أنواع ومبدأ عمل مضخة الطرد المركزي العمودية

يمكن لمضخة الطرد المركزي العمودية أن تقوم بتدوير المياه المبردة عبر المبنى، أو زيادة ضغط المياه في محطة المعالجة، أو رفع المياه من حوض عميق. قد تستخدم هذه الواجبات تصميمات مختلفة جدًا للمضخات، على الرغم من وصف الثلاثة جميعها بأنها "عمودية".

يشير المصطلح إلى اتجاه عمود المضخة. لا يخبرك، في حد ذاته، بعدد الدفاعات التي تحتوي عليها المضخة، أو مكان وجود المحرك، أو ما إذا كانت المضخة يمكنها التعامل مع المواد الصلبة.

إن فهم هذه الاختلافات يجعل من السهل اختيار المضخة التي تناسب التركيب، وتجنب المشكلات التي لن يحلها محرك أكبر.

A مضخة الطرد المركزي العموديةيستخدم واحدًا أو أكثر من الدفاعات الدوارة على عمود رأسي لنقل الطاقة إلى السائل. يقوم المحرك بتشغيل العمود، وتقوم المكونات الهيدروليكية بتوجيه السائل من المدخل إلى التفريغ.

يمكن أن يؤدي الترتيب الرأسي إلى تقليل مساحة الأرضية المطلوبة للتثبيت. وفي بعض التصميمات، يسمح أيضًا لعنصر الضخ بالبقاء تحت مستوى السائل بينما يظل الوصول إلى المحرك فوقه.

ومع ذلك، فإن المساحة الصغيرة لا تعني بالضرورة مساحة صيانة صغيرة. قد تتطلب إزالة المحرك وسحب العمود والوصول إلى المكونات الداخلية خلوصًا كبيرًا فوق المضخة.

عند المقارنةأنواع مضخات الطرد المركزي العمودية، تذكر أن الأسماء تصف ميزات مختلفة. يصف "مضمن" ترتيب الفوهة، ويصف "متعدد المراحل" عدد المراحل الهيدروليكية، ويصف "الحوض" ترتيب التثبيت. مضخة واحدة يمكن أن تناسب أكثر من وصف واحد.

1. المضخات المضمنة العمودية

تحتوي المضخة الخطية العمودية على وصلات شفط وتفريغ مرتبة على طول الخط المركزي للأنبوب نفسه، وعادةً ما يتم تركيب المحرك فوق الغلاف. يستخدم هذا التصميم بشكل شائع في أنظمة التدفئة وتكييف الهواء وتدوير المياه. المرجع: KSB، مضخة في الخط

تستخدم العديد من المضخات المضمنة العمودية دافعًا واحدًا. إن جاذبيتها العملية واضحة ومباشرة: فهي تتلاءم بشكل أنيق مع مسار الأنابيب وتشغل مساحة أرضية صغيرة نسبيًا.

تشمل التطبيقات النموذجية ما يلي:

• تداول الماء المبرد ومياه التسخين
• حلقات مياه التبريد
• بناء خدمات المياه
• النقل العام للمياه النظيفة

للتثبيت، تحقق من متطلبات الدعم الخاصة بالشركة المصنعة. لا يعني الترتيب المضمن تلقائيًا أن الأنابيب يمكنها حمل المضخة الكاملة ووزن المحرك. يمكن أن يؤدي إجهاد الأنابيب أيضًا إلى تشويه الغلاف أو التأثير على المحاذاة.

2. المضخات العمودية متعددة المراحل

تحتوي المضخة العمودية متعددة المراحل على عدة دافعات متصلة على التوالي على عمود واحد. يمر السائل خلال كل مرحلة على حدة، ويكتسب رأسًا إضافيًا أثناء تحركه نحو التفريغ.

الفرق المهم هو أن المراحل تضيف رأسًا. إن إضافة المراحل لا يؤدي إلى مضاعفة معدل التدفق بنفس الطريقة. المرجع: KSB، مضخة متعددة المراحل

تُستخدم هذه المضخات بشكل شائع لتعزيز الضغط، والتغذية بالتناضح العكسي، وأنظمة المياه الصناعية التي تتطلب ضغط تفريغ مرتفع نسبيًا.

