۲-۱۹-۲- پارامتر های کلیدی طراحی

پارامترهای اصلی در طراحی پمپ های پریستالتیک، به قرار زیر است:

الف) مطابقت شیمیایی

سیال پمپ شونده فقط با جداره داخلی تیوب در تماس است. در این پمپ ها، هیچ گونه شیرآلات، اورینگی، آب بند و یا پکینگ استفاده نمی شود، بنابراین از بابت خرابی این گونه تجهیزات، هیچ نگرانی وجود ندارد. تنها نگرانی، در خصوص مطابقت شیمیایی متریال لوله انعطاف پذیر با سیال پمپ شونده است که در تمام پارامترهای طراحی و ابتدا به مسأله توجه شود.

تیوب، باید از مواد الاستومر باشد تا بعد از میلیونها سیکل فشاری در پمپ، بتواند سطح مقطع دایروی خود را حفظ نماید. این الزام، دامنه وسیعی از پلیمرهای غیر الاستومری را که مطابقت خوبی با محدوده وسیعی از سیالات شیمیایی دارند، حذف می کند. مراد مانند PTFE، پلیولفان، PVDF و مانند آن، اگر چه مطابقت خوبی با سیالات شیمیایی دارند اما در زمره پلیمرهای غیر الاستومر بوده و متریال مناسبی برای استفاده به عنوان کوله انعطاف پذیر پمپ های پریستالتیک نمی باشند. الاستومرهای متداول برای تیوب این پمپ ها، معمولا سیلیکون، EPDM ، PVC + پلی پروپیلن، پلی اورتان و نئوپرن است. از این گروه مواد، EPDM پلی پروپیلن، بهترین مقاومت خستگی و مقاومت شیمیایی را دارد. سیلیکون، برای سیالات پایه آب مانند صنایع دارویی متداول است، اما محدوده مطابقت شیمیایی کمی در صنایع دیگر دارد. تیوب های فلورو پلیمر اکسترود شده مانند FKM وینیل، فلورل و …) مطابقت خوبی با اسیدهای هیدروکربن ها و سوخت های فسیلی دارند اما مقاومت خستگی کمی داشته و استفاده از آنها در لوله های انعطاف پذیر، به خاطر عمر پایین آن در سیکل های کاری، غیر عملی می باشد.

به تازگی تحقیقات و آزمایشات مختلفی در زمینه فرآیندهای تولید لوله های انعطاف پذیر صورت گرفته است. دیدگاه های جدید، عموما در دو زمینه تیوب های لاینر شده و استفاده از فلوروالاستومرها در حال گسترش می باشد.

با تیوب های لاینر شده، جداره داخلی تیوب با لایه نازکی از مواد مقاوم مانند پلی الفین و PTFE پوشانده می شود، این لایه نازک، سطح تیوب را از تماس با سیال پمپ شونده مصون می دارد، این مواد لاینری، خاصیت الاستومتریک ندارند؛ بنابراین تمام سطح لوله انعطاف پذیر (در پمپهای پریستالتیک) را نمی توان با این مواد پوشش داد. این تیوب ها مقاومت شیمیایی و عمر کافی دارند تا در کاربردهای خوردگی شیمیایی استفاده شوند. در صورتی که ترک با حفره کوچکی در هنگام ساخت این تیوب در لاینر ایجاد شود،خوردگی ازآن قسمت گسترش یافته و به سرعت به تیوپ آسیب می رسد.در حالتی که در ساخت لاینر، از پلاستیک های خشک استفاده شود (مانند پلی الفینها)، ممکن است لاینر و تنش های خستگی، ترک موی بر داشته و خوردگی در آن ناحیه گسترش پایدر لابه لایه دن لاینر بر اثر تنش های فشاری تکراریه متداول ترین اتفاق در تیوب های لاینر شده است سه زنگ خطری می باشد برای پایان عمر تیوب، در مواقعی که مطابقت شیمیایی تیوب دارای اهمیت است، استفاده از تیوب های لایتر شده، راه حل خوبی خواهد بود.

