پمپ رفت و برگشتی Reciprocating Pump
در پمپ رفت و برگشتی Reciprocating Pump قسمت متحرک در یک فاصله معین به سمت عقب و جلو رفت و آمد می‌کند به همین خاطر پمپ را رفت و برگشتی می‌نامند. در این حالت انتقال سیال بصورت تناوبی انجام می‌گیرد. پمپ رفت و برگشتی Reciprocating Pump مرز متحرکی داشته که سیال را به اجبار از طریق تغيير حجم انتقال می‌دهند. در آنها یک محفظه خالی باز شده و سیال از طریق قسمت ورودی مکیده می‌شود، سپس محفظه بسته شده و سیال با فشرده شدن از قسمت خروجی خارج می‌گردد.
پمپ رفت و برگشتی Reciprocating Pump دارای جریان غیر یکنواخت می‌باشند. همچنین ظرفیت آنها کم است و برای حجم پایین مناسب هستند اما فشار سیال را بخوبی بالا می‌برند. از آنها می‌توان برای انتقال هر نوع سیال با هر ویسکوزیته‌ای استفاده کرد. در شکل زیر یک روش کار پمپ رفت و برگشتی Reciprocating Pump را مشاهده می کنید.
پمپ رفت و برگشتی Reciprocating Pump نیاز به هواگیری (Priming) ندارند و اگر محفظه جابجایی از هوا پر شده باشد، پمپ می‌تواند مایع را از زیر به داخل بمکد.
عملکرد جابجایی مثبت در این پمپها باعث می‌شود که سرعت تخلیه آنها با سرعت محور موتور رابطه مستقیم داشته باشد. لذا برای کنترل و تنظیم سرعت تخلیه می‌بایست از موتور با سرعت متغیر استفاده کرد. برخی از پمپها بشکلی طراحی می‌شوند که در آنها بدون اینکه دور موتور تغییر داده شود، تخلیه را می‌توان با وسیله‌ای که موجب تغییر سرعت می‌شود تنظیم نمود. عملکرد پمپ رفت و برگشتی Reciprocating Pump مطابق تصویر متحرک زیر است.
پمپ رفت و برگشتی Reciprocating Pump را زمانی که شیر خروجی پمپ بسته است نباید راه اندازی نمود زیرا بر روی قطعات پمپ فشار وارد شده و ممکن است که منجر به سوختن الکتروموتور، از کار افتادن پمپ، ترکیدن محفظه، لوله‌ها و سایر معایب دیگر شود.
انواع پمپ رفت و برگشتی Reciprocating Pump
· پمپ پیستونی (Piston Pump)
· پمپ پلانجری (Plunger Pump)
· پمپ دیافراگمی (Diaphragm Pump)
پمپ پیستونی که از انواع پمپ رفت و برگشتی Reciprocating Pump می باشد را می‌توان به عنوان پمپی تعریف نمود که براساس حرکت رفت و برگشتی در امتداد یک خط راست عمل می‌کند. این نوع پمپها در طرح‌ها و اندازه‌های مختلف ساخته شده و در بسیاری موارد از آنها استفاده می‌شود، بر حسب احتياج می‌توان این پمپها را به طریقی ساخت که فشار زیاد بوجود آورند و یا اینکه فقط عمل انتقال مایعات را بدون ایجاد فشار انجام دهند.
در پمپ رفت و برگشتی Reciprocating Pump حرکت چرخشی میل لنگ تبدیل به حرکت رفت و آمدی پیستون در یک سیلندر می‌شود. با عقب رفتن پیستون در سیلندر، مکش ایجاد می‌شود و در نتیجه مایع از طریق یک شیر ورودی به سیلندر وارد می‌شود. با حرکت پیستون به طرف جلو دریچه ورودی بسته و مایع از طریق شیر خروجی به خارج هدایت می‌گردد. به همین خاطر در این نوع پمپ رفت و برگشتی Reciprocating Pump انتقال انرژی به سیال بصورت متناوب انجام می‌گیرد.
این پمپ تشکیل شده است از سیلندر، پیستون، سر سیلندر، دسته پیستون، رینگ پیستون، کاسه نمد و شیر ورودی و شیر خروجی. سیلندر باید به نحوی آب بندی شده باشد که مایع نتواند به خارج نشت نماید. هر حرکت رفت پیستون را یک ضربه و مسافتی را که پیستون طی می‌کند را طول ضربه می‌نامند. شیرهای ورودی و خروجی از نوع شیر یک طرفه بوده و طوری ساخته شده اند که در مراحل رفت و آمد پیستون، از ورود مایع داخل سیلندر به قسمت کم فشار و بالعکس جلوگیری کنند. بنابراین شیرهای یک طرفه مخالف یکدیگر عمل می‌کنند. هنگامی که شیر ورودی باز است، شیر خروجی بسته و برعکس آن هنگامی که شیر خروجی باز است شیر ورودی بسته می‌باشد.
پمپهای پیستونی که از انواع پمپ رفت و برگشتی Reciprocating Pump می باشد در انواع، یک طرفه و دو طرفه و نوع انگشتی پیستون محیطی و پیستون محوری (پمپهای پلانجری) وجود دارند.
در پمپ نوع یک طرفه همانطور که قبلا اشاره شد با حرکت پیستون به عقب در سیلندر، شیر ورودی باز و مایع وارد سیلندر می‌شود و سپس با حرکت پیستون به سمت جلو شیر ورودی بسته و مایع فشرده شده و توسط شیر خروجی خارج می‌گردد.