على سبيل المثال، إذا طورت إحدى المراحل ما يقرب من 20 مترًا من الرأس عند تدفق معين، فقد توفر خمس مراحل مماثلة ما يقرب من 100 متر عند هذا التدفق. وهذا مثال؛ يجب التحقق من الواجب الفعلي مقابل منحنى المضخة.

تحتوي العديد من المضخات العمودية متعددة المراحل المدمجة على ممرات داخلية ضيقة مخصصة للسوائل النظيفة. ولا ينبغي افتراض أنها مناسبة للرمل أو الألياف أو المواد الصلبة الأخرى.

3. المضخات التوربينية العمودية

تعمل المضخة التوربينية العمودية التقليدية على وضع مجموعة الوعاء تحت مستوى السائل. يقوم المحرك الموجود فوق التثبيت بتحريك الدفاعات من خلال عمود رأسي، وينتقل الماء لأعلى عبر العمود إلى رأس التفريغ.

قد يحتوي تجميع الوعاء على مرحلة واحدة أو عدة مراحل، حسب المهمة المطلوبة. المرجع: جولدز، المضخات التوربينية العمودية

وتشمل التطبيقات النموذجية تناول المياه الخام، والري، وإمدادات مياه التبريد، وسحب المياه من الآبار أو الآبار الرطبة.

أدنى مستوى تشغيل للمياه مهم بقدر المستوى الطبيعي. يمكن أن يؤدي الغمر غير الكافي أو ظروف السحب السيئة إلى السماح بسحب الهواء والتشغيل غير المستقر. وبالتالي فإن إعداد الوعاء، وهندسة السحب، وترتيبات محمل العمود تحتاج إلى الاهتمام أثناء الاختيار.

4. المضخات الحوضية العمودية

تقوم المضخة الغاطسة العمودية بتعليق عنصر الضخ الخاص بها في خزان أو حفرة مع الحفاظ على محرك التشغيل فوق السائل.

اعتمادًا على التصميم الهيدروليكي والمواد، يمكن لهذا الترتيب أن يخدم السوائل النظيفة، أو سوائل العمليات الملوثة، أو السوائل التي تحتوي على مواد صلبة. يجب تأكيد القدرة على التعامل مع المواد الصلبة للنموذج المحدد. المرجع: سولزر، المضخات الحوضية العمودية

تُستخدم هذه المضخات في الصرف الصناعي وحفر التجميع وأحواض المعالجة.

نقطة الاختيار الرئيسية هي ترتيب دعم العمود. تستخدم بعض التصميمات محامل توجيهية مغمورة. يستخدم البعض الآخر عمودًا ناتئيًا بدون محامل مغمورة. ويؤثر هذا الاختلاف على عمق التركيب المسموح به، ومتطلبات الصيانة، وملاءمة السوائل الكاشطة.

العمل مضخة الطرد المركزي العموديةيتبع المبدأ نفس عملية نقل الطاقة مثل مضخات الطرد المركزي الأخرى. يؤدي تركيب العمود عموديًا إلى تغيير الترتيب الميكانيكي، لكن المكره لا يزال يوفر الطاقة التي تحرك السائل.

الخطوة 1: يصل السائل إلى مدخل المكره

يدخل السائل إلى وصلة الشفط أو المدخول المغمور ويتحرك نحو عين المكره.

يجب أن يتلقى المدخل إمدادات مستمرة من السائل. بالنسبة للمضخة التقليدية المثبتة على السطح، يجب ملء الغلاف وترتيب الشفط وتنفيسهما كما هو مطلوب قبل البدء. العمود الرأسي لا يجعل المضخة ذاتية التحضير.

بالنسبة لعنصر الضخ المغمور، يظل مستوى السائل الكافي ضروريًا للحفاظ على ظروف السحب المناسبة.

الخطوة 2: تقوم المكره بنقل الطاقة إلى السائل

يقوم المحرك بتدوير العمود والمكره. عندما يمر السائل عبر ممرات المكره، تزيد الشفرات الدوارة من طاقته.

