است یا برای پمپ مذکور سنگین است ،یا مقاومت لوله مکش زیاد می باشد و یا اینکه ارتفاع مکش زیاد است.

 

7- اگرپمپ کارکندو فشار سنج و خلاءسنج صفر نباشند ولی آبدهی وجود نداشته باشد دلیل آن مقاومت زیاد خطوط لوله است.

 

8- اگرآبدهی پمپ کمتر ازارتفاع محاسباتی باشد علت آن ممکن است به علت گرفتگی صافی یا پره های پمپ ،یا مشکل آبندی ،یا ارتفاع رانش خیلی زیاد و یا گردش غلط پروانه ها باشد.
9- اگر پمپ مدت کوتاهی کار کند ولی بلافاصله آبدهی آن قطع شود احتمالاً بعلت نشت هوا از اتصالات لوله مکش ،یا گرفتگی لوله ها و یا عدم استغراق کامل دهنه مکش باشد.


10- اگریاتاقانهای پمپ بیش از حد داغ نمایند(دمای آنها نباید بیش از 60- 70 درجه گرم شوند)علت آن عدم روغن کاری کافی پمپ یا عدم بالانس بودن محور پمپ و موتور ویا بعلت ساییدگی ناشی از کار زیاد میتواندباشد.

 

11- اگرشدت صدای موتور پمپ بیش از حد معمول باشد علت آن می تواند از دلایل اصلی آن سفتی بیش از حد کاسه نمد هایافاصله زیاد پروانه ها بعلت سائیدگی زیادمی باشد.

+ نوشته شده توسط فرهاد در دوشنبه بیست و پنجم آذر 1387 و ساعت 11:52 |
ياتا قانها:
ياتاقانها تكيگاه اصلي اجزائ چرخنده پمپ بوده ومعيوب شدن آنها ممكن است موقعيت اجزاء چرخشي پمپ را تغيير دهد كه در اين صورت باعث برخورد قطعات ثابت ومتحرك پمپ مي شود معيوب شدن كلي ياتاقانها ممكن است موجب خم شدن محور پمپ شود و در نهايت موجب شكستگي محور شود و در ساير موارد باعث داغ شدن موضعي قطعات پمپ شود .
ياتاقانهاي لغزشي :
اين ياتاقانها براي تكيه نمودن وحفظ كردن اجزاء چرخشي در هر دو جهت شعاعي و محوري بكار مي روند محافظ شعاعي معمولا شامل پوستهاي سيلندر شكل از مواد و ابعاد مناسب مي باشد كه در محفظه صلب نصب وثابت شده اند.محافظ محوري معمولا ريگهاي صلبي است كه در محفظه ياتاقان نسب شده اند و بوشهاي متحريكي را بصورت سفت ومحكم به اجزاءچرخشي سوار شده ، تحمل مي كند گاهي اوقات اين بوشها را بصورت كروييا مخروطي مي سازند تا محافظت محوري و شعاعي را مهيا سازند . 

ياتاقانهاي غلتشي :
ياتاقانهاي غلتشي در واقعه شامل دو عدد ريگ يا حلقه و يك سري ساچمه هستند كه بصورت مماس و به اندازهبين حلقه ها قرار گرفته اند ساچمه ها توسط قفسي كه از صفحات موازي برنجي پلاستيكي يا هر ماده مناسب ديگر ساخته شده اند جدا از هم نگه داشته مي شوند .

                                                      ياتاقان

roller bearing: 1 outer race, 2 cage, 3 roller, 4 inner race

مزاياي ياتافانهاي لغزشي نسبت به غلتشي :
1. زماني كه محور تحت بارهاي مداوم و ثابت قرار مي گيرد قسمتهاي تحت بار ياتاقان تحت تنش ثابت قرار مي گيرند كه موجب كاهش خطر معيوب شدن در اثر خستگي مي شوند
2. چناچه ياتاقانهاي لغزشي از مواد مناسب ساخته شده باشند قادر خواهند بود در داخل مايع مورد پمپاژ كار نموده و روانكاري و خنك كاري شوند .
3. توسط روانكاري و روغنكاري مناسب در سرعت هاي بالا ياتاقانهاي لغزشي نسبت به ياتاقانهاي غلتشي مي توانند بارهاي بيشتري را تحمل كنند .
بررسي معايب ياتاقانهاي لغزشي نسبت به غلتشي :
1. ضريب اصطكاك انها 10 تا 15 برابر ياتاقانهاي غلتشي است و اين امر موجب اتلاف پر هزينه مي شود
2. غالب ضريب اصطكاك بيشتر دماي روانسازي را تا حدي افزايش مي دهد كه نسب سيستمهاي دقيق وپرهزينه خنك كاري را اجتناب ناپذير مي سازد
بررسي علل خرابي ياتاقانهاي لغزشي
1. روغنكاري نامناسب :اين پديده شامل كيفيت روانساز مورد استفاده و همچنين دفعات تعويض روغن ميباشد
2. خنك كاري نا مناسب روانساز :اين پديده در اثر اشكال در سيستم خنكاري يا قصور اپراتور در باز كردن شير مستقيم مايع خنك كننده قبل از راه اندازي پمپ بوجود مي ايد
3. عدم هم محوري چناچه پمپ جهت تعميير يا نگهداري پياده شود اين اشكال بعد از سوار نمودن آشكار مي شود عدم هم محوري مي تواند در اثر ماندن آلودگي بين پايه ياتاقان و محفظه پمپ ويا با توجه به ناهمواريها در اثر ضربه يا سفت نمودن غير يكسان مهره ها حاصل شود همچنين ممكن است در اثر بار هاي اضافي وارده بر ياتاقانها ،خم شدن محور يا برخورد فلزي بين قطعات ثابتوچرخيدن كه غالبا منجر به سايش زياد و گير پاژ مي شود حاصل گردد. عدم هم محوري، از بيرون خود را توسط حرارت زياد و محفظه ياتاقانآشكار مي سازد
4. پيچهاي شل: منبع ديگر مشكلات كه توسط ياتاقان بوجود مي آيد زماني است كه پيچهاي نگهدارنده پايه ياتاقان بطور يكسان و كافي سفت نشده اند و يا در حين كار پمپ شل شده اند در اين موارد ممكن است ياتاقان انقدر از محور خود جابجا شود كه تمام بار ها برروي رينگهاي پروانه يا آب بند وارد شود
ياتا قانها:
ياتاقانها تكيگاه اصلي اجزائ چرخنده پمپ بوده ومعيوب شدن آنها ممكن است موقعيت اجزاء چرخشي پمپ را تغيير دهد كه در اين صورت باعث برخورد قطعات ثابت ومتحرك پمپ مي شود معيوب شدن كلي ياتاقانها ممكن است موجب خم شدن محور پمپ شود و در نهايت موجب شكستگي محور شود و در ساير موارد باعث داغ شدن موضعي قطعات پمپ شود .
ياتاقانهاي لغزشي :
اين ياتاقانها براي تكيه نمودن وحفظ كردن اجزاء چرخشي در هر دو جهت شعاعي و محوري بكار مي روند محافظ شعاعي معمولا شامل پوستهاي سيلندر شكل از مواد و ابعاد مناسب مي باشد كه در محفظه صلب نصب وثابت شده اند.محافظ محوري معمولا ريگهاي صلبي است كه در محفظه ياتاقان نسب شده اند و بوشهاي متحريكي را بصورت سفت ومحكم به اجزاءچرخشي سوار شده ، تحمل مي كند گاهي اوقات اين بوشها را بصورت كروييا مخروطي مي سازند تا محافظت محوري و شعاعي را مهيا سازند .
مزاياي ياتافانهاي لغزشي نسبت به غلتشي :
1. زماني كه محور تحت بارهاي مداوم و ثابت قرار مي گيرد قسمتهاي تحت بار ياتاقان تحت تنش ثابت قرار مي گيرند كه موجب كاهش خطر معيوب شدن در اثر خستگي مي شوند
2. چناچه ياتاقانهاي لغزشي از مواد مناسب ساخته شده باشند قادر خواهند بود در داخل مايع مورد پمپاژ كار نموده و روانكاري و خنك كاري شوند .
3. توسط روانكاري و روغنكاري مناسب در سرعت هاي بالا ياتاقانهاي لغزشي نسبت به ياتاقانهاي غلتشي مي توانند بارهاي بيشتري را تحمل كنند .
بررسي معايب ياتاقانهاي لغزشي نسبت به غلتشي :
1. ضريب اصطكاك انها 10 تا 15 برابر ياتاقانهاي غلتشي است و اين امر موجب اتلاف پر هزينه مي شود
2. غالب ضريب اصطكاك بيشتر دماي روانسازي را تا حدي افزايش مي دهد كه نسب سيستمهاي دقيق وپرهزينه خنك كاري را اجتناب ناپذير مي سازد
بررسي علل خرابي ياتاقانهاي لغزشي
1. روغنكاري نامناسب :اين پديده شامل كيفيت روانساز مورد استفاده و همچنين دفعات تعويض روغن ميباشد
2. خنك كاري نا مناسب روانساز :اين پديده در اثر اشكال در سيستم خنكاري يا قصور اپراتور در باز كردن شير مستقيم مايع خنك كننده قبل از راه اندازي پمپ بوجود مي ايد
3. عدم هم محوري چناچه پمپ جهت تعميير يا نگهداري پياده شود اين اشكال بعد از سوار نمودن آشكار مي شود عدم هم محوري مي تواند در اثر ماندن آلودگي بين پايه ياتاقان و محفظه پمپ ويا با توجه به ناهمواريها در اثر ضربه يا سفت نمودن غير يكسان مهره ها حاصل شود همچنين ممكن است در اثر بار هاي اضافي وارده بر ياتاقانها ،خم شدن محور يا برخورد فلزي بين قطعات ثابتوچرخيدن كه غالبا منجر به سايش زياد و گير پاژ مي شود حاصل گردد. عدم هم محوري، از بيرون خود را توسط حرارت زياد و محفظه ياتاقانآشكار مي سازد
4. پيچهاي شل: منبع ديگر مشكلات كه توسط ياتاقان بوجود مي آيد زماني است كه پيچهاي نگهدارنده پايه ياتاقان بطور يكسان و كافي سفت نشده اند و يا در حين كار پمپ شل شده اند در اين موارد ممكن است ياتاقان انقدر از محور خود جابجا شود كه تمام بار ها برروي رينگهاي پروانه يا آب بند وارد شود

مزاياي عمده ياتاقانهاي غلتشي :
1. هزينه اوليه كم مي باشد
2. آنها ميتوانند بدون مراقبت با پريودهاي طولاني كار كنند
3. انها معمولا نيبت به ياتاقانهاي لغزشي با وظيفه مشابه محفظه هاي كوچكتر و كم هزينه اي لازم دارند
4. بمنظور تعويض سريع مي توان از منابع متنوعي استفاده كرد
5. موجب صرفه جويي انرژي مي شوند .تعويض روانساز بدليل ضريب اصطكاك كم به دفعات بسيار كمتري نسبت به ياتاقانهاي لغزشي انجام مي شود و بيشتر ياتاقانهايغلتشي توسط روانكار داخلي با درپوش آببند تهيه شده كه براي عمر كاري انها كافي است .

معايب ياتاقانها غلتشي :
1. حلقه و تمام اجزائ چرخشي در معرض تنشهاي متناوب و سريع مي باشند كه باعث عيب ناشي از خستگي مي شود .
2. بسياري از ياتاقانهاي لغزشي هنگام منتاژ و دمنتاژ نيازمند احتياط زياد و مراقبتهاي ويژه اي هستند
3. نيازمند مراقبتهاي ويژهاي از نظر ميزان روانساز مي باشند (نه كم نه زياد )

روانكاري ياتاقانهاي غلتشي:
روانكاري نا مناسب باعث مي شود ياتاقانها خيلي سريع فرسوده شوند بطور مثال روانكاري بيش از حد مي تواند باعث كوتاه شدن عمر ياتاقان گردد.روانكاري بيش از حد سبب داغ شدن ياتاقانها مي گردد و در نتيجه ميزان اكسيد اسيون روانساز افزايش پيدا مي كند و اين پديده موجب معيوب شدن زودرس ياتاقانها مي شود .
ميايب ناشي از روغنكاري نامناسب خود را به چند روش نشان ميدهد :
1. نبود روانساز در محفظه ياتاقانها
2. وجود آب در روانسازو محفظه ياتاقانها
3. تغيير جلاي حلقه ساچمه ها
4. پريدگي بر روي شيارها و ساچمه ها
5. خراشهاي موئين بر روي حلقه ها
6. و حرارت ايجاد شده در اثر نبود روانساز
براي جلوگيري از اين موارد بسياري از كارخانه هاي سازنده روانكاري با گريس و روغن را توصيه مي كنند.
مزاياي گريس:
1. گريس ميتواند بدون محفظه خاصي ابقاء شود حتي در محورهاي عمودي
2. بعضي گريسها با پايه كلسيم مي توانند عايقي براي رطوبت باشند.
3. بعضي گريسها با پايه ليتيم مي تواند ياتاقان را از خوردگي شيمياي حفظ كنند
4. گريسهاي سنگين، پوششي در برابر مواد آلوده كننده هستند
5. گريسها نسبت به روغنها به دفعات كمتري نياز به تجديد گريسكاري دارند.


معايب گريس كاري:
1. خنك كاري موثر ياتاقانهاي كه با گريس روانكاري مي شوند مشكل است و اين پديده مانعي براي استفاده از گريس در دورهاي بالا مي باشد
2. انتخاب گرانروي گريس با توجه به استفاده ان در دماهاي متغيير قابل توجه مي باشد و در نتيجه گريسها را براي محيطهايي كه نوسانات دمايي زيادي دارند مناسب نمي باشد .
3. مشخص كردن ميزان واقعي گريس براي ياتاقانها بسيار مشكل است و باعث روانكاري زياد يا كم ياتاقانها مي گردد.
روغن : مزاياي عمده روانكاري با روغن:
1. سطح روغن را براحتي مي توان كنترل نمود و ثابت نگه داشت.
2. روغن مي تواند براحتي خنك شود و در واقه استفاده از روغن در دورهاي بالا بسيار مفيد است براي خنك كاري.
3. عمده روغنها داراي گرانروي بالاي هستند و اين امر باعث استفاده انها در رنجهاي متغيير دماي مي شود.
4. تعويض روغن به مراتب اسان تر از تعويض گريس است
5. برخي روغنها ضريب اصطكاك كمتري نسبت به گريس دارند و اين خاصيت باعث كاركرد مناسب انهادر سرعتها بالا مي شود .
معايب روغن:
1. بسيار پر هزينه است چون نياز به مكتنيكال سيل دارد
2. نيازمند تعويضهاي بسيار بيشتر از گريس مي باشد
3. براي محورهاي عمودي نيازمند طراحي دقيق و پرهزينه محفظه ياتاقان مي باشد
4. براي محيطهاي مرطوب و خورنده نسبت به گريس از مرغوبيت كمتري برخودار است

                                                 

+ نوشته شده توسط فرهاد در دوشنبه بیست و پنجم آذر 1387 و ساعت 11:50 |

مهمترين تركيبات عمومي مواد ساختماني پمپها عبارتند از:
مواد: پمپهاي سانتريفيوژ كه معمولا به بازار عرضه مي شوند داراي تركيبات برنزي، تمام برنزي ،يا داراي تركيب آهني مي باشند . در ساختار نيمه برنزي ،پروانه خلاف شافت (اگر بكار برده شده باشد ) و رينگهاي سايشي برنزي خواهد بود و محفظه از چدن است . اين مواد ساختماني براي قسمتهاي از پمپ مي باشد كه در تماس با پمپاژ شده مي باشد .
محفظه آببندي (stuffing box) :آن قسمت از پمپ است كه شفت گردننده وارد محفظه پمپ مي شود . براي جلوگيري از نشت اب از محفظه ، يك آب بند مكانيكي يا نوار آببندي بكار مي رود .پمپها با اب بندي مكانيكي((mechanical seal بطور موفقيت آميز در موارد گوناگون بكار برده مي شوند.آب بندهاي داخلي درون محفظه آببندي عمل ميكند درصورتي كه آببندهاي خارجي داراي اجزاء دوراني( rotatig element)
خودشان در بيرون محفظه آببندي مي باشند . بسته به آببندي پمپ و مايعي كه پمپاژ مي شود محدوديتهاي در فشار و دماي مايع وجود دارد . جنس ماده ابندي پس از انكه نوع سيال پمپاژ شونده و دما و فشار ان تعيين شد ، توسط كارخانه سازنده تعيين مي شود .پمپها با نوار آب بندي بويژه در جاهايي كه مواد سايينده كه همراه اب وجود دارد  بكار سيستم اسيب نمي رساند بطور گسترده اي  مورد استفاده قرار مي گيرند .مقداري نشت بايد وجود داشته باشد تا سطح بين ماده نوار و شفت را روانكاري و سرد كند . بوش شفت و شفت موتور يا پمپ را بويژه با نوار اببندي ، محافظت مي كنند .

                               

                          (  Typical Stuffing Arrangement (description of parts
رينگهاي سايشي
براي پروانه يا محفظه آب بندي بكار برده مي شود ،انها قابل تعويض بوده و از سايش پروانه يا محفظه جلوگيري ميكنند .
بلبرينگها غالبا زياد بكار برده مي شوند مگر در پمپهاي سيلكولاتر ،كه ياتاقانهاي موتور و پمپ از نوع بوش مي باشد .
رينگ تعادل : در طرف پشت پروانه هاي بسته تك مكشه مي باشد تا بار محوري را كاهش دهد.پروانه هاي داراي دو ورودي بطور ذاتي از لحاظ محوري بالانس مي باشند.
سرعتهاي كار نامي موتور ممكن است در محدود 600 تا 3600 دور در دقيقه انتخاب شوند (سازندگان پمپ بايستي سرعت بهينه پمپ را براي هر نياز پمپاژ بخصوص با در نظر گرفتن راندمان ، قيمت و صدا و نگهداري بدست اورد .)نمونه اي از سطح مقطع يك پمپ سانتريفوژ مجهز توسط انستيتوي هيدروليك در شكل  نشان داده شده است بيشتر قسمتهاي كه قبلا شرح داده شد در روي شكل مشخص است .

                                                                   

 General components of Centrifugal Pump

                             

پمپ ها: Pump
به طوركلي پمپ به دستگاهي گفته مي شود كه انرژي مكانيكي رااز يك منبع خارجي اخذ و به سيالي كه ازآن عبورمي نمايدانتقال دهد.درنتيجه انرژي سيال بعدازخروج از ماشين افزايش مي يابد .پمپ ها رابرمبناي نحوه انتقال انرژي به سيال به دودسته تقسيم بندي مي كنند:
1ـ پمپ هاي ديناميكي:كه انتقال انرژي ازآنها به سيال به طوردائمي است .
2ـ پمپ هاي جابجايي:كه انتقال انرژي ازآنها به سيال به صورت متناوب يا پريوديك است.
مي توان پمپ هارابراساس نحوة عملكردشان به گونه اي ديگرنيز دسته بندي كرد:
1ـ پمپ هاي سانتريفوژ(جريان شعاعي)2ـ پمپ هاي محوري3ـ پمپ هاي نيمه سانتريفوژ(يا باجريان مختلط)
1
ـ پمپ سانتريفوژ(شعاعي):عملكرداين پمپ به اين صورت است كه درآن سيال موازي محور واردچرخ پمپ شده وعمود برآن ازچرخ خارج مي گردد.اين پمپ ها معمولاً براي ايجادفشارهاي بالا دردبي هاي كم به كارمي روند.بنابراين اغلب پمپ هاي سانتريفوژ توانايي خوبي درايجادفشارهاي بالادارند.پمپ هاي سانتريفوژ شايع ترين نمونه ازپمپ هاهستند .
2ـ پمپ هاي محوري:سيال موازي محور وارد پمپ مي گردد و به طور موازي نسبت به محور ازچرخ خارج مي گردد .اين پمپ ها براي ايجادفشارها و دبي هاي متوسط به كار مي روند.
3ـ پمپ هاي نيمه سانتريفوژ(مختلط): سيال موازي محور وارد چرخ پمپ مي گردد و به طورمايل نسبت به محورازچرخ خارج مي گردد.اين پمپ ها براي ايجادفشارها و دبي هاي متوسط به كارمي روند .اين پمپ هانسبت به پمپ هاي سانتريفوژتوانايي بيشتري دراستفاده وبه كارگيري دبي هاي يالا رادارند .
مباني وكاربردپمپهاي گريز از مركزcentrifugal pump اصول كار كليه اين پمپ هابراساس استفاده ازنيروي "گريزاز مركز" پايه گذاري شده است . هرحجمي كه دريك مسيردايره اي يامنحني الشكل حركت كند ، تحت تاثيرنيروي گريزازمركز واقع مي شود .جهت نيروي مذكور طوري است كه همواره تمايل داردكه جسم را ازمحوريامركز دوران دورسازد .

                       

                            Centrifugal mixer pump with TVS heat exchanger.

قسمت هاي اساسي يك پمپ گريزازمركز عبارتنداز:
1. الكترومتور: كه شامل قسمت الكتريكي پمپ است .
2. كوپل يا هم محور سازي :كه متصل كننده الكترومتر به شافت (محور )پمپ است .
3. هوس برينگ: كه محل قرار گيري برينگها مي باشد
4. مكانيكال سيل: كه محل آب بندي پمپ و جدا كننده سيال پمپاژ شده و قسمت مكانيكي پمپ مي باشد
5. پره هاي پمپ :كه با توجه به نوع كاربرد داراي انواع مختلفي مي باشد .


مكانيكال سيل:
مكانيكال سيل يا محفظه آب بند قسمتي است كه در حد فاصل بين برينگها و پروانه پمپ قرار گرفته است و از مهمترين قسمتهاي پمپ مي باشد چرا كه وظيفه آن جلوگيري از ورود سيال به درون برينگهاو بر روي شفت مي باشد . مكانيكال سيل بوسيله منبع سيليپات روغن خنك كاري مي شود (منبع سيليپات براي خنك كاري است كه روغن آن داراي ويسكوزيته بالايي است و گاهي نيز از خود سيال براي خنك كاري مكانيكال سيل استفاده مي شود براي برينگها نيز از يك گيج روغن براي خنك كاري استفاده مي شود كه داراي ويسكوزيته كمتري است .

                                                   

                                       A Simple Mechcanical Seal


بطور كلي مي توان گفت از قسمتهاي زير تشكيل شده است :

سيل(محفظه آب بند):قسمتي مي باشد كه در اطرف شافت قرار مي گيرد و مانع از خوردگي شافت مي شود و معمولا جنس آن از فولاد ضد زنگ است
محفظه فنرها (spring box):محفظه اي كه داراي تعدادي حفره ميباشد و در انها تعدادي فنر قرار ميگيرد و بر روي سيل قرار مي گير و بر روي فنرها يك حلقه باز قرار
مي گيرد و بر روي اين حلقه نشيمنگاه (سيت) قرار مي گيرد و ازاين فنرها براي فشردگي بيشتر استفاده مي شود .
نشيمنگاه (سيت ): حلقهاي از جنس كربن استيل مي باشد كه در واقعه پايه يا نشيمنگاه مي باشد و در نزديكي برينگها قرار دارد .

                                           
آب بندي صحيح پمپها:
۱. بايد جنس طناب آب بندي بگونه اي انتخاب شود كه حداقل اصطكاك بين شفت و طناب باشد (با انتخاب روانساز مناسب نيز امكان پذير است ) .
۲. مقدار كمي از سيال به صورت يك فيلم بين شفت و طناب قرار گيرد و مو جب روانكاري شود پس در اين نوع آب بندي مقدار كمي نشتي الزامي است .ولي درجه حرارت محفظه آب بند بايد ثابت باشد و بالا نرود . 
۳ . ميزان سايش طناب آب بند به شفت رابطه مستقيمي با سرعت چرخش و قطر شفت دارد در يك سرعت چرخشي ثابت هر ميزان كه قطر شفت بيشتر باشد ميزان سايش نيز بيشتر است . 
۴ . در موقعي كه سيال پمپ شونده داراي ذرات معلق جامد باشد امكان نفوذ ذرات موجود در نشتي بين شفت وطناب آب بندي بسيار زياد است كه موجب از بين رفتن شفت و طناب مي شود.براي جلو گيري از اين مشكل بايد از يك سيستم آب بندي اضافي در محفظه انتهاي گلند استفاده شود به اين ترتيب كه ابتدا يك يا چند طناب آب بندي در محفظه گلند قرار داده سپس يك رينگ تو خالي در پشت انها قرار مي گيرد و حلقه هاي بعدي طناب بعد از اين رينگ قرار
مي گيرند.در محل قرار گرفتن رينگ يك سوراخي در محفظه گلند در نظر مي گيرند كه سيال تميز را بين حلقه هاي طناب مي راند فشار اين سيال يك تا دو بار بيشتر از فشار دهش پمپ است.
در اين حالت هم نشتي بسمت داخل محفظه پمپ و هم از انتهاي گلند بطرف بيرون جريان دارد و باعث جلوگيري از رانش ذرات معلق بين طناب آب بندي و شفت  مي شود .

+ نوشته شده توسط فرهاد در دوشنبه بیست و پنجم آذر 1387 و ساعت 11:47 |
پمپهای گریز از مرکز (پمپهای سانتریفوژ) Centrifugal pump

دید کلی

در این این نوع پمپ مایع به مرکز پمپ و پای پره‌ها وارد شده و اثر نیروی گریز از مرکز که ناشی از گردش سریع پمپ می‌باشد، انرژی جنشی زیادی پیدا کرده و به طرف خارج پرتاب می‌شود و پوسته را پر از سیال می‌کند. انرژی جنبشی در قسمت خروجی پمپ اجبارا به انرژی فشار تبدیل می‌گردد. جهت حرکت پروانه: جهتی است عمود بر فرو رفتگی پره ها در پمپها. پمپهای گریز از مرکز از پرمصرف‌ترین پمپهائی می‌باشند که در صنعت بطور فراوان بکار می‌روند. حسن این پمپها در آنست که گذر حجمی سیال در آنها یکنواخت می‌باشد و همچنین چنانچه لوله تخلیه مسدود و یا تنگ شود، فشار زیادی که به پمپ آسیب رساند ایجاد نخواهد کرد و در نتیجه بار آن بحدی نخواهد رسید که موتور محرک خود را از کار بیندازد. دو نوع افت فشار داریم: افت اصطکاکی و افت اتصالات.

عملکرد موفق یک پمپ تا حدود زیادی بستگی به انتخاب و نصب صحیح آن دارد. جهت حصول اطمینان از حداکثر کارایی پمپ و حداقل نیاز به تعمیر و نگهداری ، انتخاب پمپ باید با عرضه اطلاعات صحیح به کاتولوگ صورت گیرد. بیشتر سازندگان پمپ دانستنیهای لازم در خصوص پمپ تولیدی خود را در کاتولوگ و کتابچه راهنما ذکر می‌کنند: اطلاعاتی از قبیل نصب ، عملکرد و تعمیر و نگهداری. در این مبحث منتخبی از این گونه دانستنیها درباره پمپهای سانتریفوژ و همچنینی عیوب متصوره ، علت و چگونگی رفع این عیوب ذکر می‌گردد.



img/daneshnameh_up/2/26/centrifugal_pump.JPG

انواع پمپهای گریز از مرکز

پمپهای گریز از مرکز را بر حسب نوع ساختمان آنها به انواع زیر تقسیم بندی می‌کنند:
  1. از نظر وضعیت طبقات که ممکن است یک طبقه و یا چند طبقه باشند.
  2. از نظر مقدار آبدهی و ارتفاع که ممکن است بصورت کم ، متوسط و زیاد باشند.
  3. از نظر نوع پروانه ، تعداد تیغه و وضعیت آنها.
ممکن است پمپها را بر حسب نوع استفاده آنها تقسیم بندی کنند:


  1. پمپهای سیرکولاتور برای به جریان انداختن آب گرم در سیستمهای حرارتی.
  2. پمپهای افقی یک طبقه از نوع مکش مارپیچی جهت استفاده در تأسیسات مکانیکی.
  3. پمپهای سانتریفوژ فشار قوی چند طبقه جهت استفاده در آبرسانی و غیره.
  4. پمپهای شناور جهت استفاده در چاههای عمیق و نیمه عمیق.
  5. پمپهای لجن کش جهت استفاده در سیستمهای فاضلاب.
نظر به اینکه پمپهای طبقاتی در سیستم تأسیساتی کاربرد فراوان دارند، مختصرا به ساختمان این نوع پمپها اشاره می‌گردد.

پمپهای سانتریفوژ از نظر مکش

پمپهای سانتریفوژ ممکن است با یک مکش یا با دو مکش باشند. پمپهای سانتریفوژ با دو مکش جریان سیال را از طریق دو لوله و به مقدار یکسان از دو طرف پروانه وارد پمپ می‌کنند.

عوامل موثر بر ظرفیت پمپهای سانتریفوژ

ظرفیت یک پمپ سانتریفوژ بستگی به چگونگی طراحی پمپ ، سرعت گردش پروانه پمپ ، فشار مطلق قسمت مکش پمپ ، فشار قسمت تخلیه پمپ و خواص فیزیکی سیال عبوری از پمپ دارد.

اجزای یک پمپ سانتریفوژ

  1. موتور ، که باعث حرکت دورانی محور می گردد.
  2. روتور ، (که خود شامل محور و پره‌ها است).
  3. پوسته جداره
  4. لوله مکش
  5. لوله رانش
  6. محفظه بین پوسته و پروانه
پروانه پمپ شامل پره‌هایی می‌باشد که به نحوی ساخته شده‌اند تا جریان داخل پمپ حتی المقدور یکنواخت باشد.

انواع پروانه‌های پمپهای سانتریفوژ

چند نوع از پروانه‌های پمپهای سانتریفوژ را نشان می‌دهد هر چه تعداد پره‌های پروانه بیشتر باشد کنترل در جهت حرکت سیال بیشتر بوده و تلفات ناشی از جریانهای گردشی بین پره‌ها کمتر خواهد بود.

انواع پروانه‌های معمولی

پروانه ممکن است به یک صفحه متصل باشد یا بین دو صفحه قرار گرفته باشد یا آزاد باشد. مایع در جهت محور وارد بدنه پمپ می‌شود و مایع ورودی بوسیله پره‌های پروانه گرفته شده و به داخل یک پیچک که مماس بر پمپ می‌باشد تخلیه می‌گردد. آب بندی پمپهای سانتریفوژ مسئله مهمی است که عدم رعایت آن باعث کاهش راندمان عمل پمپ می‌گردد. همانطور که از این پمپها در ک می‌شود، اساس کارشان برای حمل سیالات از نقطه‌ای به نقطه دیگر بر حرکت سیال در خلاف جهت مرکز محور پمپ بنا نهاده شده است، یعنی در واقع سیال با دور شدن از مرکز محور پمپ به داخل لوله رانش هدایت خواهد شد و یا اختلاف فشار ایجاد شده بین قسمت مکش و رانش پمپ ، سیال با سرعت به حرکت خود در سوی تخلیه ادامه می‌دهد. اصولا این پمپها متشکل از یک پروانه و یک محور که در داخل یک پوسته فلزی مستقر می‌باشند (این پوسته فلزی VOLUTE یا نوع پیچکی نامه دارد و پروانه داخل پوسته IMPELLER موسوم است.)



img/daneshnameh_up/4/4c/centrifugal_pump_video2.gif

مواد ساختن پمپهای سانتریفوژ

پمپهای سانتریفوژ را از مواد مختلفی می‌سازند. اکثرا پروانه و بدنه از مواد مقاوم در مقابل خوردگی و سایش ساخته می‌شوند. فولاد ضد زنگ ، نیکل ، لاستیک ، پلی پروپیلن در ساختمان پمپهای سانتریفوژ بکار می‌روند. در صورتی که پمپهای سانتریفوژ برای انتقال سیالات حاوی مواد معلق جامد مورد استفاده قرار می‌گیرند، بایستی فاصله بین پره‌ها و دریچه‌ها به اندازه کافی بزرگ باشند تا از خطر مسدود شدن آنها جلوگیری شود.

مزایای پمپهای سانتریفوژ

  • پمپهای سانتریفوژ دارای ساختمان ساده‌ای بوده و از مواد گوناگون ساخته می‌شوند.
  • در استفاده از این پمپها نیازی به شیر یا سوپاپ می‌باشد.
  • چون پمپ در سرعتهای بالا عمل می‌کند لذا می‌توان آنرا مستقیما به موتور الکتریکی متصل نمود. با افزایش سرعت برای عملکرد معین ابعاد پمپ کوچکتر می‌شود.

  • دبی آن یکنواخت است.
  • هزینه تعمیرات آن از پمپهای دیگر کمتر می‌باشد.
  • درصورت قطع جریان می‌تواند مدت بدون آسیب رسیدن به پمپ به گردش ادامه دهد.
  • برای انتقال سیالات با مواد معلق بخوبی عمل می‌کنند.
  • نسبت به پمپهای دیگر با ظرفیت مشابه دارای ابعاد کوچکتری می‌باشند.

معایب پمپهای سانتریفوژ

  • پمپهای سانتریفوژ قادر به ایجاد فشارهای بالا نمی‌باشند و به این منظور برای فشارهای بالا باید از پمپهای چند مرحله‌ای استفاده نمود.
  • در شرایط معین و محدودی با راندمان بالا عمل می‌کند.
  • راه اندازی این پمپها نیاز به آماده سازی دارد.
  • در صورتی که پمپها از کار بیفتند، سیال می‌تواند به قسمت مکش از درون پمپها جاری شود. لذا بهتر است که در خروجی این پمپها از شیر یک طرفه استفاده نمود.
  • برای سیالات با ویسکوزیته (غلظت) بالا نمی‌توان از این نوع پمپ استفاده نمود.

پمپهای حلزونی (پیچکی) و افشان

لازم به یادآوری است که پمپهای پیچکی و افشان کاملا از نوع گریز از مرکز می‌باشند.


پمپ حلزونی تلمبه پیچکی: در تلمبه‌های پیچکی گریز از مرکز، پروانه در داخلی محفظه مارپیچ حلزونی که بتدریج توسعه می یابد گردش می کند و در اثر گردش محور تلمبه، که به پروانه انتقال می یابد سیال از مرکز پمپ در جهت شعاع و به سوی کناری پوسته پمپ حرکت کرده بطرف لوله رانش منحرف می شود. این پمپها یا طبقه و چند طبقه نیز ساخته می شوند. بیشترین کاربرد را در صنعت دارند.


پمپ افشان: پروانه تلمبه افشان در داخل محفظه پره داری گردش می‌کند که پره‌های آن ثابت بوده (پخش کننده‌ها) و برای عبور مایع مجراهائی واگرایی تعبیه شده‌اند که به تدریج توسعه می‌یابند. جهت جریان مایع ورود به این مجراها تغییر کرده و پیش از ورود به محفظه مارپیچی تغییرات سرعت مبدل به تغییرات فشار می‌شود. اصولا راندمان با ضریب بهره دهی پمپهای افشان بیش از پمپهای پیچکی است و همچنین پمپهای افشان را با قدرتهای بالا و ظرفیتهای آبدهی فراوان می‌سازند و چون ساختمان داخل آن پیچیده است به نسبت ، قیمت آن از قیمت پمپهای پیچکی گرانتر است. این پمپها یک طبقه و چند طبقه ساخته می‌شوند.

