[تجهیزات دوار] - حلزونی و دیفیوزر

[P O U R I A]

بخش ثابت یا استاتور (stator section) از یک پمپ سانتریفوژ، بعد از آن که جریان از ایمپلر (impeller) خارج می‌شود، یک دیفیوزر (diffuser) یا حلزونی (volute) است. هدف از هر یک از این دو نوع استاتور این است که با کارایی مناسبی انرژی سرعتی را به فشار تبدیل کنند.


دیفیوزرها به وسیله تعدادی مسیر واگرای متقارن شعاعی در اطراف ایمپلر شناخته می‌شوند. یک حلزونی و یا یک کلکتور حلقه‌ای پشت سر دیفیوزر قرار می‌گیرند.

دیفیوزر پمپ​

 

[P O U R I A]

حلزونی‌ها اغلب توسط یک یا دو مسیر واگرای قیف مانند مشخص می‌شوند که اطراف ایمپلر را احاطه کرده است. برخی از استاتورهای حلزونی با چند ورودی ممکن است دیفیوزر نامیده شوند. با افزایش مساحت مقطع، حلزونی سرعت مایع را کاهش و فشار آن را افزایش می‌دهد. حلزونی با افزایش سطح مقطع خود، انرژی جنبشی سیال را به فشار تبدیل می‌کند.

حلزونی پمپ​

 

[P O U R I A]

برای فشارهای بالای بین بیرینگ‌ها (bearings) در پمپ‌های چند مرحله‌ای (multi-stage pumps)، طرح‌های دیفیوزری در مقایسه با طرح‌های حلزونی جمع و جورتر هستند. به طور کلی فشردگی باعث کاهش اندازه پمپ و کاهش هزینه‌ متریال و ساخت می‌شود.

دیفیوزر پمپ چند مرحله‌ای​

معمولا دیفیوزرها به صورت قطعات یک تکه و یا دو تکه که به محفظه پمپ متصل شده‌اند، طراحی می‌شوند. دیفیوزرها قطعات ماژولار می‌باشد. برای یک کیسینگ مشخص پمپ، انواع مختلفی از مسیرهای دیفیوزری را می‌توان طراحی کرد تا بازه وسیعی از شرایط کارکردی را پوشش دهند.

حلزونی پمپ​

 

[P O U R I A]

برای یک پمپ سانتریفوژ یک مرحله‌ای، طرح دیفیوزری گران‌تر است زیرا رینگ دیفیوزر یک قطعه اضافی است که باعث افزایش ماشین‌کاری بر روی کیسینگ می‌شود. کیسینگ باید همچنان وظیفه جمع‌آوری و انتقال جریان از دیفیوزر به نازل خروجی را بر عهده داشته باشد. صرف نظر از این که این کار چگونه انجام شود، دیفیوزر مزیت نسبی کمی در اندازه یک پمپ تک مرحله‌ای ایجاد می‌کند.

حلزونی پمپ​

طرح‌های دیفیوزری اغلب در مقایسه با انواع حلزونی، در دبی جریان بهترین کارایی (best efficiency) کاراتر هستند. همچنین می‌توان یک دیفیوزر سفارشی را برای کاربرد مد نظر ساخت تا راندمان را برای یک نقطه کاری خاص به حداکثر رساند.

دیفیوزرها در نرخ‌های جریان خارج از پیک که پمپ بخش زیادی از زمان را در آن کار می‌کند، راندمان کم‌تری دارند. تفاوت راندمان ممکن است قابل توجه نباشد، مگر این که توان پمپ بالا باشد، در این حالت کاربر باید بین هزینه‌های کم‌تر متریال و حمل پمپ‌های دیفیوزری و سود ناشی از افزایش راندمان در پمپ‌های حلزونی انتخاب نماید.

حلزونی پمپ​

یکی از اهداف اصلی پوسته حلزونی (volute casing)، کمک برای متوازن کردن فشار هیدرولیک بر روی شافت پمپ می‌باشد. البته این امر در شرایطی که پمپ با ظرفیت مورد توصیه سازنده کار می‌کند، بهتر اتفاق می‌افتد. کارکرد پمپ‌های حلزونی شکل در ظرفیت کمتر از مقدار توصیه شده، می‌تواند باعث ایجاد تنش‌های فرعی بر روی شافت پمپ شود و فرسایش آب‌بندی‌ها (seals)، بیرینگ‌ها (bearings) و خود شافت را در پی خواهد داشت.

نیروی شعاعی وارد بر ایمپلر در اثر یک توزیع فشار محیطی غیر یکنواخت ایجاد می‌شود که طراحی استاتور نقش مهمی را در آن بازی می‌کند. برای برخی از کاربردها، به ویژه در پمپ‌های دارای ایمپلرهای تک مرحله‌ای معلق که به طور پیوسته در جریان‌های بسیار دور از جریان بهترین نقطه راندمان کار می‌کنند، یک آرایش دیفیوزری/کلکتوری می‌تواند میزان کم‌تری از نیروی تراست شعاعی ایجاد می‌کنند.