في المكره النموذجي ذو التدفق الشعاعي، يدخل السائل بالقرب من المركز ويتحرك للخارج باتجاه محيط المكره. يرتفع الضغط داخل المكره أيضًا؛ ولا يتم إنتاجه إلا بعد خروج السائل من الشفرات.

الخطوة 3: الغلاف أو الناشر يستعيد الضغط

يدخل السائل الذي يغادر المكره إلى غلاف حلزوني أو ناشر. تجمع هذه الممرات الثابتة التدفق وتوجهه، وتحول جزءًا من طاقة سرعته إلى طاقة ضغط. المرجع: ASHRAE، مضخات الطرد المركزي

في المضخة العمودية متعددة المراحل، تقوم ممرات العودة بتوجيه السائل نحو المكره التالي، حيث يتلقى المزيد من الطاقة.

الخطوة 4: تدفق السائل إلى النظام

يخرج السائل من خلال وصلة التفريغ ويتحرك عبر الأنابيب المتصلة.

يعتمد التدفق الفعلي على التفاعل بين منحنى المضخة ومقاومة النظام. يمكن أن يؤدي تغيير موضع الصمام أو مقاومة الأنبوب أو سرعة المضخة إلى تغيير نقطة التشغيل. وبالتالي فإن مضخة الطرد المركزي لا توفر تدفقًا ثابتًا واحدًا تحت كل ظروف التشغيل.

ابدأ بشروط الواجب، ثم اختر الترتيب.

التدفق المطلوب والرأس الإجمالي

حدد معدل التدفق المطلوب والرأس الديناميكي الإجمالي عند هذا التدفق. قم بتضمين فروق الارتفاع، واحتكاك الأنابيب، وفقدان المعدات، وأي فرق ضغط مطلوب بين حدود النظام.

بالنسبة لحلقة التدوير المغلقة المملوءة بالكامل، لا يتم ببساطة إضافة ارتفاع المبنى إلى رأس التدوير. تتغلب المضخة بشكل أساسي على مقاومة الدائرة، بينما تتم معالجة ضغط ملء النظام بشكل منفصل.

خصائص السائل

تأكد من درجة حرارة السائل والكثافة واللزوجة والتركيب الكيميائي ومحتوى المواد الصلبة.

تؤثر هذه الخصائص على الأداء الهيدروليكي، وقوة المحرك، والمواد، والأختام، واختيار المحامل. قد تكون المضخة التي تعمل بشكل جيد في المياه النظيفة غير مناسبة لنفس التدفق وتتعامل مع سائل كاشط أو لزج.

شروط الشفط

تحقق من ضغط المدخل أو الحد الأدنى لمستوى السائل، وفقدان خط الشفط، ودرجة حرارة السائل. يجب أن يتجاوز رأس الشفط الإيجابي الصافي المتوفر متطلبات المضخة بهامش مناسب.

لا يمكن للمحرك الأكبر تصحيح ظروف الشفط غير الكافية.

الوصول إلى الصيانة

اترك مساحة للعمل الذي ستحتاجه المضخة في النهاية. تحقق مما إذا كان يجب رفع المحرك أو الختم أو المجموعة الدوارة أو العمود الكامل أثناء الخدمة.

وهذا مهم بشكل خاص عندما يتم اختيار وحدة طرد مركزي عمودية لتناسب غرفة النبات الضيقة.

قد تناسب المضخة المضمنة حلقة التدوير، في حين أن المضخة العمودية متعددة المراحل قد تناسب بشكل أفضل إمدادات المياه ذات الضغط العالي. قد تتطلب المياه المسحوبة من بئر عميق رطب ترتيبًا رأسيًا للتوربينات. قد تتطلب حفرة تجميع العمليات مضخة مستنقعية مصممة خصيصًا لهذا الغرض.

قبل طلب عرض الأسعار، قم بإعداد التدفق المطلوب والرأس الإجمالي وتفاصيل السائل والحد الأدنى لضغط المدخل أو مستوى السائل وإمدادات الطاقة وأبعاد التثبيت. ومن خلال هذه المعلومات، يمكن للمورد تقييم منحنى المضخة والبناء مقابل العمل الفعلي.