Endüstriyel sıvı aktarımı için piston ve dişli pompalarını karşılaştırmak

Endüstriyel uygulamalarda, akışkan transferi, basit su sirkülasyonundan karmaşık kimyasal reaksiyonlara kadar çeşitli operasyonları kapsayan kritik bir süreçtir. Akışkan transfer pompalarının, temel ekipmanlar olarak seçimi, doğrudan üretim verimliliğini, operasyonel maliyetleri ve sistem kararlılığını etkiler. Çok sayıda pompa seçeneği ile karşı karşıya kalan mühendisler, genellikle önemli bir kararla karşı karşıya kalırlar: yüksek güçlü piston pompasını mı yoksa kompakt dişli pompasını mı tercih etmeliler? Kötü bir seçim, verimsizliğe, artan bakım maliyetlerine ve hatta tüm üretim hatlarında aksamalara yol açabilir. Bu nedenle, piston ve dişli pompaların özellikleri, avantajları, dezavantajları ve uygun uygulamaları hakkında kapsamlı bir anlayış, bilinçli kararlar vermek için esastır.

Akışkan transfer pompası, sıvıları hareket ettirmek için tasarlanmış mekanik bir cihazdır. Akışkana enerji vererek, direnci aşar ve sıvının düşükten yükseğe veya düşük basınçtan yüksek basınç bölgelerine akmasını sağlar.

Çalışma prensiplerine göre, akışkan transfer pompaları aşağıdakiler dahil olmak üzere çeşitli tiplere ayrılabilir:

• Pozitif Yer Değiştirmeli Pompalar: Pistonlu pompalar, dişli pompalar, vidalı pompalar ve diyafram pompalar gibi, sıvıları transfer etmek için hazne hacmindeki değişiklikleri kullanır.
• Dinamik Pompalar: Santrifüj pompalar, eksenel akışlı pompalar ve karışık akışlı pompalar dahil olmak üzere, sıvılara santrifüj kuvvet uygulamak için dönen pervaneler kullanır.
• Diğer Tipler: Jet pompalar ve elektromanyetik pompalar gibi.

Bir akışkan transfer pompası seçerken, aşağıdaki parametreler dikkate alınmalıdır:

• Akış Hızı (Q): Birim zamanda transfer edilen sıvı hacmi, genellikle saatte metreküp (m³/sa) veya dakikada litre (L/dak) cinsinden ölçülür.
• Basınç (H): Pompanın sıvı direncini aşma yeteneği, genellikle metre (m) veya paskal (Pa) cinsinden ifade edilir.
• Güç (P): Pompanın gerektirdiği giriş gücü, kilowatt (kW) cinsinden ölçülür.
• Verimlilik (η): Çıkış gücünün giriş gücüne oranı, pompanın enerji kullanımını yansıtır.
• Çalışma Basıncı (p): Pompanın çalışma sırasında dayanabileceği basınç, genellikle megapaskal (MPa) cinsinden ifade edilir.
• Ortam Özellikleri: Akışkan viskozitesi, yoğunluğu, sıcaklığı, aşındırıcılığı ve aşındırıcılığı.

Piston pompalar, ayrıca pistonlu veya resiprokatif pompalar olarak da bilinir, sıvıları transfer etmek için silindirler içindeki pistonların gidip gelme hareketini kullanan pozitif yer değiştirmeli pompalardır. Olağanüstü yüksek basınç performansı ile tanınırlar ve yüksek basınçlı temizleme, kimyasal enjeksiyon ve petrol ve gaz çıkarma gibi uygulamalarda hakimdirler.

Bir piston pompasının temel mekanizması, pistonun gidip gelme hareketinde yatar. Piston ileri doğru hareket ettikçe, silindirde bir vakum oluşur ve bu da giriş valfi aracılığıyla sıvıyı çeker. Piston geri çekildiğinde, giriş valfi kapanır, çıkış valfi açılır ve sıvı zorla boşaltılır. Bu gidip gelme hareketi, sürekli sıvı transferini sağlar.

Bu süreç dört aşamaya ayrılabilir:

• Emme Vuruşu: Piston geriye doğru hareket eder, silindir hacmini artırır ve basıncı düşürür, bu da sıvının giriş valfinden girmesini sağlar.
• Sıkıştırma Vuruşu: Piston ileri doğru hareket eder, silindir hacmini azaltır ve basıncı artırır, her iki valfi de kapatır.
• Boşaltma Vuruşu: Piston ileri doğru hareket etmeye devam eder, basıncı daha da artırır ve çıkış basıncını aşarak çıkış valfini açar ve sıvıyı dışarı atar.
• Sıfırlama Vuruşu: Piston geriye doğru hareket eder, basıncı düşürür ve çıkış valfini kapatır, bir sonraki emme vuruşuna hazırlanır.