کاربرد پمپهای سانتریفوژ

در اکثر صنایع و رسانشهای ساختمانی ، در صنایع شیمیای و نقت پمپهای سانتریفوژ مصارف بسیاری دارند. پمپهای سانتریفوژ برای مایعات مختلفی با مواد معلق گوناگون بکار می‌روند. سرعت این پمپها زیاد می‌باشد، لذا می‌توان آنها را مستقیما به الکتروموتور وصل نمود.

پمپهای یک طبقه و چند طبقه

پمپهای یک طبقه SINGLE-STAGE PUMPS: پمپهای گریز از مرکز یک طبقه با انواع گوناگون پروانه ها ساخته می شود، یکی از ساده ترین انواع آنها دارای یک مجرای مکش و یک پروانه می باشد و به این جهت یک طبقه نامیده شده است. پره های پروانه بین دو صفحه قرار گرفته اند و مجاری مایع بین پره ها و این دو صفحه محصور گردیده اند. این نوع پروانه به تمام بسته موسوم می باشد که مورد استعمال بیشتری دارد.


پمپهای چند طبقه MULTISAGE PUMPS: پمپهای طبقه گریز از مرکز ، تا کنون برای تولید 40 اتمسفر فشار (600 پوند بر اینج مربع و یا ارتفاع 350 متر آبدهی) و با سرعت 7150 دور در دقیقه ساخته شده اند. با این حال وقتی که سرعت گردش تلمبه از 3500 دور در دقیقه تجاوز نکند، معمولا ارتفاع آبدهی آنها از 120 متر تجاوز نمی‌کند.

بنابراین در مواردی که ارتفاع آبدهی پمپهای یک طبقه کافی نباشد از پمپهای چند طبقه که دارای ارتفاع آبدهی بیشتری است استفاده می‌کنند. شاید لازم به یادآوری باشد که چون در صنایع استخراج نفت لازم است، پمپهائی بکار گرفته شود که دارای ظرفیت گذر حجمی بسیار زیاد و ارتفاع فوق العاده باند از پمپهای چند طبقه استفاده می‌شود، برای مثال پمپی ساخته شده است که دارای 317 طبقه (هر طبقه و یک محفظه می‌باشد) و به ارتفاع انرژی 2700 متر بوده است. بطور خلاصه در یک پمپ چند طبقه دور یا چند پروانه متوالی روی یک محو قرار می‌گیرند. آب در پوسته همان طبقه جمع شده ، طبقه دوم تخلیه می‌شود و از دوم به سوم و به همین ترتیب ادامه می‌یابد. پمپهای چند طبقه هم با محور افقی و هم با محور قائم کاربرد دارند.

مباحث مرتبط با عنوان

+ نوشته شده توسط فرهاد در دوشنبه بیست و پنجم آذر 1387 و ساعت 11:41 |
پمپ ها

 
می دانیم که مایعات دارای شکل ثابتی نیستند به همین دلیل برای جابجایی آن ها از روش اختلاف فشار استفاده می شود تا بتوان آن ها را انتقال داد.
که برای این کار از پمپ ها یا تلمبه استفاده می شود.

عملیاتی که برای ایجاد اختلاف فشار و جابجایی مایعات مورد استفاده می شود را پمپاژ کویند.

انواع پمپ ها

پمپ گریز از مرکز:

اینگونه پمپ ها داری یک شیر خروجی می باشد که باید بسته باشد زیرا در این موقه باعث ایجاد حداکثر فشار در تلمبه می شود که به آن فشار طراحی گفته می شود.
پمپ ترکیبی:

زمانی که نیاز باشد یک سیال را با جریان بسیار بالا ارسال کنیم چندین پمپ را بصورت سری به همدیگر متصل کرده که به اینگونه پمپ ها پمپ ترکیبی گویند.

پمپ دیاگرامی:

از اینگونه پمپ ها زمانی استفاده می شود که نیاز به ایجاد فشار و سرعت زیاد نباشد و این پمپ ها با استفاده از یک خلاء می توانند سیال را پمپ کنند.

پمپ رفت و برگشتی:

در این پمپ ها برای بالا بردن فشار سیال از حرکت افقی و عمودی استفاده می شود. که مقداری اتلاف انرژی به همراه دارد.
این پمپ ها برخلاف پمپ های گریز از مرکز نباید خروجی پمپ بسته باشد زیرا باعث ایجاد خرابی در پمپ می شود. علاوه بر این ها بستن یک شیر اطمینان در خروجی پمپ لازم است.

پمپ پیستونی:

در این نوع پمپ ها که مانند پمپ های گریز از مرکز دارای یک شیر خروجی است که نباید موقع عمل پمپاژ بسته باشد.

پمپ پلانجری:

این نوع پمپ دارای یک شیر اطمینان است که مانند پمپ پیستونی است ولی اگر قطر فشارنده آن کم باشد به آن پمپ پلانجری گویند.
 
عیب یابی در پمپ ها

در شرایط ایده ال پمپ هایی را مورد استفاده قرار می دهیم که همیشه در بهترین وضعیت خود کار می کنند.اما در دنیای واقعی به ندرت پیش می آید بتوانیم از یک تولید کننده پمپی دریافت نماییم که بازدهی آن به الزامات مورد نظر ما نزدیک باشد.و یا پیدا کردن راهی که بتواند عملکرد پمپ را درنقطه بیشترین بازدهی و یا نزدیک به ان نقطه حفظ نماید محال به نظر می رسد.البته مهندسین کاربردی راههایی برای بهینه سازی انتخاب پمپها دارند.یک راه این است که پمپ مطلوب را مشخص نموده و مشخصه های آن را به قدری دقیق ذکر نماییم که پمپهای دیگر را شامل نشود.در صنعتی که رقابت بر سر بهترین پیشنهادات وجود دارد این کار مورد قبول واقع نمی شود.روش دیگر بیان نمودن مشخصات پمپ بصورت پارامترهای اساسی می باشد.این پارامترها عبارتند از: جریان هد (افت فشار)،حداکثر توان ترمز، حداقل بازدهی پمپاژ،حداقل ضریب توان موتور و حداکثر سرعت موتور.
عملكرد پمپهاي سانتريفوژ در حالتی که شدت کار بر روی آنها زیاد باشد مي تواند موجب اختلالاتی در تلمبه شود. جريان توربولنت مي تواند موجب ایجاد لرزش هايی باعث و خارج شدن پمپ از مدار شود که به آن اصطلاحا می گوینداوت شده. يكي از دلايل اوليه لرزشهاي پمپ كاويتاسيون می باشد. در اين حالت در اثر كاهش فشار مايع و تبخير صورت گرفته در سمت مكش پروانه توده هاي حباب توليد و به خروجي پروانه برخورد کرده. حبابها همراه با صدا (مشابه صداي ضربه به بادكنك) و ايجاد لرزش مي شود.
توليد حباب در پروانه وقتي رخ مي دهد كه Npsh موجود مكش پمپ كمتر از Npsh اين امر مي تواند به علت وجود مانع در مسير مكش، وجود زانوئي در فاصله نزديك ورودي پمپ و يا شرايط غير عادي مي باشد. عواملي مانند افزايش دما و يا كاهش فشار در سمت مكش نيز مي تواند شرايط فوق را ايجاد كند. البته انتخاب پمپ براي سيستمهايي كه در دبي هاي متفاوت و سرعت متغير كار مي كنند بايستي با دقت صورت گيرد تا از پديده كاويتاسيون جلوگيري گردد. با توجه به ملاحظه مراجع مختلف لرزش پمپ ها معلوم شده است يك عامل رايج اين لرزشها پديده كاويتاسيون است و مي تواند مخرب نيز باشد.

ازدیگر عواملی که می تواند باعث لرزش در پمپ ها شود می توان به هم محور نبودن تلمبه و محور اصلی آن بیان کرد زیرا در این صورت باعث ایجاد جفت نبودن با دیگر قطعات دانست به همین دلیل باعث ایجاد سرو صدا می شود.

از دیگر عوامل می توان به خارج شدن شفت از مرکز خود دانست که این پدیده با چشم قابل دیدن و تشخیص نیست به همین دلیل آن را بر روی ماشین تراش که دارای اندازه گیر ساعتی می باشد نصب می کنند و اگر این کج شدگی به اندازه خیلی خیلی ناچیرز باشد به وسیله یک شخص ماهر قابل بازگشت به خط می باشد در غیر اینصورت از رده خارج می شود.

یکی دیگر از اشکالات در پمپ ها می توان به خوردگی پروانه تلمبه و رینگ ها و بلبرنگ ها اشاره کرد که سائیده شدن و یا فاصله آزاد آنها زیاد شده است.
 
پمپ گریز از مرکز
هرگاه جسمی به‌سرعت حول محور خود به چرخش در آید، ذرات مرکزی آن جسم در اثر نیروی تولید شده به خارج پرتاب می‌گردند. این نیرو را نیروی گریز از مرکز گویند. پمپهای گریز از مرکز بر اساس این نیرو که در اثر چرخش پروانه بوجود می‌آید، کار می‌کنند. دو قسمت مهم این تلمبه که کار اصلی را انجام می‌دهند، عبارتند از:
پروانه impeller
جداره Casing
مایع پس از رهایی از پروانه ، از مجرایی می‌گذرد که انرژی سرعتی مایع به انرژی فشاری مبدل می‌گردد. به این ترتیب ، فشار مایع هنگام خروج بیش از فشار ورودی آن می‌باشد. اگر سطل پر آبی را با سرعت به دوران در آوریم، مشاهده می‌شود وضعی قرار می‌گیرد که بای آب نمی‌ریزد. اگر در همین حال ، سوراخی در ته طرف ایجاد کنیم، مشاهده می‌شود که آب با سرعت زیاد از سوراخ به بیرون می‌ریزد..
پمپ دوّار
پمپ دوّار ، یک نوع پمپ جابجایی مثبت است که مایع را ممکن است به دو طریق پمپ کند: دورانی خاص و مخلوطی از دوران و نوسان. هر پمپ دوّار به‌طور کلی از یک محفظه ساکن درست شده که در این محفظه یک موتور بوسیله نیروی یک محرک خارجی می‌گردد. حرکت روتور اجرا ، پمپ کننده را به حرکت در می‌آورد. پمپهای دوّار با طرحهای گوناگون و متنوع ساخته شده‌اند که معمولترین آنها عبارتند از:
چرخ دنده داخلی و خارجی ، یک پیچی و چند پیچی ، تیکه‌ای ، پره‌ای نفرشی ، پره‌ای نوسانی ، بادامک پیستونی می‌باشد. این پمپها لازم است با سرعت دورانی زیاد و در حدود 5000 دور در دقیقه و یا بیشتر کار نمایند.
در بحث قبلی که در رابطه با پمپ ها داشتیم به بیان موضوعی در رابطه با پمپ های جابجایی مثب صحبت کردیم برای اینکه این قضیه کمی روشن تر و شفاف تر باشد به شرحی در رابطه با پمپ های جابجایی مثبت و نوع های شبیه به آن می پردازیم.

پمپ های جابجایی مثبت

پمپ دورانی یک نوع پمپ جابه‌جایی مثبت می باشد. به عنوان مثال در هر دور کامل چرخ در یک پمپ چرخ دنده‌ای مقدار معینی از سیال را از ورودی به خروجی منتقل کرده و آن را به سیستم های لوله کشی انتقال می دهد. به همین دلیل از پمپهای چرخ دنده‌ای معمولا برای انتقال سیالها از میان سیستمهایی که دارای یک مسیر جریان کامل از قسمت خروجی به ورودی پمپ می‌باشند، استفاده می‌شود. اگر این مسیر جریان برای مدتی مسدود شود، فشار زیاد ایجاد شده باعث متوقف شدن واحد محرک می‌گردد. پمپ ممکن است خورد شود، یا حداقل اتصالات فلزی سیستم لوله کشی خراب شده و شروع به نشت نمایند.

پمپ چرخ دنده جناقی

این پمپ به خاطر داشتن شکل دندانه چرخ دنده‌اش ، پمپ چرخ دنده جناقی نامیده شده است. دندانه‌های پمپ چرخ دنده‌ای ساده ، مستقیم هستند. بدین دلیل هنگام تخلیه هر چرخ دنده در یک زمان انجام می‌شود. دنده چرخ دنده‌های جناقی کج است. این موضوع باعث روی هم افتادن چرخ دنده‌ها می‌شود. هنگام تخلیه یک چرخ دنده قبل از تکمیل هنگام چرخ دنده دیگر انجام می‌شود، بدین دلیل باعث نرم تر کار کردن جریان در داخل سیستم لوله کشی می‌شود.

پمپ های چرخ دنده حلزونی

بعضی از پمپهای چرخ دنده‌ای باید بتوانند سیال را به هر دو جهت جابه‌جا کنند. بدین معنی که جهت چرخش چرخ دنده‌ها بایستی معکوس شود. چرخش پمپهای چرخ دنده‌ای ساده قابل برگشت (دو طرفه) است، ولی دارای خروجی ضربانی می‌باشند. پمپهای چرخ دنده جناقی دارای خروجی یکنواخت‌تری هستند، ولی جهت چرخش چرخ دنده‌ها قابل برگشت نیست. برای پیشگیری این نقض ، بعضی از پمپهای چرخ دنده‌ای از چرخ دنده حلزونی استفاده می‌کنند. کجی دندانه‌های چرخ دنده حلزونی باعث می شود هنگامه تخلیه یکنواخت برای جریان خروجی آرام تر از پمپ می‌باشد.

هر پمپ دارای سه روتور می‌باشد، یک روتور نیرو دهنده و دو هرز گرد. روتورها درون یک پوسته قرار می گیرند. سیال از طریق دهانه مکشی وارد پمپ می‌شود و از طریق گذرگاههای محفظه به هر دو انتهای روتورها یا جایی که سیال در میان فضای بین پوسته روتور و دندانه‌های روتور نیرو دهنده بار (سیال) پمپاژ شده مورد نیاز را با هرزگردها که بطور ساده برای آب بندی بکار می‌روند، حمل می‌کند. محفظه‌های روتور از یاطاقانهای طوقهای تشکیل شده‌اند. این یاطاقانها روتورها را نگهداری و هدایت کرده و آنها را درگیر می‌کنند.
محفظه روتورها کانالهایی هستند که مایع باید قبل از تخلیه شدن از پمپ از میان آنها بگذرد. برای جلوگیری از نفوذ هوا به داخل پمپ (فشار سیال در طرف مکش پمپ ممکن است کمتر از فشار اتمسفر باشد) شافت روتور نیرو دهنده باید آب بندی شود. شافت روتور هرزگرد مانند میله والو به وسیله پکینگی که توسط گلند در کاسه نمد نگه داشته می‌شود، آب بندی می‌گردد. قسمت انتهای کاسه نمد یک قسمت مجزا می‌باشد. این قطعه یاطاقان طوقه‌ای می‌باشد که بوش آب بندی نامیده می‌شود. بوش آب بندی ، شافت روتور نیرو دهنده را نگه داشته و هدایت می‌کند و نیز برای نفوذ ناپذیری هوا از اطراف شافت به داخل کمک می‌کند.
 

پمپ سانتریفوز
در این این نوع پمپ ها سیال ابتدا به مرکز پمپ و نزدیک پره‌ها فرستاده می شود. و از اثر نیروی گریز از مرکز که ناشی از گردش سریع پمپ می‌باشد و انرژی جنشی زیادی بدست آورده و به خارج پرتاب شده و پوسته را از سیال پر کرده. انرژی جنبشی در قسمت های خروجی پمپ به انرژی فشاری تبدیل شده.

حرکت پروانه:

در جهت عمود بر فرو رفتگی پره ها در پمپ ها می باشد. پمپ های سانتریفیوژ از پرکاربردترین پمپ هائی است که در صنعت کاربرد فراوان دارد. مزیت این نوع پمپ ها این است که در اثر گذر حجمی سیال در آنها یکنواخت می‌شود.

پمپ های سانتریفیوژ را بر حسب نوع آن ها به انواع زیر تقسیم بندی می‌کنند:
از نظر وضعیت طبقات که ممکن است یک طبقه و یا چند طبقه باشند.
از نظر مقدار آبدهی و هد که ممکن است بصورت کم ، متوسط و زیاد باشند.
از نظر نوع پروانه ، تعداد تیغه.

اجزای یک پمپ سانتریفوژ
موتور ، که باعث حرکت دورانی محور می گردد.
پوسته جداره
لوله رانش
لوله مکش
محفظه بین پوسته و پروانه

پروانه پمپ شامل پره‌هایی می‌باشد که به نحوی ساخته شده‌اند تا جریان داخل پمپ حتی امکان یکنواخت باشد.
انواع پروانه‌های پمپهای سانتریفوژ


انواع پروانه‌های معمولی
پروانه ممکن است به یک صفحه متصل باشد یا بین دو صفحه قرار داشته باشد یا آزاد باشد. مایع در جهت محور وارد بدنه پمپ می‌شود و سیال ورودی بوسیله پره‌های پروانه دریافت شده و به داخل یک پیچک که مماس بر پمپ می‌باشد تخلیه می‌گردد. آب بندی پمپ های سانتریفوژ مسئله ای بسیار مهمی است که در صورت عدم رعایت آن باعث کاهش راندمان عمل پمپ می‌گردد.

انواع پمپ های گریز از مرکز:

پمپ پره مستقیم ( شعاعی)
پمپ تیغه خمیده ( volute )
پمپ مارپیچ

پمپ پره مستقیم:
در این گونه پمپ ها یک مجرای ورودی در مرکز پروانه پمپ قرار گرفته که سیال از طریق آن وارد محفظه می شود در این حین حرکت دورانی سیال موجب ایجاد یک فشار به قطر خارجی پروانه می شود. که باعث ایجاد جریان شده و پروانه را با سرعت و فشار زیادی ترک گفته و از طریق خروجی خارج شده.


پمپ تیغه خمیده ( volute ) :
این نوع پمپ ها علاوه بر قسمت های داخلی که به پره های منحنی شکل مجهز می باشد حتی درپوش آن هم به پره های منحنی شکل مجهز شده. در این گونه پمپ شکل پمپ یک تغییر خاصی دارد که حالت مارپیچ به خود دارد.
زمانی که سیال وارد محفظه پمپ شده پره ها سیال را به تلاطم در آورده اما به فرم مارپیچ این کار انجام می شود. و سیال را به دیواره چسبانده و سپس آن را خارج کرده. همزمان با گردش پروانه آب به دیواره چسبیده می شود و وارد مجرای مارپیچی شده. توجه کنید که فرآیند کار تمامی پمپ های گریز از مرکز یکسان است ولی کمی با هم تفاوت دارند.


پمپ مارپیچ:
این پمپ ها به شکل یک منحنی مارپیچ می باشند که به گرد یک نقطه دوران می کنند و دارای فاصله یکسان و ثابتی می باشند که از مرکز خود دور می شوند. حالت مارپیچ به شکل پوسته داخلی پمپ اطلاق می شود که فرم مارپیچ به خود می گیرد. این شکل پمپ یک مزیت خوب به پمپ می دهد تا بتواند سیال را به راحتی خارج کند. پس نتیجه این می شود که مجرای مارپیچی شکل سیال را جمع کرده و به سمت دریچه خروجی هدایت کرده. یکی دیگر از مزیت های این نوع پمپ ها این است که سرعت در تمامی نقاط پمپ یکسان است ولی در هنگام خروج سرعت کمی کاهش یافته. می دانید که فشار با سرعت رابطه عکس دارد زمانی که سرعت کم شده فشار زیاد شده حال برای اینکه فشار را بیشتر کنند سطح مقطع خروجی پمپ را افزایش داده.

پمپ ها تک مرحله ای (Single Stage ):
پمپ های دو مرحله ای:
پمپ های چند مرحله ای:


پمپ ها تک مرحله ای (Single Stage ):
این پمپ ها برای مواردی طراحی شده اند که ارتفاع خروجی آن ها کمتر از 1000 فوت (305 متر) باشد کاربرد دارد. اما مهمترین ایرادی که از این گونه پمپ ها می توان گرفت این است که ارتفاعی که سیال را می تواند پمپ کنند بسیار کم می باشد. این نوع پمپ ها به دو صورت طراحی می شوند:

پمپ های تک مرحله ای ثابت:
پمپ های تک مرحله ای متحرک (Portable ):

پمپ های تک مرحله ای ثابت:
این پمپ برای زمانی است که بخواهیم یک سیال را از یک چاه کم عمق یا مصارف عمومی و کار در منزل مورد استفاده قرار می گیرد.

پمپ های تک مرحله ای قابل حمل:
این پمپ برای موتورهای برقی و گازوئیلی یا بنزینی استفاده می شود. بیشتر شرکت های ساختمانی از این نوع پمپ ها استفاده می کنند زیرا قابلیت حمل به هر نقطه را دارد و برای هر نوع عملیاتی توانایی وقدرت مناسبی دارند.


پمپ های چند مرحله ای:
دیگر در رابطه با پمپ های دو مرحله ای صحبت نمی کنم زیرا ساختاری شبیه به پمپ های چند مرحله ای دارد. این پمپ ها برای زمانی طراحی شده اند که بخواهیم یک سیال را به ارتفاع زیادی پمپاژ نماییم به همین دلیل این پمپ ها با استفاده از ساختاری که برای آن ها طراحی کرده اند مناسب می باشند. در این پمپ ها از یک مرحل های وجود دارد تا 10 و بیشتر به طوری که هر مرحله را می توان یک پمپ تک مرحله ای فرض کرد.
ارسال سیال در این گونه پمپ ها به صورت افزاینده می باشد که ابتدا در مرحله اول سیال ورودی به دوبخش تبدیل شده و میزانی فشار به آن اضافه می شود و سپس در مرحله بعدی باز سیال به دو بخش تقسیم شده و میزان دیگری فشار به ماده ما اضافه شده و باز در مرحله بعدی سیال به اندازه فشار دلخواه رسیده و حال از جمع زدن کل این مراحل عدد 8 بدست می آید که پمپ 8 مرحله ای نامیده می شود و این طریقه محاسبه و کارکرد پمپ های چند مرحله ای بود که به صورت خلاصه توضیح دادم.

 


 

+ نوشته شده توسط فرهاد در دوشنبه بیست و پنجم آذر 1387 و ساعت 11:39 |
انواع کاویتاسیون
 

انواع کاویتاسیون که ممکن است در پمپ ها اتفاق بیافتد:

 

- کاویتاسیون تبخیری (نارسایی NPSHa) :

شایعترین نوع کاویتاسیون می باشد و حدود 70% از کاویتاسیون ها را در بر می گیرد. برای جلوگیری از این نوع کاویتاسیون، مقدار NPSHa در سیستم باید از مقدار NPSHr (حداقل انرژی مورد نیاز پمپ که توسط کارخانه سازنده توسط منحنی هایی به همراه کاتالوگ پمپ ارائه می گردد) بیشتر باشد.برای جلوگیری از صدمات ناشی از این نوع کاویتاسیون، راهکار های زیر پیشنهاد می گردد:

1-      کاهش دما که مقدار هد ناشی از فشار بخار سیال را کاهش دهد، هرچه دما کمتر باشد در نتیجه فشار اشباع متناظر به آن کمتر خواهد شد و در نتیجه احتمال کمتر شدن این فشار نسبت به فشار داخل پمپ افزایش می یابد . بنابراین وقتی خواستید که سیال با دمای بالا را پمپ کنید بسیار باید به این نوع کاویتاسیون دقت کنید.

 

2-      افزایش تراز مایع در مخزن مکش که مقدار هد استاتیکی را افزایش می دهد.

 

3-      بهبود و اصلاح پمپ شامل موارد زیر :

 

-          کاهش سرعت که مقدار Hf(هد ناشی از افت) را کاهش می دهد.

-          افزایش قطر چشمه پره

-          بکار بردن دو پمپ کوچکتر بصورت موازی که موجب کاهش افد هد می شود.

 

در این شرایط مایع مجبور می شود از ناحیه پر فشار پمپ به طرف ناحیه کم فشار آن در عرض پره بازگردش کند. وقتی در قسمت مکش یا تخلیه جریان گردابی ایجاد می شود که ناشی از سرعت بالای سیال می باشد جریان سیال برعکس شده و در خلاف جریان حرکت جریان عادی سیال باز گردش می کند.

باز گردش سیال باعث می شود که قطر مفید عبور سیال در قسمت مکش و تخلیه کاهش یابد و باعث کاهش فشار سیال گردد(مطابق اصل برنولی). با کاهش فشار و رسیدن فشار به فشار بخار سیال پدیده کاویتاسیون ایجاد می شود.

این نوع کاویتاسیون به دو حالت اتفاق می افتد :

اول اینکه مایع داخل محفظه پمپ با سرعت موتور باز گردش کرده و یکباره حرارتش افزایش پیدا کرده و فوق گرم می شود.

دوم  وقتی که سیال مجبور می شود که از میان آب بند ها و درزهای بین قطعات به سرعت عبور کند در این حالت حرارت بالا باعث تبخیر مایع خواهد شد.

صدمات ناشی از کاویتاسیون در پمپ های باز بیشتر در لبه تیغه های ایمپلر سمت چشم پره و در نوک تیغه ها تا قطر خارجی ایمپلر اتفاق می افتد. در پمپ های با ایمپلر بسته این صدمات روی نوار های سایشی بین پرهو بدنه محفظه ایجاد می شود.

برای بهبود و تصحیح شرایط در حالت ایمپلر باز باید ایمپلر را به گونه ای تنظیم کرد که تلرانس بین تیغه ها و محفظه دقیقا تصحیح شود.در پمپ های پره بسته امکان تصحیح شرایط نیست اما لازم است جریان محصور شده در قسمت تخلیه پمپ آزاد شود.

 فضای آزاد بین نوک پره و زبانه باید معادل 4% قطر پره باشد. صدمات ناشی از این نوع کاویتاسیون بیشتر در نوک تیغه های خارجی پره و پشت زبانه، روی دیواره محفظه داخلی دیده می شود.

 

- کاویتاسیون از نوع مکش

مکش هوا می تواند به اشکال مختلف در لوله ها و نقاط دیگر پمپ اتفاق بی افتد. مثلا در صورت ایجاد خلا در پمپف هوا می تواند به درون لوله ها وارد شود. یکی از این نمونه ها پمپبالاکش (Lift pump) می باشد. هوا از راههای زیر می تواند وارد پمپ شود.

1-      آببند شفت پمپ

2-      آببند ساق متصل به صفحه شیر در لوله مکش

3-      رینگ های اتصالی لوله مکش

4-      واشر های آب بند صفحه فلنج در اتصالات لوله

5-      ارینگ ها و اتصالات پیچی در قسمت مکش

6-      ارینگ ها و آب بندهای ثانویه در آب بندهای تک

7-      سطوح آب بندهای مکانیکی تک

8-      از طریق حباب ها و حفره های هوا در لوله مکش

9-      از طریق مایعات کف کننده

راه های جلوگیری از کاویتاسیون نوع مکش هوا:

1-      آب بندی و بستن تمام سطوح، صفحات فلنج ها و واشر ها

2-      درزبندی و بستن رینگ های آب بند و آببندهای ساقه متصل به صفحه شیر در لوله مکش

3-      نگه داشتن سرعت سیال به میزان 8 فوت بر ثانیه (با افزایش قطر لوله)

4-      استفاده از آب بند های مکانیکی دوبل

+ نوشته شده توسط فرهاد در دوشنبه بیست و پنجم آذر 1387 و ساعت 11:37 |
پمپ سانتریفوز
در این این نوع پمپ ها سیال ابتدا به مرکز پمپ و نزدیک پره‌ها فرستاده می شود. و از اثر نیروی گریز از مرکز که ناشی از گردش سریع پمپ می‌باشد و انرژی جنشی زیادی بدست آورده و به خارج پرتاب شده و پوسته را از سیال پر کرده. انرژی جنبشی در قسمت های خروجی پمپ به انرژی فشاری تبدیل شده.

حرکت پروانه:

در جهت عمود بر فرو رفتگی پره ها در پمپ ها می باشد. پمپ های سانتریفیوژ از پرکاربردترین پمپ هائی است که در صنعت کاربرد فراوان دارد. مزیت این نوع پمپ ها این است که در اثر گذر حجمی سیال در آنها یکنواخت می‌شود.

پمپ های سانتریفیوژ را بر حسب نوع آن ها به انواع زیر تقسیم بندی می‌کنند:
از نظر وضعیت طبقات که ممکن است یک طبقه و یا چند طبقه باشند.
از نظر مقدار آبدهی و هد که ممکن است بصورت کم ، متوسط و زیاد باشند.
از نظر نوع پروانه ، تعداد تیغه.

اجزای یک پمپ سانتریفوژ
موتور ، که باعث حرکت دورانی محور می گردد.
پوسته جداره
لوله رانش
لوله مکش
محفظه بین پوسته و پروانه

پروانه پمپ شامل پره‌هایی می‌باشد که به نحوی ساخته شده‌اند تا جریان داخل پمپ حتی امکان یکنواخت باشد.
انواع پروانه‌های پمپهای سانتریفوژ


انواع پروانه‌های معمولی
پروانه ممکن است به یک صفحه متصل باشد یا بین دو صفحه قرار داشته باشد یا آزاد باشد. مایع در جهت محور وارد بدنه پمپ می‌شود و سیال ورودی بوسیله پره‌های پروانه دریافت شده و به داخل یک پیچک که مماس بر پمپ می‌باشد تخلیه می‌گردد. آب بندی پمپ های سانتریفوژ مسئله ای بسیار مهمی است که در صورت عدم رعایت آن باعث کاهش راندمان عمل پمپ می‌گردد.

انواع پمپ های گریز از مرکز:

پمپ پره مستقیم ( شعاعی)
پمپ تیغه خمیده ( volute )
پمپ مارپیچ

پمپ پره مستقیم:
در این گونه پمپ ها یک مجرای ورودی در مرکز پروانه پمپ قرار گرفته که سیال از طریق آن وارد محفظه می شود در این حین حرکت دورانی سیال موجب ایجاد یک فشار به قطر خارجی پروانه می شود. که باعث ایجاد جریان شده و پروانه را با سرعت و فشار زیادی ترک گفته و از طریق خروجی خارج شده.


پمپ تیغه خمیده ( volute ) :
این نوع پمپ ها علاوه بر قسمت های داخلی که به پره های منحنی شکل مجهز می باشد حتی درپوش آن هم به پره های منحنی شکل مجهز شده. در این گونه پمپ شکل پمپ یک تغییر خاصی دارد که حالت مارپیچ به خود دارد.
زمانی که سیال وارد محفظه پمپ شده پره ها سیال را به تلاطم در آورده اما به فرم مارپیچ این کار انجام می شود. و سیال را به دیواره چسبانده و سپس آن را خارج کرده. همزمان با گردش پروانه آب به دیواره چسبیده می شود و وارد مجرای مارپیچی شده. توجه کنید که فرآیند کار تمامی پمپ های گریز از مرکز یکسان است ولی کمی با هم تفاوت دارند.


پمپ مارپیچ:
این پمپ ها به شکل یک منحنی مارپیچ می باشند که به گرد یک نقطه دوران می کنند و دارای فاصله یکسان و ثابتی می باشند که از مرکز خود دور می شوند. حالت مارپیچ به شکل پوسته داخلی پمپ اطلاق می شود که فرم مارپیچ به خود می گیرد. این شکل پمپ یک مزیت خوب به پمپ می دهد تا بتواند سیال را به راحتی خارج کند. پس نتیجه این می شود که مجرای مارپیچی شکل سیال را جمع کرده و به سمت دریچه خروجی هدایت کرده. یکی دیگر از مزیت های این نوع پمپ ها این است که سرعت در تمامی نقاط پمپ یکسان است ولی در هنگام خروج سرعت کمی کاهش یافته. می دانید که فشار با سرعت رابطه عکس دارد زمانی که سرعت کم شده فشار زیاد شده حال برای اینکه فشار را بیشتر کنند سطح مقطع خروجی پمپ را افزایش داده.

پمپ ها تک مرحله ای (Single Stage ):
پمپ های دو مرحله ای:
پمپ های چند مرحله ای:


پمپ ها تک مرحله ای (Single Stage ):
این پمپ ها برای مواردی طراحی شده اند که ارتفاع خروجی آن ها کمتر از 1000 فوت (305 متر) باشد کاربرد دارد. اما مهمترین ایرادی که از این گونه پمپ ها می توان گرفت این است که ارتفاعی که سیال را می تواند پمپ کنند بسیار کم می باشد. این نوع پمپ ها به دو صورت طراحی می شوند:

پمپ های تک مرحله ای ثابت:
پمپ های تک مرحله ای متحرک (Portable ):

پمپ های تک مرحله ای ثابت:
این پمپ برای زمانی است که بخواهیم یک سیال را از یک چاه کم عمق یا مصارف عمومی و کار در منزل مورد استفاده قرار می گیرد.

پمپ های تک مرحله ای قابل حمل:
این پمپ برای موتورهای برقی و گازوئیلی یا بنزینی استفاده می شود. بیشتر شرکت های ساختمانی از این نوع پمپ ها استفاده می کنند زیرا قابلیت حمل به هر نقطه را دارد و برای هر نوع عملیاتی توانایی وقدرت مناسبی دارند.


پمپ های چند مرحله ای:
دیگر در رابطه با پمپ های دو مرحله ای صحبت نمی کنم زیرا ساختاری شبیه به پمپ های چند مرحله ای دارد. این پمپ ها برای زمانی طراحی شده اند که بخواهیم یک سیال را به ارتفاع زیادی پمپاژ نماییم به همین دلیل این پمپ ها با استفاده از ساختاری که برای آن ها طراحی کرده اند مناسب می باشند. در این پمپ ها از یک مرحل های وجود دارد تا 10 و بیشتر به طوری که هر مرحله را می توان یک پمپ تک مرحله ای فرض کرد.
ارسال سیال در این گونه پمپ ها به صورت افزاینده می باشد که ابتدا در مرحله اول سیال ورودی به دوبخش تبدیل شده و میزانی فشار به آن اضافه می شود و سپس در مرحله بعدی باز سیال به دو بخش تقسیم شده و میزان دیگری فشار به ماده ما اضافه شده و باز در مرحله بعدی سیال به اندازه فشار دلخواه رسیده و حال از جمع زدن کل این مراحل عدد 8 بدست می آید که پمپ 8 مرحله ای نامیده می شود و این طریقه محاسبه و کارکرد پمپ های چند مرحله ای بود که به صورت خلاصه توضیح دادم.

+ نوشته شده توسط فرهاد در دوشنبه بیست و پنجم آذر 1387 و ساعت 11:35 |

Check valves, or non-return valves, are installed in pipeline systems to allow flow in one direction only. They are operated entirely by reaction to the line fluid and therefore do not require any external actuation. In this text, the expected, or desired direction of flow is termed 'forward flow', flow in the opposite direction is 'reverse flow'.

There are a number of reasons for using check valves, which include:

  • Protection of any item of equipment that can be affected by reverse flow, such as flowmeters, strainers and control valves.
  • To check the pressure surges associated with hydraulic forces, for example, waterhammer. These hydraulic forces can cause a wave of pressure to run up and down pipework until the energy is dissipated.
  • Prevention of flooding.
  • Prevention of reverse flow on system shutdown.
  • Prevention of flow under gravity.
  • Relief of vacuum conditions.

Although check valves can effectively shut off reverse flow, they should never be used in place of an isolation valve to contain live steam, in a section of pipe.

As with isolation valves, there are a number of different check valve designs, each suited to specific applications. The different types of check valve and their applications are discussed in this tutorial, along with the correct sizing method.



Lift check valves

Lift check valves are similar in configuration to globe valves, except that the disc or plug is automatically operated. The inlet and outlet ports are separated by a cone shaped plug that rests on a seat typically metal; in some valves, the plug may be held on its seat using a spring. When the flow into the valve is in the forward direction, the pressure of the fluid lifts the cone off its seat, opening the valve. With reverse flow, the cone returns to its seat and is held in place by the reverse flow pressure.