در پمپ نوع دو طرفه، مایع همزمان از یک طرف مکیده شده و از طرف دیگر تخلیه می‌شود. این عمل باعث می‌شود که ظرفیت پمپ دو برابر شود و سیال بطور دائم و یکنواخت از دهانه خروجی پمپ خارج گردد. در تصویر متحرک زیر میتوانید عملکرد یک پمپ رفت و برگشتی Reciprocating Pump را مشاهده کنید.
پمپ پلانجری که از انواع پمپ رفت و برگشتی Reciprocating Pump می باشد عملکردی مشابه با پمپهای پیستونی دارند با این تفاوت که در آنها بجای پیستون، پلانجر در داخل سیلندر رفت و آمد می‌کند. در این پمپها از سه، پنج، هفت تا نه عدد پلانجر استفاده می‌شود. پلانجرها ممکن است روی پوسته بصورت‌های خطی، دایره‌ای (محوری، شعاعی) ردیف شده باشند. پمپهای پلانجری در هیدرولیک استفاده بیشتری دارند و به انواع مختلفی نظیر، نوع محوری با صفحه مایل و نوع محوری خمیده تقسیم بندی می‌شوند و جهت فشارهای بالا بکار گرفته می‌شوند.
فرق میان پیستون و پلانجر در این است که، طول پیستون از طول ضربه کمتر است به عبارت دیگر طول پیستون کوتاه تر از مسافتی است که پیستون درون سیلندر طی می‌نماید، در حالی که طول پلانجر از طول ضربه بیشتر است و یا به عبارت دیگر طول پلانجر بیشتر از طول مسافت طی شده توسط آن می‌باشد. همچنین پیستون از سیلندر بیرون نمی‌آید ولی پلانجر از سیلندر بیرون می‌آید. از طرفی در پمپهای پیستونی، رینگ پیستون و درز بند که جهت آب بندی پیستون و سیلندر استفاده شده اند روی بدنه پیستون قرار دارند و همراه آن حرکت می‌کنند، اما در پمپهای پلانجری درز بند روی سیلندر قرار دارد و ثابت است.
در پمپهای دیافراگمی از یک دیافراگم لاستیکی و انعطاف پذیر استفاده می‌شود. به موجب این طرح، حرکت پیستون که داخل سیلندر با اصطکاک و فرسایش همراه است حذف می‌شود و در نتیجه از پمپهای دیافراگمی می‌توان برای انتقال سیالات حاوی ذرات خشن استفاده نمود. اما بدلیل اینکه دیافراگم فشار نسبتا کمی را می‌تواند تحمل کند از پمپهای دیافراگمی برای فشارهای پایین استفاده می‌شود. دیافراگم توسط پلانجر که دارای حرکت رفت و برگشتی است، و بواسطه سیال هیدرولیک که عامل نیروی خارجی به دیافراگم می‌باشد، حرکت داده می‌شود.
در ورودی و خروجی این پمپها نیز از شیر یک طرفه استفاده می‌شود که کار آنها کاملا مخالف و برعکس یکدیگر می‌باشد. از این پمپها برای حجم زیاد نمی‌توان استفاده نمود همچنین برای شستشوی آنها نباید از بنزین استفاده کرد.
مشخصات پمپ رفت و برگشتی Reciprocating Pump
• دارای بهترین راندمان برای حجم کم و فشار خروجی بالا
• دارای جریان خروجی غیر یکنواخت
• دارای سرعت کم
• دارای ظرفیت کم، حداکثر تا حدود ۲۰۰ متر مکعب در ساعت
• گران بودن نسبت به پمپهای گریز از مرکز
• دارای راندمان بالا در صورت سرویس مرتب
چون در پمپ رفت و برگشتی Reciprocating Pump جابجا شدن مایع به طور متناوب انجام می‌گیرد لذا حرکت مایع در لوله خروجی به صورت حرکت نبضی خواهد بود. حرکت نبضی به لوله خروجی و حتی دستگاه‌های دیگری که در سر راه هستند، ضرباتی وارد می‌نماید. بنابراین باید تدبیری بکار برد که بتوان شدت ضربه ناشی از متناوب بودن جریان را کاهش داد. یکی از راه‌های کم کردن شدت ضربه، بکار بردن مخزن پر از هوا در سر راه خروجی پمپهای رفت و برگشتی است. در حرکت رفت پیستون و یا خروج مایع از پمپ، مقداری از مایع که تحت فشار است هوای مخزن را فشرده و به مخزن وارد می‌شود. در حرکت برگشت پیستون فشار مایع پایین می‌آید و هوای فشرده داخل مخزن، مقدار مایعی را که در حرکت رفت وارد مخزن شده بود به خارج می‌فرستد. در نتیجه مایع وارد لوله خروجی می‌شود و بدین وسیله از شدت ضربه ناشی از حرکت نبضی کاسته می‌شود.
مسئله مهم در بکار بردن مخزن هوا این است که امکان دارد هوای موجود در مخزن به مرور جذب مایع شده و از میزان آن کاسته شود. اگر این عمل همچنان ادامه یابد بدون اینکه هوای از دست رفته تأمین شود مخزن از هوا خالی شده و پر از آب می‌گردد و دیگر کار خود را انجام نخواهد داد. برای تأمین هوا بهتر است که در قسمت بالای مخزن یک شیر یک طرفه کار گذاشت.
یکی دیگر از راه‌های کم کردن شدت ضربه استفاده از پمپ رفت و برگشتی Reciprocating Pump دو طرفه (دو ضربه‌ای) می‌باشد. پمپهای دو طرفه دارای شدت ضربه کم، ظرفیت دو برابر و جریان تقریبا یکنواخت در خروجی هستند، و به همین خاطر بیشتر از پمپهای یک طرفه (یک ضربه‌ای) بکار گرفته می‌شوند.
