۲-۱۳-۲- طراحی پایه

برای طراحی پایه، باید موارد پنج گانه زیر را در نظر گرفت:

الف) مجموعه استاتور

مجموعه استاتور یک موتور پمپ محصور، مطابق شکل ۱۶۹، شامل: یک مجموعه سیم پیچ تک یا سه فاز (A) است ورقه های استاتور(B) از جنس فولاد با سیلیکون پایین هستند. ورقه ها و سیم پیچها داخل باند استوانه ای استاتور (C) گذاشته می شوند. حلقه های انتهایی E و D به باند استاتور جوش داده میشوند.

آستر استاتور (F) در قطر خارجی به ورقه های استاتور تکیه دارد و به کمک آنها تقویت می شود.

بوش های پشتیبانی (G)، برای تقویت تاحیه هایی از آستر استاتور که به وسیله ورقه های استاتور تقویت نمی شوند، به کار می روند. در عمل، آستر استاتور یک قوطی استوانه ای است که داخل محفظه استاتور قرار گرفته و به حلقه های انتهایی عقب و جلو جوش سر ترمینال های مربی (H)، به وسیله رابط سربی (I) نصب شده روی پوسته استاتور، از سیم پیچ بیرون آورده شده و به یک جعبه ترمینال استاندارد می روند. این مسیر، زیر فشار، نشت بندی خواهد شد؛ این نوع موتور پمپها برای کاربردهای ویژه با منحصر به فرد طراحی و ساخته شده یا برای قطعات موتورهای رایج، بهینه سازی می شوند. مجموعه ای از انواع عایق موتور برای محدوده دمایی از ۲۵۰ تا ۱۳۰ درجه سانتی گراد قابل استفاده است. در کاربردهای ضد انفجار، تمام مجموعه موتور پمپ، باید آزمایش و تایید شود، زیرا موتور و پمپ در مجموع، یک واحد را تشکیل می دهند. پمپ های ضد انفجار، در دو گروه ضد انفجاری ساخته می شوند:

  • کلاس یک، گروه D، بخش یک
  • کلاس یک، گروه D و E، بخش یک

توجه: استفاده از کنترل دور برای تنظیم سرعت موتور پمپ های محصور، غیر معمول نیست.

ب) مجموعه روتور

مجموعه روتور، شامل یک روتور القایی نفس سنجابی است که برای استفاده در موتور پمپ های محصور، ساخنه و ماشینکاری می شود. مطابق شکل ۱۷۰، روتور شامل محور ماشینکاری شده مقاوم در برابر خوردگی (A) هسته ورقه ای (B) با میله های مسی یا آلومینیومی و رینگ های انتهایی در پوش های انتهایی مقاوم در برابر خوردگی (C) محفظه مقاوم در برابر خوردگی (D) است.

برای اتصال پروانه به محور موتور (E)، از روش های مختلفی استفاده می شود درپوش های انتهایی روتور به شفت و محفظه روتور، که بیرون روتور را احاطه می کند، جوش داده می شوند، بدین ترتیب، هسته روتور از تماس با سیال محافظت خواهد شد برخی سازندگان، استفاده از بوش های محور (F) و سطح های تحمل نیروی محوری (G) را برای عمر طولانی تر و نگه داری راحت تر پیشنهاد می کنند.

ج) یاتاقانها

موتور پمپ های محصور، فقط به دو یاتاقان نیاز دارند. این یاتاقانها، به طور معمول، به کمک سیال پمپ شونده، روانکاری و خنک می شوند؛ بنابراین باید با سیال فرآینده سازگار باشند. مواد گوناگون مانند گروههای مختلف کربن گرافیست، سیلیکون کارباید،اکسید آلومینیوم و خیلی از پلیمرها برای این منظور قابل استفاده هستند. انتخاب نوع یاتاقان ها به عواملی مانند سازگاری آن با سیال فرآیند، میزان جامدات داخل سیال و دمای پمپاژ بستگی دارد.

یاتاقان های هیدرودینامیک، متداول ترین نوع یاتاقان مورد استفاده در این پمپ ها هستند. یاتاقان، هم می تواند ثابت باشد و هم با مجموعه روتور بچرخد. در هر دو حالت، سال از میان یاتاقان و ژورنال محور می گذرد، که باعث می شود مجموعه چرخان، روی لایه نازک مایع بچرخد نه روی ژورنال و یاتاقان. بیشتر یاتاقانها برای افزایش جریان مانع فرآیند از روی سطوح ژورنال، شیارهایی مارپیچ در قطر داخلی دارند تا دمای یاتاقانها را کاهش دهند.

د) لقی های داخلی

تعیین فاصله مناسب بین سیم پیچ استاتور و آرمیچر روتور، مهم ترین مسأله در طراحی و کارکرد پمپ است. هرچه فاصله میان آهن سیم پیچ استاتور و آرمیچر روتور بیشتر باشد، راندمان موتور کمتر خواهد شد. جنس آستر استاتور و بوش روتور نیز بر راندمان موتور موثر است. فولاد ضدزنگ و هاستلوی، متداول ترین موادی هستند که برای آستر استاتور و بوش روتور استفاده می شوند. اگرچه فولاد ضدزنگ ارزان تر است، ولی هاستلروی C مقاومت خوردگی بالاتری داشته، ماده قوی تری است و تلفات الکتریکی کمتری دارد. اهمیت بازدهی موتور در موتور پمپ های محصور، فقط به دلیل هزینه انرژی نیست، بلکه میزان حرارت وارد بر سیال بازچرخش نیز بسیار مهم است. ضخامت آستر استاتور (یک جزء خیس و مرز فشار) بین ۰۱۰/۰ تا ۰۴۰/۰  اینچ است برای کاربردهای با فشار بالا، ضخامت آستر افزایش نمی یابد، اما قطر بیرونی آن به وسیله ورقه های استاتور و بوش های پشتیبانی که در دو طرف موتور قرار دارند، تقویت می شود. موتور پمپ های محصور، ضخامت آستری ۰۱۵/۰ اینچ داشته و بوش های پشتیبانی قوی برای تحمل فشارهای کاری تا ۳۴۵ بار طراحی شده اند. آرمیچر روتور (یک جزء خیس) نیز به وسیله بوش و در پوشش انتهایی، در برابر سیال فرآیندی نگه داری می شود. ضخامت بوش روتور از ۰۱۰/۰ تا  ۲۵/۰ اینچ متغیر است. هنگام کار، فاصله مجاز شعاعی میان آرمیچر موتور چرخان و آستر استاتور ثابت، نزدیک به ۰۲۰/۰  اینچ است. فاصله مجاز لقی قطری، با توجه به طراحی سازنده می تواند بین  ۰۴۰/۰ تا ۰۷۵/۰ اینچ یا بیشتر باشد.

ه) پوسته بسته ثانویه

موتور پمپ های محصور، از نظر ایمنی، نسبت به دیگر انواع پمپ بر تری دارند. در صورت خرابی پوسته بسته اولیه ( آستر استاتور)، باند خارجی استاتور به یک مخزن تبدیل شده و از ورود سیال فرآیند به محیط جلو گیری می کند. باند بیرونی استاتور به اندازه کافی از قطعه های چرخان فاصله دارد تا مانع از تماس استاتور با این قطعه ها شود. زمانی که به پوسته بسته ثانویه نیاز باشد، مجموعه باند. استاتور باید با همان فشار و دمای پمپ طراحی و آزمایش شود.

دیدگاهتان را بنویسید