Fig. 12.3.1  A lift check valve Fig. 12.3.1 A lift check valve

If a metal seat is used, the lift check valve is only suitable for applications where a small amount of leakage, under reverse flow conditions, is acceptable. Furthermore, the design of a lift check valve generally limits its use to water applications, subsequently, they are commonly used to prevent reverse flow of condensate in steam traps and on the outlets of cyclic condensate pumps.

The main advantage of the lift check valve lies in its simplicity, and as the cone is the only moving part, the valve is robust and requires little maintenance. In addition, the use of a metal seat limits the amount of seat wear. The lift check valve has two major limitations; firstly, it is designed only for installation in horizontal pipelines, and secondly, its size is typically limited to DN80, above which, the valve would become too bulky.

The piston-type lift check valve is a modification of the standard lift check valve. It incorporates a piston shaped plug instead of the cone, and a dashpot is applied to this mechanism. The dashpot produces a damping effect during operation, thereby eliminating the damage caused by the frequent operation of the valve, for example, in pipeline systems, which are subject to surges in pressure, or frequent changes in flow direction (one example would be a boiler outlet).



Swing check valves

A swing check valve consists of a flap or disc of the same diameter as the pipe bore, which hangs down in the flow path. With flow in the forwards direction, the pressure of the fluid forces the disc to hinge upwards, allowing flow through the valve. Reverse flow will cause the disc to shut against the seat and stop the fluid going back down the pipe. In the absence of flow, the weight of the flap is responsible for the closure of the valve; however, in some cases, closure may be assisted by the use of a weighted lever. As can be seen from Figure 12.3.2, the whole mechanism is enclosed within a body, which allows the flap to retract out of the flow path.

Fig. 12.3.2  A full-bodied, swing check valve Fig. 12.3.2 A full-bodied, swing check valve

Swing check valves produce relatively high resistance to flow in the open position, due to the weight of the disc. In addition, they create turbulence, because the flap 'floats' on the fluid stream. This means that there is typically a larger pressure drop across a swing check valve than across other types.

With abrupt changes in flow, the disc can slam against the valve seat, which can cause significant wear of the seat, and generate waterhammer along the pipe system. This can be overcome by fitting a damping mechanism to the disc and by using metal seats to limit the amount of seat wear.



Wafer check valves

Both lift and swing check valves tend to be bulky which limits their size and makes them costly. To overcome this, wafer check valves have been developed. By definition wafer check valves are those that are designed to fit between a set of flanges. This broad definition covers a variety of different designs, including disc check valves and wafer versions of swing or split disc check valves.


Disc check valves
The disc check valve consists of four main components: the body, a disc, a spring and a spring retainer. The disc moves in a plane at right angles to the flow of the fluid, resisted by the spring that is held in place by the retainer. The body is designed to act as an integral centring collar that facilitates installation. Where a 'zero leakage' seal is required, a soft seat can be included.

Fig. 12.3.3  A disc check valve Fig. 12.3.3 A disc check valve

When the force exerted on the disc by the upstream pressure is greater than the force exerted by the spring, the weight of the disc and any downstream pressure, the disc is forced to lift off its seat, allowing flow through the valve. When the differential pressure across the valve is reduced, the spring forces the disc back onto its seat, closing the valve just before reverse flow occurs. This is shown in Figure 12.3.4. The presence of the spring enables the disc check vale to be installed in any direction.

Fig. 12.3.4  Operation of a disc check valve Fig. 12.3.4 Operation of a disc check valve

The differential pressure required to open the check valve is mainly determined by the type of spring used. In addition to the standard spring, there are several spring options available:

  • No spring - Used where the differential pressure across the valve is small.
  • Nimonic spring - Used in high temperature applications.
  • Heavy-duty spring - This increases the required opening pressure. When installed in the boiler feedwater line, it can be used to prevent steam boilers from flooding when they are unpressurised.

As with all wafer check valves, the size of the disc check valve is determined by the size of the associated pipework. This usually ensures that the valve is correctly sized, but there are cases where the valve is over or undersized.

An oversized check valve is often indicated by continuous valve chatter, which is the repeated opening and closing of the valve that occurs when the valve is only partially open. It is caused by the fact that when the valve opens, there is a drop in the upstream pressure; if this pressure drop means that the differential pressure across the valve falls below the required opening pressure, the valve will slam shut. As soon as the valve shuts, the pressure begins to build up again, and so the valve opens and the cycle is repeated.

Oversizing can usually be rectified by selecting a smaller valve, but it should be noted that this will increase the pressure drop across the valve for any one flow. If this is not acceptable, it may be possible to overcome the effects of chatter by reducing the closing force on the disc. This can be done either by using a standard spring instead of a heavy-duty one, or by removing the spring altogether. Another alternative is to use a soft seat; this does not prevent the chatter but rather, reduces the noise. Care must be taken however, as this may cause excessive wear on the seat.

Undersizing results in excessive pressure drop across the valve and, in the extreme, it may even prevent flow. The solution is to replace the undersized valve with a larger one.

Disc check valves are smaller and lighter than lift and standard swing check valves and subsequently cost less. The size of a disc check valve is however limited to DN125; above this, the design becomes complicated. Typically, such a design would include a cone shaped disc and a small diameter spring that is retained and guided along the centre line of the cone, which is more difficult and expensive to manufacture. Even then, such designs are still limited in size to DN250.

Standard disc check valves should not be used on applications where there is heavily pulsating flow, for example, on the outlet of a reciprocating air compressor, as the repeated impact of the disc can lead to failure of the spring retainer and high levels of stress in the spring. Specifically designed retainers are available for such applications. These designs typically reduce the amount of disc travel, which effectively increases the resistance to flow and therefore increases the pressure drop across the valve.

The design of disc check valves allows them to be installed in any position, including vertical pipelines where the fluid flows downwards.

Swing type wafer check valves

These are similar to the standard swing check valves, but do not have the full-bodied arrangement, instead, when the valve opens, the flap is forced into the top of the pipeline. Subsequently, the flap must have a smaller diameter than that of the pipeline, and because of this, the pressure drop across the valve, which is often high for swing type valves, is further increased.

Swing type check valves are used mainly on larger pipeline sizes, typically above DN125, because on smaller pipelines the pressure drop, caused by the disc 'floating' on the fluid stream, becomes significant. Furthermore, there are significant cost savings to be made by using these valves on larger sizes, due to the small amount of material required for the construction of the valve.

There is however one problem with using larger size valves; due to their size, the discs are particularly heavy, and therefore possess a large amount of kinetic energy when they close. This energy is transferred to the seat and process fluid when the valve slams shut, which could cause damage to the seat of the valve and generate waterhammer.

Fig. 12.3.5  Swing type wafer check valve Fig. 12.3.5 Swing type wafer check valve

Wafer check valve applications
Wafer check valves are becoming the preferred type of check valve for most applications, due to their compact design and relatively low cost. The following is a list of some of their most common applications:

  • Boiler feedlines - The check valve is used to prevent boiler water being forced back along the feedline into the storage tank when the feedpump stops running. Furthermore, a disc check valve with a heavy-duty spring and a soft seat can be fitted in the boiler feedline to prevent flow under gravity into the boiler when the feedpump is shut off.
Fig. 12.3.6  Boiler feedline applications Fig. 12.3.6 Boiler feedline applications
  • Steam traps - Other than with steam traps discharging to atmosphere, check valves should
    always be inserted after a steam trap to prevent back flow of condensate flooding the steam space. The check valve will also prevent the steam trap from becoming damaged by any hydraulic shock in the condensate line. It should be noted that when using blast discharge type steam traps, the check valve should be fitted at least 1 m downstream of the trap.
Fig. 12.3.7  Steam trap applications Fig. 12.3.7 Steam trap applications
  • Hot water circuits - A check valve should be installed after each pump to prevent reverse flow through the pump when it has been shut off (see Figure 12.3.8).
Fig. 12.3.8  Duplex pump set Fig. 12.3.8 Duplex pump set
  • Vacuum breakers - Check valves can be used as vacuum breakers, by fitting them in reverse. When a vacuum is created, the valve opens, allowing air to be drawn in from the atmosphere (see Figure 12.3.9).
Fig. 12.3.9  Steam injection into a tank Fig. 12.3.9 Steam injection into a tank
  • Blending - A check valve should be fitted in each supply line to prevent reverse flow along the different lines which will lead to contamination. A common blending application is the mixing of hot and cold water to provide hot water (see Figure 12.3.10).
Fig. 12.3.10  Blending applications Fig. 12.3.10 Blending applications
  • Pipeline fitting protection - Check valves are used to prevent damage to equipment such as flowmeters and control valves, all of which can be damaged by reverse flow. Check valves also stop the contents of strainers from being deposited in upstream pipework by back flowing fluid.
  • Multiple boiler applications - A check valve must be inserted on the outlet of each boiler to prevent any steam flowing into boilers, which may be on hot stand-by (see Figure 12.3.11).
Fig. 12.3.11  Multiple boiler applications Fig. 12.3.11 Multiple boiler applications
  • Blowdown vessels - When a blowdown vessel receives blowdown from more than one boiler,
    a wafer check valve should be installed on each separate blowdown line. This will prevent the blowdown from one boiler flowing back into another boiler. In many countries, this is a statutory requirement.
  • Flash vessels - A wafer check valve is installed at the flash steam outlet from the flash vessel; this ensures that steam from any make-up valve does not flow back into the flash vessel (see Figure 12.3.12). A check valve is also installed after the steam trap that drains the flash vessel.
Fig. 12.3.12  Flash vessel applications Fig. 12.3.12 Flash vessel applications


Split disc check valves
The split disc check valve or dual plate check valve is designed to overcome the size and pressure drop limitations of the swing and disc type wafer check valves. The flap of the swing check valve is essentially split and hinged down its centre, such that the two disc plates will only swing in one direction. The disc plates are held against the seat by a torsion spring mounted on the hinge.

In order to hold the hinge in the centre of the flow path, externally mounted retainer pins can be used. These retainer pins are a common source of leakage from the valve. An improved design secures the hinge internally, and as the valve mechanism is entirely sealed within the body, leakage to atmosphere is prevented (see Figure 12.3.13).

Fig. 12.3.13  A split disc check valve (retainerless design) Fig. 12.3.13 A split disc check valve (retainerless design)

The valve is normally closed, as the disc plates are kept shut by the torsion spring. When fluid flows in the forwards direction, the pressure of the fluid causes the disc plates to hinge open, allowing flow. The check valve is closed by the spring as soon as flow ceases, before any reverse flow can occur.

Fig. 12.3.14  Operation of a split disc check valve Fig. 12.3.14 Operation of a split disc check valve

The frequent opening and closing of the split disc check valve would soon cause seat damage if the heels of the disc plates were allowed to scuff against the seat during opening. To overcome this, the heel of the disc plates lift during the initial opening of the valve and the plates rotate purely on the hinge as opposed to the seat face.

The split disc type of check valve has several advantages over other types of check valves:

  • The split disc design is not limited in size and these valves have been produced in sizes of up to DN5400.
  • The pressure drop across the split disc check valve is significantly lower than across other types.
  • They are capable of being used with lower opening pressures.
  • Split disc check vales can be installed in any position, including vertical pipelines.


Other check valve types
The above mentioned types of check valve are the most commonly encountered types in steam, condensate, and liquid systems. However, several other types are also available. The three types listed below are mainly suited to liquid applications and subsequently may be found in condensate systems:

  • Ball check valve - This consists of a rubber-coated ball that is normally seated on the inlet
    to the valve, sealing off the inlet. When pressure is exerted on the ball, it is moved off its seat along a guide rail, allowing fluid to pass through the inlet. When the fluid pressure drops, the ball slides back into its position on the inlet seat. Note: Ball check valves are typically only used in liquid systems, as it is difficult to obtain a tight seal using a ball.
  • Diaphragm check valve - A flexible rubber diaphragm is placed in a mesh or perforated
    cone with the point in the direction of flow in the pipeline (see Figure 12.3.15). Flow in the forwards direction deflects the diaphragm inwards, allowing the free passage of the fluid. When there is no flow or a backpressure exists, the diaphragm returns to its original position, closing the valve. Note: The diaphragm material typically limits the application of the diaphragm check valve to fluids below 180°C and 16 bar.
Fig. 12.3.15  A diaphragm check valve Fig. 12.3.15 A diaphragm check valve
  • Tilting disc check valve - This is similar to the swing type check valve, but with the flap pivoted in front of its centre of pressure and counterweighted or spring loaded to assume a normally closed position (see Figure 12.3.16). When flow is in the forwards direction, the disc lifts and 'floats' in the stream offering minimum resistance to flow. The disc is balanced so that as flow decreases, it will pivot towards its closed position, closing before reverse flow actually commences. The operation is smooth and silent under most conditions. Note: due to the design of the tilting disc check valve, it is limited to use on liquid applications only.
Fig. 12.3.16  Operation of a tilting disc check valve Fig. 12.3.16 Operation of a tilting disc check valve

Pressure loss charts
As most types of check valve are suitable for use on both liquid and gas systems, manufacturers typically show the pressure drop across a valve in the form of a pressure loss chart for water. A typical pressure loss chart is shown in Figure 12.3.17. It shows the pressure drop across a particular check valve for a given valve size and water flowrate in m3/h.

Fig. 12.3.17  A typical manufacturer's pressure loss diagram Fig. 12.3.17 A typical manufacturer's pressure loss diagram

In order to determine the pressure drop across the check valve for other liquids, the equivalent water volume flowrate needs to be calculated, this is done using the formula in Equation 12.3.1:

Equation 12.3.1 Equation 12.3.1

Once the equivalent water volume flowrate has been determined, the pressure drop across the valve can be read off the chart using the same method as for water, selecting the equivalent water volume flowrate instead of the actual volume flowrate.

It should be noted that the volumetric flowrate (in m3/h) is typically quoted for liquid applications, whereas, in steam applications, the mass flowrate (in kg/h) is normally used. To convert from kg/h to m3/h, the mass flowrate is multiplied by the specific volume (in kg/m3) for the particular working pressure and temperature (see Equation 12.3.2).

Equation 12.3.2 Equation 12.3.2

Alternatively, if the Kv value of the valve is specified, the pressure drop across the valve can be determined using the method outlined in Tutorial 12.2.

Example 12.3.1
Determine the pressure drop across a DN65 check valve passing 1200 kg/h of saturated steam at 8 bar g. Use the pressure drop characteristics shown in Figure 12.3.17.

Solution:
The first step is to calculate the volumetric flowrate:
From steam tables at 8 bar gauge g = 0.2149 m3/kg

Using Equation 12.3.2

Using Figure 12.3.18, the pressure drop across the valve would be approximately 0.085 bar.

Fig. 12.3.18  Fig. 12.3.18
Arrow Top
+ نوشته شده توسط فرهاد در دوشنبه بیست و پنجم آذر 1387 و ساعت 11:16 |
پمپ هيدروليكي

با توجه به نفوذ روز افزون سيستم هاي هيدروليكي در صنايع مختلف وجود پمپ هايي با توان و فشار هاي مختلف بيش از پيش مورد نياز است . پمپ به عنوان قلب سيستم هيدروليك انرژي مكانيكي را كه توسط موتورهاي الكتريكي، احتراق داخلي و ... تامين مي گردد به انرژي هيدروليكي تبديل مي كند. در واقع پمپ در يك سيكل هيدروليكي يا نيوماتيكي انرژي سيال را افزايش مي دهد تا در مكان مورد نياز اين انرژي افزوده به كار مطلوب تبديل گردد.

فشار اتمسفر در اثر خلا نسبي بوجود آمده به خاطر عملكرد اجزاي مكانيكي پمپ ، سيال را مجبور به حركت به سمت مجراي ورودي آن نموده تا توسط پمپ به ساير قسمت هاي مدار هيدروليك رانده شود.

حجم روغن پر فشار تحويل داده شده به مدار هيدروليكي بستگي به ظرفيت پمپ و در نتيجه به حجم جابه جا شده سيال در هر دور و تعداد دور پمپ دارد. ظرفيت پمپ با واحد گالن در دقيقه يا ليتر بر دقيقه بيان مي شود.

نكته قابل توجه در در مكش سيال ارتفاع عمودي مجاز پمپ نسبت به سطح آزاد سيال مي باشد ، در مورد روغن اين ارتفاع نبايد بيش از 10 متر باشد زيرا بر اثر بوجود آمدن خلا نسبي اگر ارتفاع بيش از 10 متر باشد روغن جوش آمده و بجاي روغن مايع ، بخار روغن وارد پمپ شده و در كار سيكل اختلال بوجود خواهد آورد . اما در مورد ارتفاع خروجي پمپ هيچ محدوديتي وجود ندارد و تنها توان پمپ است كه مي تواند آن رامعين كند.

پمپ ها در صنعت هيدروليك به دو دسته كلي تقسيم مي شوند :

پمپ ها با جا به جايي غير مثبت : توانايي مقاومت در فشار هاي بالا را ندارند و به ندرت در صنعت هيدروليك مورد استفاده قرار مي گيرند و معمولا به عنوان انتقال اوليه سيال از نقطه اي به نقطه ديگر بكار گرفته مي شوند. بطور كلي اين پمپ ها براي سيستم هاي فشار پايين و جريان بالا كه حداكثر ظرفيت فشاري آنها به 250psi تا3000si محدود مي گردد مناسب است. پمپ هاي گريز از مركز (سانتريفوژ) و محوري نمونه كاربردي پمپ هاي با جابجايي غير مثبت مي باشد.

پمپ هاي با جابجايي مثبت : در اين پمپ ها به ازاي هر دور چرخش محور مقدار معيني از سيال به سمت خروجي فرستاده مي شود و توانايي غلبه بر فشار خروجي و اصطكاك را دارد . اين پمپ ها مزيت هاي بسياري نسبت به پمپ هاي با جابه جايي غير مثبت دارند مانند مانند ابعاد كوچكتر ، بازده حجمي بالا ، انعطاف پذيري مناسب و توانايي كار در فشار هاي بالا ( حتي بيشتر از psi)

پمپ ها با جابه جايي مثبت از نظر ساختمان :

1- پمپ هاي دنده اي

2 - پمپ هاي پره اي

3- پمپ هاي پيستوني

پمپ ها با جابه جايي مثبت از نظر ميزان جابه جايي :

1- پمپ ها با جا به جايي ثابت

در يك پمپ با جابه جايي ثابت (Fixed Displacement) ميزان سيال پمپ شده به ازاي هر يك دور چرخش محور ثابت است در صورتيكه در پمپ هاي با جابه جايي متغير (Variable Displacement) مقدار فوق بواسطه تغيير در ارتباط بين اجزاء پمپ قابل كم يا زياد كردن است. به اين پمپ ها ، پمپ ها ي دبي متغير نيز مي گويند.

بايد بدانيم كه پمپ ها ايجاد فشار نمي كنند بلكه توليد جريان مي نمايند. در واقع در يك سيستم هيدروليك فشار بيانگر ميزان مقاومت در مقابل خروجي پمپ است اگر خروجي در فشار يك اتمسفر باشد به هيچ وجه فشار خروجي پمپ بيش از يك اتمسفر نخواهد شد .همچنين اگر خروجي در فشار 100 اتمسفر باشد براي به جريان افتادن سيال فشاري معادل 100 اتمسفر در سيال بوجود مي آيد.

پمپ هاي دنده اي Gear Pump

اين پمپ ها به دليل طراحي آسان ، هزينه ساخت پايين و جثه كوچك و جمع و جور در صنعت كاربرد زيادي پيدا كرده اند . ولي از معايب اين پمپ ها مي توان به كاهش بازده آنها در اثر فرسايش قطعات به دليل اصطكاك و خوردگي و در نتيجه نشت روغن در قسمت هاي داخلي آن اشاره كرد. اين افت فشار بيشتر در نواحي بين دنده ها و پوسته و بين دنده ها قابل مشاهده است.

پمپ ها ي دنده اي :

1- دنده خارجي External Gear Pumps

2– دنده داخلي Internal Gear Pumps

3- گوشواره اي Lobe Pumps

4- پيچي Screw Pumps

5- ژيروتور Gerotor Pumps

 1- دنده خارجي External Gear Pumps

در اين پمپ ها يكي از چرخ دنده ها به محرك متصل بوده و چرخ دنده ديگر هرزگرد مي باشد. با چرخش محور محرك و دور شدن دنده هاي چرخ دنده ها از هم با ايجاد خلاء نسبي روغن به فضاي بين چرخ دنده ها و پوسته كشيده شده و به سمت خروجي رانده مي شود.

لقي بين پوسته و دنده ها در اينگونه پمپ ها حدود ( (0.025 mm مي باشد.

افت داخلي جريان به خاطر نشست روغن در فضاي موجود بين پوسته و چرخ دنده است كه لغزش پمپ (Volumetric efficiency ) نام دارد.

با توجه به دور هاي بالاي پمپ كه تا rpm 2700 مي رسد پمپاژ بسيار سريع انجام مي شود، اين مقدار در پمپ ها ي دنده اي با جابه جايي متغيير مي تواند از 750 rpm تا 1750 rpm متغيير باشد. پمپ ها ي دنده اي براي فشارهاي تا (كيلوگرم بر سانتي متر مربع200 ) 3000 psi طراحي شده اند كه البته اندازه متداول آن 1000 psi است.

اين پمپ ها بيشتر به منظور روغنكاري و تغذيه در فشار هاي كمتر از 1000 psi استفاده مي شود ولي در انواع چند مرحله اي دسترسي به محدوده ي فشاري در حدود 4000 psi نيز امكان پذير است. كاهش بازدهي در اثر سايش در پمپ هاي دنده اي داخلي بيشتر از پمپ هاي دنده اي خارجي است.

اين پمپ ها از خانواده پمپ هاي دنده اي هستند كه آرامتر و بي صداتر از ديگر پمپ هاي اين خانواده عمل مي نمايد زيرا هر دو دنده آن داراي محرك خارجي بوده و دنده ها با يكديگر درگير نمي شوند. اما به خاطر داشتن دندانه هاي كمتر خروجي ضربان بيشتري دارد ولي جابه جايي حجمي بيشتري نسبت به ساير پمپ هاي دنده اي خواهد داشت.

پمپ پيچي يك پمپ دنده اي با جابه جايي مثبت و جريان محوري بوده كه در اثر درگيري سه پيچ دقيق (سنگ خورده) درون محفظه آب بندي شده جرياني كاملا آرام ، بدون ضربان و با بازده بالا توليد مي كند. دو روتور هرزگرد به عنوان آب بندهاي دوار عمل نموده و باعث رانده شدن سيال در جهت مناسب مي شوند.حركت آرام بدون صدا و ارتعاش ، قابليت كا با انواع سيال ، حداقل نياز به روغنكاري ، قابليت پمپاژ امولسيون آب ، روغن و عدم ايجاد اغتشاش زياد در خروجي از مزاياي جالب اين پمپ مي باشد.

عملكرد اين پمپها شبيه پمپ هاي چرخ دنده داخلي است. در اين پمپ ها عضو ژيروتور توسط محرك خارجي به حركت در مي آيد و موجب چرخيدن روتور چرخ دندهاي درگير با خود مي شود.

در نتيجه اين مكانيزم درگيري ، آب بندي بين نواحي پمپاژ تامين مي گردد. عضو ژيروتور داراي يك چرخ دندانه كمتر از روتور چرخ دنده داخلي مي باشد.

حجم دندانه كاسته شده ضرب در تعداد چرخ دندانه چرخ دنده محرك ، حجم سيال پمپ شده به ازاي هر دور چرخش محور را مشخص مي نمايد.

پمپ هاي پره اي :

به طور كلي پمپ هاي پره اي به عنوان پمپ هاي فشار متوسط در صنايع مورد استفاده قرار مي گيرند. سرعت آنها معمولا از 1200 rpm تا 1750 rpm بوده و در مواقع خاص تا 2400 rpm نيز ميرسد. بازده حجمي اين پمپ ها 85% تا 90% است اما بازده كلي آنها به دليل نشت هاي موجود در اطراف روتور پايين است ( حدود 75% تا 80% ). عمدتا اين پمپها آرام و بي سر و صدا كار مي كنند ، از مزاياي جالب اين پمپ ها اين است كه در صورت بروز اشكال در ساختمان پمپ بدون جدا كردن لوله هاي ورودي و خروجي قابل تعمير است.

فضاي بين روتور و رينگ بادامكي در در نيم دور اول چرخش محور ، افزيش يافته و انبساط حجمي حاصله باعث كاهش فشار و ايجاد مكش مي گردد، در نتيجه سيال به طرف مجراي ورودي پمپ جريان مي يابد. در نيم دور دوم با كم شدن فضاي بين پره ها سيال كه در اين فضاها قرار دارد با فشار به سمت خروجي رانده مي شود. همانطور كه در شكل مي بينيد جريان بوجود آمده به ميزان خروج از مركز(فاصله دو مركز) محور نسبت به روتور پمپ بستگي دارد و اگر اين فاصله به صفر برسد ديگر در خروجي جرياني نخواهيم داشت.

پمپ هاي پره اي كه قابليت تنظيم خروج از مركز را دارند مي توانند دبي هاي حجمي متفاوتي را به سيستم تزريق كنند به اين پمپ ها ، جابه جايي متغيير مي گويند. به خاطر وجود خروج از مركز محور از روتور(عدم تقارن) بار جانبي وارد بر ياتاقان ها افزايش مي يابد و در فشار هاي بالا ايجاد مشكل مي كند.

براي رفع اين مشكل از پمپ هاي پره اي متقارن (بالانس) استفاده مي كنند. شكل بيضوي پوسته در اين پمپ ها باعث مي شود كه مجاري ورودي و خروجي نظير به نظير رو به روي هم قرار گيرند و تعادل هيدروليكي برقرار گردد. با اين ترفند بار جانبي وارد بر ياتاقان ها كاهش يافته اما عدم قابليت تغيير در جابه جايي از معايب اين پمپ ها به شمار مي آيد .( چون خروج از مركز وجود نخواهد داشت)

حداكثر فشار قابل دستيابي در پمپ هاي پره اي حدود 3000 psi است.

پمپ هاي پيستوني

پمپ هاي پيستوني با دارا بودن بيشترين نسبت توان به وزن، از گرانترين پمپ ها هستند و در صورت آب بندي دقيق پيستون ها مي تواند بالا ترين بازدهي را داشته باشند. معمولا جريان در اين پمپ ها بدون ضربان بوده و به دليل عدم وارد آمدن بار جانبي به پيستونها داراي عمر طولاني مي باشند، اما به خاطر ساختار پيچيده تعمير آن مشكل است.

از نظر طراحي پمپ هاي پيستوني به دو دسته شعاعي و محوري تقسيم مي شوند.

پمپ هاي پيستوني محوري با محور خميده (Axial piston pumps(bent-axis type)) :

در اين پمپ ها خط مركزي بلوك سيلندر نسبت به خط مركزي محور محرك در موقعيت زاويه اي مشخصي قرار دارد ميله پيستون توسط اتصالات كروي (Ball & socket joints)به فلنج محور محرك متصل هستند به طوري كه تغيير فاصله بين فلنج محرك و بلوك سيلندر باعث حركت رفت و برگشت پيستون ها در سيلندر مي شود. يك اتصال يونيورسال ( Universal link) بلوك سيلندر را به محور محرك متصل مي كند.

ميزان خروجي پمپ با تغيير زاويه بين دو محور پمپ قابل تغيير است.در زاويه صفر خروجي وجود ندارد و بيشينه خروجي در زاويه 30 درجه بدست خواهد آمد.

پمپ هاي پيستوني محوري با صفحه زاويه گير (Axial piston pumps(Swash plate)) :

در اين نوع پمپ ها محوربلوك سيلندر و محور محرك در يك راستا قرار مي گيرند و در حين حركت دوراني به خاطر پيروي از وضعيت صفحه زاويه گير پيستون ها حركت رفت و برگشتي انجام خواهند داد ، با اين حركت سيال را از ورودي مكيده و در خروجي پمپ مي كنند. اين پمپ ها را مي توان با خاصيت جابه جايي متغير نيز طراحي نمود . در پمپ هاي با جابه جايي متغيير وضعيت صفحه زاويه گير توسط مكانيزم هاي دستي ، سرو كنترل و يا از طريق سيستم جبران كننده تنظيم مي شود. حداكثر زاويه صفحه زاويه گير حدود 17.5 درجه مي باشد.

پمپ هاي پيستوني شعاعي (Radial piston pumps)

در اين نوع پمپ ها ، پيستون ها در امتداد شعاع قرار ميگيرند.پيستون ها در نتيجه نيروي گريز از مركز و فشار سيال پشت آنها همواره با سطح رينگ عكس العمل در تماسند.

براي پمپ نمودن سيال رينگ عكس العمل بايد نسبت به محور محرك خروج از مركز داشته باشد ( مانند شكل ) در ناحيه اي كه پيستون ها از محور روتور فاصله دارند خلا نسبي بوجود آمده در نتيجه مكش انجام ميگيرد ، در ادامه دوران روتور، پيستون ها به محور نزديك شده و سيال موجود در روتور را به خروجي پمپ مي كند. در انواع جابه جايي متغيير اين پمپ ها با تغيير ميزان خروج از مركز رينگ عكس العمل نسبت به محور محرك مي توان مقدار خروجي سيستم را تغيير داد.

پمپ هاي پلانچر (Plunger pumps)

پمپ هاي پلانچر يا پمپ هاي پيستوني رفت و برگشتي با ظرفيت بالا در هيدروليك صنعتي كاربرد دارند. ظرفيت برخي از اين پمپ ها به حدود چند صد گالن بر دقيقه مي رسد.

پيستون ها در فضاي بالاي يك محور بادامكي (شامل تعدادي رولر برينگ خارج از مركز) در آرايش خطي قرار گرفته اند. ورود و خروج سيال به سيلندر ها از طريق سوپاپ ها(شير هاي يك ترفه) انجام مي گيرد.

راندمان پمپ ها (Pump performance):

بازده يك پمپ بطور كلي به ميزان تلرانسها و دقت بكار رفته در ساخت ، وضعيت مكانيكي اجزاء و بالانس فشار بستگي دارد. در مورد پمپ ها سه نوع بازده محاسبه مي شود:

1- بازده حجمي كه مشخص كننده ميزان نشتي در پمپ است و از رابطه زير بدست مي آيد

( دبي تئوري كه پمپ بايد توليد كند /ميزان دبي حقيقي پمپ )=بازده حجمي

= بازده مكانيكي

(قدرت حقيقي داده شده به پمپ /قدرت تئوري مورد نياز جهت كار پمپ )

+ نوشته شده توسط فرهاد در دوشنبه بیست و پنجم آذر 1387 و ساعت 11:9 |

پمپهای گریز از مرکز (پمپهای سانتریفوژ) Centrifugal pump

تاریخچه:

نیاز انسان به آب و جابجایی آن از نقطه ای به نقطه ای دیگر سبب شد که انسان به فکر ساخت دستگاهی که این مشکل را بر طرف کند بیافتد.

اولین نمونه های پمپ ها که نیروی محرک آنها توسط انسان یا حیوانات تامین میشد، توسط مصریان باستان در 17 قرن پیش از میلاد مسیح ساخته شد و مورد استفاده قرار گفتند. آنها توانسته بودند آبرا با پمپ های رفت و برگشتی از عمق 5 متر   و 91 سانتی متری زمین بیرون بکشند.

 در یونان باستان نیز پمپ های رفت و برگشتی با طرح ساده 4 قرن قبل از میلاد ساخته شده بود. تاریخ مشخصی در مورد ابداع پمپهای سانتریفیوژوجود ندارد، اما گفته می شود که نقاشیهای لئوناردوداوینچی در قرن پانزدهم میلادی نشان میدهد که چگونه با اعمال نیروی گریزازمرکز به آب درون یک لوله خمیده، آب را تا مقدار معینی بالا می برد

 اولین پمپ های سانتریفیوژ در اواخر قرن هفدهم و اوایل قرن هجدهم توسط مهندسین فرانسوی وایتالیایی ساخته شده و کاربرد عملی یافتند (1732).

در نیمه های قرن نوزدهم عیب اصلی پمپهای رفت و برگشتی که عبارت از مقدار جریان پایین می باشد، موجب این شد که پمپ های سانتریفیوژ با استقبال بیشتری روبرو شوند و جایگاه وسیعتری در صنعت پیدا کنند.

در پمپ های سانتریفوژ مایع به مرکز پمپ و پای پره‌ها وارد شده و اثر نیروی گریز از مرکز که ناشی از گردش سریع پمپ می‌باشد، انرژی جنشی زیادی پیدا کرده و به طرف خارج پرتاب می‌شود و پوسته را پر از سیال می‌کند

 انرژی جنبشی در قسمت خروجی پمپ اجبارا به انرژی فشار تبدیل می‌گردد.

 

جهت حرکت پروانه:

 

جهتی است عمود بر فرو رفتگی پره های درون پمپ.

پمپهای گریز از مرکز از پر مصرف‌ترین پمپهائی می‌باشند که در صنعت بطور فراوان بکار می‌روند. حسن این پمپها در آنست که گذر حجمی سیال در آنها یکنواخت بوده و همچنین چنانچه لوله تخلیه مسدود و یا تنگ شود، فشار زیادی که به پمپ آسیب رساند ایجاد نخواهد شد در نتیجه بار آن بحدی نخواهد رسید که موتور محرک خود را از کار بیندازد.

دو نوع افت فشار داریم: افت اصطکاکی و افت اتصالات.

عملکرد موفق یک پمپ تا حدود زیادی بستگی به انتخاب و نصب صحیح آن دارد. جهت حصول اطمینان از حداکثر کارایی پمپ و حداقل نیاز به تعمیر و نگهداری ، انتخاب پمپ باید با عرضه اطلاعات صحیح به کاتولوگ صورت گیرد. بیشتر سازندگان پمپ اطلاعات لازم در خصوص پمپ تولیدی خود را در کاتولوگ و کتابچه راهنما ذکر می‌کنند:

اطلاعاتی از قبیل نصب ، عملکرد و تعمیر و نگهداری. در این مبحث منتخبی از این گونه دانستنیها درباره پمپهای سانتریفوژ و همچنینی عیوب متصوره ، علت و چگونگی رفع این عیوب ذکر می‌گردد.

 

انواع پمپ های سانتریفیوژ (گریز ازمرکز):

 

 این پمپ ها بر اساس طراحی پروانه ها و تعداد پروانه ها کلاس بندی می شوند. یک پمپ چند مرحله ای بیشتر از یک پروانه دارد. یک پمپ دو مرحله ای دو پروانه دارد. یک پمپ دو مرحله ای اثر یکسانی، همچون دوپمپ یک مرحله ای که به صورت سری میباشد، دارند. خروجی پمپ اول وارد پمپ دوم می گردد.

یک پمپ چند مرحله ای دارای دو یا چند پروانه که روی یک شافت نصب شده اند، میباشد. دبی در خروجی پروانه دوم بیشتر از دبی خروجی در پروانه اول است. زیاد شدن تعداد پروانه ها دبی خروجی نهایی را بالا می برد.

از آنجایی که مایعات تقریبا تراکم ناپذیر هستند، تمام پروانه ها در پمپ برای ظرفیت یکسانی طراحی میگردند. پروانه های یک پمپ چند مرحله ای دارای اندازه یکسانی می باشند. این پمپ ها همچنین براساس تک مکشی و یا دو مکشی بودنشان کلاس بندی می شوند.

