پمپ آب دنده ای خارجی

دنده ای خارجی

نمودار1: اجزای تشکیل دهنده ی پمپ آب و نحوه ی عملکرد آن را نشان می دهد.

 

پمپ آب دنده ای خارجی یک نوع پمپ آب جایگزین مثبت است که معمولا برای جابجایی و اندازه گیری مایعات استفاده می شود. علت نامگذاری این پمپ آب این است که این پمپ دو دنده ی کنار هم یا بیرونی دارد و همین ویژگی، آن را از پمپ آب دنده ای داخلی متمایز می کند. پمپ آب دنده ای داخلی یک دنده دارد که درون دنده ی دیگری قرار داده شده است. پمپ آب دنده ای خارجی یک دستگاه کاربردی با تلورانس بالاست و قادر به کار در مقابل فشارهای دیفرانسیلی بالا می باشد.

نحوه ی کارکرد پمپ آب دنده ای در نمودار 1 نشان داده شده است. یک چرخ دنده ی محرک که با یک موتور حرکت می کند، چرخ دنده ی دیگر را در جهت مخالف می چرخاند. وقتی دنده ها می چرخند، مایعی که در دندانه های دنده قرار دارد میان محفظه و فضای بیرون دنده حرکت می کند و از قسمت ورودی پمپ به قسمت خروجی انتقال می یابد. شایان ذکر است که مایع پمپاژ شده اطراف دنده ها حرکت می کند و نه در میان آنها. چرخش دنده ها تا زمان تحویل دادن حجمی از مایع مکیده شده (قسمت ورودی) تا تخلیه (قسمت خروجی) تقریبا بدون هیچ نوسانی ادامه می یابد.

ساییده شدن دنده ها با هم سبب راندن مایع به بیرون از پمپ و تخلیه ی پمپاژ می شود.

تصویر 1 همچنین جهت چرخش چرخ دنده، جهت جریان پمپ را نشان می دهد و همچنین مشخص می کند کدام قسمت پمپ، ورودی و کدام قسمت خروجی آن است. اگر جهت چرخش پمپ و به تبع آن جهت  چرخش چرخ دنده برعکس شود، جهت جریان پمپ نیز برعکس خواهد شد. این ویژگی جریان دو طرفه یکی از چندین مزیت پمپ آب دنده ای می باشد.

مزیت مهم دیگر پمپ آب دنده ای خارجی،  قابلیت خود محرکی آن است. پمپ آب دنده ای قادر است خودمحرک باشد زیرا چرخ دنده ها، هوا را به داخل خط مکش می فرستند. این یک خلا جزئی ایجاد می کند که اجازه می دهد فشار اتمسفری به مایع فشار آورده و آن را به ورودی پمپ آب بفرستد. این قابلیت پمپ آب دنده ای، هنگامی که نیاز به قرار دادن پمپ آب بالای سطح مایع است و مایع باید به پمپ آب لیفت شود، گزینه ی بسیار خوبی است. از آنجایی که پمپ آب دنده ای نمی تواند خلا کاملی ایجاد نماید کل لیفت نباید بیشتر از حدود نصف فشار اتمسفری باشد.

منافذ تنگ اجزای تشکیل دهنده ی داخل پمپ دنده ای، آن را قادر می سازد تا به طور موثری مایع را در مقابل فشار بالا پمپاژ کند. مایعات با ویسکوزیته (غلظت)  پایین مانند الکل ها و سایر حلال ها قابلیت بیشتری دارند که از قسمت فشار بالای تخلیه ی پمپ گرفته تا قسمت فشار پایین مکش پمپ از بین این منافذ تنگ سر بخورند. این سر خوردن موجب کاهش سرعت جریان مایع شده و پمپاژ به میزان لازم انجام می شود. سرخوردن به میزان فشار دیفرانسیلی، ویسکوزیته (غلظت) مایع پمپاژ شده و منافذ به کار رفته در داخل پمپ موردنظر بستگی دارد. سر خوردن با کاهش ویسکوزیته (غلظت)، افزایش فشار دیفرانسیلی و افزایش روزنه های محفظه ی پمپ افزایش می یابد و معمولا به عنوان درصد قابل توجهی از جریان مایع اندازه گیری می شود. برای مایعات با ویسکوزیته (غلظت)  بیشتر از حدود 50 تا 100 cp (بسته به نوع پمپ)، سرخوردن کمتر است اما همچنان به فشار دیفرانسیلی بستگی دارد. این روند در نمودار 2 نشان داده شده است که محنحنی عملکرد پمپ آب دنده ای معمولی را در مایعاتی رقیق (مانند آب با ویسکوزیته (غلظت) حدود 1cp در اتاقک دما) با پمپ آب دنده ای در مایعاتی با ویسکوزیته (غلظت)  متوسط (مانند برخی از روغن ها با ویسکوزیته ی 100cp)  مقایسه می کند.

منحنی پمپ آب دنده ای

نمودار2: منحنی پمپ آب دنده ای معمولی سر خوردن را یک عامل ویسکوزیته و فشار دیفرانسیلی نشان می دهد.

جریان مایع بر خلاف منحنی فشار در مایعات رقیق، شیب بیشتری دارد که اهمیت کاهش سرعت جریان را به همراه افزایش فشار دیفرانسیلی نشان می دهد.

تلورانس بسته و منافذ تنگ داخل پمپ آب دنده ای همچنین پمپاژ مایعاتی را که حاوی مواد ساینده هستند محدود می کند. این به این خاطر است که مواد ساینده می توانند راه خود را از بین این منافذ تنگ پیدا کرده و از آن رد شوند و باعث تسریع در گرفتگی منافذ شوند و این به سرعت عملکرد پمپ را پایین می آورد. چگونگی و سرعت گرفتگی منافذ بستگی به جنس، اندازه، تراکم مواد و سرعت پمپاژ دارد. سرعت گرفتگی همچنین در پمپاژ مایعات رقیق متفاوت است زیرا قابلیت روان سازی ضغیف تری دارند و به همین دلیل برای انتخاب مواد تشکیل دهنده ی داخل پمپ باید دقت بیشتری شود. مواد خاصی برای افزایش روان سازی موجود است که در پمپاژ مایعات بسیار رقیق و یا مایعاتی که حاوی مواد ساینده هستند مقاوم هستند.