در تیوب های فلورو الاستومر، خود ماده تیوب، مقاومت شیمیایی داشته و ولی الاستومره بیشترین مقاومت شیمیایی را نسبت به سایر الاستومرها دارد. در حال حاضر، تیوپ هاى لاینر شده و فلوروالاستومرها هزینه اولیه بالایی دارند. مصرف کنندگان تیز باید انتخاب درستی بین طول عمر و هزینه اولیه پمپ داشته باشند؛ که البته گاهی أوقات، مجبور می شوند از انواع دیگری از پمپها استفاده نمایند.

برای بررسی مطابقت شیمیایی متریال تیوب با سیال پمپ شونده و سایت های اینترنتی زیادی وجود دارد، که در زیر به دو سایت معتبر اشاره شده است.

توجه: ممکن است سازندگان این تیوب ها، جدول های ویژه ای برای مطابقت شیمیایی تیوب های ساخته شده با سیالات مختلف داشته باشند. این جدولها، تمامی سیالات را پوشش نمی دهند، و در صورتی که سیال مورد نظر، در جدول های طراحی شده توسط سازندگان وجود نداشته باشد، باید با آنها مشورت شود و تست های مخصوصی برای برآورد مقاومت شیمیایی تیوبها ترتیب داد.

نکته: با پیشرفت تکنولوژی تولید لوله های انعطاف پذیر که مقاومت شیمیایی بالایی دارند، این پمپ ها به تدریج جای بسیاری از پمپ های تزریق در صنایع شیمیایی را خواهند گرفت.

ب) انسداد

مینیمم فاصله بین غلطک و جداره داخلی هوزینگ پمپ، تعیین کننده ماکزیمم فشردگی وارد شده، به تیوب می باشد. این مقدار فشردگی، بر عملکرد پمپه و طول عمر آن تأثیر می گذارد، یعنی، فشردگی زیاد، سبب کاهش طول عمر تیوب می گردد و فشردگی کم، عملکرد پمپ را، به خصوص در فشارهای بالا، کاهش خواهد داد. بنابراین، مقدار فشردگی، یک پارامتر مهم در طراحی به شمار می رود.

واژه و انسداده برای اندازه گیری مقدار فشردگی به کار می رود. انسداد، معمولا با بر اساس درصدی از دو برابر ضخامت جداره بیان می شود، و با بر اساس مقدار خالص جداره، که فشرده شده است.

بنابراین برای یک پمپ داده شده، بحرانی ترین ابعاد تیوب، ضخامت دیواره میباشد. نکته قطر داخلی تیوب، پارامتر مهمی در تشخیص مناسب بودن تیوب برای پمپ نخواهد بود.

ج)دبی

دبی که یکی از خواسته های بسیار مهم مصرف کنندگان است، در پمپ های پریستالتیک، تابعی از فاکتورهای زیر می باشد:

• قطر داخلی تیوب (ID) : برای rpm داده شده، قطر داخلی تیوب، تابعی از دبی سب است؛ هر چقدر قطر بیشتر باشد، دبی پمپ بیشتر خواهد بود.
• طول تیوب: از نزدیکی ورودی تا نزدیکی خروجی است که با غلطک نیز درگیرمی باشد. هر چه این طول بیشتر باشد دبی پمپ بیشتر است
• سرعت دورانی rpm غلطک ها (سرعت دورانی پمپ): هر چه سرعت چرخش بیشتر باشد، دبی پمپ نیز بیشتر است. افزایش تعداد غلطکها، اگر چه پالس جریان را کاهش می دهد اما سبب افزایش دبی نخواهد شد. در مواقعی، حتی ممکن است با افزایش غلطکها، دبی کاهش یابد.

از نظر تئوری، دبی پمپ برابر است با حاصل ضرب مقدار حجمی، که در هر بار گردش روتور، از پمپ عبور می نماید: مقدار حجم (۷) نیز، برابر است با حاصل ضرب سطح مقطع داخلی تیوب در طول تیوب (.L) که بین غلطکها درگیر است.

د) فشار پمپ

از نظر تئوری، فشار پمپ های پریستالتیک مانند تمامی پمپ های جابجایی مثبت، تا بی نهایت افزایش می یابد، اما کیفیت تولید و مقاومت مواد به کار رفته در ساخت تیوب و سایر اجزا و همچنین توان موتور الکتریکی، محدود کننده حداکثر فشار خروجی پمپ می باشد.

نکته: معمولا برای جلوگیری از ایجاد فشارهای بالا، سیستم پمپاژی به شیرهای فشار شکن مجهز هستند.