در یک پمپ تک مکشی سیال از یک طرف و در یک پمپ دومکشی سیال از میان دو طرف پروانه وارد می گردند. از آنجایی که مایع از دوطرف پروانه وارد میگردد، از یک پمپ دو مکشی برای ظرفیت های بالای عملیاتی استفاده می شود.

 پمپ های دو مکشی دارای NPSH پایین هستند.

 

 

کاربرد پمپ های سانتریفیوژ:

پمپ دستگاهی است که با ازدیاد فشار سیال باعث انتقال آن از نقطه ای به نقطه ای دیگر می گردد.

اساس کار پمپ گریز از مرکز براساس نیروی گریز از مرکز است، به اینصورت که قسمت متحرک پمپ تحت حرکت دورانی، قطرات آب را از مرکز به خارج پرتاب میکند، چون قطرات دارای سرعت زیاد می باشند در برخورد با پوسته سرعت آنها به فشار تبدیل می گردد. در واقع اساس کار آنها بر اعمال نیروی گریز از مرکز و تبادل اندازه حرکت در پره های پروانه به واحد وزن مایع مبتنی است. پمپ های سانتریفیوژ متشکل ازسه نوع جریان می باشند.

1-    پمپ سانتریفیوژ با جریان شعاعی (Turbo Pumps)

2-    پمپ سانتریفیوژ با جریان وتری (Impeller Pump)

3-    پمپ سانتریفیوژ با جریان محوری (Roto Dynamic)

عموما با عناوین در اصطلاح فرانسه شناخته می شوند. دامنه کاربرد پمپ های سانتریفیوژ بسیار وسیع بوده، و در صنایع شیمیایی،کاغذسازی،صنایع غذایی و لبنیات، فلزات مذاب،آب و فاضلاب، دفع موادزائد، نفت و پتروشیمی ودیگر مواد به کار می روند. از نظر ظرفیت دبی، توانایی این پمپ ها برای ظرفیت های بالا و متوسط نوع جریان وتری و دبی های پایین نوع محوری و در دبی بالا نوع شعاعی می باشد. البته دو کمیت دبی و ظرفیت مستقل از هم نیستند و به شکل، اندازه و سرعت پره ها بستگی دارند.

انواع پمپهای گریز از مرکز

پمپهای گریز از مرکز را بر حسب نوع ساختمان به انواع زیر تقسیم بندی می‌کنند:

1.      از نظر وضعیت طبقات که ممکن است یک طبقه و یا چند طبقه باشند.

2.      از نظر مقدار آبدهی و ارتفاع که ممکن است بصورت کم ، متوسط و زیاد باشند.

3.      از نظر نوع پروانه، تعداد تیغه و وضعیت آنها.

ممکن است پمپها را بر حسب نوع استفاده آنها تقسیم بندی کنند:

1- پمپهای سیرکولاتور برای به جریان انداختن آب گرم در سیستمهای حرارتی.

2-    پمپهای افقی یک طبقه از نوع مکش مارپیچی جهت استفاده در تأسیسات مکانیکی.

3-    پمپهای سانتریفوژ فشار قوی چند طبقه جهت استفاده در آبرسانی و غیره.

4-    پمپهای شناور جهت استفاده در چاههای عمیق و نیمه عمیق.

5-    پمپهای لجن کش جهت استفاده در سیستمهای فاضلاب.

نظر به اینکه پمپهای طبقاتی در سیستم تأسیساتی کاربرد فراوان دارند، مختصرا به ساختمان این نوع پمپها اشاره می‌گردد.

عوامل موثر بر ظرفیت  پمپهای  سانتریفوژ

ظرفیت یک پمپ سانتریفوژ بستگی عوامل زیر دارد.

1-    چگونگی طراحی پمپ

2-     سرعت گردش پروانه پمپ

3-    فشار مطلق قسمت مکش پمپ

4-    فشار قسمت تخلیه پمپ

5-    خواص فیزیکی سیال عبوری

اجزای یک پمپ سانتریفوژ

1-    موتور، که باعث حرکت دورانی محور پمپ می گردد.

2-    روتور، که شامل محور و پره‌ها است.

3-    پوسته یا جداره

4-    لوله مکش

5-    لوله رانش

6-    محفظه بین پوسته و پروانه

اجزا اصلی و ساختمان مکانیکی:

هر پمپ گریز از مرکز دارای سه بخش اصلی زیر است که هر کدام از آنها از اجزای مختلفی تشکیل شده است که در ذیل به شرح مختصری از آن می پردازیم.

1-     محرک

در پمپ های دوار معمولا از سه نوع محرک الکترومغناطیسی یا الکتروموتور، محرک دیزلی و محرک توربینی استفاده می شود. محرک الکترو مغناطیسی یک ژنراتور بوده که انرژی الکتریکی را به حرکت دورانی تبدیل می کند.

محرک توربینی به کمک انرژی بخار آب؛ محور پمپ را می چرخاند.

محرک دیزلی نیز موتوری است که با سوخت فسیلی معمولا گازوئیل کار میکند. خروجی محرک به کمک کوپلینگ به میل محور پمپ متصل شده و این میل محور وارد محفظه آب بندی می شود. در این محفظه دو یاتاقان (ساچمه ای) قرار داشته که درون روغن غوطه ور می باشند و حکم تکیه گاههای میل محور را دارند. انتهای میل محور به یک پروانه که درون پوسته جا دارد متصل شده است.

2-      محفظه آب بندی

3-      پوسته که قسمت عمده آن پروانه و شافت است که به اختصار به شرح انواع آن می پردازیم.

الف ? پروانه Impeller :

ایمپلرها با انواع مختلف یک دهنه ،دودهنه و باز هستند اصولا پروانه های دودهنه دارای نیروی محوری Trust کمتر اما هزینه ساخت گرانتر می باشند.همچنین پروانه های باز و نیمه باز از نظر هزینه ساخت ارزانتر میباشند.مشخصه های مایع و وجود ذرات جامد، روانی و ناروانی مایع و پارامترهایی ازاین قبیل درنوع استفاده از ایمپلرموثرهستند. پروانه های باز درپمپ های محوری و پروانه های بسته در پمپ های شعاعی بکار میروند.که برای نوع باز برای مایعات حاوی ذرات جامد و الیاف دار نوع پروانه بسته برای مایع های تمیز و بدون ذرات شناور مناسب می باشند.

نوعی از پروانه های باز نیز برای مخلوط مایع و جامد بکار میروند. بنابراین ساده ترین نوع پروانه، پروانه باز بوده که برای انتقال مایعات حاوی ناخالصی جامد شناور بکار میرود. پروانه نیم باز نیز برای مایعات رسوب زا بکار برده میشود.

کاربرد پروانه بسته نیز در ظرفیت های بالا و به دو دسته یک چشمی و دو چشمی تقسیم میشود.

تعریف پروانه نیز به عنوان بخشی اساسی،قسمت متحرک پمپ است که مایع ورودی به چشم را به علت داشتن حرکت دورانی به خارج میراند.

لازم است اشاره کنیم هرچه اندازه ذرات شناور بیشتر باشد تعداد پره ها کمتر خواهد بود. وضع قرار گرفتن پروانه در پوسته باید به نحوی باشد که فاصله بین آن و پوسته حداقل ممکن باشد.این فاصله باعث میشود که مایع بین پوسته و پروانه قرار گرفته از یک طرف آن را روغن کاری کند و از طرف دیگر مانع سایش پوسته و پروانه شود.به همین دلیل نباید این نوع پمپ را بدون مایع راه اندازی کرد.پمپ های گریز ازمرکز توانایی ایجاد فشار بالا را ندارند لذا برای رسیدن به فشار بالا از پمپ های چند پروانه ای استفاده میشود. این پمپ ها برای حجم زیاد و فشار پایین بهترین راندمان را دارد.

همچنین این پمپ ها جریان خروجی یکنواختی دارند. اگر این نوع پمپ با خروجی بسته کارکند، درجه حرارت مایع درون پوسته افزایش یافته و با تولید بخار در قسمت داخلی دچار ارتعاش میشود که دراین وضع گویند پمپ هوا گرفته و باید هواگیری شود.

پروانه ممکن است به یک صفحه متصل باشد یا بین دو صفحه قرار گرفته باشد یا آزاد باشد. مایع در جهت محور وارد بدنه پمپ می‌شود و مایع ورودی بوسیله پره‌های پروانه گرفته شده و به داخل یک پیچک که مماس بر پمپ می‌باشد تخلیه می‌گردد. آب بندی پمپهای سانتریفوژ مسئله مهمی است که عدم رعایت آن باعث کاهش راندمان عمل پمپ می‌گردد. همانطور که از این پمپها در ک می‌شود، اساس کارشان برای حمل سیالات از نقطه‌ای به نقطه دیگر بر حرکت سیال در خلاف جهت مرکز محور پمپ بنا نهاده شده است، یعنی در واقع سیال با دور شدن از مرکز محور پمپ به داخل لوله رانش هدایت خواهد شد و یا اختلاف فشار ایجاد شده بین قسمت مکش و رانش پمپ ، سیال با سرعت به حرکت خود در سوی تخلیه ادامه می‌دهد. اصولا این پمپها متشکل از یک پروانه و یک محور است که داخل یک پوسته فلزی مستقر می‌باشند

(این پوسته فلزی VOLUTE یا نوع پیچکی نام دارد و پروانه داخل پوسته به IMPELLER  موسوم است.)

این پمپ ها برای حجم زیاد و فشار پایین بهترین راندمان را دارد. میتوان جریان خروجی را بردن اینکه درداخل فشار زیاد شودبدون هیچ خطری متوقف کرد. همچنین این پمپ ها جریان خروجی یکنواختی دارند. اگراین نوع پمپ باخروجی بسته کارکند،درجه حرارت مایع درون پوسته افزایش یافته و با تولید بخار در قسمت داخلی دچار ارتعاش می شود که دراین وضع گویندپمپ هوا گرفته و باید هواگیری شود.

 

ب - رینگ های سایشی

 

تنها نقطه ای که پوسته و پروانه به عنوان اجزای دورانی و ثابت با هم در تماس قرار میگیرند محل رینگهای سایش است.

ممکن است که پمپ به دلایل مختلف دچار ارتعاش شود. این ارتعاش باعث ساییده شدن پروانه و پوسته میگردد. دربعضی مواقع باعث جام کردن پمپ میشود.برای جلوگیری ازاین وضع از یک حلقه سایش استفاده می شود که هم در پروانه و هم درپوسته کار گذاشته میگردد. با کمی لقی و نشت مایع از ما بین این دو رینگ حرکت دورانی ایمپلر بدون ارتعاش و مشکلات مکانیکی صورت میگردد. لقی ما بین دو رینگ پوسته و پروانه موجب عبور لایه ای ازمایع پمپاژ شده میشود که بعنوان مستهلک کننده ارتعاش عمل می کند. اما نشت زیاد مایع نیز باعث افت کارآیی پمپ و هدر رفتن قدرت محرک میگردد. ارتعاش زیاد، فشارزیاد و کارمداوم باعث سائیده شدن رینگ ها شده که باید به موقع تعویض شوند.

ج- شافت

 

نقش اساسی شافت انتقال گشتاور وارده،به هنگام راه اندازی و عملکرد و همچنین به عنوان نشیمنگاه و تکیه گاهی برای دیگر قطعات دوار است. حداکثر خیز شافت در شرایط دورانی می باید از حداقل لقی ما بین قطعات دوار و ثابت کمتر باشد.

بار های اعمالی به شافت عبارتند از:

- نیروی گشتاور

-نیروی وزن قطعات

-نیروی هیدرولیکی شعاعی و ...

مقدار طراحی شافت ها این بارها به طور همزمان با فاصله یاتاقان ها ،مقدار overhung آویخته ازیک سر، سرعت های بحرانی و محل تاثیر بارها مورد بررسی قرار میگیرند. همچنین شافت ها می بایست تحمل بار های ضربه ای ناشی از پیچش و عدم پیچش و تنش های حرارتی بهنگام سرد و گرم شدن را داشته باشند.


- شافت صلب و انعطاف پذیر(نرم)


شافتی که سرعت (دور) عملکرد نرمال آن پایین تر از دور بحرانی نخست آن قرار گیرد به شافت صلب موسوم است. اگر دور عملکرد آن بالاتر از اولین دور بحرانی قرار گیرد آن را شافت انعطاف پذیر گویند.
معمولا دور عملکرد 20% کمتر و 25%-- 40% بالاتر از دور بحرانیcritical speed نگه میدارند. هنگام راه اندازی و خاموش کردن دستگاه باید خیلی سریع از دور بحرانی عبور کرد.


د- یاتاقان ها


وظیفه یاتاقان ها در پمپ نگهداشتن شافت و روتور در مرکز شافت در مرکز اجزاء  ثابت و تحمل بارهای شعاعی و محوری است .تحمل کننده بارهای شعاعی را یاتاقان ها ی شعاعی و تحمل کننده های بارهای محوری را یاتاقان های محوری نامند. البته یاتاقان های محوری در عین حال بار شعاعی را نیزتحمل میکنند. یاتاقان های مابین کوپلینگ و پمپ را این بورد و یاتاقان های سمت دیگر را اوت بورد گویند. در پمپ های آویخته از یک سر شافت آن یاتاقانی که به پروانه نزدیکتر باشد را این بورد و دورتری را اوت بورد گویند.یاتاقان های محوری در سمت اوت بورد نصب می کنند.


ﻫ - کوپلینگ ها


کوپلینگ ها برای انتقال دور و گشتاور از ماشین محر ک به ماشین متحرک به کارمی روند.وظیفه ی دیگر کوپلینگ از بین بردن نا هم محوری ،انتقال بارهای محوری مابین دو ماشین و تنظیم شافت های محرک و متحرک در مقابل سائیدگی می باشد.

کوپلینگ ها دو نوعند:


کوپلینگ صلب:

 

در مواقعی که دقت هم محوری باید بالا باشد از این نوع کوپلینگ استفاده میکنند. همچنین در مواقعی که لازم باشد که یکی از روتورها توسط شافت دیگر نگهداشته شود ،این کار را بوسیله کوپلینگ صلب انجام میدهند.در این نوع کوپلینگ ها اگر دقت هم محوری کم باشد باعث ایجاد مشکلات مکانیکی میگردد.


انواع متداول کوپلینگ صلب عبارتند از :

1-    فلنجی با پیچ های مناسب (استفاده رایج در پمپ های عمودی)

2- کلمپی چاک دار

3- در امتداد محور

 

کوپلینگ انعطاف پذیر:

 

این کوپلینگ ها علاوه بر اینکه وظیفه انتقال قدرت از موتور به پمپ(شافت) را دارند عمل از بین بردن ناهم محوری بین دو شافت محرک و متحرک را نیز انجام میدهند. کوپلینگ های انعطاف پذیر به غیر از مدل چرخ دنده ای برای دورها و قدرت های پایین استفاده میشوند.


و ? غلاف ها


جهت جلوگیری از فرسایش، خوردگی و ساییدگی در محل کاسه نمدها و یاتاقان های داخل و دیگر قسمت ها از غلاف های مناسب استفاده می شود.

مواد ساختن پمپهای سانتریفوژ

پمپهای سانتریفوژ را از مواد مختلفی می‌سازند. اکثرا پروانه و بدنه از مواد مقاوم در مقابل خوردگی و سایش ساخته می‌شوند. فولاد ضد زنگ ، نیکل ، لاستیک ، پلی پروپیلن در ساختمان پمپهای سانتریفوژ بکار می‌روند. در صورتی که پمپهای سانتریفوژ برای انتقال سیالات حاوی مواد معلق جامد مورد استفاده قرار می‌گیرند، بایستی فاصله بین پره‌ها و دریچه‌ها به اندازه کافی بزرگ باشند تا از خطر مسدود شدن آنها جلوگیری شود.

مزایای پمپهای سانتریفوژ

?       پمپهای سانتریفوژ دارای ساختمان ساده‌ای بوده و از مواد گوناگون ساخته می‌شوند.

?       در استفاده از این پمپها نیازی به شیر یا سوپاپ می‌باشد.

?       چون پمپ در سرعتهای بالا عمل می‌کند لذا می‌توان آنرا مستقیما به موتور الکتریکی متصل نمود. با افزایش سرعت برای عملکرد معین ابعاد پمپ کوچکتر می‌شود.

?       دبی آن یکنواخت است.

?       هزینه تعمیرات آن از پمپهای دیگر کمتر می‌باشد.

?       درصورت قطع جریان می‌تواند مدت بدون آسیب رسیدن به پمپ به گردش ادامه دهد.

?       برای انتقال سیالات با مواد معلق بخوبی عمل می‌کنند.

?       نسبت به پمپهای دیگر با ظرفیت مشابه دارای ابعاد کوچکتری می‌باشند.

معایب پمپهای سانتریفوژ

?       پمپهای سانتریفوژ قادر به ایجاد فشارهای بالا نمی‌باشند و به این منظور برای فشارهای بالا باید از پمپهای چند مرحله‌ای استفاده نمود.

?       در شرایط معین و محدودی با راندمان بالا عمل می‌کند.

?       راه اندازی این پمپها نیاز به آماده سازی دارد.

?       در صورتی که پمپها از کار بیفتند، سیال می‌تواند به قسمت مکش از درون پمپها جاری شود. لذا بهتر است که در خروجی این پمپها از شیر یک طرفه استفاده نمود.

?       برای سیالات با ویسکوزیته (غلظت) بالا نمی‌توان از این نوع پمپ استفاده نمود.

پمپهای حلزونی (پیچکی) و افشان

لازم به یادآوری است که پمپهای پیچکی و افشان کاملا از نوع گریز از مرکز می‌باشند.


پمپ حلزونی تلمبه پیچکی:  در تلمبه‌های پیچکی گریز از مرکز، پروانه در داخلی محفظه مارپیچ حلزونی که بتدریج توسعه می یابد گردش می کند و در اثر گردش محور تلمبه، که به پروانه انتقال می یابد سیال از مرکز پمپ در جهت شعاع و به سوی کناری پوسته پمپ حرکت کرده بطرف لوله رانش منحرف می شود. این پمپها یک طبقه و چند طبقه نیز ساخته می شوند. بیشترین کاربرد را در صنعت دارند.

پمپ افشان: پروانه تلمبه افشان در داخل محفظه پره داری گردش می‌کند که پره‌های آن ثابت بوده (پخش کننده‌ها) و برای عبور مایع مجراهائی واگرایی تعبیه شده‌اند که به تدریج توسعه می‌یابند. جهت جریان مایع ورود به این مجراها تغییر کرده و پیش از ورود به محفظه مارپیچی تغییرات سرعت مبدل به تغییرات فشار می‌شود. اصولا راندمان با ضریب بهره دهی پمپهای افشان بیش از پمپهای پیچکی است و همچنین پمپهای افشان را با قدرتهای بالا و ظرفیتهای آبدهی فراوان می‌سازند و چون ساختمان داخل آن پیچیده است به نسبت ، قیمت آن از قیمت پمپهای پیچکی گرانتر است. این پمپها یک طبقه و چند طبقه ساخته می‌شوند.

کاربرد پمپهای سانتریفوژ

در اکثر صنایع و رسانشهای ساختمانی ، در صنایع شیمیای و نقت پمپهای سانتریفوژ مصارف بسیاری دارند. پمپهای سانتریفوژ برای مایعات مختلفی با مواد معلق گوناگون بکار می‌روند. سرعت این پمپها زیاد می‌باشد، لذا می‌توان آنها را مستقیما به الکتروموتور وصل نمود.

پمپهای یک طبقه و چند طبقه

پمپهای یک طبقه SINGLE-STAGE PUMPS: پمپهای گریز از مرکز یک طبقه با انواع گوناگون پروانه ها ساخته می شود، یکی از ساده ترین انواع آنها دارای یک مجرای مکش و یک پروانه می باشد و به این جهت یک طبقه نامیده شده است. پره های پروانه بین دو صفحه قرار گرفته اند و مجاری مایع بین پره ها و این دو صفحه محصور گردیده اند. این نوع پروانه به تمام بسته موسوم می باشد که مورد استعمال بیشتری دارد.


پمپهای چند طبقه MULTISAGE PUMPS: پمپهای طبقه گریز از مرکز ، تا کنون برای تولید 40 اتمسفر فشار (600 پوند بر اینج مربع و یا ارتفاع 350 متر آبدهی) و با سرعت 7150 دور در دقیقه ساخته شده اند. با این حال وقتی که سرعت گردش تلمبه از 3500 دور در دقیقه تجاوز نکند، معمولا ارتفاع آبدهی آنها از 120 متر تجاوز نمی‌کند.


بنابراین در مواردی که ارتفاع آبدهی پمپهای یک طبقه کافی نباشد از پمپهای چند طبقه که دارای ارتفاع آبدهی بیشتری است استفاده می‌کنند. شاید لازم به یادآوری باشد که چون در صنایع استخراج نفت لازم است، پمپهائی بکار گرفته شود که دارای ظرفیت گذر حجمی بسیار زیاد و ارتفاع فوق العاده باند از پمپهای چند طبقه استفاده می‌شود، برای مثال پمپی ساخته شده است که دارای 317 طبقه (هر طبقه و یک محفظه می‌باشد) و به ارتفاع انرژی 2700 متر بوده است. بطور خلاصه در یک پمپ چند طبقه دور یا چند پروانه متوالی روی یک محو قرار می‌گیرند. آب در پوسته همان طبقه جمع شده ، طبقه دوم تخلیه می‌شود و از دوم به سوم و به همین ترتیب ادامه می‌یابد. پمپهای چند طبقه هم با محور افقی و هم با محور قائم کاربرد دارند.

+ نوشته شده توسط فرهاد در دوشنبه بیست و پنجم آذر 1387 و ساعت 11:5 |
پُمپ یا تُلُمبه وسیله‌ای مکانیکی برای انتقال مایعات است که با افزایش فشار جریان آن، امکان جابجایی مایعات را به ارتفاعی بالاتر (با افزایش هد) یا حتی پایین دست (معمولاً حوضچه یا مخزن) فراهم می‌آورد.

پمپ کاربردهای فراوان در صنعت و حتی در وسایل نقلیه دارد. مانند پمپ بنزین یا پمپ آب خودرو تا پمپ‌های بزرگ برای پر کردن حوضچه‌های تعمیر کشتی.


تعریف پمپ: به طور کلی پمپ به دستگاهی گفته می شود که انرﮊی مکانیکی را از یک منبع خارجی اخذ و به سیال مایعی که از آن عبور می کند، انتقال می دهد. در نتیجه انرﮊی سیال پس از خروج از این دستگاه (پمپ) افزایش می یابد. در پمپ ها تغییرات انرﮊی سیال همواره به صورت تغییر فشار سیال مشاهده می گردد. از پمپها برای انتقال سیال به یک ارتفاع معین و یا جا به جایی آن در یک سیستم لوله کشی و یا هیدرولیک استفاده می نمایند. به عبارت کلی تر از پمپ برای انتقال سیال از یک نقطه به نقطه دیگر استفاده می کنند. پمپها دارای انواع مختلفی هستند که هرکدام دارای کاربرد خاصی می باشند. مهم‌ترین پمپهایی که در این واحد استفاده شده اند عبارت‌اند از:

1. پمپهای سانتریفوﮊ. 2. پمپهای رفت و برگشتی. 3. پمپهای چرخ دنده ای.

پمپهای سانتریفوﮊ: این پمپها از نوعی می باشند که انتقال انرﮊی از آنها به سیال به طور دائمی انجام می پذیرد. پمپهای سانتریفوﮊ معمولاً نیروی محرکه خود را از طریق یک الکترو موتور (موتور الکتریکی) دریافت می کنند. انتقال نیروی محرکه از موتور به پمپ از طریق یک محور به نام شَفت منتقل می شود. شَفت موتور به وسیله نوعی تجهیزات مکانیکی به نام کوپلینگ به شَفت پمپ متصل شده است. به این ترتیب انتقال نیرو به راحتی از طریق شفت موتور الکتریکی به شفت پمپ منتقل می گردد.

پمپ های سانتریفوﮊ دارای یک محفظه هستند که حلزونی شکل است و پوسته یا کِیسینگ نامیده می شود و درون آن یک یا چند چرخ قرار دارند که روی یک محور (شفت) نصب شده اند. هر چرخ مجهز به تعدادی پره می باشد. انتقال انرﮊی به سیال در این قسمت انجام می شود. برای اینکه از محل خروج شفت از کِیسینگ پمپ سیالی خارج نشود و اصطلاحا نشتی به خارج نداشته باشیم از ابزاری به نام مکانیکال سیل استفاده شده است. نکته بسیار مهم در مورد این نوع پمپها هواگیری یا پرایم کردن پمپ پیش از روشن کردن آنها می باشد. یعنی پس از لاین آپ نمودن پمپ و اطمینان از ورود سیال به داخل پمپ، باید از خروج کامل هوا یا گاز حبس شده در داخل پمپ نیز اطمینان حاصل نمود. از این نوع پمپها در ابعاد و اندازه های مختلف برای مصارف گوناگون ساخته می شوند.

پمپهای رفت وبرگشتی: این نوع پمپها وسایلی هستند که انتقال انرﮊی از آنها به سیال به صورت پریودیک و دوره ای می باشد. نیروی محرکه این نوع پمپها نیز غالبا توسط موتورهای الکتریکی تامین می گردد. در این نوع پمپها حرکت چرخشی میل لنگ تبدیل به حرکت رفت و آمدی پیستونی در یک سیلندر می شود. با عقب رفتن پیستون در سیلندر ایجاد مکش شده و در نتیجه مایع از طریق یک شیر ورودی داخل سیلندر می گردد. با حرکت پیستون به طرف جلو دریچه ورودی بسته و مایع از طریق شیر خروجی به خارج هدایت می گردد. شیرهای ورودی و خروجی یکطرفه بوده و طوری ساخته شده اند که در مراحل رفت و آمد پیستون، از ورود مایع داخل سیلندر به قسمت کم فشار و بالعکس ممانعت شود. اگر بجای پیستون، پلانجری در داخل سیلندر رفت و آمد کند در این حالت به آن پمپ پلانجری می گویند. در ضمن چنانچه پلانجر دیافراگمی را حرکت دهد پمپ از نوع دیافراگمی است. فرق میان پیستون وپلانجر در این است که طول سر پیستون کوتاه تر از مسافتی است که پیستون درون سیلندر طی می نماید، در حالی که طول پلانجر بیشتر از طول مسافت طی شده توسط آن در داخل سیلندر می باشد. از طرفی در پمپهای پیستون از حلقه یا رینگی جهت آب بندی پیستون و سیلندر استفاده شده است که روی بدنه پیستون قرار گرفته و همراه آن حرکت می کند، در حالیکه در پمپهای پلانجری این رینگ روی سیلندر قرار دارد و ثابت است. این پمپها معمولاً کم ظرفیت هستند ولی فشار خروجی سیال را می توانند تا مقدار زیادی افزایش دهند. بنابراین از این پمپها در جاهایی که نیاز به جا به جا کردن سیالی با حجم کم ولی فشار بالا می باشد استفاده می کتتد. در ضمن باید به این نکته نیز توجه داشت که جریان سیال در این پمپها به صورت غیر یکنواخت می باشد. نکته بسیار مهم در مورد این پمپ ها آن است که هرگز نباید آنها را در حالیکه شیر خروجی پمپ (دیسچارج پمپ) بسته است روشن نمود

پمپهای چرخ دنده ای یا گی یِر پمپ: این پمپها نوعی از پمپهای گردشی یا روتاری می باشند. پمپ های چرخ دنده ای از دو قسمت متمایز تشکیل شده اند، یکی قسمت جداره ثابت و دیگری قسمت دوار که شامل یک محور گردان با چرخ دنده می باشد. در پمپ های چرخ دنده ای مقداری مایع بین دنده های چرخ دنده پمپ به اصطلاح به تله می افتد و در اثر چرخیدن چرخ دنده ها این مایع به قسمت خروجی پمپ رانده می شود. این پمپ ها به گونه ای ساخته می شوند که در آنها فاصله میان اجزاء گردنده و جداره ثابت بسیار کم می باشد. کار برد این پمپها برای جا به جایی مایع با حجم کم و فشار متوسط می باشد. نکته مهم در مورد این پمپها آن است که هرگز نباید آنها را در حالیکه شیر خروجی پمپ (دیسچارج پمپ) بسته است روشن نمود؛ چرا که در این حالت، اگر هیچ شیر اطمینانی (سِیفتی وَلو) در مسیر دیسچارج پمپ وجود نداشته باشد، یا خود پمپ از بین می رود و یا اینکه لوله دیسچارج می شکند.

کاویتاسیون : این پدیده یکی از خطرناکترین حالتهایی است که ممکن است برای یک پمپ به وجود آید. آب یا هر مایع دیگری، در هر درجه حرارتی به ازای فشار معینی تبخیر می شود. هرگاه در حین جریان مایع در داخل چرخ یک پمپ، فشار مایع در نقطه ای از فشار تبخیر مایع در درجه حرارت مربوطه کمتر شود، حبابهای بخار یا گازی در فاز مایع به وجود می آیند که به همراه مایع به نقطه ای دیگر با فشار بالاتر حرکت می نمایند. اگر در محل جدید فشار مایع به اندازه کافی زیاد باشد، حبابهای بخار در این محل تقطیر شده و در نتیجه ذراتی از مایع از مسیر اصلی خود منحرف شده و با سرعتهای فوق العاده زیاد به اطراف و از جمله پره ها برخورد می نمایند. در چنین مکانی بسته به شدت برخورد، سطح پره ها خورده شده و متخلخل می گردد. این پدیده مخرب در پمپ ها را کاویتاسیون می نامند. پدیده کاویتاسیون برای پمپ بسیار خطرناک بوده و ممکن است پس از مدت کوتاهی پره های پمپ را از بین ببرد. بنابراین باید از وجود چنین پدیده ای در پمپ جلو گیری گردد. کاویتاسیون همواره با صدا های منقطع شروع شده و سپس در صورت ادامه کاهش فشار در دهانه ورودی پمپ، بر شدت این صدا ها افزوده می گردد. صدای کاویتاسیون مخصوص ومشخص بوده وشبیه برخورد گلوله هایی به یک سطح فلزی است. هم‌زمان با تولید این صدا پمپ نیز به ارتعاش در می آید. در انتها این صداهای منقطع به صداهایی شدید ودائم تبدیل می گردد و در همین حال نیز راندمان پمپ به شدت کاهش می یابد.

+ نوشته شده توسط فرهاد در دوشنبه بیست و پنجم آذر 1387 و ساعت 11:2 |
 

valve ها و انواع آنها

علم مكانيك سيالات يكي از شاخه هاي علوم فني ومهندسي است كه كاربرد فراواني در صنعت دارد. يكي از مبحثهاي مهم مكانيك سيالات ، كنترل جريان سيالات مي باشد كه با پيشرفت سريع تكنولوژي كنترل سيالات به روشهاي گوناگون وپيچيده انجام مي گيرد.
شيرها مهمترين وسيله كنترل سيالات مي باشند .شيرها درصنايع نفت وگاز وپتروشيمي ميدان كاربرد گسترد اي دارند .از انجائيكه در مراحل مختلف عملياتي : از حفاري تا پالايش واز پالايش تا مصرف وصادرات بطور كلي موضوع جريان سيال بعنوان يكي از مهمترين مسائل فني ومهندسي مطرح مي باشد لذا وجود وسايل وابزار تنظيم وكنترل عبور مقدار جريان ، قطع جريان ، ايمني دستگاههاي تحت فشار وبالاخره ممانعت از بازگشت سيالات جريان يافته از درجه اهميت خاصي برخوردار خواهد بود.
عهده داري وظايف ظريف وحساسي كه برشمرده شد متوجه مجموعه شيرالاتي است كه به حسب مورد اشتفاده مورد بحث قرار خواهند گرفت.


مطالب اين جزوه حاصل ترجمه ، تحقيق وتنظيم از منابع ومآخذ مختلف مي باشد وبديهي است نمي تواند خالي از اشكال ويا كمبودهايي باشد . لذا پيشنهادها وانتقادات سازنده تمامي عزيزان ما را در بهبود كار وانجام هر چه بيشتر وظيفه اي كه بر عهده گرفته ايم ياري خواهد كرد.
ولو بك وسيله مكانيكي است كه براي كنترل جريان سيال و فشار دريك سيستم يا فرآيند استفاده مي شود. يك ولوكنترل مي كند سيستم يا فرآيند جريان سيال و فشار را بوسيله انجام گرفتن يكي از عمليات زير:
a) بستن و باز كردن جريان سيال
b) عبور دادن مفادير مختلف از جريان سيال
c) كنترل كردن مسير جريان سيال
d) تنظيم كردن فشار فرآيند
e) آزادكردن تجهيزات يا لاينها از فشار اضافي
ولوهاي زيادي وجود دارند كه طراحي شده و شكل گرفته اند كه مطابق با يكي يا چند از عمليات مشخص شده در بالا قرارگرفته اند.
يك تعداد انبوهي از طرحها و مدلها در تطبيق با كاربردهاي صنعتي متفاوت وجود دارد.


ولوها داراي انواع مختلف با شكلهاي گوناگون هستند ولي همة آنها داراي قسمتهاي اصلي يكسان مي باشند اين فصل در مورد قسمتهاي مختلف ولو وعملكرد آنها بحث خواهد كرد.

هر ولو از قسمتهاي ذيل تشكيل يافته است .

a )بدنه BODY))
b)كلاهك (سرپوش)(BONNET)
c ) محور(STEM)
d)محرك((ACTUATOR
e ) آب بند((PACKING
f)نشيمنگاهSEAT))
g ) صفحه(DISK )

بدنه ولو
بدنه كه گاهي اوقات پوسته نيز ناميده مي شود محدوده اوليه قرارگيري فشاربرروي يك ولن مي باشد .
اين قسمت از ولو قسمت اصلي درمجموعه ولو است براي اينكه بدنه شاسي اصلي است كه قطعات را با يكديگر نگاه مي دارد.
بدنه ، محدوده اصلي قرارگيري فشار اوليه برروي ولو بوده كه در مقابل با فشار سيال از قسمت اتصال به لاين مقاومت ميكند .
لاينهاي ورودي و خروجي به ولوبصورت ، دنده اي، پيچي يا اتصالي جوشي مي باشد.
بدنه ولو يا بصورت ريخته گري بوده و يا بصورت فورج و در شكلهاي متفاوت تهيه مي شود .
[از نظر تئوري ، اشكال كروي واستوانه اي ،‌مقاومت بيشتري در مقابل فشار سيال هنگامي كه ولو باز مي باشددارند . البته عوامل ديگر را هنگامي كه يك ولو باز هست بايد در نظر گرفت براي مثالب اكثر ولوها نياز به تيغه اي در سرتاسر بدنه ولو دارند كه براي نگه داشتن نشيمنگاه مي باشدچيزي كه بعنوان روزنه كنترل ( دريجه كنترل ) مي باشد . يا بسته شدن ولو مشخص كردن بار برروي بدنه مشكل مي باشد. اتصالات انتهايي ولو همچنين بارها را تغيير ميدهند به يك كره ساده و بيشتر مي پيچانند .
[توليد آسان ،‌مونتاژآسان وهزينه ها فاكتورهاي مهمي هستند كه بايد در نظر گرفته شوند .
[I شكل پايه و اصلي بدنه يك ولو به صورت كروي نيست امادر محدوده اشكال ساده تاپيچيده براي مثال سه پوش ، و قطعه قابل جابجايي براي آسان سازي مونتاژ ، شكلهاي قسمت هايي از بدنه مقاوم فشار هستند . گلويي محل عبور سيال ( اثر و فتوري ) يك روش عمومي براي كاهش سايز اصلي وهزينه يك ولو بعبارت ديگر ، انتهاي بزرگ اضافه مي شوند به ولو براي اتصال به لوله بزرگتر .