Piston sayısına ve düzenlemesine göre, piston pompalar aşağıdakilere göre sınıflandırılabilir:

• Tek Silindirli Piston Pompalar: Basit tasarım ancak önemli akış dalgalanması.
• Çift Silindirli Piston Pompalar: Azaltılmış akış dalgalanması, yaygın olarak kullanılır.
• Üçlü Piston Pompalar: Minimum akış dalgalanması, kararlı akış gerektiren uygulamalar için idealdir.
• Çok Silindirli Piston Pompalar: Büyük ölçekli endüstriyel uygulamalarda kullanılır.
• Radyal Piston Pompalar: Yüksek basınç senaryoları için kompakt tasarım.
• Eksenel Piston Pompalar: Orta ila yüksek basınç uygulamaları için basit yapı.

• Yüksek Basınç Kapasitesi: Yüksek basınçlı ortamlarda mükemmeldir.
• Hassas Akış Kontrolü: Kararlı ve doğru akış hızları sunar.
• Geniş Uygulanabilirlik: Değişen viskozite, aşındırıcılık ve aşındırıcılığa sahip sıvıları işleyebilir.
• Güçlü Kendinden Emiş: Bazı modeller sıvıları düşük konumlardan çekebilir.

• Yüksek Bakım: Karmaşık yapı düzenli bakım gerektirir.
• Gürültü: Özellikle yüksek basınç altında gürültülü olabilir.
• Maliyet: Yüksek basınçlı, yüksek akışlı modeller için özellikle daha yüksek üretim maliyetleri.
• Akış Sınırlamaları: Genellikle dişli pompalara kıyasla daha düşük akış hızları.
• Dalgalanma: Çıkış akışı dalgalanma gösterir ve hafifletme önlemleri gerektirir.

Piston pompalar yaygın olarak şunlarda kullanılır:

• Yüksek Basınçlı Temizlik: Araç, bina ve ekipman temizliği.
• Kimyasal Enjeksiyon: Su arıtma, kimyasal üretim.
• Petrol ve Gaz Çıkarma: Geliştirilmiş geri kazanım işlemleri.
• Hidrolik Sistemler: Hidrolik makineleri çalıştırma.
• Gıda İşleme: Gıda bulamaçları, meyve sularının transferi.
• İlaçlar: Tıbbi sıvıların işlenmesi.

Sıvıları transfer etmek için birbirine geçen dişlileri kullanan dişli pompalar, basitlikleri, yüksek akış hızları ve düşük bakımları ile değerlidir. Genellikle yakıt transferinde, yağlama sistemlerinde ve hidrolik uygulamalarda kullanılırlar.

Çalışma, iki birbirine kenetlenen dişliye bağlıdır. Döndükçe, dişliler arasındaki boşluk genişler ve daralır, sıvıyı içeri çeker ve dışarı atar. Sıvı, girişten çıkış haznesine taşınır.

• Harici Dişli Pompalar: Dişliler harici olarak kenetlenir; basit ve yaygın olarak kullanılır.
• Dahili Dişli Pompalar: Bir dişli diğerinin içinde kenetlenir; daha sessiz ve daha iyi kendinden emişlidir.
• Düz Dişli Pompalar: Düz dişler; basit ancak gürültülü.
• Helezon Dişli Pompalar: Açılı dişler; daha yumuşak çalışma.
• Balıksırtı Dişli Pompalar: Eksenel yükleri etkili bir şekilde işler.

• Yüksek Akış Hızları: Yüksek hacimli transferler için uygundur.
• Kompakt ve Hafif: Yer tasarrufu sağlayan tasarımlar.
• Kendinden Emiş: Sıvıları düşük seviyelerden çekebilir.
• Güvenilirlik: Basit yapı dayanıklılığı sağlar.
• Düşük Bakım: Minimum bakım gereksinimleri.

• Sınırlı Basınç: Yüksek basınçlı görevler için uygun değildir.
• Viskozite Duyarlılığı: Performans, sıvı kalınlığına göre değişir.
• Aşınma ve Korozyon: Aşındırıcı veya korozif sıvılara karşı savunmasızdır.
• Gürültü: Bazı modeller yüksek sesle çalışır.

Dişli pompalar şunlarda yaygındır:

• Yakıt Transferi: Benzin istasyonları, tankerler.
• Yağlama Sistemleri: Motorlar, şanzımanlar.
• Hidrolik: Makine güç sistemleri.
• Kimyasal Üretim: Ham maddelerin taşınması.
• Gıda İşleme: Yağların, şurupların işlenmesi.
• Plastikler: Erimiş polimerlerin transferi.

Piston pompalar (örneğin, üçlü modeller) etkili araç yıkama için 10–20 MPa üretir.

Harici dişli pompalar, benzin istasyonlarında sabit yakıt akışı sağlar.