سرپوش ولو
پوشاننده بدنه ولو بنام سرپوش (كلاهك) ناميده مي شود دربعضي از طرحيها ، بدنه خودش به دو تكه كه بوسيله پيچ به يكديگر وصل مي شوند وجوددارد . شبيه بدنه هاي ولو ، كلاهكها در طرحهاي گوناگون هستند بعضي زا كلاهكها عملكرد ساده اي برروي پوشاننده ولو دارند در حاليكه برخي از آنها نگهدارنده قطعات داخلي ولوها ومتعلقات آنها همانند محور ،‌ديسك و محرك هستند .
كلاهك دومين مرز فشار اصلي برروي يك ولو هستند . آن يا بصورت ريخته گري بوده و يا بصورت فورج از همان مواد بدنه و به بدنه بوسيله رزو يا بولت يا نقطه جوش متصل مي شوند.
در همه نمونه ها ، اتصال كلاهك به بدنه بعنوان يك محدوده فشار درنظر گرفته مي شود . اين بدان معني استكه نقطه جوش يا بولت كه كلاهك را به بدنه متصل مي كنند قطعات با فشار ماندهستند .كلاهكهاي ولو اگر چه براي اكثر ولوها لازم و ضروري هستند بيان كننده نوعي نگراني نيز هستند كلاهكها مي توانند فرآيند توليد ولو را پيچيده تر كرده ،‌سايز ولو را افزايش داده و همچنين نمايان مي سازد قسمت اعظم هزينه اصلي از هزينه يك ولو و همچنين منبع اصلي براي ايجاد نشتي در ولو هستند.

متعلقات ولو ( trim)
قطعات داخلي يك ولو هستند مجموعه اي كه تحت عنوان تريم ناميده مي شوند .بعنوان نمونه تريم شامل يك ديسك نشيمنگاه ، محور و بوش هايي كه براي راهنمايي محور هستند . عملكرد يك ولو با درنظر گرفتن ارتباط بين موقعيت ديسك با نشيمنگاه تعريف مي شود . چونكه تريم ، حركات پايه واصلي و كنترل جريان را ممكن مي سازنند .

Disk & seat
براي يك ولو داراي كلاهك ، ديسك سومين قسمت اصلي محدوده فشار مي باشد. ديسك قابليت اجازه عبور به جريان ياعدم عبور جريان سيال را بوجود مي آورد. وقتي كه ديسك مي بندد فشار اصلي سيستم بر سراسر ديسك اعمال مي شود به همين دليل يك قطعه تحت فشار در ولو مي باشد .ديسكها بصورت فورج تهيه مي شوند در پاره اي از موارد سطح ديسك را سختكاري مي كنند تا سطح خوبي در مقابل با سايش داشته باشد .
سطح پويش شده ديسك در قسمت نشيمنگاه درولو بسيار ضروري براي آب بندكردن در هنگام بسته بودن ولو مي باشد. اكثر ولوها براساس مشكل و طراحي نوع ديسكها طبقه بندي مي شوند .
محور Stem
محور محرك وديسك را به يكديگر مرتبط مي كند و بوسيله آن ديسك تغيير موقعيت مي دهد.
محورها اغلب بصورت فورج تهيه مي شوند و بوسيله نقطه جوش با زرده به ديسك متصل مي شوند.

براي طراحي هاي ولو نياز به آب بند كردن محور براي جلوگيري از نشتي مي باشد وجود سطح صيقلي براي محور در قسمت آب بندي بسيار حائز اهميت مي باشد . محور از اجزاء در محدوده قرارگير فشار نمي باشد .
اتصال ديسك به محور مي تواند به ديسك در قسمت نشيمنگاه امكان حركات جرخشي يا گهواره اي بدهد متناوباً با محورممكن است به اندازه كافي قابليت انعطاف داشته باشد كه ديسك در جهت مخالف نشيمنگاه خودش قرار بگيرد . هرچندكه حركات نوساني يا چرخشي ثابت ممكن است باعث از بين رفتن اتصال ديسك و از بين رفتن ديك و يا از بين رفتن اتصالش به محور شود .
درنوع محور ولو وجود دارديكي محورهاي بالارونده و ديگري غير بالا رونده در شكلهاي 2و 3 اين دو نوع از محور به آساني قابل تشخيص مي باشند براي محورهاي بالا رونده محور در هنگام باز شدن ولو در بالاي سر محرك قرار مي گيرد . اين حالت بوجود مي آيد وقتيكه محور رزو شده باشد و با بوش رزو شده از دو شاخه ( yoke) كه يك قسمت اصلي بوده ويا قرارداده شده برروي كلاهك .


محرك ولو
محرك وسيله مونتاژ محور و ديسك مي باشد يك محرك ممكن است با يك چرخ دستي به صورت دستي عمل كنديا بصورت اهرم دستي ،‌عملگر موتور ، عملگر سولنوئيدي ، عملگرپنوماتيكي يا عملگرهيدروليكي باشد.در پاره اي از طرحها ،‌محرك بوسيله كلاهك نگه داشته مي شود بجز براي كنترل ولوهاي هيدروليكي ، محركها در بيرون محدوه فشار وارده مي باشند .

آب بندي ولوها
در بيشتر ولوها از بعضي از انواع آب بندها براي جلوگيري از نشتي فضاي بين محور و كلاهك استفاده مي شود .آب بندها معمولاً از مواد اليافي يا ديگر تركيبات آنها نظير تفلون تهيه مي شوند . فرمهاي يك آب بند بين قطعات داخلي يك ولو و خارج آن جائيكه محور در داخل بدنه قرارگرفته است .
آب بندها ي ولو بايد به خوبي كمپرس شوند تا از هدر رفتن سيال جلوگيري شود و همچنين از صدمه ديدن محور ولو گردد.اگر آب بندهاي ولو شل شوند ولو نشتي خواهدداشت كه اين مورد خطرايمني دارد.اگر آب بندها خيلي زياد سفت شوند باعث صدمه ديدن حركت شده وامكان صدمه رساندن به محور نيز وجود دارد.

مقدمه اي بر انواع ولوها
بدليل گوناگوني و تنوع درانواع سيستمها ، سيالات و محيطها كه ولوها بايد در آنها عمل كنند ولوها نيز به همين دليل گسترش و تنوع پيدا نموده اند . براي مثال gllbe,get و ball, Play و پروانه اي، ‌ديافراگمي،‌ CHECKولو و SahetyValve. هركدام اين ولوها براي مقاصد خاص طراحي شده اند. بعضي ازولوها توانايي كنترل جريان را به صورت دريچه اي دارند بعضي ديگر فقط مي توانند جلوي جريان را بگيرندو گروهي ديگردرسيستمهاي خورنده كار مي كنند و بعضي سيالات با فشار بالارا عبورمي دهند .درك اين اختلاف و اينكه آنها چگونه اثر مي گذارند برعملكرد ولوها يا كاربرد آنها ضروري است براي استفاده و كاربرد موفقيت آميز يك تجهيز .

خلاصه
اطلاعات مهم زير خلاصه اين فصل مي باشد:
چهار شكل اصلي براي كنترل جريان در طراحي ولوها وجود دارند :

1-حركت يك ديسك يا توپي به سمت داخل يا خلاف دريچه (براي مثال globe يا needle ولو)

2-برشي ار يك صفحه تخت ، استوانه اي يا صفحه كروي در سرتاسر يك دريچه( براي مثالgate و plug )

3- گردش يك ديسك يا بيضوي حول يك شيفت در سرتا سر قطر يك دريچه ( براي مثال ولو پروانه اي يا ball ولو )

4- حركت يك جسم قابل انعطاف به داخل مسير جريان ( مثال ولو ديافراگمي )
كنترل نشتي از محور معمولاً بوسيله قرارگرفتن تحت فشار آب بندها در اطراف محور ولو آب بند مي شود .
- هر ولو داراي 7 قسمت اصلي مي باشد .

بعلت وجود محيطهاي متفاوت ، سيستمهاي سيالات ، وضعيت سيستم كه سيالات بايدكنترل شوند يك تعداد زيادي از طرحهاي مختلف ولوها توسعه پيدا كرده است . دانستن اختلافات اساسي بين انواع مختلف ولوها و اينكه چگونه اين تفاوتها برروي عملكرد ولو تأثير مي گذارند برروري كاربرد مناسب از هر ولو در استفاده مناسب از آنها در طول عملكرد كمك خواهد نمود.

ولوهاي يكطرفه(CHECK VALVE)
ولوهاي يكطرفه براي جلوگيري از بازگشت سيال در يك سيستم پايپينگ در نظر گرفته مي شوند. اين ولوها توسط جريان سيال در لاينها عمل مي كنند.فشار سيال عبوري از درون لاين باعث بازشدن ولو گرديده و هرگونه برگشت سيال باعث بسته شدن ولو خواهد شد.در واقع نمونه هايي از انواع اين ولوها در زير امده است:

1- چك ولوهاي نوساني
2- چك ولوهاي ديسكي
3- چك ولوهاي با ديسك دوتكه
4- چك ولو قطع كننده اي
5- چك ولو با ديسك وارونه
چك ولوهاي نوساني با بدنه مستقيم داراي ديسكي مي باشند كه در بالاي بدنه به بدنه قلاب شده است.چك ولوهاي نوساني عموما در خطوط پيوسته كه داراي gate valve مي باشند مورد استفاده قرار مي گيرند چون اين ولوها جريان ازاد نسبي را از خود عبور ميدهند.


اين ولوها براي لاينهايي كه سرعت سيال پائين مي باشد مورد استفاده قرار مي گيرند ودر لاينهاي كه داراي جريان ضرباني مي باشند نبايد از اين ولوها استفاده نمود.


اين نوع چك ولوها گزينه مناسبي براي حالتيكه سيال حركت ضربه اي داشته ويا برگشت سيال سريع باشد نمي باشد .از انجائيكه اين چك ولوها داراي چندين قطعه بوده كه بوسيله اتصالاتي به يكديگر مرتبط گرديده اند لذا همين عامل باعث گرديده كه در ميان ساير چك ولوها داراي كمترين استحكام باشند.علاوه بر اين در حالتيكه ديسك حركت نسبتا بزرگي داشته باشد اين حالت مي تواند منتج به افزايش سرعت برگشت ديسك گرديده و نيروي ضربه اي بزرگي را درحالت ناگهاني بازوبسته شدن بوجود اورد.
اين نوع چك ولوها را مي توان هم درحالت افقي وهم عمودي مورد استفاده قرار داد . (درحالت نصب عمودي بايد جريان سيال از پائين به بالا باشد تا نيروي جاذبه به بسته شدن ديسك كمك نمايد)اين قبيل از چك ولوها بدليل سادگي تجهيزات تشكيل دهنده ، داراي تعميرات به نسبت ساده تري در مقايسه با ساير چك ولوها مي باشند.


يك gate valve ،ولو با حركت خطي است كه براي شروع يا قطع جريان سيال استفاده مي شود اين ولو قابل تنظيم نبوده و قابليت تنظيم دريچه اي جريان را نيز ندارد. نامgate (كشو) از قرارگرفتن ديسك در جريان سيال مشتق گرديده است. به gate valve گاهي اوقات slide valve نيز گفته مي شود.اين ولوها جهت رساندن افت فشار به پائين تر ين سطح مورد استفاده قرار مي گيرد.اين ولوها داراي حركت خطي مي باشند.
اين نكته مهم است كه بدانيم قطر ورودي سيال به داخل ولو دقيقا همان قطر لاين مي باشد.
انواع Gate Valve
دو نوع gate valve وجود دارد:
1- نوع اول كه به نام موازي معروف است بر اساس استفاده از يك ديسك تخت دروازه اي كه در بين دو نشيمنگاه موازي قرار گرفته تشكيل گرديده است.(جريان بالادست وجريان پائين دست) اين ولوها همچنين داراي يك لبه تيزي در قسمت پائين خود مي باشند كه اين لبه تيز براي برش واز بين بردن ذرات جامد ورودي به ولو مي باشد.
مزيت مهم اين قبيل ولوها اينستكه اين ولوها علاوه بر بكار رفتن براي valve seat هاي نامتقارن ، مي توانند براي valve seat هاي زاويه اي نيز بكار روند.


۲- نوع ديگر ازgate valve ها بنام ‌gate valve هاي با gate گوه اي شكل مي باشند.
دراين نوع از ولوها از دو seat مورب ويك gate مورب استفاده مي گردد.(به منظور امكان بسته شدن در حالت shut off)

ديسك يك gate valve وقتيكه gate valve فول باز مي شود،كاملاً از مسير عبور جريان برداشته مي شود . اين خاصيت باعث از بين رفتن هرگونه مقاومتي در ولو درهنگامي كه ولو باز است مي شود. وقتيكه ولو كاملاً بسته شد توسط يك رينگ آب بند ديسكي صفحه اصلي را آب بند مي كند و آب بندي خوبي بوجود مي آيد. با قرارگيري ديسك درداخل رينگ آب بندي، مقدار بسيار كمي نشتي و يا اصلاً هيچ مقدار نشتي ممكن است درديسك عبوري بوجود بيايد (درحالتيكه ولو بسته شده است ).
+ نوشته شده توسط فرهاد در دوشنبه بیست و پنجم آذر 1387 و ساعت 11:1 |

پُمپ یا تُلُمبه وسیله‌ای مکانیکی برای انتقال مایعات است که با افزایش فشار جریان آن، امکان جابجایی مایعات را به ارتفاعی بالاتر (با افزایش هد) یا حتی پایین دست (معمولا حوضچه یا مخزن) فراهم می‌آورد.

پمپ کاربردهای فراوان در صنعت و حتی در وسایل نقلیه دارد. مانند پمپ بنزین یا پمپ آب خودرو تا پمپ‌های بزرگ برای پر کردن حوضچه‌های تعمیر کشتی.
تعریف پمپ: به طور کلی پمپ به دستگاهی گفته می شود که انرﮊی مکانیکی را از یک منبع خارجی اخذ و به سیال مایعی که از آن عبور می کند، انتقال می دهد. در نتیجه انرﮊی سیال پس از خروج از این دستگاه (پمپ) افزایش می یابد. در پمپ ها تغییرات انرﮊی سیال همواره به صورت تغییر فشار سیال مشاهده می گردد. از پمپها برای انتقال سیال به یک ارتفاع معین و یا جا به جایی آن در یک سیستم لوله کشی و یا هیدرولیک استفاده می نمایند. به عبارت کلی تر از پمپ برای انتقال سیال از یک نقطه به نقطه دیگر استفاده می کنند. پمپها دارای انواع مختلفی هستند که هرکدام دارای کاربرد خاصی می باشند. مهمترین پمپهایی که در این واحد استفاده شده اند عبارتند از:

1. پمپهای سانتریفوﮊ. 2. پمپهای رفت و برگشتی. 3. پمپهای چرخ دنده ای.

پمپهای سانتریفوﮊ: این پمپها از نوعی می باشند که انتقال انرﮊی از آنها به سیال به طور دائمی انجام می پذیرد. پمپهای سانتریفوﮊ معمولا نیروی محرکه خود را از طریق یک الکترو موتور (موتور الکتریکی) دریافت می کنند. انتقال نیروی محرکه از موتور به پمپ از طریق یک محور به نام شَفت منتقل می شود. شَفت موتور به وسیله نوعی تجهیزات مکانیکی به نام کوپلینگ به شَفت پمپ متصل شده است. به این ترتیب انتقال نیرو به راحتی از طریق شفت موتور الکتریکی به شفت پمپ منتقل می گردد.

پمپ های سانتریفوﮊ دارای یک محفظه هستند که حلزونی شکل است و پوسته یا کِیسینگ نامیده می شود و درون آن یک یا چند چرخ قرار دارند که روی یک محور (شفت) نصب شده اند. هر چرخ مجهز به تعدادی پره می باشد. انتقال انرﮊی به سیال در این قسمت انجام می شود. برای اینکه از محل خروج شفت از کِیسینگ پمپ سیالی خارج نشود و اصطلاحا نشتی به خارج نداشته باشیم از ابزاری به نام مکانیکال سیل استفاده شده است. نکته بسیار مهم در مورد این نوع پمپها هواگیری یا پرایم کردن پمپ پیش از روشن کردن آنها می باشد. یعنی پس از لاین آپ نمودن پمپ و اطمینان از ورود سیال به داخل پمپ، باید از خروج کامل هوا یا گاز حبس شده در داخل پمپ نیز اطمینان حاصل نمود. از این نوع پمپها در ابعاد و اندازه های مختلف برای مصارف گوناگون ساخته می شوند.

پمپهای رفت وبرگشتی: این نوع پمپها وسایلی هستند که انتقال انرﮊی از آنها به سیال به صورت پریودیک و دوره ای می باشد. نیروی محرکه این نوع پمپها نیز غالبا توسط موتورهای الکتریکی تامین می گردد. در این نوع پمپها حرکت چرخشی میل لنگ تبدیل به حرکت رفت و آمدی پیستونی در یک سیلندر می شود. با عقب رفتن پیستون در سیلندر ایجاد مکش شده و در نتیجه مایع از طریق یک شیر ورودی داخل سیلندر می گردد. با حرکت پیستون به طرف جلو دریچه ورودی بسته و مایع از طریق شیر خروجی به خارج هدایت می گردد. شیرهای ورودی و خروجی یکطرفه بوده و طوری ساخته شده اند که در مراحل رفت و آمد پیستون، از ورود مایع داخل سیلندر به قسمت کم فشار و بالعکس ممانعت شود. اگر بجای پیستون، پلانجری در داخل سیلندر رفت و آمد کند در این حالت به آن پمپ پلانجری می گویند. در ضمن چنانچه پلانجر دیافراگمی را حرکت دهد پمپ از نوع دیافراگمی است. فرق میان پیستون وپلانجر در این است که طول سر پیستون کوتاه تر از مسافتی است که پیستون درون سیلندر طی می نماید، در حالی که طول پلانجر بیشتر از طول مسافت طی شده توسط آن در داخل سیلندر می باشد. از طرفی در پمپهای پیستون از حلقه یا رینگی جهت آب بندی پیستون و سیلندر استفاده شده است که روی بدنه پیستون قرار گرفته و همراه آن حرکت می کند، در حالیکه در پمپهای پلانجری این رینگ روی سیلندر قرار دارد و ثابت است. این پمپها معمولا کم ظرفیت هستند ولی فشار خروجی سیال را می توانند تا مقدار زیادی افزایش دهند. بنابراین از این پمپها در جاهایی که نیاز به جا به جا کردن سیالی با حجم کم ولی فشار بالا می باشد استفاده می کتتد. در ضمن باید به این نکته نیز توجه داشت که جریان سیال در این پمپها به صورت غیر یکنواخت می باشد. نکته بسیار مهم در مورد این پمپ ها آن است که هرگز نباید آنها را در حالیکه شیر خروجی پمپ (دیسچارج پمپ) بسته است روشن نمود.

پمپهای چرخ دنده ای یا گی یِر پمپ: این پمپها نوعی از پمپهای گردشی یا روتاری می باشند. پمپ های چرخ دنده ای از دو قسمت متمایز تشکیل شده اند، یکی قسمت جداره ثابت و دیگری قسمت دوار که شامل یک محور گردان با چرخ دنده می باشد. در پمپ های چرخ دنده ای مقداری مایع بین دنده های چرخ دنده پمپ به اصطلاح به تله می افتد و در اثر چرخیدن چرخ دنده ها این مایع به قسمت خروجی پمپ رانده می شود. این پمپ ها به گونه ای ساخته می شوند که در آنها فاصله میان اجزاء گردنده و جداره ثابت بسیار کم می باشد. کار برد این پمپها برای جا به جایی مایع با حجم کم و فشار متوسط می باشد. نکته مهم در مورد این پمپها آن است که هرگز نباید آنها را در حالیکه شیر خروجی پمپ (دیسچارج پمپ) بسته است روشن نمود؛ چرا که در این حالت، اگر هیچ شیر اطمینانی (سِیفتی وَلو) در مسیر دیسچارج پمپ وجود نداشته باشد، یا خود پمپ از بین می رود و یا اینکه لوله دیسچارج می شکند.

کاویتاسیون : این پدیده یکی از خطرناکترین حالتهایی است که ممکن است برای یک پمپ به وجود آید. آب یا هر مایع دیگری، در هر درجه حرارتی به ازای فشار معینی تبخیر می شود. هرگاه در حین جریان مایع در داخل چرخ یک پمپ، فشار مایع در نقطه ای از فشار تبخیر مایع در درجه حرارت مربوطه کمتر شود، حبابهای بخار یا گازی در فاز مایع به وجود می آیند که به همراه مایع به نقطه ای دیگر با فشار بالاتر حرکت می نمایند. اگر در محل جدید فشار مایع به اندازه کافی زیاد باشد، حبابهای بخار در این محل تقطیر شده و در نتیجه ذراتی از مایع از مسیر اصلی خود منحرف شده و با سرعتهای فوق العاده زیاد به اطراف و از جمله پره ها برخورد می نمایند. در چنین مکانی بسته به شدت برخورد، سطح پره ها خورده شده و متخلخل می گردد. این پدیده مخرب در پمپ ها را کاویتاسیون می نامند. پدیده کاویتاسیون برای پمپ بسیار خطرناک بوده و ممکن است پس از مدت کوتاهی پره های پمپ را از بین ببرد. بنابراین باید از وجود چنین پدیده ای در پمپ جلو گیری گردد. کاویتاسیون همواره با صدا های منقطع شروع شده و سپس در صورت ادامه کاهش فشار در دهانه ورودی پمپ، بر شدت این صدا ها افزوده می گردد. صدای کاویتاسیون مخصوص ومشخص بوده وشبیه برخورد گلوله هایی به یک سطح فلزی است. همزمان با تولید این صدا پمپ نیز به ارتعاش در می آید. در انتها این صداهای منقطع به صداهایی شدید ودائم تبدیل می گردد و در همین حال نیز راندمان پمپ به شدت کاهش می یابد.

+ نوشته شده توسط فرهاد در دوشنبه بیست و پنجم آذر 1387 و ساعت 10:54 |

ولوهای یكطرفه(CHECK VALVE)


ولوهای یكطرفه برای جلوگیری از بازگشت سیال در یك سیستم پایپینگ در نظر گرفته می شوند. این ولوها توسط جریان سیال در لاینها عمل می كنند.فشار سیال عبوری از درون لاین باعث بازشدن ولو گردیده و هرگونه برگشت سیال باعث بسته شدن ولو خواهد شد.در واقع نمونه هایی از انواع این ولوها در زیر امده است:


 


1-     چك ولوهای نوسانی


2-     چك ولوهای دیسكی


3-     چك ولوهای با دیسك دوتكه


4-     چك ولو قطع كننده ای


5-     چك ولو با دیسك وارونه


چك ولوهای نوسانی با بدنه مستقیم دارای دیسكی می باشند كه در بالای بدنه به بدنه قلاب شده است.چك ولوهای نوسانی عموما در خطوط پیوسته كه دارای gate valve می باشند مورد استفاده قرار می گیرند چون این ولوها جریان ازاد نسبی را از خود عبور میدهند.


این ولوها برای لاینهایی كه سرعت سیال پائین می باشد مورد استفاده قرار می گیرند ودر لاینهای كه دارای جریان ضربانی می باشند نباید از این ولوها استفاده نمود.


چون بطور پیوسته دیسك باز وبسته شده وكوبیده شدن ان باعث از بین رفتن متعلقات ولو خواهد گردید.بطور كلی

همانطور كه بیان شد این نوع چك ولوها  گزینه مناسبی برای حالتیكه سیال حركت ضربه ای داشته ویا برگشت سیال سریع باشد نمی باشد .از انجائیكه این چك ولوها دارای چندین قطعه بوده كه بوسیله اتصالاتی به یكدیگر مرتبط گردیده اند لذا همین عامل باعث گردیده كه در میان سایر چك ولوها دارای كمترین استحكام باشند.علاوه بر این در حالتیكه دیسك حركت نسبتا بزرگی داشته باشد این حالت می تواند منتج به افزایش سرعت برگشت دیسك گردیده و نیروی ضربه ای بزرگی را درحالت ناگهانی بازوبسته شدن بوجود اورد.


این نوع چك ولوها را می توان هم درحالت افقی وهم عمودی مورد استفاده قرار داد . (درحالت نصب عمودی باید جریان سیال از پائین به بالا باشد تا نیروی جاذبه به بسته شدن دیسك كمك نماید)این قبیل از چك ولوها بدلیل سادگی تجهیزات تشكیل دهنده ، دارای تعمیرات به نسبت ساده تری در مقایسه با سایر چك ولوها می باشند.

+ نوشته شده توسط فرهاد در دوشنبه بیست و پنجم آذر 1387 و ساعت 10:54 |
چیلر آبی هوایی(رفت و برگشتی ، اسکرو و اسکرال)

برج خنک کننده گالوانیزه

داکتد فن کویل

اکـونـوپـک

برج خنک کننده فایبر گلاس

فن کویل

چیلر جذبی آمونیاکی(گازسوز) تحت لیسانس روبری ایتالیا

 

هواساز ایرواشر

چیلر با کمپرسور اسکرول و مبدل بی پی اچ ای

کندانسور هوایی

کویل صنعتی

پکیج آبی هوایی

 

چیلر تک اثره (لیتیوم برماید) با دانش فنی کریر

یــونـیـت هــیـتـر

یونیت هیتر گازسوز(ساخت شرکت روبری ایتالیا)

زنــــت

 

 

+ نوشته شده توسط فرهاد در یکشنبه بیست و ششم آبان 1387 و ساعت 13:38 |

برج خنک کننده

در اکثر کارخانجات کوچک و بزرگ يکي از مهمترين و اساسي ترين دستگاهها مي توان انواع برجهاي خنک کننده را نام برد. برجهاي خنک کننده علاوه بر آب به منظور خنک کردن سيالاتي ديگر در صورت لزوم مورد استفاده واقع مي شود.
با توجه به اينکه برجهاي خنک کننده معمولاًً حجيم مي باشند و بعلت پاشيدن آب در محيط اطراف خود و خرابي تجهيزات آن را معمولاًٌ در انتهاي فرايند نصب مي کنند.
اگراز وسايل برجهاي خنک کننده صرف نظر نشود براي ساخت برج تکنولوژي بالايي نياز نيست همانطور که در ايران در حال حاضر ساخت اين برجها در حد وسيعي صورت مي گيرد. برجها با توجه به شرايط فيزيکي و شيميايي خاص خود دچار مشکلاتي مي شوند ولي معمولاٌ زماني لازم است تا اين مشکلات برج را از کار بياندازد طولاني است.،ولي عملاٌ اجتناب ناپذير است.

 


برج خنک کننده دستگاهي است که با ايجاد سطح وسيع تماس آب با هوا تبخير آسان مي کند و باعث خنک شدن سريع آب مي گردد.عمل خنک شدن در اثر از دست دادن گرماي نهان تبخير انجام مي گيرد، در حالي که مقدار کمي آب تبخير مي شود و باعث خنک شدن آب مي گردد.بايد توجه داشت آب مقداري از گرماي خود را به طريق تشعشع ،هدايتي وجابجايي و بقيه از راه تبخير از دست می‌دهد.
بيشتر دستگاههاي خنک کن از يک مدار بسته تشکيل شده اند که آب در اين دستگاهها نقش جذب ، دفع و انتقال گرما را به عهده دارد، يعني گرماي بوجود آمده توسط ماشين جذب و از دستگاه دور مي سازد. اين کار باعث ادامه کار يکنواخت و پايداري دستگاه مي شود.
در دستگاههايي که به دلايلي مجبوريم آب را بگردش در آوريم و يا به کار ببريم بايد بنحوي گرماي آب را دفع کرد. با بکار بردن برجهاي خنک کننده اين کار انجام مي گيرد. در تمام کارخانه ها تعداد زيادي دستگاههاي تبديل حرارتي (heat exchanger) وجود دارد که در بيشترآنها آب عامل سرد کنندگي است.
بدلايل زير آب معمولترين سرد کننده هاست:
1. بمقدار زياد وارزان در دسترس مي باشد.
2. به آساني آب را مي توان مورد استفاده قرار داد .
3. قدرت سرد کنندگي آب نسبت به اکثر مايعات( در حجم مساوي )بيشتر است.
4. انقباض و انبساط آب با تغيير درجه حرارت جزيي است.
هر چند که آب براي انتقال گرما بسيار مناسب است با بکار بردن آن باعث بوجود آمدن مشکلاتي نيز مي شود.
آب با سختي زياد باعث رسوب سازي در دستگاهها شده و همچنين از آنجايي که بيشتر اين دستگاهها از آلياژ آهن ساخته شده اند مشکل خوردگي بوجود مي ايد. از طرف ديگر بيشتر برجهاي خنک کننده در بر خورد مستقيم با هوا و نور خورشيد مي باشند محيط مناسبي براي رشد باکتريها و ميکرو ارگانيسم ها نيز مي باشد که آنها نيز مشکلاتي همراه دارند.
وارد شدن گرد و خاک بداخل برج نيز در بعضي مواقع ايجاد اشکال مي نمايد.در کل اين مشکلات باعث مي شود که بازدهي دستگاه کم شده و در نتيجه از نظر اقتصادي مخارج زيادتري خواهند داشت. در اين مجموعه طبيعت اين مشکلات و شرايط بوجود آمدن آنها و راههاي جلوگيري از آنها را بطور مختصر شرح خواهيم داد.موارد استفاده از برجهاي خنک کننده را نيز در بخش هاي ديگري از اين مجموعه را در بر مي گيرد.

 عموماً برجهاي خنک کننده (cooling tower) را به سه گروه تقسيم مي کنند:
1. برجهاي خنک کننده مرطوب
2. برجهاي خنک کننده مرطوب- خشک
3. برجهاي خنک کننده خشک
در برجهاي خنک کننده مرطوب، آب نقش اصلي و اساسي را داشته و هدف نيز همان خنک کردن آب است. اين نوع دستگاهها که خود به چند گروه و دسته تقسيم مي شوند در صنعت داراي کاربرد فراواني است.
از يرجهاي خنک کننده خشک بيشتر در مکانهاي که آب کافي براي خنک کردن برج وجود ندارد استفاده مي شود. عمل خنک کردن آب را نيز ميتوان از برجهاي سيني دار بصورت مرحله اي انجام داد.ولي عملاً بعلت وجود هزينه هاي زياد ساخت ،نگهداري و کنترل سيستم اين روش ، معمول نمي باشد.
براي انجام عمليات خنک سازي آب مي توان از برجهاي آکنده و سيني دار استفاده نمود.با وجود اين در مواردي که فازهاي مورد نظر آب و هوا با شند بعلت فراواني و ارزان بودن فازهاي فوق بدلايلي که در صفحه قبل ذکر شد از دستگاههاي ديگري استفاده مي گردد که ساختن و نگهداري آنها مستلزم هزينه هاي زيادي نمي باشد. از اين جهت بيشتر دستگاههايي که در مقياس صنعتي بکار مي رود ساختمان و خصوصيات بسيار عمده اي را دارا است که اينک به انواع مختلف اين دستگاهها اشاره مي شود.

 بررسي برجهاي خنک کننده و اجزاء آن:
برج خنک کننده : COOLING TOWER
برج خنک کن دستگاهي است که با ايجاد سطح وسيعي در تماس آب با هوا ، عمل تبخير را آسان نموده و در نتيجه باعث خنک شدن سريع آب مي گردد.
عمل خنک شدن در اثر از دست دادن گرماي نهان تبخير انجام مي گيرد در حالي که مقدار کمي آب بخار مي شود و سبب خنک شدن آب مي گردد.بايد توجه داشت که آب مقدار اندکي از گرماي خود را از طريق تشعشع (Radiation) ودر حدود 4/1آن را از راه هدايت (Conduction) و جابجائي (Convection) و بقيه را از راه تبخير از دست می‌دهد.
اختلاف فشار بخار آب بين سطح آب و هوا باعث تبخير مي شود.اين اختلاف بستگي به دماي آب و ميزان اشباع هوا از آب دارد.
 

 

مقدار گرماي که بوسيله مايعي جذب يا دفع مي شود از رابطه زير بدست مي ايد :
E=W×S×T
در رابطه بالا:
E :گرماي دفع يا جذب شده بر حسب BTU/hr يا CAL/hr
W :دبي مايع خنک شونده بر حسب lb/hr
S : گرماي ويژه مايع خنک کننده بر حسب lb.f/ Btu
T :کاهش دماي مايع خنک شونده بر حسب f

در حاليکه عمل خنک شدن از طريق تبخير انجام مي گيرد گر ماي نهان تبخير از دست داده شده بايد به آن اضافه گردد و آن برابر است با حاصل ضرب گرماي نهان تبخير در دبي .
مقدار تبخير بستگي دارد به سطح بر خورد آب با هوا و همچنين شدت جريان هوا دارد. براي اينکه حداکثر بهره برداري که در طرح آن بکار رفته است رعايت شود در برجهاي خنک کننده که آکنده هاي آن از نوع splash packing مي باشد آب به صورت قطره هاي در سطوح برج پخش مي شود تا سطح وسيعي بوجود ايد البته براي اين منظور مي توان از آکنه هاي نوع film packing نيز استفاده کرد.
جريان هوا در برج به صورت کشش طبيعي با استفاده از دودکش هاي هذلولي شکل يا کشش مکانيکي بوسيله بادبزنهاي مناسب در جهت مخالف آب ( counter-flow) و يا به طور متقاطع (cross-flow) با آن به جريان مي افتد .

 سيستم برج خنک کننده :
در سيستم برج خنک کننده آب گرم کندانسور از برج خنک کننده عبور مي کند و با هوا تماس مي يابد. در برجهاي خنک کننده با کشش طبيعي ،پوسته خارجي برج از بتن مسلح ساخته شده ودر روي پايه ها تکيه دارد . هوا از قسمت پائين وارد برج خنک کننده مي شود و به طرف بالا جريان مي يابد و از دهانه بالاي برج خارج مي گردد.
انواع ديگري از برجهاي خنک کننده که از چوب و ساير مصالح ساخته مي شود نيز وجود دارد.در برجهاي خنک کننده با کشش طبيعي هوا شکل برج طوري طراحي مي شود که جريان سريع هوا در داخل برج بوجود ايد.
آب گرم از کندانسور در ارتفاع 10 تا 15 متر بالاتر از سطح استخر به سيستم پخش کننده آب وارد مي شود . در برجهاي قديمي تر صفحه اي که آب خروجي از کندانسور به آن ريخته مي شود داراي سوراخهاي منظمي در قسمت پائين است که آب از داخل اين سوراخها به فنجانهاي زيرين مي ريزد. اين فنجانها باعث پاشش آب و تبديل آنها به قطرات کوچک مي شوند. يک سيستم خيلي جديد براي پخش آب در برج خنک کننده بکار بردن لوله هايي است که در سطح بالاي آن شيپوره هايي براي پاشش آب تعبيه شده است.
تبادل حرارت بين هواي بالارونده از برج و آبي که از برج سرازير است با تغيير حرارت محسوس در اثر اختلاف درجه حرارت بين آب و هوا انجام مي شود. سهم اين قسمت از تبادل حرارتي خيلي کم است و قسمت عمده تبادل در اثر تبخير مقدار کمي آب که پيوسته همراه هوا مي باشد،انجام مي شود. در اثر اين عمل مقدار زيادي گرما از آب سرازير شده در برج خنک کننده ( بستگي به مقدار آبي که تبخير شده است) به هوا منتقل مي گردد(Evaporating loss). ضمناً مقداري از قطرات آب بوسيله هوا بخارج از برج پراکنده مي شود(Windage loss). براي جلوگيري از خروج قطرات آب يک شبکه چوب در اطراف برج و حدود 3 متر بالاتر از توده تخته ها قرار دارد . کمبود آب تبخير شده در سيستم برج خنک کننده بايد از منبع خارجي جبران شود که به آن ،آب تکميلي يا آب جبراني (Makeup) گويند . براي اين منظور در صورت امکان از آب رودخانه استفاده کرد يا فاضلابها را تا حد امکان صاف و تصفيه کرده و استفاده نمود .
هنگاميکه از نظر فضاي ساختمان برج خنک کننده محدوديتي وجود داشته باشد ظرفيت برج خنک کننده راتا حد امکان با استفاده از بادبزنهاي مخصوص و بزرگي اضافه مي نمايند. اين بادبزنها مقدار عبورهواي خنک کننده در داخل برج را زياد مي نمايد .

 عوامل مؤثر در طراحي برجهاي خنک کننده :
عوامل مؤثر در طراحي برجهاي خنک کننده را بطور خلاصه مي توان بصورت زير بيان کرد :
1. ميزان افت درجه حرارت (اختلاف دماي ورودي وخروجي برج)
2. اختلاف بين درجه حرارت آب سرد و درجه حرارت مرطوب هوا
3. دماي مرطوب محيط : اصولاً خنک کردن آب زير اين دما غير ممکن است .
4. شدت جريان آب
5. شدت جريان هوا
6. نوع آکنه هاي برج
7. روش پخش آب
به تجربه ثابت شده است که براي هر 10 درجه فارنهايت افت دما در برج خنک کننده ميزان تبخير در حدود يک درصد کل آب در حال گردش مي باشد .
چون نمک هاي کلرور حلاليت زيادي دارند غلظت يون کلر در آب ورودي به برج وآب در حال گردش راهنماي بسيار خوبي براي تعيين غلظت بوده و بنابراين هميشه بايد آنرا بازديد و بررسي نمود .
افزايش غلظت مواد محلول و مواد معلق در آب در حال گردش در برج خنک کننده ايجاد اشکال مي نمايد که براي جلوگيري از افزايش غلظت مواد محلول و مواد معلق مقداري از آب در حال گردش را تخليه مي کنند که اين آب در صنعت به زير آب (Blow down) معروف است .
مقدار آب برج همچنين ممکن است تصادفي يا بوسيله باد تقليل يابد . اصولاً در برجهاي خنک کننده مقداري آب بصورت گرد درآمده و توسط باد يا کشش از برج خارج مي شود .
مقدار تخليه لازم در يرج براي کنترل مواد محلول و معلق مجاز را مي توان از رابطه زير بدست آورد :
M=(B+W)*C
که در رابطه فوق
B : مقدار زير آب بر حسب gal/hr يا m3/hr
E : مقدار آب تبخير شده بر حسب gal/hr يا m3/hr
C : ضريب غلطت پيشنهاد شده براي برج
W : مقدار آبي که توسط باد خارج مي شود بر حسب gal/hr يا m3/hr
مقدار آبي که باد همراه خود از برج خارج مي سازد در رابطه بالا منفي است ،زيرا آب مواد محلول و معلق را نيز با خود مي برد . بنابراين تاثير در غلظت و بالا بردن املاح آب ندارد .
مقدار آب لازم جهت آب کسري برج از رابطه زير بدست آورد :
MAKE UP = E +B + W
اطلاعاتي که از طرف خريداران در اختيار فروشندگان قرار مي گيرد در طرح برج اهميت فراواني دارد . مانند اختلاف دما ، مقدار آب در حال گردش ،مقدار زير آب .
کمبود آب در اثر تبخير و باد را با استفاده از رابطه هاي بالا بررسي مي کنند .

 قسمتهاي اصلي برج خنک کننده:
 

 

الف) لوله ها و آکنه ها
شامل قسمتهاي هستند که درجريان انتقال حرارت دخالت داشته در ضمن باعث مي شود که مقدار آب گرد شده که همراه باد خارج مي شود کم شده و از خروج آنها از برج جلوگيري شود.همچنين نگهدار خوبي براي قسمتهاي ديگر برج مي باشد . در مورد مشخصات آکنه ها در همين فصل توضيح داده خواهد شد.

ب)حوضچه
حوضچه در پائين برج قرار دارد که آب خنک کننده در آن جمع مي گردد.به حوضچه يک جريان بنام آب تکميلي يا آب جبراني (MAKE UP) وارد مي شود و يک جريان براي استفاده در دستگاههاي تبادل حرارت از آن خارج مي گردد .علاوه بر جمع آوري آب در حوضچه ،آب قبل از اينکه به سمت کندانسور پمپ شود صاف نيز مي گردد.
حوضچه هاي برجهاي بزرگ و مفيد از بتن ساخته شده اند .عموماً اين حوضچه ها طوري طراحي مي شوند که برج بدون اضافه کردن آب جبراني مي تواند براي چندين ساعت کار کند .
از زهکش براي برطرف کردن لجن ته نشين شده و کنترل سطح آب در حالتي که جريان موج دار که در کف قرار دارد ترک مي کند و به ميان سرندي که از ورود اشغال تجمع يافته به ورودي پمپ جلوگيري مي کند ،مي ريزد .

پ)بادبزنها
در برجهاي خنک کننده با کشش مکانيکي باد بزنهاي نصب مي شوند تا جريان هواي لازم را جهت عبور از آکنه ها توليد نمايد .بادبزنها در برجهاي خنک کننده با کشش مکانيکي کاربرد دارند . توضيح در اين مورد ضرورتي ندارد و به همين مقدار اکتفا مي شود

ت) حذف کننده ها
اين وسيله از خارج شدن قطرات آب بوسيله کشش هوا از برج جلوگيري بعمل مي آورد . تيغه ها معمولاًطوري نصب مي شوند که با سطح افق زاويه اي در حدود 45 درجه بسازد .جنس اين تيغه ها از چوب ، فلز يا پلاستيک ممکن است ساخته شده باشند .درباره کشش و حذف کننده هاي کشش بعداً مفصلاً توضيح داده خواهد شد .

ث) آکنه ها
دو نوع آکنه ها که در برجهاي خنک کننده ممکن است مورد استفاده قرار گيرد عبارتند از :
1. SPLASH PACKING
2. FILM PACKING
1. SPLASH PACKING :
در اين نوع آکنه ها آب بر اثر برخورد با تيغه ها پخش و به صورت قطره قطره در آمده که در نتيجه ايجاد سطح وسيع مي نمايد .از آنجايکه قطرات آب همراه پيوسته بوده و وزن سنگين دارند اين نوع دسته بندي ممکن است در اثر جريان دائمي از هم گسيخته گردد.

2. FILM PACKING :
در اين نوع آکنه ها سطح وسيع از آب در اثر جريان آن در روي تيغه ها بوجود مي ايد . به طرق گوناگون مي توان چنين سطح وسيعي ايجاد کرد
a. GIRD PACKING
در اين نوع آکنه ها از يک سري شبکه هاي که معمولاً از چوب بوده و روي يکديگر قرار گرفته اند استفاده مي شود .اين شبکه ها طوري نصب گرديده که همراه هر شبکه با شبکه هاي اطراف خود زاويه 90 درجه مي سازند وباين شکل در سطوح شبکه ها پخش مي گردد .
b. RANDOM PACKING
اين نوع آکنه ها موادي با سطح زياد درست شده که به طور نا منظم در داخل برج قرار دارند . يکي از دلايل نا مرغوب بودن اين نوع آکنه ها ايجاد مقاومت زياد در مقابل جريان هوا مي باشد . اين نوع آکنه ها داراي قسمتهاي حلقوي است که قطر هر حلقه با طول آن برابر است . اين حلقه ها از جنس هاي مختلفي يوده وسطح تماس آب با هوا را زياد مي کنند.
c. PLATE TYPE FILM PACKING
اين نوع آکنه ها از صفحات نازک پلاستيکي چين دار ساخنه شده اند که با زاويه کمي کمتر از 90 درجه با سطح افق نصب شده اند. چين هاي روي صفحات باعث بوجود امدن سطح زياد مي گردند .
مشخصات و خصوصيات آکنه ها در بخش هاي اينده تشريح خواهد شد .آکنه ها بايد طورب انتخاب شوند تا هم سطح تماس آب و هوا براي نسبتهاي بالاي انتقال حرارت و انتفال جرم مناسب ياشند و هم مقاومت کمتري در مقابل جريان هوا داشته باشند .آکنه ها بايد محکم ، سبک و در برابر خوردگي و خراب شدن مقاوم باشد.

مشخصات و خصوصيات آکنه ها :
مشخصات و خصوصيات آکنه يک برج خنک کننده را در يک برج خنک کننده آزمايشي اندازه گيري مي کنند. يک نمونه از اين برج در نيروگاه برق groyden A در سال 1950 بنا شده بود و در آن زمان فکر مي کردند بزرگترين نوع خود در کشور باشد . در اين برج يک مقطع از آکنه با مربعي به ضلع 4 ft وعمق 8 ft را مي توان زير يک تغيير بار آب و هوا و اتلاف حرارتي براي اندازه گيري ضريب انتقال حجمي و مقاومت جريان هوا نصب و آز مايش کرد . بزرگي اين برج يک مسئله اساسي است در غير اينصورت مقدار آبي که به ظرف پائين ديواره ريزش مي کند کافي است تا بر روي دقت آزمايش تاثير بگذارد.
هر دو جريان آب وهوا توسط اوريفيس اندازه گيري مي شود . جريان آب بيشتر در مقابل يک حجم اندازه گيري شده تانک ، چک خواهد شد.

+ نوشته شده توسط فرهاد در یکشنبه بیست و ششم آبان 1387 و ساعت 13:34 |
  تکنولوژی اندازه گیری سطح در صنایع شیمیایی 

  عملیات وایمنی واحدموارد کلیدی صنایع شیمیایی هستندواندازه گیری سطح نقش مهمی رادرهردودارند.اندازه گیری سطح ، موجودی مواد رادر مقادیر اقتصادی حفظ می کندوکیغیت محصول را بهبود می بخشدونسبت به فرآیند پیوسته آرام اطمینان می دهد و با جلوگیری از سرریز و توقف سیستم یا آشفتگی فرآیند , خروجی واحد را افزایش می دهند . اندازه گیری دقیق سطح ،عملیات واحد رادر نقاط زیادی تحت  نظارت قرار می دهد . و باعث صرفه جویی در وفت هزینه یا جلوگیری از آشفتگی در ورودی می شوند .

در صنایع شیمیایی موارد بیشماری از نیاز به انداره گیری سطح وجود دارد . محدوده این نیازمندی ها از نواحی غبارات بالقوه انفجار آمیز تا روش های فرآیندی وابسته پیچیده است . علاوه بر اندازه گیری سطوح مایعات و جامدات ، اندازه گیری سطوح پودرها ، خمیر ها ،دوغاب در شرایط صنعتی پیچیده رخ می دهد که با بخار ،غبار گردو خاک ،دماهاو فشار های یالا،آشفتگی و وجود کندانس و زغال همراه هستند .
فقط یک تکنولوژی برای تمامی کاربردها مناسب نیست  . بنابراین باید ابتدا نیاز های کاربردی مشخص شوند .در بازار انتخاب های بیشماری وجود دارد که بردو نوع اندازه گیری سطح تمرکز کرده اند : اندازه گیری پیوسته و اندازه گیری نقطه ای .

دراندازه گیری نقطه ای ، بر سطح مواد در یک نقطه از پیش تعیین شده نظارت می شودکه ممکن است یک سطح بالا باشدتا از سرریز جلوگیری کند یا یک سطح پایین باشد تا از عملیات در حالت خالی جلوگیری کند . اندازه گیری پیوسته بر سطح مواد دایما نظارت می کند وهرکونه تعییری را ثبت می کند .

 شناورهای مکانیکی وجابجاشونده

شناورهای مکانیکی و جابجا شونده ها (شکل یک ) برپایه این اصل ساده اندازه گیری می کنند که نیروی شناوری وارده بر یک جسم شناور برابربا وزن مایع جابجا شده است . بنابراین وقتی سطح مایع افزایش می یابد وزن جابجا شونده کاهش می یابد . یک شناور با دانسیته پایین به یک میله افقی متصل است که به دیواره مخزن نصب شده است و به یک سوئیچ ارتباط دارد وقتی سطح مایع کم یا زیاد می شود سوئیچ باز یا بسته می گردد .

شناور های مکانیکی و جابجاشونده ها ارزان قیمت و نصب آنها آسان می باشد و با مایعات با دانسیته پایین به راحتی کار می کنند . اما شناور ها یا جابجا شونده هابا دانسیته مایع مورد سنجش کالیبره می شوند لذا وقتی دانسیته تغییر کند شناور باید دوباره کالیبره شود . شناور های مکانیکی در دمای تا 650 درجه سانتیگراد و جابجا شونده ها تا دمای 370 درجه سانتیگراد کاربرد دارند . یک عامل محدود کننده دیگر برای تکنولوژی مکانیکی ، ته نشینی مواد روی شناور یا جابجا شونده می باشد . ته نشینی مواد باعث تغییر وزن جابجا شونده شده و باید مجددا کالیبره شوند . عیب دیگر آن است که فقط برای سیالات غیر فریز مناسب هستند . و کالیبره آنها در تغییرات وزن مخصوص سخت است

شکل یک

 اختلاف فشار

تجهیزات اختلاف فشار به خاطر کاربرد آسان جز وسایل عمومی در اندازه گیری سطح در صنایع شیمیایی هستند . قسمت فشار بالا تجهیزات اختلاف فشاربه انتهای مخزن وصل میشونددرحالیکه قسمت کم فشاربه فضای بخار در بالای مخزن متصل هستند.( شکل 2) اختلاف فشار اندازه گیری شده ، فشار ستون مایع در مخزن است . اگر دانسیته مایع ثابت باشد این عدد واقعی سطح مایع است . در غیر اینصورت ، تغییرات در ترکیب مایع یا دمای آن باعث تغییر وزن مخصوص و خطا در خواندن می شود . هر گونه تغییر در دانسیته همانند تغییرات دما نیاز به کالیبره مجدد می باشد .

تجهیزات اختلاف فشار مزایایی دارند که شامل نصب آسان در مایع تمیز و عاری از مواد جامد معلق است . نیاز به آب بندی سیال در مخازن تحت فشار و مشکل کالیبراسیون و مشکلات تکنولوژی مربوط به دانسیته و دما از معایب آن است .

شکل ٢

الکترومکانیکی

تجهیزات الکترومکانیکی یک پدال موتوری دارند که در تانک شناور است ( شکل3) وقتی سنسور پدال با مواد جامد یا مایع پوشیده می شوند چرخش آن متوقف می گردد . موتور متوقف شده یک سوئیچ را فعال می کند و علایم سطح مواد را به تجهیز کنترلی ارسال می کند . مواد با دانسیته بالاتر به پدال کوچکتری نیازمند هستند . این اصل برای چنگال ارتعاشی نیز به کار می رود که وقتی سرعت ارتعاش کم می شود نشان دهنده سطح مواد است .

به خاطر حرکت ثابت ، تجهیزات الکترومکانیکی قدیمی فرسوده می شوند . اما تجهیزات مدرن تر، طراحی بهتری برای رفع این مشکل دارند . مساحت پدال برای مواد با خواص مختلف قابل تنظیم است . سنسور های الکترومکانیکی به اشکال مختلف فشرده ، میله انبساطی و کابل اتساعی موجود هستند .

بازار مهمی برای اندازه گیری نقطه ای جهت جلوگیری از سرریز یا فقدان مواد وجوددارد . طراحی با هزینه موثر و تعمیرات و نگهداری پایین برای مواد جامد مانند گلوله پلاستیکی ، کربن سیاه ، کود های شیمیایی ، چیپ ها و مهره های استیروفوم و لاستیک وجود دارد . سوئیچ پدال در دانسیته پایین در حدود 35 گرم بر لیتر به کار می رودو تکنولوژی کاملا مستقل از خواص دی الکتریک  است

خازنی

یک خازن انرژی اکتریکی را ذخیره می کند و از 2 صفحه هادی موازی تشکیل شده است که به وسیله یک عایق ( غیر رسانا ) از هم جدا شده اند . خازن شامل 2 میله فلزی است که با مواد داخل مخزن در تماس است ( شکل 4) میله های فلزی مقدار مواد را با اندازه گیری اختلاف خازن وقتی مواد و هوا وجود دارد تعیین می کنند .  موادی که باید اندازه گیری شوند دارای ثابت دی الکتریک مخصوص هستند که اندازه ای از قابلیت محصول برای نگهداری بار الکتریکی است . اندازه این دی الکتریک به تناسب بر خازن موثر است و نمایانگر سطح خواهد بود .

بطور کلی مواد غیر رسانا ثابت دی الکتریک پایینی دارند و مواد رسانا ثابت دی الکتریک بالاییی دارند . برای مثال آب ثابت دی الکتریک بالاتر از 31دارد،درحالیکه نفت ثابت دی اکتریک کمتر از 4 دارد . سیستم اندازه گیری همچنین نیازمند یک مرجع زمین برای تکمیل هر مداری برای اندازه گیری جریان دارد . این مدار تکمیل شده برای اندازه گیری سیستم خازنی حیاتی است . اتصال زمین اغلب در یک ظرف فلزی بکار می رود که با یک فلنچ یا پیچ نصب می شود یا آنکه با یک اتصال الکتریکی از یک قسمت متصل به زمین  اتصال برقرار می گردد .

تکنولوژی خازنی بطور وسیعی در بسیاری از صنایع بکار برده می ود و می توانند در بسیاری از کاربردها از مخازن بسیار ساده اسید تا مواد شیمیایی دما و فشار بالا در راکتور های متلاطم استفاده شود . تکنولوژی خازنی همچنین دقت بالای دارد و نتایج تکرارپذیری دارد .

به خاطر آنکه مدل خازنی یک تکنولوژی تماسی است ، باید سازگاری شیمیایی مانند مشکلات تجمع مواد شیمیایی برای تجهیز در نظر گرفته شود.همچنین خواص شیمیایی مایع باید در سیالات هیدرو کربنی غیر رسانا  مانند نفت و متان ثابت باقی بماند. هر گونه تغییری  به علت دما و ترکیب شیمیایی باعث تغییر خواص دی الکتریک خواهد شد و باعث بروز خطا و نیاز مند کالیبراسیون خواهد شد .

تکنولوژی خازنی تنها نیازمند یک شکاف در ظرف خواهد بود و نصب آن اسان است و دارای قسمت های در حال حرکت نمی باشد که ممکن است به مرور زمان پوشیده شوند.میله حاوی سنسوربرای طیف وسیعی از مواد وجود دارد مانند PFA(پرفلورو آلکوکسی ) وPTFE(پلی تترا فلورواتیلن) که کیفیت مقاومتی قابل ملاحظه ای را در برابر مواد خورنده موجود در فرآیند های شیمیایی ارائه می دهد .

وقتی از تکنولوژی خازنی استفاده می شود . شکل ظرف گاهی اوقات نتایج اندازه گیری سطح را تحت تاثیر قرار می دهد . مخصوصا در مواد غیر رسانا ( دی الکتریک پایین ) . استفاده از یک حوضچه آرام کننده و یا یک تیوب زمینی به عنوان بخشی از تجهیز و یا نصب شده بطور مجزا این مشکل را حل خواهد کرد .

کالیبراسیون تجهیزات خازنی را می توان بهراحتی با پر و خالی کردن ظرف انجام داد . .اینکار نیازمند صرف زمان است و گاهی اوقات خطاهایی به واسطه تجمع مواد باقیمانده در میله حاوی حسگر رخ دهد . خازن بطور معمول برای اندازه گیری اسید ها ،کاستیک ،چسب ها،پالت های PVC محصولات شیمیایی کشاورزی ،استایرن و سایر ترکیبات آروماتیک بکار برده می شود .

شکل ٣ 

ماورای صوت

تکنولوژی ماورای صوت از یک بلور پیزو الکتریک که در داخل یک مبدل قرار داده شده است استفاده می کند . که علایم اکتریکی را به انرژی صوتی تبدیل می کند .انرژی صوتی به سمت مواد شلیک می شودو انعکاس ان به مبدل بازگشت می کند .(شکل 5) سپس مبدل به عنوان تجهیز دریافت کننده عمل می کند و انرژی صوتی را به سیگنال الکتریکی دوباره تبدیل می کند . یک پردازشگرسیگنال الکنرونیکی  انعکاس بازگشتی را آنالیز نموده و مسافت میان مبدل و هدف را اندازه گیری می کند . زمان سپری شده بین شلیک صوت و انعکاس بازگشتی متتاسب با مسافت میان مبدل و مواد داخل مخزن است .

به خاطر پیشرفت های تکنیکی در الکترونیک ،تکنولوژی ماورا صوت برای اندازه گیری پیوسته سطح ترجیح داده می شود . تکنولوژی ماورا صوت از بالا تا پایین را اندازه گیری می کند و تماس واقعی میان تجهیز و ماده وجود ندارد . تکنولوژی غیر تماسی باعث مشکلات کمتری در رابطه با تجمع مواد و خوردگی دارد و و اندازه گیری پایداری را ارائه می دهد . چون تکنولوژی ماورا صوت ، تمیز کننده خودکار است و به راحتی نصب می شود و قسمت متحرک ندارد تعمیر نگهداری کمتری نیاز دارد . همچنین تکنولوژی ماورا صوت به وسیله تغییر ثابت دی الکتریک و شکل مخزن تحت تاثیر قرار نمی گیرد .

اما بخارات سنگین،غبارات وبخارات فلزی و سایر موانع می توانند حتی پیشرفته ترین تجهیزات ماورا صوت را تحت تاثیر قرار دهد .

برای مثال بخارات سنگین که بالای سطح مایع منتشر می شوند می توانند لایه هایی را به وجود آورند و باعث بروز خطا و یا فقدان سیگنال انتقالی به مبدل گردند.اما تصحیح تنظیمات صوتی در پردازشگر سیگنال می توانند خطاها رادر اتمسفر لایه لایه برطرف کند.

تجهیزات ماورا صوت را نمی توان در دماهای بالاتر از 150 درجه سانتیگراد و فشار بالاتر از 8 بار بکار برد  .

تکنولوژی ماورا صوت معمولا در پساب و مخازن لجن و دوغاب برای نظارت بر حجم و در مخازن فرآیندی که به عنوان یک الارم برای سطح بالا یا پایین عمل می کندو در مخازن شیمیایی برای اختلاط و ترکیب مواد شیمیایی به کار برده می شود . سایر کاربردهای معمولی آن شامل پساب و پالت های پلاستیکی است . تکنولوژی ماورا صوت را می توان برای مواد شیمیایی خورنده بکار بردکه نمونه ای ازآن به کاربرد مبدل های پیشرفته ماورا صوت در صنایع پلاستیک بادوام و فلورپلیمر ها برای تحمل واکنش مواد شیمیایی بکار برده می شوند .

رادار

تجهیزات رادار(شکل 6) امواج الکترومغناطیسی با سرعت نور را به سمت مواد منتقل می کنند . وقتی امواج الکترومغناطیس به مواد برخورد می کنند به سمت منبع بازگشت داده می شوند . زمان انتقال کلی به سمت هدف و بازگشت آن محاسبه شده و مستقیما به مسافت مربوط می شود . 2 روش برای رادار انتقالی وجود دارد :امواج پالس یا امواج پیوسته فرکانس متغیر (FMCW)

رادار پالس شبیه تکنولوژی ماورا صوت غیر تناسی است که در آن پالس های فرکانس ثابت به سمت مواد منتقل شده و انعکاس به منبع برگشت داده می شود که زمان سپری شده محاسبه می گردد .تجهیزات رادار  FMCW بطور پیوسته محدوده ای از فرکانس را منتقل می کنندکه به عنوان جاروب فرکانس شناخته می شوند . دریافت کننده بطور مداوم بر فرکانس های دریافتی نظارت می کند و تفاوت میان فرکانس های انتقالی و دریافتی متناسب با فاصله تا هدف است .

رادار فرکانس بالا (24 تا 26 گیگا هرتز ) برای مواد با دی الکتریک پاین مناسب است که بخاطر سیگنال های متمرکز و باریک است که انعکاس برگشتی از مواد را بهبود می بخشد .رادار فرکانس پایین (6 گیگا هرتز) دارای مقاومت ذخیره آنتی. و طول موج های بالاتر و خواص امواج انعکاسی فیزیکی است .

در حالیکه تجهیزات ماورا صوت از امواج مکانیکی فرکانس بالا استفاده می کنند و به یک محیط حد واسط برای انتقال نیاز دارند ،(معمولا هوا) تجهیزات رادار از امواج الکترومغناطیسی استفاده می کنند که به محیط حد واسط نیازی ندارند . این بدان معنا است که رادار به وسیله عوامل محیطی مانند دما و رطوبت ،فشلر و خلا ،بخار،غبارات وتلاطم تحت تاثیر قرار نمی گیرد.

بخاطر آنکه تکنولوژی رادار غیر تماسی است برای کاربرد های مشکل زا مانند  رسوب یا لایه لایه ای مناسب است . بعلاوه تجهیزات رادار در بالای تجهیز نصب می شوند و می توان به راحتی در بهترین محل آن را نصب نمود. که باعث قطع فرآیند نیز نخواهد شد .

امروزه تجهیزات اندازه گیری راداری  سطح برای محدوده های طولی تا 100 متر وجود دارند . اخیرا رادار در اندازه گیری سطح مواد جامد مانند پودر پلاستیک ،پودر شوینده ، خاکستر در حال پرواز و پودر آهک موفقیت چشمگیری بدست آورده است .همچنین در کاربرد های سطح بالا و متلاطم کندانس در فرایند های شیمیایی بسیار موثر است .

به خاطرنیازهای تنظیمی، تجهیزات رادار را نمی توان در کاربرد های هوای باز استفاده نمود. رادار سطح باید با استاندارد EN302372 وRECو Rec70-30 هماهنگ باشد بخاطر آنکه در محدوده پهنای باند و انتشار مجاز قرار گیرد و نباید اجازه داد تجهیزات رادار درمحیط باز بکار برده شود . در این کاربرد ها تکنولوژی ماورا صوت بهترین انتخاب است .

امواج رادار هدایت شونده

گاهی اوقات به نام رادار روی طناب نامیده می شود .امواج رادار هدایت شونده (GWR) از اصول ریفرکتومتری های زمانی استفاده می کنند که سطح را با هدایت یک پالس الکترومغناطیس را از طریق یک میله ( میله جامد استیل،کابل استیل یا کابل هم محور ) به سمت مواد جهت اندازه گیری ، مورد سنجش قرار می دهند . وقتی پالس به سطح مواد رسید ، تغییرات میزان دی الکتریک میان هوا ومواد باعث می شوند که بخشی از پالس به سمت مبدل منعکس شوند .قدرت سیگنال منعکس شده متاسب با ثابت دی الکتریک مواد است . میزان دی الکتریک بالاتر مواد سیگنال قوی تری را ارائه می دهد . وقتی سیگنال برگشتی به مبدل برسد . تجهیز اط اصل زمان پرواز برای محاسبه مسافت تا سطح مواد استفاده می کند .

امواج رادار هدایت شونده به وسیله بخار ،دانسیته ، فوم دی الکتریک ،دما و فشار تاثیر پذیر نیست و بنابراین برای انداه یری هیا کوتاه و متوسط مناسب است . و قادر است تا فشار 413 بار و دمای 400 درجه سانتیگراد را تحمل نماید . و برای حلقه ای SIL-2 (سطح کاملا ایمن ) مناسب است . میله های آن برای کاربردهای شیمیایی مخلف شیمیایی وجود داردکه شامل فولاد ضد زنگ و آلیلژهای با کیفیت بالا می باشد .

مزیت دیگر آن این است که کالیبراسیون ان در حضور مواد قابل انجام است . و بخاطرآنکه آن در حد بالا و پایین فضای بسیار کمی دارد به راحتی سطح مخزن از خالی تا پر را اندازه گیری می کند . رادار هدایت شونده برای مخزن های هم زن یا مخازن حاوی مواد ساینده مناسب نیستند. این تکنولوژی بطور وسیعی در اندازه گیری مایعات ،پالت های پلاستیکی،دوغاب بکار برده می شود .

نتیجه گیری

برای اندازه گیری موثر سطح بایددر تصمیم گیری  به کاربرد آن توجه شود و نه به تکنولوژی آن . قبل از انتخاب تکنولوژی اندازه گیری سطح برای فهم کاربرد و محیط فرآیند با توجه به پارامتر ها یفرآیند زمان صرف کنید . این ملاحظات نه تنها فرآیند شما را بلکه تصمیم گیری شما را نیز ساده خواهد نمود .

وقتی شما پارامتر های فرآیند را مورد توجه قرار دادید، اساس تکنولوژی های سطح را مد نظر قرار دهید و همچنین تکنولوژ ی های بسیار پیشرفته را که ممکن است برای برای اندازه گیری سطح شما مناسب باشند مورد توجه قرا ردهید . تکنولوژی های پیشرفته دارای نگهداری پیچیده و خصوصیتی تشخیصی دارند که هزینه فرایند را کاهش می دهند . همچنین بخاطر داشته باشید که هم تولید کنندگان تکنولوژی اندازه گیری سطح و هم فروشندگان انها برای کمک به شما برای انتخاب تکنولوژی مناسب حضور دارند

شکل ۴

 شکل ۵

شکل ۶

 

 

+ نوشته شده توسط فرهاد در یکشنبه بیست و ششم آبان 1387 و ساعت 13:19 |

کلاسیفایر

مواد معدنی و شیمیایی به شکل موجود در طبیعت دارای مصرف و کاربردهای محدودی می باشند .  یک روش جهت افزایش کاربرد آنها انجام عملیات شیمیایی نظیر تغلیظ و یا ترکیب های مختلف و ایجاد محصول جدید با خواص جدیدتر و بهتر می باشد .
روش دیگر انجام عملیات فیزیکی که عملاً شامل آرایش یک طیف و یا منحنی خاص دانه بندی  می باشد که این عمل فیزیکی موجب افزایش کاربرد های  این مواد در صنایع می گردد . توزیع دقیق دانه بندی مواد معدنی در یک محدوده خاص می تواند باعث افزایش کیفیت و بهبود پروسه مصرف گردد  . روش دستیابی به این آرایش مواد از طریق عملیات های زیر ممکن می شود:
1 – خرد کردن  2 – خشک کردن 3 – آسیاب کردن 4  – جدا کردن 

همانگونه که گفته شد آسیاب ها معمولاً دارای قابلیت تولید پودر با یک رنج وسیعی از دانه بندی می باشند . به عنوان مثال خروجی آسیاب گلوله ای دارای یک منحنی توزیع دانه بندی از 0 – 5 میلی متر می باشد که به خودی خود قابل مصرف در اکثر صنایع نمی باشد .
 کلاسفایر ها  معمولاً پودر خروجی آسیاب را تحویل می گیرند و سپس آن را به منحنی های ( دانه بندی های ) مورد نیاز تفکیک و آماده مصرف می نماید . محصول ورودی این کلاسیفایر ها می تواند از 0 – 5 میلی متر  باشد و خروجی محصول آنها معمولاً می تواند از 5 تا 100  میکرون باشد .
 

 کلاسیفایرهای تولید شرکت دیرین صنعت باختر عمدتاً به دو دسته تقسیم می شوند :

1 – کلاسیفایر توربو پلاکس جهت دانه بندی تا 400 الی 2500 مش
2 – کلاسیفایر های میکرو که تا دانه بندی 100 الی 425 مش عمل می نمایند .

  این دستگاه در یک سیکل باز عمل می نماید و اجراء آن به شرح زیر می باشد :

1 – کلاسیفایر
2 –  سیکلون
3 – فیلتر کیسه ای
4 – فن
5 – ایرلاک ها
6 – کانالهای ارتباطی
7 – فیدر ورودی
 

+ نوشته شده توسط فرهاد در یکشنبه بیست و ششم آبان 1387 و ساعت 13:14 |

پکیج قابل حمل و نقل  تصفیه فاضلاب :


واحدهای قابل حمل و نقل تصفیه فاضلاب موجان امکان تصفیه فاضلاب را فراهم می سازد. این پکیجها بر اساس فرایند لجن فعال و سیستم هوادهی ممتد طراحی شده اند. واحدهای قابل حمل و نقل تصفیه فاضلاب به منظور دست یابی به پساب تصفیه شده خروجی با مشخصات مطلوب از روش تصفیه چند مرحله ای استفاده می کنند. این مراحل عبارتند از، آشغالگیری، هوادهی، بازگشت لجن و گندزدایی.
برخی از ویژگیهای پکیجهای قابل حمل و نقل تصفیه فاضلاب عبارتند از:

سهولت در نصب
سهولت در نگهداری
مقرون به صرفه بودن
تصفیه موثر فاضلاب
قابلیت افزایش ظرفیت تصفیه در صورت افزایش نیاز

پکیجهای قابل حمل و نقل تصفیه فاضلاب موجان جهت تصفیه فاضلاب مجتمع های مسکونی، کمپهای ورزش و نظامی، هتل ها و .... مناسب می باشند

+ نوشته شده توسط فرهاد در یکشنبه بیست و ششم آبان 1387 و ساعت 13:13 |

پکیج تصفیه غیرهوازی (UASB)
تصفیه غیرهوازی بهترین روش برای تصفیه فاضلابهای آلی با بار آلودگی بالا ( از قبیل صنایع غذایی، تولید مخمر، فاضلابهای شیمیایی و فاضلابهای ناشی از صنایع داروسازی ) می باشد.
ایده اصلی در بکارگیری روش تصفیه غیرهوازی استفاده از باکتری هایی است که قادر به تجزیه مواد آلی بدون مصرف اکسیژن و تولید گاز دی اکسیدکربن و متان بدون مسائل و مشکلات مربوط به انتقال اکسیژن، ته نشینی و تولید لجن بیولوژیک می باشند.
پکیجهای UASB موجان به صورت جمع وجور طراحی شده و قابل استفاده در محیط های با بار بیولوژیکی زیاد و با راندمان بالای تصفیه هستند.
برخی از ویژگیهای پکیجهای UASB موجان عبارتند از:

پایین بودن میزان لجن تولیدی
پایین بودن میزان مصرف انرژی
فضای کم مورد نیاز
سهولت در عملکرد

پکیجهای UASB موجان قابل استفاده در صنایع مرتبط با میوه جات، تولید مخمرها، صنایع کاغذ سازی، صنایع شکر و ... می باشند.

+ نوشته شده توسط فرهاد در یکشنبه بیست و ششم آبان 1387 و ساعت 13:12 |

پکیجهای تهیه و تزریق مواد شیمیایی :

پکیج تهیه و تزریق مواد شیمیایی
پکیج تهیه و تزریق مواد شیمیایی به عنوان بخشی از سیستم تصفیه آب و یا فاضلاب قادر به تزریق مواد شیمیایی به آب و یا فاضلاب به تناسب نیاز در مراحل مختلف تصفیه می باشد .
واحدهای تزریق شیمیایی موجان به منظور افزودن طیف گسترده ای از مواد شیمیایی به آب و یا فاضلاب قبل از دفع (یا استفاده های دیگر) بکار می رود. این واحدها بر اساس نیازهای بخصوص هر تصفیه خانه قابل طراحی و ساخت بوده و به دلیل اینکه بصورت پکیج ساخته می شود، قابل انطباق با تغییرات ظرفیت مورد نیاز می باشد. از جمله ویژگی های قابل توجه این پکیجها عملکرد بسیار مطلوب به همراه وزن کم و فضای اندک مورد نیاز آنها می باشد.

مواد شیمیایی در داخل این واحدها که شامل چند مخزن ذخیره سازی و یا رقیق سازی ، پمپهای تزریق و همزن می باشند، برای تزریق آماده می شوند. تعداد و اندازه این مخازن وابسته به ماده شیمیایی مورد نیاز، میزان مصرف پیش بینی شده و بازه زمانی مورد نیاز تزریق خواهد بود.
پکیجهای تهیه و تزریق مواد شیمیایی موجان جهت تصفیه آب و فاضلاب، سایت ها و تصفیه خانه های ساحلی و ... کاربرد دارند .

 
+ نوشته شده توسط فرهاد در یکشنبه بیست و ششم آبان 1387 و ساعت 13:12 |

دریچه :

دریچه  کشویی
دریچه کشویی دریچه قائمی است که به کمک آن می توان جریان مایع را قطع نمود. این نوع دریچه ها، از صفحه اصلی دریچه، لاستیکهای آببندی ، قاب و شفت تشکیل شده اند.
از جمله ویژگی های دریچه های کشویی موجان عبارتند از: طراحی جمع و جور،عایق بندی شده از سه طرف، حداقل میزان نشتی، عملکرد بدون مشکل در مدت زمان طولانی و امکان استفاده از آن بلافاصله پس از نصب.
دریچه های کشویی موجان در مخازن و کانالهای روباز نظیر واحدهای آشغالگیری، واحدهای دانه گیری، تانک های هوادهی، واحدهای کلرزنی و ... بکار می روند .

 

 

 

دریچه استابلاگ
دریچه استابلاگ دریچه قائمی است که بصورت دستی حرکت داده می شود و به کمک آن می توان جریان مایع را قطع نمود. این نوع دریچه ها، از صفحه اصلی دریچه، لاستیکهای آببندی و قاب تشکیل شده اند.
از جمله ویژگی های دریچه های استابلاگ موجان عبارتند از: : طراحی جمع و جور،عایق بندی شده از سه طرف، حداقل میزان نشتی، آمادگی جهت استفاده با بهره گیری از قاب مقاوم، سهولت در شیوه تولید، هزینه کم تولید.
دریچه های استابلاگ موجان عمدتا در مجراها و کانالهای کم عرض با موارد استفاده ضروری کاربرد دارند
.

 

 

دریچه سرریز
دریچه سرریز، دریچه ای است که با حرکت به سمت پایین باز می شود و امکان اندازه گیری تقریبی دبی مایع عبوری و نیز تنظیم ارتفاع مایع بالادست خود را فراهم می کند.
این نوع دریچه ها، از صفحه اصلی دریچه، لاستیکهای آببندی ، قاب و شفت تشکیل شده اند.
از جمله ویژگی های دریچه های سرریز موجان عبارتند از: طراحی جمع و جور،عایق بندی شده از سه طرف ، عملکرد بدون مشکل در مدت زمان طولانی و امکان استفاده از آن بلافاصله پس از نصب.
دریچه های کشویی موجان در مخازن هوادهی ، حوض های شفاف سازی و ...... کاربرد دارند .

 

 

 

 
+ نوشته شده توسط فرهاد در یکشنبه بیست و ششم آبان 1387 و ساعت 13:11 |
 

نیم پل دوار ته نشینی :

لجن روب ها
استخرهای ته نشینی به منظور حذف مواد جامد قابل ته نشینی و نیز کاهش میزان ذرات جامد معلق در فاضلاب کاربرد دارند.
اسخترهای ته نشینی موجان به صورت استوانه ای بوده که کف آنها دارای شیب ملایمی (در حدود 8 درصد) بوده و قسمت هوپر شیب تندی دارد.
در داخل اسخرهای ته نشینی از یک مکانیسم لجن روبی با هدف جمع آوری لجن و نیز کفاب استفاده می شود.
شرکت موجان سازنده انواع نیم پلهای دوار سازگار با اسخرهای ته نشیتی مختلف، می باشد.

 

+ نوشته شده توسط فرهاد در یکشنبه بیست و ششم آبان 1387 و ساعت 13:10 |

ایرلیفت
ایرلیفت به منظور انتقال لجن وشن و ماسه بکار می رود. زمانی که هوا وارد این دستگاه می شود، ستون آبی را تشکیل می دهد که به سمت بالا حرکت می کند.
برخی ویژگی های ایرلیفت های موجان عبارتند از:
اقتصادی بودن هزینه ها
سهولت در نگهداری
سهولت در نحوه عملکرد
عدم بهره گیری از اجزای مکانیکی محرک 
ظرفیت پمپاژ بالا

ایرلیفت های موجان در قسمت های مختلف تصفیه خانه ها از جمله واحد دانه گیری بکار می روند.

+ نوشته شده توسط فرهاد در یکشنبه بیست و ششم آبان 1387 و ساعت 13:10 |
 

پل رفت و برگشتی دانه گیری
مخازن دانه گیری به منظور کاهش سرعت جریان فاضلاب جهت تسریع ته نشینی دانه ها (از قبیل شن و ماسه) بکارمی روند.

مخازن دانه گیری موجان به شکل مستطیلی بوده و دارای هوپر با شیب نسبتا تند است.
هریک از مخازن مجهز به یک پل رفت و برگشتی است که جهت جمع آوری لجن ته نشین شده و نیز کفاب، بکارگرفته می شود. دو طرف پل رفت و برگشتی به چرخ مجهز است که امکان حرکت آن را بر روی لبه های دیوار بتنی مخزن فراهم می کند.
پل رفت و برگشتی موجان قابل انطباق با نیازهای ویژه مشتریان می باشد.

+ نوشته شده توسط فرهاد در یکشنبه بیست و ششم آبان 1387 و ساعت 13:10 |

میکسر :

میکسرهای ثابت
میکسرهای ثابت به منظور انجام عملیات اختلاط در محیط حاوی حداقل یک نوع مایع، بکار می روند. میکسرهای ثابت جهت چرخاندن روتور از گیربکس کاهنده استفاده می کنند وبه دلیل سرعت کم از عمر طولانی برخوردارند.
برخی ویژگیهای هواده های موجان عبارتند از:
سهولت در نصب و اجرا
سهولت در نگهداری
پایین بودن هزینه نصب کامل
نصب سریع و آسان
قابل بکارگیری در مورد فاضلاب های خورنده 
ایده آل جهت فرایندهای پیچیده که تحت شرایط ویژه انجام می شوند.


میکسرهای ثابت موجان در قسمتهای مختلف تصفیه خانه ها از قبیل خنثی سازی و متعادل سازی بکار می روند
 

 
+ نوشته شده توسط فرهاد در یکشنبه بیست و ششم آبان 1387 و ساعت 13:9 |

هواده :

هواده های سطحی دورتند منداب (ایرمند)
ایرمند یک هواده شناور قائم است که برای انواع سیستم های هوادهي کاربرد دارد. این نوع هواده قدرت پمپاژ بالایی داشته و با ایجاد اختلاط شدید هوا و آب از راندمان انتقال اکسیژن بالایی برخوردار است.
از جمله ویژگیهای هواده های ايرمند می توان به سهولت در نصب و اجرا ، سهولت در نگهداری، پایین بودن هزینه نصب کامل، نصب سریع و آسان، بالاترین بازدهی انتقال اکسیژن، ایده آل جهت تصفیه فاضلاب، سهولت در تنظیم موقعیت قرارگیری، عدم قرارگیری قطعات الکترومکانیکی هواده در داخل فاضلاب، سهولت در مقید کردن هواده، عملکرد مطلوب حتی در صورت متغیر بودن سطح آب و عدم احتمال بروز نشتی روی سطح شناور از طریق درز پیچ ها و یا عوامل دیگر٬اشاره کرد.
هواده های ایرمند در قسمتهای مختلف تصفیه خانه ها از قبیل، لاگونهای هوادهی، تانکهای متعادلسازی، هاضم هوازی لجن و تانکهای ذخیره لجن کاربرد دارند .

 

هواده های سطحی دور کند
هواده های سطحی مکانیکی با ایجاد حرکت در فاضلاب پیرامون خود، سبب سهولت در انحلال هوا در آن می شوند. هواده های دور پایین جهت چرخاندن روتور از گیربکس کاهنده استفاده می کنند. این هواده ها به دلیل سرعت کم از عمر طولانی برخوردارند.
برخی ویژگیهای هواده های موجان عبارتند از:
سهولت در نصب و اجرا
سهولت در نگهداری
پایین بودن هزینه نصب کامل
نصب سریع و آسان
بازده بالا در انتقال اکسیژن
قابل بکارگیری در مورد فاضلاب های خورنده 
ایده آل جهت تصفیه فاضلاب


هواده های دورکند موجان در قسمتهای مختلف تصفیه خانه ها از قبیل، لاگونها و تانکهای هوادهی کاربرد دارند.

+ نوشته شده توسط فرهاد در یکشنبه بیست و ششم آبان 1387 و ساعت 13:8 |

آشغالگیر :

آشغالگیر

آشغالگیری که اولین واحد تصفیه خانه های رایج می باشد، عمل حذف آشغالهای با اندازه نسبتا بزرگ از فاضلاب عبوری را انجام می دهد که منبع مهمی برای میزان BOD فاضلاب محسوب شده و نیز امکان آسیبب رسانی به تجهیزات مکانیکی تصفیه خانه را دارند. آشغالگیرها معمولا از میله های با جنس استیل که بصورت موازی کنار هم قرار می گیرند تشکیل شده و تمیز کردن آنها بصورت دستی و یا مکانیکی انجام می شود.

 

آشغالگیر مکانیکی
در آشغالگیرهای مکانیکی، شبکه آشغالگیر توسط یک بازوی مکانیکی که از یک  سوییچ در بالادست آشغالگیر فرمان می گیرد، تمیز می شود.
برخی ویژگیهای آشغالگیرهای مکانیکی موجان عبارتند از :

حداقل مقاومت در برابر جریان آب و کمک به استفاده موثرتر از کانال
نگهداری و تعمیر آسان آشغالگیر

 

 

 

 

 

 

 

آشغالگیر دستی
آشغالگیرهای دستی موجان شامل دو نوع شبکه ریز و شبکه درشت می باشد.

آشغالگیرهای شبکه درشت، ذرات بزرگ جامد را از فاضلاب حذف می کند.
آشغالگیرهای شبکه ریز، نوعا برای حذف موادی بکار می روند که ممکن است در ادامه روند تصفیه مشکلات نگهداری و عملکردی ایجاد  کند.

 
+ نوشته شده توسط فرهاد در یکشنبه بیست و ششم آبان 1387 و ساعت 13:8 |

فیلتر تصفیه آب :

فیلتر تصفیه آب
استفاده از فیلترهای شنی یکی از قدیمی ترین روشهای بکارگرفته شده در تصفیه آب می باشد. فیلتر شنی اگر به درستی طراحی و ساخته شود، آب تصفیه شده با کیفیت بالا بدست می دهد. آب ورودی به داخل دستگاه بر روی بستر شنی آن پخش می شود. در حین عبور آب از میان بستر شنی، ذرات ناخالصی بر روی سطح شن ها باقی می ماند در حالیکه آب فیلتر شده به بیرون هدایت می شود. شرکت موجان به ساخت فیلترهای شنی و نیز فیلترهای کربن فعال می پردازد . فیلترهای شنی عمدتا برای شفاف سازی آب آشامیدنی استفاده می شود در حالیکه فیلترهای کربن فعال به منظور حذف طعم و بوی نامطلوب آب و برخی ترکیبات ارگانیک به کارگرفته شده و همچنین قابلیت حذف مقادیر متفاوتی از آهن، سرب، منگنز، مس و جیوه را دارند.
برخی ویژگیهای فیلترهای شنی و کربن فعال موجان عبارتند از:

سهولت در نصب
تمیز کردن موثر بستر شنی
سهولت در نگهداری
اقتصادی بودن هزینه ها

+ نوشته شده توسط فرهاد در یکشنبه بیست و ششم آبان 1387 و ساعت 13:7 |

دی اریتور حرارتی :

دی اریتور حرارتی
دی اریتورها تجهیزاتی هستند که جهت جداسازی آب از گازهای محلول در آن استفاده می شود و تجهیزاتی را که در تماس با آب قرار دارند،  از گازهای خورنده محلول در آن محفوظ می دارند. دی اریتور ها این عمل را از طریق کاهش میزان گازهای محلول در آب از قبیل اکسیژن، دی اکسیدکربن و سولفید هیدروژن به حد قابل قبول، انجام می دهند.
دی اریتورها از بخار آب جهت رساندن آب ورودی به دمای اشباع ، که اندازه آن وابسته به فشار داخل دی اریتور است، به منظور حذف گازهای استفاده می کنند. دی اریتور شامل تانک هوازدایی، مخزن ذخیره سازی و یک مجرای خروجی است. در واحد هوازدایی بخار در حال جوش ، آب ورودی را بخار می کند. بخار ایجاد شده وارد مخزن ذخحیره سازی شده و در آنجا توسط جریان آب ورودی سرد شده و به مایع تبدیل می شود. گازهای غیرقابل چگالش نیز از طریق مجرای خروجی از دی اریتور خارج می شود. 
دی اریتور های حرارتی موجان گازهای زیان آور را به صورتی موثر و اقتصادی از آب حذف می کند.

+ نوشته شده توسط فرهاد در یکشنبه بیست و ششم آبان 1387 و ساعت 13:7 |
 

سختی گیر :

سختی گیر
سختی گیر آب یکی از انواع دستگاههای مبادله یون است که برای بهبود خواص آب بکاربرده می شود. سختی گیرها کاربردهای فراوانی در صنعت تصفیه آب دارند. به عنوان مثال حذف مقادیر آهن از آب چاه در صورتی که ph آن پایین باشد. ولی رایج ترین استفاده سختی گیر در حذف یونهای کلسیم و منیزیم است که باعث بروز سختی آب، می شوند. سختی گیرهای موجان به سه صورت دستی، نیمه اتوماتیک و تمام اتوماتیک ساخته شده و ابزارایده آلی جهت تصفیه آب ورودی به بویلرها، سیتم های حرارتی و لوله کشی، سیستمهای تهویه مطبوع، برجهای خنک کن می باشد و برای فرایندها و تجهیزاتی که نیازمند به آب بدون سختی، کاربرد دارند .

 

 
+ نوشته شده توسط فرهاد در یکشنبه بیست و ششم آبان 1387 و ساعت 13:6 |

پيش گرمکن ها

  در دهه ۱۹۳۰ به خصوص در آلمان اولین تلاش ها به کار گرفته شد برای اینکه کوره دوار دوباره طراحی شود تا مصرف اضافی سوخت به حداقل برسد.این کار دو توسعه قابل توجه را در بر داشت.

*پیش گرم کن گریت (grate )

*پیش گرمکن سوسپانسیون گاز (gas-suspension)

پیش گرمکن گریت:

این پیش گرمکن شامل یک محفظه است که دارای یک شبکه فولادی متحرک زنجیر مانند با دمای بالا است و به انتهای سرد کوره دوار متصل می شود.پودر خشک مخلوط  به سمت یک تابه کلوخه ای شکل که دارای ۱۰ تا ۲۰٪ آب اضافی و گلوله های سختی به قطر ۱ تا ۲۰ میلی متر است حرکت داده می شود.گلوله ها از طریق شبکه متحرک بار کرده می شوند و گاز های داغ حاصل از احتراق که از انتهای کوره خارج می شوند از میان بستر ذرات از سمت پایین عبور داده می شوند.این عمل مخلوط را با بازده بالا خشک و تا اندازه ای کلسینه می کند.سپس ذرات وارد کوره می شوند.ذرات بسیار ریز از کوره به خارج دمیده می شوند.چون که مخلوط برای تولید کلوخه ها باید نم دار باشد فرآیند به صورت نیمه خشک انجام می شود.پیش گرمکن گریت همچنین برای فرآیند نیمه تر قابل کاربرد است.در فرآیند نیمه تر مخلوط به صورت دوغاب در می آید و پس از آبگیری با فیلتر های فشار بالا به صورت فیلتر کیک به شکل کلوخه ها قالب دهی می شود.پس از این مراحل کلوخه ها وارد پیش گرمکن می شود.در این مورد محتوای آب کلوخه ها بین ۱۷ تا ۲۰ درصد است.پیش گرمکن های گریت در دهه های ۱۹۵۰ و ۶۰ کابرد بیشتری داشت و سیستمی با گریت ۲۸ در ۴ متر و کوره ۹/۳ در ۶۰ متر ۱۰۵۰ تن در روز تولید داشت و برای هر تن کلینکر تولیدی ۱۱/۰ تا ۱۳/۰ تن زغال سنگ مصرف می کرد.سیستم های با تولید بیش از ۳۰۰۰ تن در روز نیز راه اندازی شده بودند.

پیش گرمکن های سوسپانسیون گاز:

جزء کلیدی این پیش گرمکن ها سیکلون است.سیکلون یک ظرف مخروطی شکل است که جریان گاز دارای گرد و غبار به صورت مماس از آن عبور داده می شود.که این باعث ایجاد گرداب در ظرف می شود.گاز ظرف را از طریق خروجی محوری ترک می کند.جامدات به سمت لبه خروجی ظرف با عمل گریز از مرکز حرکت می کنند و از طریق دریچه ای در رأس مخروط سیکلون را ترک می کنند.سیکلون ها اساسا برای گرفتن گرد و غبار گاز های خروجی از کوره در فرآیند خشک مورد استفاده قرار می گیرند.اگر به جای تمام مخلوط محصولات سیکلون وارد شوند بازده حرارتی  زیادی حاصل می شود:گاز با بازده بیشتری سرد می شود٫ از این رو آلودگی حرارتی کمتری به اتمسفر وارد می شود و مخلوط با بازده بیشتری گرما دریافت می کند.این بازده بیشتر افزایش می یابد اگر تعدادی سیکلون به صورت سری وصل شده باشند.

  Cutaway view of cyclone showing air path

تعداد سیکون ها در عمل از ۱ تا ۶ متغیر است.یک انرژی به شکل نیروی فن مورد نیاز است برای اینکه گاز ها را از سلسله سیکلون ها عبور دهد.ارزش هر فن افزوده شده به ازای هر سیکلون اضافی سود حاصله را کاهش می دهد.


پيام هاي ديگران ( 1 نظر )


 


سه‌شنبه، 25 اردیبهشت، 1386

فرآيند تر و خشک در توليد سيمان

 

از همان زمان های اولیه دو روش برای آماده سازی مخلوط به کار برده می شد: اجزای معدنی به صورت خشک آسیاب می شدند تا اینکه یک پودر آرد شکل تشکیل دهند یا اینکه به صورت تر خرد می شدند که با افزودن آب به صورت دوغابی با ذرات ریز که به رنگ شبیه بود تبدیل می شدند ٫ در این روش محتوای آب حدود ۴۰ تا ۴۵ درصد بود.اشکال واضح فرآیند تر در کوره مشخص می شد که مجبور بودیم سوخت خیلی بیشتری برای تبخیر آب استفاده کنیم.به علاوه کوره بزرگتری مورد نیاز بود برای اینکه کلینکر تولید کند زیرا بیشتر درازای کوره ها برای فرآیند خشک طراحی می شدند.از طرف دیگر فرآیند تر مزایایی نیز دارد.خرد کردن مواد معدنی سخت به صورت تر بازده بیشتری نسبت به خرد کردن خشک دارد.هنگامی که دوغاب در کوره خشک می شود به صورت ذرات گرانولی در می آید که در گرم کردن شکل ایده آل است.از طرف دیگر در فرآیند خشک خیلی مشکل است که ذرات پودری مخلوط را درون کوره نگه داریم چون که جریان گازهای حاصل از احتراق آن ها را دوباره به سمت بیرون بر می گردانند.راه حل عملی برای حل این مشکل افشاندن آب به درون کوره برای اینکه ذرات را پایین نگه دارد می باشد و بنابراین برای سال های زیادی اختلاف ناچیزی بین بازده این دو روش بوده است و کوره های زیادی با فرآیند تر کار می کنند.در سال ۱۹۵۰ یک کوره فرآیند تر با مبدل های حرارتی محیط خشک تجهیز شد و اندازه آن ۳/۳ در ۱۲۰ متر بود که ۶۸۰ تن در روز کلینکر تولید می کرد و حدود ۲۵/. تا ۳۰/. تن ذغال سنگ به ازای هر تن کلینکر تولیدی مصرف می کرد.تا قبل از بحران انرژی دهه ۱۹۷۰ تاسیسات نصب فرآیند های تر برای کوره هایی به بزرگی ۸/۵ در ۲۲۵ متر که ۳۰۰۰ تن در روز کلینکر تولید کند مهیا بود.

یک توضیح جالب در مورد تاریخ فرآیند تر لازم است این که بعضی از کارخانه ها در حقیقت از تجهیزات بسیار قدیمی فرآیند تر ساخته شده اند که هنگام استفاده از پسماند سوخت مفید عمل می کنند.کارخانه هایی که پسماند سوخت را می سوزانند در مصرف انرژی صرفه جویی می کنند ( این پسماند ها به وسیله صنایعی پرداخت می شود که پسماند سوخت آن ها دارای انرژی می باشد و در دمای بالا و زمان ماند زیادی چون کوره دوار می تواند انرژی خود را آزاد سازد.) در نتیجه کم بازده بودن روش تر برای صنایع دیگر نوعی سود تلقی می شود.با قرار دادن پسماند سوخت صنایع دیگر به عنوان سوخت فرآیند تر در تولید سیمان سوزاندن سوخت بیشتر سود بالاتری را برای صنایع دیگر در بر دارد اگر چه چنین کاری آسیب هایی بیشتر برای محیط زیست را در پی خواهد داشت.کارخانه هایی که وابسته به محیط زیست هستند همگی با فرآیند تر مخالف هستند زیرا این فرآیند باعث انتشار هر چه بیشتر دی اکسید کربن خواهد شد.

% of North American Capacity using Wet Process

درصد استفاده از فرآیند تر در آمریکای شمالی

Mean Fuel Energy used in North American Kilns

متوسط مصرف سوخت در کوره های سیمان در آمریکای شمالی

+ نوشته شده توسط فرهاد در یکشنبه بیست و ششم آبان 1387 و ساعت 13:5 |
مراحل مختلف متالوژی

اطلاعات اولیه

با گذشت زمان ، کشف روشهای جدید استخراج و تصفیه فلزات ، شناسایی مشخصات ساختاری و فیزیکی مواد و فنون جدید شکل دادن و کاربر روی فلزات ، صنعت متالوژی به‌عنوان شاخه ای از علم جایگاهی مستقل یافت. امروزه علم متالوژی را به دو بخش کلی شامل متالوژی استخراجی و متالوژی صنعتی تقسیم می‌کنند که این دو بخش ، اخیرا در دانشگاهها نیز به‌عنوان گرایشهای رشته مهندسی متالوژی انتخاب شده‌اند.

متالوژی استخراجی و شیمیایی ، شامل جداکردن فلزات از سنگ معدن و تصفیه آنها (تولید فلزات) ، شناخت انواع کوره‌ها ، سوخت‌ها و فعل و انفعالات شیمیایی می‌باشد. این گرایش ، انواع متعددی از روشها را در برمی‌گیرد که از جمله می‌توان به کانه‌آرایی ، پر عیار کردن مواد معدنی ، تشویه ، ذوب کردن ، تصفیه فلز مذاب و تولید شمش اشاره نمود.

متالوژی صنعتی ، شامل کاربر روی فلزات و مواد و تهیه محصول نهایی می‌باشد. در این گرایش همچنین خواص و مشخصات فیزیکی ، ساختاری و مکانیکی مواد نیز بررسی می‌شوند. منظور از کار کردن روی فلزات ، روشهای مختلف تولید مصنوعات فلزی است که مهمترین شیوه‌های تولید عبارتند از: متالوژی پودر ، شکل دادن ، جوشکاری و ماشینکاری.

انتخاب نوع روش تولید عمدتا به مسائل اقتصادی ، خواص فلزات ، زمان تولید ، اندازه ، شکل و تعداد قطعات مورد نیاز بستگی دارد. به‌عنوان مثال ، فلزاتی که خاصیت پلاستیک کمی دارند یا قطعاتی که دارای اشکال پیچیده هستند، به روش ریخته‌گری شکل داده می‌شوند. به‌منظور آگاهی بیشتر از نحوه انتخاب روش تولید و شناخت مسائل فوق ، روشهای تولید مذکور به اختصار تشریح می‌گردند.

ریخته‌گری

ریخته‌گری عبارت از شکل دادن فلزات و آلیاژها از طریق ذوب ، ریختن مذاب در محفظه ای به نام قالب و آنگاه سرد کردن و انجماد آن مطابق شکل محفظه قالب می‌باشد. این روش ، قدیمی‌ترین فرآیند شناخته شده برای بدست آوردن شکل مطلوب فلزات است. اولین کوره‌های ریخته‌گری خاک رس ساخته شده است که لایه‌هایی از مس و چوب به تناوب در آن چیده می‌شد و برای هوادادن از دم (فوتک) بزرگی استفاده می‌کردند. بسیاری از قالبهای اولیه نیز از خاک رس ، خاک نسوز ، ماسه و سنگ تهیه می‌شد.

شواهدی در دست است که چینی‌ها در حدود 700 سال قبل از میلاد به ریخته‌گری آهن مبادرت ورزیدند. ولی یافتن قطعات ریخته شده از خرابه‌های شهر حسن‌لو در آذربایجان شرقی نشان دهنده توسعه این فن در سال 900 قبل از میلاد در ایران بوده است.

ریخته‌گری هم علم است و هم فن ، هم هنر است و هم صنعت. به میزانی که ریخته‌گری از حیث علمی پیشرفت می‌کند، ولی در عمل هنوز تجربه ، سلیقه و هنر قالب‌ساز و ریخته‌گر است که تضمین‌کننده تهیه قطعه ای سالم و بدون عیب می‌باشد. این فن از اساسی‌ترین روشهای تولید است، زیرا حدود 50 درصد وزنی کل قطعات ماشین‌آلات به این طریقه ساخته می‌شوند.

برای ریخته‌گری ، از فولاد و چدن‌ها (فلزات آهنی) ، برنزها ، برنج‌ها ، آلیاژهای آلومینیم و منیزیم و آلیاژهای منیزیم و روی (فلزات غیر آهنی) به‌عنوان مهمترین فلزات ریخته‌گری استفاده می‌شود. معمولا روشهای ریخته‌گری را به نام ماده سازنده قالب اسم‌گذاری می‌کنند، مانند ریخته‌گری در ماسه که جنس قالب آن ، ماسه است. مهمترین روشهای ریخته‌گری عبارتند از:


  • ریخته‌گری در قالب‌های موقت شامل ریخته‌گری در ماسه و در قالبهای پوسته‌ای
  • ریخته گری در قالبهای دائمی شامل ریخته‌گری در قالبهای فلزی به روش گریز از مرکز

نوعی قالب ریخته گری در شکل (4) مشخص شده است.

متالوژی پودر

با آنکه از نظر تاریخی ، متالوژی پودر از قدیمی‌ترین روشهای شکل دادن فلزات می‌باشد، اما تولید در مقیاس تجارتی با این روش ، از جدیدترین راههای تولید قطعات فلزی است. در دوران باستان ، از روشهای متالوژی پودر برای شکل دادن فلزاتی با نقطه ذوب بالاتر از آنچه در آن زمان می‌توانستند بوجود آورند، استفاده می‌کردند. اولین بار در اوایل قرن نوزدهم بود که پودر فلزات با روشی مشابه آنچه امروزه بکار می‌رود، با متراکم نمودن به‌صورت یکپارچه در آورده شد.

متالوژی پودر (متالوژی گرد) ، فرآیند قالب‌گیری قطعات فلزی از پودر در فلز (یا مخلوط پودر فلزات) توسط اعمال فشارهای بالا می‌باشد. پس از عمل فشردن و تراکم پودرهای فلزی ، عمل تف جوشی (سینتر کردن) در دمای بالا در یک اتمسفر کنترل شده ( گاز هیدروژن ، ازت ، هلیم ) انجام می‌گیرد که در آن ، فلز متراکم ، جوش خورده ، به‌صورت ساختمان همگن محکمی پیوند می‌خورد.

از جمله قطعاتی که بوسیله متالوژی پودر تولید می‌شوند، می‌توان به ابزار برش ، قطعات اتومبیل و قطعاتی در وسایل خانگی نظیر ماشین لباسشویی ، کمپرسور یخچال و کولر ، تلویزیون ، ضبط وصوت و غیره اشاره نمود. امروزه موارد استمعال اصلی متالوژی پودر را به پنج قسمت تقسیم می‌کنند:


  • آلیاژ کردن فلزهای غیر قابل آلیاژ ، مثلا ساخت نقاط اتصال و جاروبک‌های موتور از پودرهای مس و گرافیت در صنعت برق
  • ترکیب کردن فلزها و غیر فلزها ، نظیر مواد اصطکاکی ساخته شده از مس ، آهن و آزبست
  • ترکیب کردن فلزهای دارای نقطه ذوب بالا با یکدیگر برای ریخته گری ، نظیر تنگستن ، تانتالیم و مولیبدن
  • ساخت قطعات فلزی با خواص عالی ، نظیر یاتاقانهای خود روانکار که به‌علت وجود شبکه ای از خلل و فرج پیوسته (توسط روغن پر شده در آنها) به خودی خود روغنکاری می‌شوند
  • تولید قطعات ظریف و دقیق ، نظیر بوش‌ها ، بادامک‌ها و چرخ دنده ها

شکل دادن

در فرآیند شکل دادن ، روشهای مختلفی برای تهیه محصول به‌صورت شکل نهایی بکار برده می‌شوند. این روشها شامل نورد ، آهنگری ، اکستروژن ، کشیدن ، پرس‌کاری ، چرخشی ، چرخشی برشی ، انفجاری ، الکترومغناطیسی ، الکتروهیدرولیکی و غیره می‌باشند که برخی از مهمترین این روشها در زیر بررسی می‌گردند.

نورد کاری (غلتک کاری)

قسمت اعظم فولادی که در کارخانه‌های فولادسازی به‌صورت شمش تهیه می‌گردد، توسط دستگاههای نورد به ورق ، تیرآهن ، تسمه‌های فولادی ، ریل ، انواع پروفیل ، لوله و سیم تبدیل می‌شود. دستگاه نورد بطور ساده و ابتدایی از دو غلتک استوانه‌ای که روی هم قرار گرفته‌اند، تشکیل شده است. استوانه‌های مذکور بوسیله موتورها در جهت عکس یکدیگر حرکت دورانی نموده ، بدین ترتیب اگر شمش بین آنها هدایت گردد، استوانه‌ها آن را گرفته و از شکاف بین خود عبور می‌دهند.

در اثر این عمل ، جسم پهن و طویل می‌شود. با انجام این عمل به دفعات و نزدیکتر کردن استوانه‌ها به یکدیگر ، سیم پهن تر ، نازکتر و طویل‌تر خواهد شد. محصولات نورد شامل میل گرد ، میل چهار و گوش ، تسمه باریک ، تیرآهن ، ناودانی ، ریل ، ورق و صفحه‌های فولادی با ضخامت‌های متفاوت ، لوله‌های بدون درز و با درز و با مقاطع دایره‌ای ، بیضی و چندضلعی می‌باشند.

آهنگری (پتک‌کاری)

عملیات آهنگری توسط ضربه چکش یا دستگاه پرس انجام می‌پذیرد. این روش ، شامل کار بر روی فلز توسط چکش‌کاری یا پرس‌کاری تا حصول شکل نهایی با قالب یا بدون قالب است. چکش‌کاری به دو روش دستی و ماشینی قابل انجام است که امروزه اکثرا چکش‌های ماشینی بکار گرفته می‌شوند. این چکش‌ها با بخار یا هوای فشرده کار می‌کنند و با اعمال ضربه‌های سنگین ، چکش‌کاری قطعات را انجام می‌دهند.

برای ساخت قطعاتی چون محور کشتی‌ها ، میل‌لنگ‌ها ، لوله‌های توپ ، دیگ‌های بخار و غیره توسط پرس‌کاری تهیه می‌گردند. امروزه برای خم کردن وشکل دادن ورق در صنایع کشتی‌سازی و ماشین‌سازی نیز از پرس استفاده می‌شود.

اکستروژن (حدیده کاری)

اکستروژن ، فرآیندی است که بوسیله آن می‌توان قطعات و اشکالی را تولید نمود که تقریبا با هر روش ساخت دیگری غیر ممکن می‌باشد. در این روش ، فلز را تحت تاثیر نیروی زیاد وارد قالبی نموده ، به شکل مورد نظر (نظیر لوله ، سیم و مقاطع مخصوص) بیرون می‌آورند. آلومینیوم ، سرب ، روی ، قلع و برخی از فولادها از جمله موادی هستند که تحت فرآیند اکستروژن قرار می‌گیرند.

کشیدن

کشیدن ، عبارت است از امتداد دادن و کشیدن ورق برای تولید اشکال با سطوح مختلف. در این روش ، ورق فلزی حداقل در یک جهت فشرده می‌شود. این فرآیند می‌تواند به‌صورت کشیدن قطعه از درون قالب (بر خلاف روش اکستروژن) انجام پذیرد و قطعاتی نظیر لوله‌های بدون درز ، قطعات سقف اتومبیل ، پوکه‌های فشنگ ، ظروف حلبی و ماهی‌تابه‌ها به این روش تهیه می‌شوند.

تصویر

جوشکاری

بطور کلی ، جوشکاری عمل اتصالات دادن قطعات فلزی به یکدیگر توسط گرم کردن محل‌های تماس تا حالت ذوب یا خمیری است که اتم‌های هر دو قطعه فلز در منطقه جوش در هم نفوذ کرده ، پس از سرد شدن اتصال محکم ایجاد می‌نمایند.
برای ایجاد حالت ذوب یا خمیری ، انرژی‌های الکتریکی و شیمیایی به‌عنوان منابع حرارت بکار برده می‌شوند.

برای تامین این انرژی‌ها از ژنراتور یا اشتعال مخلوطی از گازهای سوختنی نظیر استیلن ، هیدروژن ، گازهای طبیعی ، بخار بنزین ، بنزول و اکسیژن استفاده می‌گردد. بسته به نوع جوشکاری ، به ابزار دیگری نظیر الکترود ، انبر جوشکاری ، ماسک ، مشعل ، کپسول گاز ، میز کار ، پرده‌های حفاظتی و غیره نیاز می‌باشد. الکترود ، مفتول فلزی می‌باشد که جنس آن به نوع فلز جوش‌دادنی بستگی دارد.

اطراف این مفتول ، از ترکیبات شیمیایی مختلف پوشیده شده است تا از نفوذ اکسیژن ، ازت ، هیدروژن به منطقه ذوب یا خمیری جلوگیری کنند. فلزات مصرفی در الکترودها عموما انواع فولادها ، چدن‌ها و فلزات غیر آهنی مانند مس ، برنج ، برنز و آلومینیم می‌باشند. جوشکاری و لحیم‌کاری از هنرهای قدیمی محسوب می‌شوند و در زمانهای گذشته توسط رومیان برای اتصال ذرات طلا در زیور آلات بکار گرفته می‌شدند.

امروزه روشهای جوشکاری متعددی در صنعت بکار برده می‌شود که به چهار گروه جوشکاری فشاری ، جوشکاری ذوبی ، جوشکاری زرد و لحیم‌کاری تقسیم می‌شوند. برخی از مهمترین این روشها عبارتند از: جوش با قوس الکتریکی ، جوش گاز ، جوش آهنگری ، جوش القایی ، جوش مقاومتی ، جوش سیلانی و لحیم سخت و نرم.

ماشین‌کاری

فرآیند ماشین‌کاری عبارت از شکل دادن مواد توسط تراوش و برش می‌باشد. این عمل بوسیله ابزارها و ماشین‌های تراوش و برش انجام می‌گیرد. مقدار قشری که از قطعه اولیه برداشته می‌شود تا قطعه صیقلی و نهایی ایجاد گردد، اصطلاحا تراوش خور می‌نامند. به‌منظور رعایت مسائل اقتصادی ، مقدار تراوش خور باید حداقل باشد تا مصرف فلز و هزینه‌های تراشکاری کاهش یابد.

در برش‌کاری (قیچی‌کاری) نیز برای برش و جدا کردن فلز از دو نیروی متقابل استفاده می‌شود. این نیروها ، توسط دو تیغه (با فاصله از یکدیگر) اعمال می‌شوند که با نیروی کافی موجب از هم‌گسیختگی و شکسته شدن فلز می‌گردند. در ماشین‌کاری قطعات ، بر حسب نوع کار از ماشین‌های تراوش ، فرز ، مته صفحه تراش ، کله‌زنی ، سنگ زنی ، تیز کاری و سوراخ‌کن استفاده می‌شود که معمولا این قطعات ، خود محصول فرآیندهای ریخته‌گری ، آهنگری ، نورد و غیره می‌باشند.

ماشین‌کاری فلز با وسایل تخلیه الکتریکی پر فرکانس نیز فرآِیند نسبتا جدید است که به میزان وسیعی بکار گرفته می‌شود. این روش ، برای ماشین‌کاری اشکال پیچیده و بریدن مقاطع نازک از نیمه‌هادی‌ها و آلیاژهای وسایل فضایی بکار می‌رود.

سخن آخر

با جمع بندی مطالب ذکر شده می‌توان چنین نتیجه گرفت که تقریبا غیر ممکن است تصور کنیم هر شیئی که در زندگی روزمره بکار می‌بریم، حاوی فلز نبوده ، یا نیازی به فلز برای ساخت و تولید آن نباشد. کلیه اشکال حمل و نقل ، شامل اتومبیل ، کشتی ، هواپیما و قطار برای حرکت فلزات یا اجزا فلزی نیازمند می‌باشند و تقریبا همه چیز از آسمان‌خراش‌ها ، ابزارها ، ماشین‌آلات و غیره تا توزیع الکتریسیته به فلزات وابسته است. به‌عبارت دیگر ، امروزه متالوژی در کلیه صنایع نقش ایفا می‌کند. لذا برای پیشرفت در تمامی صنایع ، کسب دانش وسیع و عمیقی از مواد ، فرآیندها و ابزارهای لازم برای تبدیل مواد به محصولات تمام شده ، ضروری است.

+ نوشته شده توسط فرهاد در چهارشنبه بیست و دوم آبان 1387 و ساعت 14:16 |
مشخصات عمومی کوره های حمام نمک‏:

نویسندگان:مهندس مجید ستار از جمله خصوصیات کوره های حمام نمک انتقال حرارت سریع به ‏قطعه و نیز جلوگیری از تغییر ترکیب شیمیایی قطعه با در نظر گرفتن ‏انتخاب نمک مناسب میباشد. این فرایند، فرایندی سریع با حرارت دادن ‏یکنواخت و بازده بالا است. حمامهای نمک در محدوده وسیعی از ‏عملیاتهای حرارتی از جمله، سخت کردن عمومی، کربوره کردن ‏مایع، نیتروره کردن مایع، کربونیتروره، آستمپرینگ، مارتمپرینگ و ‏تمپر کردن به کار میروند. این عملیات برای فلزات آهنی و غیر آهنی ‏متداول میباشد. قطعات در این کوره ها به وسیله انتقال حرارت ‏رسانایی گرم شده و منبع گرما نمک مذاب میباشد. اگر چه سطع قطعه ‏در تماس با نمک قرار میگیرد ولیکن مرکز قطعه نیز تقربیا با همان ‏سرعت سطح گرم میشود و حمام نمک دمای کل قطعه را با سرعت ‏یکسان افزایش میدهد. روشهای دیگر انتقال حرارت یعنی تابش و ‏همرفت نمی توانند حرارت را به طور یکنواخت و سریع به تمام ‏قسمتهای قطعه منتقل کنند ولی در حمام نمک میتوان گرما را سریع و ‏یکنواخت به قطعه منتقل کرد. به عنوان مثال یک میله با قطر 25 ‏میلیمتر میتواند در 4 دقیقه در حمام نمک به دمای حمام برسد، در ‏حالی که 20 تا 30 دقیقه زمان برای رسیدن به دمای مشابه در روش ‏تابشی و همرفتی نیاز است. در این روش حدود 93 تا 97 درصد ‏انرژی بطور مستقیم صرف حرارت دادن قطعه میشود. در کوره های ‏اتمسفری 60 درصد انرژی صرف حرارت دادن میشود و 40 درصد ‏از حرارت به وسیله دود و غبار هدر میرود. از جمله مشخصات دیگر ‏این کوره ها حفاظت سطحی قطعه و جلوگیری از پیچش و تاب ‏خوردن آن میباشد. به دلیل اینکه حمامهای نمک نباید حاوی اکسیژن و ‏دی اکسیدکربن و بخار آب باشند. قطعات غوطه ور شده از تشکیل لایه ‏های اکسید سطح محافظت میشوند. حذف اکسیژن احتمالی موجود در ‏حمام با وارد کردن زغال چوب و سوختن آن در حمام انجام میگیرد ‏دکربوره شدن سطح قطعات فولادی نیز که ناشی از وجود اکسیژن و ‏دی اکسیدکربن است. در حمامهای نمک صورت نمیگیرد. بررسی ‏خاصیت کربن دهی و یا کربن گیری حمام با وارد کردن ورقه های ‏فولادی نازک صورت میگیرد. چنانچه پس از خارج کردن، ورقه ‏فولادی غوطه ور شده نرم تر شده باشد حمام با خاصیت کربن زدایی ‏دارد و اگر خم کردن آن سخت تر باشد حمام کربوره کننده است. حمام ‏نمک یکی از روشهای توصیه شده برای کاهش اثرات مضر حرارت ‏دادن غیر یکنواخت که میتواند باعث تغییر اندازه و شکل قطعه گردد. ‏در حمامهای نمک به دلیل گرم شدن یکنواخت قسمتهای مختلف قطعه ‏این اثرات از بین میرود. محدوده تغییر دما در حمام نمک 3 درجه ‏سانتیگراد و با توجه به نوع طراحی میباشد. لایه جامد ایجاد شده در ‏اطراف قطعه، قطعه را از گرم شدن سریع اولیه و اثرات شوکهای ‏حرارتی محافظت می نماید در ادامه با ذوب شدن این لایه دما کاملا ‏یکنواخت خواهد شد. در انتخاب یک نمک برای شرایط کاری خاص ‏باید به نکات زیر دقت داشت: ‏
‏-‏ نمک بایستی محدوده دمایی کاری مناسب با توجه به دمای ‏مورد نیاز داشته باشد. ‏
‏-‏ نمک نقطه ذوب مناسبی داشته باشد تا مانع از طولانی شدن ‏زمان ذوب و گرمای لازم برای ذوب گردد.‏
‏-‏ نمک به کار رفته باید با سایر نمکهای و سوختهایی که در ‏سیکل عملیات حرارتی مورد نظر به کار میروند سازگار باشد.‏
‏-‏ نمک مورد نظر باید قابلیت جایگزینی و تغییر را داشته باشد.‏
‏-‏ نمک باید به آسانی شسته شود تا بتوان لایه ایجاد شده برروی ‏سطح قطعه را بعد از عملیات حرارتی به راحتی با شستشو از ‏بین برد.‏
در جدول 1 مشخصات نمنکهای خنثی که در حمامهای نمک عملیات ‏حرارتی بکار میروند قابل ملاحظه است. در حمامهای نمک مقداری ‏از آهن جذب حمام میشود و به علت تماس با هوا به اکسید آهن تبدیل ‏میشود و میتواند باعث کربن زدایی سطح قطعه گردد. بنابراین با ‏اضافه کردن چند قطعه آجر سیلیسی به حمام مذاب میتوان آهن موجود ‏را به صورت سرباره حذف کرد. در کربن دهی به روش مایع در ‏حمامهای سیانوری نمک شامل 10 تا 15 درصد سیانور سدیم و ‏پتاسیم، حداکثر 40 درصد کربنات سدیم و مقادیر متفاوتی از کلرید ‏سدیم، پتاسیم و یا باریم در محدوده 850-950 درجه سانتیگراد ‏میباشد. در حمامهای سیانوری معمولا از سیانور سدیم استفاده میشود و ‏از سایر نمکها برای تنظیم غلظت کربن و کنترل دما استفاده میشود. ‏مقدار کربن و نیتروژن جذب شده به درصد سیانور و دمای حمام ‏بستگی دارد. هر چه ضخامت سخت شدن بیشتری نیاز باشد دمای ‏بالاتری انتخاب میشود. به دلیل سمی بودن بخارات، باید با هواکش ‏قوی بخارات از محیط خارج شوند و مواد زاید باقی مانده قبل از ورود ‏به پس آبها تجزیه شوند. با توجه به این مشکلات در مورادی حمامهای ‏بدون سیانید به کار میروند به صورتی که کربن به شکل پودر توسط ‏همزن وارد مذاب میگردد و در محدوده دمایی 955‏ċ‏-900 فقط کربن ‏وارد سطح میشود.
+ نوشته شده توسط فرهاد در چهارشنبه بیست و دوم آبان 1387 و ساعت 14:14 |

ساخت حفره ها و ماهیچه های فولادی با روش ریخته گری ماسه ای به دلیل ایجاد خلل و فرج و کیفیت بد سطوح به دست آمده، روش مطلوبی نیست. هزینه های لازم برای ماشین کاری و عملیات نهایی این روش را در قالبسازی تبدیل به یک روش غیر اقتصادی و پر هزینه می نماید.
روش ریخته گری دقیق شاو معایب روش ریخته گری ماسه ای را نداشته و بنابراین برای ساخت حفره و ماهیچه قابل اجرا است. این فرآیند توسط قالبسازان و متخصصان با داشتن یک الگو از قطعه انجام می شود. چنانچه در محصول نهایی این فرآیند نیاز به دقت زیاد ابعاد و کیفیت و سطوح باشد، می باید در الگوی اولیه تلرانس ها دقیقا رعایت شده و نیز از کیفیت سطح بالایی برخوردار باشد. مقدار انقباض در هنگام سرد شدن  فولاد را می بایستی بر روی الگو اعمال نمود. مدل در حدود 0/02 میلیمتر بر میلیمتر بزرگتر ساخته می شود. پروسه ساخت یک قطعه قالب توسط این روش در شکل زیر نمایش داده شده است.
 

 

یک الگوی از پیش آماده شده  (در این حالت یک ماهیچه ) در یک جعبه قرار داده می شود. ابعاد داخل جعبه با توجه به ابعاد بیرونی صفحه قالب و مقدار انقباض تعیین می شود.


یک ملات شامل ذرات نسوز محلول در موادی مانند اتیل سیلیکات فضای داخل جعبه را اشغال می کند. ملات به تدریج سخت می شود و در یک نقطه معین جعبه و الگو را می توان از یکدیگر جدا نمود.
 



قالب نسوز در داخل کوره تا حدود 900 درجه سانتی گراد توسط شعله
گرم می شود. آب و الکل طی این پروسه از ملات حذف می شوند.

 

زمانی که قالب نسوز از داخل کوره خارج می شود ساختمانش شامل ذرات نسوز به همراه باقی مانده سیلسکاتها محکم شده است. از بین رفتن الکل ترک های ظریفی را روی قطعه باقی می گذارد.
 

فولاد در حالت مذاب با دمای حدود 1600 درجه سانتی گراد داخل قالب نسوز ریخته می شود.

وقتی که فولاد منجمد شد، صفحه قالب ریخته گری شده از قالب نسوز جدا شده و قالب ساز عملیات نهایی و پرداخت بر روی آن انجام می دهد.

+ نوشته شده توسط فرهاد در چهارشنبه بیست و دوم آبان 1387 و ساعت 13:22 |
چدن نشكن
اين چدن بعد از جنگ جهاني دوم وارد صنعت شد و با توجه به خواص خوب مكانيكي كه داشت كاربرد هاي مهمي در صنعت پيدا كرد و به علت كاربرد بالاي آن و استحكام خوب آن رفته رفته جاي فولاد را گرفت .
دلايل جايگزيني چدن نشكن به جاي فولاد :
1- در اين چدن ها عمدتا گرافيت به صورت كروي و با ضمينه پرليتي بوده و برخلاف چدن ماليبل اين نوع چدن ها قابليت چكشخواري و انعطاف پذيري بالايي دارند .
2- در مقايسه با چدن هاي ماليبل اين نوع چدن ها نياز به سيكل عمليات حرارتي ندارند لذا از لحاظ اقتصادي مقرورن به صرفه تر مي باشند همچنين با اضافه كردن عناصر آلياژي در ضمن ذوب ريزي گرافيت هاي ورقه اي به گرافيت هاي كروي تبديل مي شود . در تركيب شيميايي اين چدن ها حدود 0.03 درصد تا 0.05 درصد منيزيم وجود داشته و مقدار گوگرد موجود در اين چدن ها كمتر از 0.01 درصد مي باشد
طرز تهيه و ريخته گري اين نوع چدن ها مشابه چدنها خاكستري مي باشد با اين تفاوت كه در فرآيند ذوب ريزي با استفاده از عناصر آلياژي نظير منيزيم ، گرافيت ورقه اي تبديل به گرافيت كروي مي شود .
نكته : مقدار انبساط مذاب چدن نشكن از چدن خاكستري بيشتر بوده و به همين دليل در ريخته گري آن تغذيه هاي كوچكتري به كار مي رود و همچنين در بعضي موارد بدون تغذيه نيز مي توان ريخته گري را انجام داد .
انواع كوره هاي جهت توليد چدن داكتيل (نشكن ):
كوره كوپل و كوره هاي شعله اي و كوره هاي الكتريكي را مي توان جهت توليد چدن نشكن استفاده كرد :
1- كوره كوپل : در روش كوره كوپل چون نياز است كه مقدار گوگرد را كاهش دهيم و ديگر اين كه كوره كوپل يكي از روش هايي مي باشد كه به علت استفاده از زغال سنگ بيشترين گوگرد را در مذاب ايجاد مي نمايد لذا بايد گوگرد زدايي را قبل از كروي كردن گرافيت ها انجام داد.
مزاياي كوره كوپل :
الف:كاهش قيمت تمام شده ذوب و عمليات ذوب :دوبله كردن كوره كوپل : در اين روش ابتدا مذاب تهيه شده در كوره هاي كوپل مقرون به صرفه مي باشد اما به علت بالا بودن ميزان گوگرد يك مرحله گوگرد زدايي و يك مرحله اضافه كردن كربن در صورت كم بودن ميزان كربن انجام مي شود سپس مذاب را داخل كوره القايي ريخته و مذاب را از نظر تركيبات شيميايي كنترل مي كنند
مواد شارژ براي تهيه چدن نشكن در كوره هاي القايي
معمولا موادي مانند شمش چدن – قراضه فولاد – فرو آلياژ ها – آهن اسفنجي – برگشتي هاي چدن نشكن – در كوره هاي القايي به عنوان شارژ استفاده مي كنند .
شمش چدن : اين شمش معمولا تفاوت هاي با شمش چدن خاكستري داشته . معمولا در تهيه چدن خاكستري از شمش كوره بلند استفاده مي شود كه معمولا داراي گوگرد تقريبا زيادي مي باشد . شمش چدن جهت تهيه چدن داكتيل معمولا داراي درصد گوگرد پايين تري نسبت به شمش چدن هاي خاكستري مي باشد كه اين درصد معمولا كمتر از 0.02 درصد مي باشد اين شمش معمولا به شكل سوزن برزيلي و سوري كانادايي ريخته مي شود در اين شمش هاي معمولا منيزيم به عنوان عنصر تلقيحي استفاده مي شود و درصد گوگرد را پايين در نظر مي گيرند تا از تلفات منيزيم جلوگيري شود .
قراضه فولاد : به علت وجود گوگرد كم در توليد چدن هاي داكتيل كاربرد اين نوع چدن ها در صنعت بين 40 تا 50 درصد مي باشد و عيب آن بالا بودن نقطه ذوب و كربن آن مي باشد كه جهت صرفه جويي درانرژي قراضه ها را قبل از ريخته گري پيش گرم مي كنند
آهن اسفنجي : محصول كوره هاي غير مستقيم بوده كه از آن در صنعت بين 10 الي 15 درصد استفاده مي كنند و علت استفاده آن كاهش قيمت تمام شده آن مي باشد . و عيب كلي آن افزايش درجه حرارت و افزايش مصرف مواد نسوز مي باشد
برگشتي ها : اين نوع مواد در صنعت در حدود 30 درصد در شارژ كوره استفاده مي شود
فرو آلياژ ها : عموما اين نوع مواد شامل فرو سيليكوم منيزيم و فرو سيليس مي باشندكه در اين مواد فروسليكوم منيزيم به عنوان ماده كروي كننده استفاده مي شود و فرو سيليسيم به عنوان ماده جوانه زا استفاده مي شود .
مزايا فرو آلياژ ها :
1- عموما از تلفات عناصر آلياژي جلوگيري مي كنند .
2- فرو سيليس باعث افزايش سياليت مذاب مي شود .و جلوگيري از تشكيل كاربيد مي شود .
3- باعث افزايش جوانه زايي مي شود .
تهيه و اماده نمودن مذاب كه شامل سه مرحله مي باشد .
1- كنترل درجه حرارت
2- كنترل تركيب شيميايي
3- اضافه نمودن مواد كروي كننده
1- كنترل درجه حرارت : درجه حرارت بالاي مذاب باعث حذف مواد پايدار كننده گرافيت مي شود وتاثير تلقيح را كاهش مي دهد از طرفي درجه حرارت پايين باعث كاهش سياليت مذاب مي شود . درجه حرارت معمولا براي تهيه مذاب در چدن هاي نشكن در حدود دامنه دمايي 1450 تا 1560 مي باشد كه انتخاب درجه حرارت بستگي به حجم مذاب و روش كروي سازي و مقدار مواد كروي كننده دارد .
2- كنترل تركيب شيميايي : گوگرد باعث تلفات مواد كروي كننده مي شود و از طرفي باعث پايداري فاز كاربيد مي باشد اگر درصد گوگرد بالا باشد قبل از اضافه كردن مواد كروي كننده گوگرد زدايي انجام مي شود در اين حالت گوگرد زدا بايد در پاتيل بازي و توسط مواد گوگرد زدا (كاربيد كلسيم CaO2 سياناميد كلسيم CaN2O2 –NaCH – Na2Ca5- CaO-CaCO3)مي باشد .
براي انجام بهتر عمليات گوگرد زدايي دو مورد را بايد رعايت كرد .
1- تماس مواد گوگرد زدا با مذاب بايد حداكثر ممكن باشد .
2- زمان فعل و انفعال : اگر زمان گوگرد زدايي طولاني باشد باعث ورود مجدد گوگرد از سرباره به مذاب مي شود لذا پس از گوگرد زدايي بايد سريعا عمليات سرباره گيري و پاتيل به پاتيل انجام شود .
عناصر كروي كننده : كه اين مواد شامل منيزيم، سريم و منيزيم تزريق شده به كك مي باشد . منيزيم داراي نقطه ذوب 620 درجه سانتيگراد مي باشد كه اين عنصر در درجه حرارت 1100 درجه تبخير مي شود كه در اين درجه فشار داخلي منيزيم به بيشترين حد خود مي رسد . كه پس از اضافه كردن به مذاب باعث پاشش مذاب مي شود لذا براي اضافه كردن منزيم از آلياژ ها و آميژن هاي منيزيم استفاده مي شود قابل توجه است كه منيزيم مي تواند به دو شكل استفاده مي شود.
1- منيزيم فلزي : در مواقعي استفاده مي شود كه در مواقعي استفاده مي شود كه حجم مذاب كم باشد .
اين مواد را مي توان به اشكال پودر منيزيم – شمش منيزيم و قراضه منيزيم به همراه آهن و بريكتهاي منيزيم فشرده استفاده كرد .
2- آلياژ هاي منيزيم :كه عمدتا به دو گروه تقسيم مي شوند .
الف : الياژ هاي نيكل منيزيم : نيكل به علت خاصيت پرليت زايي باعث افزايش خواص مكانيكي چدن مي شود كه تنها محدوديت استفاد ه ان در صنعت قيمت تمام شده بالاي آن مي باشد آلياژ هاي مختلف نيكل منيزيم عبارتند از آلياژ 50 درصد نيكل 30 درصد سيليسيم و 20 درصد منيزيم – 85 درصد نيكل 15 منيزيم – 70 درصد نيكل 30 منيزيم -95 نيكل 5درصد منيزيم بايد توجه داشت كه به علت آن كه نيكل داراي قيمت بالايي مي باشد معمولا به جاي نيكل از عناصر مشابه آن ( مس ) براي آلياژ سازي استفاده مي كنند .
نكته : معمولا از آلياژ نيكل منيزيم در روش هاي ساندويچي و پاتيل سرباز استفاده مي كنند .
ب- آلياژ هاي منيزيم سيلسيم آهن ( فروسيليكم منزيم ):
اين نوع آلياژ هاي در مقايسه با آلياژ هاي نيكل ارزان تر بوده همچنين سيليس موجود در اين آلياژ ها مي تواند به عنوان عنصر تلقيح در مذ اب عمل كند علاوه بر آن اين آلياژ تاثير كروي سازي شديد دارد لذا اين عنصر در صنعت بيشتر به كار مي رود و تركيب شيميايي آن 5 درصد منيزيم و 45 درصد سيلسيم و 50 درصد آهن مي باشد .
2- روش منيزيم تزريق شده در كك : اين روش كمتر مورد استفاده قرار مي گيرد و علت آن گوگرد زياد موجود در كك مي باشد و اين امر باعث مي شود كه ميزان مصرف منيزيم در اين روش افزايش پيدا كند .
3- سريم : درجه حرارت تبخير اين عنصر 3000 درجه سانتيگراد بنابراين مشكلات منيزمي را در كروي سازي ندارد اما به علت آن كه عنصري كمياب مي باشد د ر صنعت كمتر مورد استفاده قرار مي گيرد و عموما از آن در مواردي خاص همراه منيزيم استفاده مي كنند .
روش افزايش مو اد كروي كنند ه :
روش پاتيل سرباز : در اين روش مواد كروي كننده در كف پاتيل قرار گرفته و مذاب روي اين مواد ريخته مي شود . در اين روش چون مذاب روي منيزيم ريخته مي شود و تماس مستقيم مذاب با منيزيم برقرار مي شود لذا ميزان بازيابي منيزيم در مذاب پايين مي باشد كه ميزان بازيابي را در اين روش مي توان بين 20 تا 25 درصد تخمين زد.
نكته : در كليه روش هاي تلقيح در پاتيل بايد نسبت ارتفاع پاتيل به قطر را رعايت كرد كه اين نسبت 3 به 1 مي باشد . (H<3D)
2- روش ساندويچي : در اين روش ارتفاع 3 برابر قطر مي باشد با اين تفاوت كه در قسمت كف پاتيل محفظه اي را تعبيه كرده اند كه مواد كروي كننده در اين محفظه قرار مي گيرند سپس به وسيله پوششي از ماسه ( فروسليس- ماسه – ورق فولادي ) پوشش داده مي شود . سپس مذاب را به داخل پاتيل ريخته و در صورتي كه از پوشش ماسه اي استفاده شود ماسه را شكانده و مواد با مذاب واكنش ايجاد مي كند اما در صورتي كه از ورقه اي فولادي استفاده شود ورقه ذوب مي شود و مواد منيزيم با مذاب واكنش ايجاد مي كند و همچنين اگر با فر وسيليس انجام شود بازدهي بالا رفته و مزيت هايي در بردارد كه علاوه بر فروسيليسيم منيزيم عمل جوانه زايي نيز انجام مي شود كه ميزان بازيابي در اين روش را مي توان بين 45 تا 40 درصد تخمين زد مزيت ديگري كه اين روش به همراه دارد اين مي باشد كه به علت ريختن مذاب بر روي فروسيليس منيزيم و همچنين به علت خروج كامل اكسيژن تلفات منيزيم به شدت كاهش پيدا مي كند . همچنين به علت دانسيته پايين منيزيم و حضور آن در كف پاتيل پس از ريختن مذاب ، منيزيم به طرف بالا حركت كرده و تلقيح به طور كامل انجام مي شود .
3- روش قوطه وري :
در اين روش مواد كروي كننده داخل محفظه از جنس گرافيت جاسازي شده و هنگامي كه پاتيل از مذاب پر شده محفظه داخل پاتيل مي شو د كه ميزان بازيابي منيزيم در اين روش 50 تا 55 درصد مي باشد . كه معمولا درجه حرارت ريخته گري را در اين روش 1560 درجه در نظر گرفته همچينن افت درجه حرارت در اين روش 50 درجه سانتيگراد مي باشد .

4- روش كنورتر گردان :
در اين روش بعد از جاسازي مواد كروي كننده در داخل كنورتر، كنورتر تا حدود 90 درجه چرخانده شده تا مواد كروي كننده با مذاب تماس برقرار كنند كه ميزان بازيابي در اين روش را مي توان تا حدود 60 در صد تخمين زد .
5- روش پودر منيزيم :
در روش پودر منيزيم در داخل محفظه اي همراه با گاز خنثي از كف در داخل پاتيل تزريق مي شود
6- درون قالبي (اينمولت ):
بازيابي منيزيم در اين روش در حدود 100 درصد مي باشد كه مدت زمان بين تلقيح مذاب و تخليه مذاب در حداقل ممكن مي باشد كه هر چه اين زمان كمتر باشد كروي سازي بيشتر و يكنواخت تر مي شود در اين روش مواد كروي كننده در داخل سيستم راهگاهي قرار گرفته و ضمن عبور مذاب از داخل سيستم راهگاهي عمل كروي سازي انجام مي شود .
مزاياي روش اينمولت :
1- بالا بودن ميزان بازيابي منيزيم تا حدود 100 درصد
2- توليد قطعات با سطح مقطع نازك
3- برطرف شدن خطرات زيست محيطي
4- كاهش مراحل توليد
5- افزايش خواص مكانيكي قطعه
6- تسهيل در شرايط اتوماسيون
معايب روش اينمولت :
1- امكان ورود ناخالصي ها به محفظه قالب در صورت طراحي غلط سيستم راهگاهي
2- نياز به طراحي دقيق و درست سيستم راهگاهي كه منجر به افزايش روش توليد مي شود .
3- نياز به استفاده از آلياژ مناسب
+ نوشته شده توسط فرهاد در چهارشنبه بیست و دوم آبان 1387 و ساعت 13:11 |
مواد شارژ و آماده کردن کوره آلومینیم

مواد مختلفی ک در ریخته گری آلیاژ های آلومینیوم بکار می روند بر اساس نوع ترکیب خواسته شده و شرایط ترمودینامیکی عبارتند از : شمش اولیه شمش های دوبازه ذوب قراضه ها برگشتی ها و آلیاژ ساز ها شمش های اولیه :این شمش هیا در قطعات 5 تا 15 کیلو گرمی بر اساس درجه خلوصی تهیه می شوند وزن شمش های خالص که حاوی ترکیب دقیق شیمیایی می باشند معمولا از 5 کیلوگرم تجاوز نمی نماید شمش های دوباره ذوب :
شمش هیا ثانویه که از ذوب و تصفیه قراضه ها و آلیاژهای برگشتی تهیه می شوند مهملا از کنترل کیفی مطلوب برخوردارند و حاوی مقداری ناخالصی های معمولی در آلومینیم مانند مس آهن و سیلیسیم هستند

مواد مختلفی ک در ریخته گری آلیاژ های آلومینیوم بکار می روند بر اساس نوع ترکیب خواسته شده و شرایط ترمودینامیکی عبارتند از : شمش اولیه شمش های دوبازه ذوب قراضه ها برگشتی ها و آلیاژ ساز ها شمش های اولیه :این شمش هیا در قطعات 5 تا 15 کیلو گرمی بر اساس درجه خلوصی تهیه می شوند وزن شمش های خالص که حاوی ترکیب دقیق شیمیایی می باشند معمولا از 5 کیلوگرم تجاوز نمی نماید شمش های دوباره ذوب :شمش هیا ثانویه که از ذوب و تصفیه قراضه ها و آلیاژهای برگشتی تهیه می شوند مهملا از کنترل کیفی مطلوب برخوردارند و حاوی مقداری ناخالصی های معمولی در آلومینیم مانند مس آهن و سیلیسیم هستند قراضه ها و قطعات کوچک ( براده پلیسه و اضافات تراشکاری به دلیل افزایش سطح تماس و شدت اکسیداسیون عملا نامطلوب می باشد و ترجیحا این قطعات رد تحت نیروی پرسهای هیدرولیکی فشرده و در بلوکه هیا مختلف به کار می برند بر گشتی ها و همچنین آغشته به روغنی گریسی رطوبت .... می باشد که بایستی قبل از استفاده و ذوب دقیقا تمیز و از کثافات روغن بر کنار باشند و معمولا از دستگاه های دوار و خشک کننده در این مورد استفاده می کنند آلیاژساز ها: این عناصر که به نامها ی نیز نامیده می شوند به مقدار زیادی در صنایع ریخته گری آلومینم به کار می روند زیرا آلومینم با نقطه ذوب کم اغلب قادر به ذوب و پذیرش مستقیم عناصر با نقطه ذوب بالا نیست مس 1083 منگنز 1244 نیکل 1455 سیلیسیم 1415 آهن 1539 و تیتانیم 1660 همچنین عناصر دیگری که نقطه ذوب بالا ندارند دارای فشار بخار و شدت تصعید و اکسیداسیون می باشند که در صورت استفاده مستقیم در صد اتلاف این عناصر شدیدا افزایش می یابد ( منیزیم ، روی )معمولا قطعات عنصر دیر ذوب ر ریز نموده و در فویل های آلومینمی پیچیده وی ا در شناور هیا گرافیتی قرار داده و در داخل مذاب آلومینم فرو می برند و سپس آن را بهم می زنند آلیاژهای ریخته گری شده : تعداد زیادی از آلیاژهای ریخته گری نشده متداول آلومینم شامل سیلیسیم کافی برای واکنش یوتکتیک با نقطه ذوب پایین سیالیت و قابلیت ریخته گری شده آلومینم سیلیسم میتواند از طریق استحکام بخشی حلالیت جامد استحکام با توزیع فاز در و انجمادی که در آن اندازه دانه اولیه شکل دانه ها و ریز ساختار بوتکتیک کنترل می شود بدست آید تعداد زیادی از آلیاژ های آلومینم ریخته گری شده دارای استحکام ، شکل پذیری و مقاومت در مقابل خوردگی هستند سیلیسم به مقدار بین حدود 5 تا 12 مهمترین عنصر آلیاژی را در این نوع آلیاژ تشکیل میدهد این عنصر در حالی که سیالیت مذاب را بالا می برد سبب افزایش استحکام نیز می شود موقعی که انجماد در قالب های ماسه ای به آهستگی انجام گیرد و مقدار سیلیسم بالا باشد سیلیسم رسوب یافته اولیه به صورت دانه های کریستالی بزرگ گوشه دار صفحه ای یا سوزنی شکل خواهد بود که سبب ترد شدن آلیاژ و غیر قابل استفاده آن برای کاربرد های خاصی می شود این قبیل دانه های نامناسب سیلیسیم را می توان در سطح شکست به خوبی مساهده کرد برای جلوگیری از رسوب سیلیسم به شکلی نامناسب و ظاهر گشتن رفتار شود در این آلیاژ ها می توان از عنصر سدیم در حدود 001/0 تا 1/0 % استفاده کرد مهمترین کاربرد آلیاژ های آلومینم – سیلیسیم با درصد بالایی از سیلیسیم تا حدود 26% در ساخت پوسته موتور وپیستونهای موتور ماشین های احتراق است این گونه آلیاژها باید علاوه بر داشتن مقاومت حرارتی و مقاومت سایشی بالا داریا ضریب هدایت حرارتی تا حد ممکن بالا نیز باشند تا اینکه حرارت ایجاد شده در نتیجه احتراق را هر چه سریعتر انتقال دهند
+ نوشته شده توسط فرهاد در چهارشنبه بیست و دوم آبان 1387 و ساعت 13:9 |
انواع کوره های ذوب آلومینیم :
1- کوره های زمینی :
2- کوره های شعله ای و یا روربر
3- کوره الکتریکی که این کوره ها خود به دو دسته کوره های مقاومتی وکوره های القایی تقسیم می شوند
مزیت های کوره های مقاومتی
این کوره های از نظر اقتصادی هزینه سرمایه گذاری کمتری نسبت به کوره القایی می خواهد و باعث ایجاد مذابی یکنواخت می گردد
1- کوره های زمینی :
در کوره های زمینی بوته به شکل ثابت و یا متحرک استفاده می شود و معمولا جنس بوته در این کوره ها از گرافیت و یا کاربید سیلیسیم می باشد
2- کوره های شعله ای :
در این کوره ها شعله به صورت مستقیم با مواد شارژ برخورد می نماید این کوره ها معمولا به شکل اتاقک های مکعب مستطیل می باشد و معمولا در این کوره ها از سوخت های گازوئیل ، مازوت و یا گاز استفاده می شود . راندمان این کوره ها پایین بوده و ذوب فلز به صورت تششع شعه انجام می شود تناژ این کوره ها بسیار بالا می باشد و معمولا ظرفیت شارژ این کوره ها حداکثر تا 20 تن می باشد
این کوره ها معمولا به دو صورت دیده می شود
الف: نوع اول آن که بدون پیش گرم بوده و مواد شارژ به صورت مستقیم و سرد وارد کوره می شود .
ب: نوع دوم آن کوره هایی با پیش گرم شارژ بوده که در این روش مواد شارژ در قسمت بالای کوره قرار می گیرند و تحت تاثیر دمای کوره پیش گرم می شوند در این کوره های معمولا راندمان بیشتر بوده و تلفات حرارتی کمتر می باشد
3- کوره های الکتریکی :
این کوره ها معمولا در دو نوع مقاومتی و القایی می باشد
الف : کوره های مقاومتی :
این کوره ها از المنت های فنری تشکیل شده است که در جداره کوره قرار دارند و که برای گرم کردن جداره کوره استفاده می شود که حداکثر دمای این المنت ها 1200 درجه می باشد که با توجه به دمای ذوب آلومینیم که حداکثر 820 درجه سانتیگراد است لذا عملا نیازی به درجه حرارت های بالا و زیاد در ذوب نیست
ب: کوره های القایی :
معمولا این کوره ها از نظر کیفیت ذوب به علت تماس نداشتن مذاب با عوامل احتراق مناسب می باشند و برای آلیاژ سازی مناسب هستند . در این کوره ها ترکیب شیمیایی مذاب یکنواخت تر بوده و سطح سرباره خوبی در ذوب ریزی ندارند . کنترل درجه حرارت ، کنترل ترکیب شیمیایی مذاب ، یکنواختی ترکیب شیمیایی و انحلال گاز کمتر همگی باعث افزایش کفیت مذاب در این کوره ها شده است .
+ نوشته شده توسط فرهاد در چهارشنبه بیست و دوم آبان 1387 و ساعت 13:8 |