پمپ پیستونی

پمپ هیدرولیک چیست؟

پمپ پیستونی به عنوان قلب سیستم هیدرولیک، انرژی مکانیکی را که به وسیله موتورهای الکتریکی، احتراق منابع قدرت تامین می گردد به انرژی هیدرولیکی تبدیل می کند.فشار اتمسفر در اثر خلاء نسبی بوجود آمده در نتیجه عملکرد اجزاء مکانیکی پمپ ، سیال را مجبور به حرکت  بطرف مجرای ورودی پمپ نموده تا سپس بوسیله پمپ به سایر قسمت های مدار هیدرولیک رانده شود. عملگرهای سیستم (سیلندر یا موتور هیدرولیکی) قدرت هیدرولیکی ایجاد شده توسط پمپ را به توان مکانیکی مورد نیاز خروجی تبدیل می نمایند.

پمپ های هیدرولیک انواع مختلفی دارند که در این مقاله به معرفی پمپ های پیستونی خواهیم پرداخت.

پمپ پیستونی چیست؟

پمپ های پیستونی با دارا بودن بالاترین نسبت توان به وزن، از گران‌ترین انواع پمپ‌ها بوده و در صورت آب‌بندی دقیق پیستون‌ها ، می‌توانند بالاترین بازدهی را داشته باشند. در این پمپ‌ها معمولاً جریان بدون ضربان بوده و به دلیل اعمال نشدن بار جانبی بر پیستون‌ها دارای عمر طولانی می‌باشند. البته به‌واسطه طرح پیچیده، تعمیرات آن‌ها با مشکلاتی مواجه است.

انواع پمپ های پیستونی

این نوع پمپ ها به 4 گروه محوری با محور مایل و محوری با صفحه مایل و شعاعی و پلانجر تقسیم میشوند که بیشترین کاربرد را در صنعت دو نوع اول دارند. در زیر به تشریح این دو دسته خواهیم پرداخت.

پمپ پیستونی محوری با محور مایل

مطابق شکل در بلوک سیلندر مجموعه پیستون‌هایی بر روی محیط دایره‌ای مستقرشده که توسط محور محرک دروان می‌نمایند. خط مرکزی بلوک سیلندر نسبت به خط مرکزی محور محرک در موقعیت زاویه‌ای مشخص قرار می‌گیرد. میله‌های بیستون توسط اتصالات کروی به فلنچ محور محرک متصل هستند بطوریکه تغییر فواصل بین فلنچ مذکور و بلوک سیلندر ، موجب حرکت رفت و برگشتی پیستون‌ها در داخل سیلندر می‌شود. یک اتصال یونیورسال بلوک سیلندر را به محور محرک مربوط می‌نماید.

پمپ پیستونی محوری با صفحه مایل

نمای شماتیک پمپ پیستونی محور با صفحه زاویه گیر در شکل نشان داده‌شده است.

در این نوع پمپ‌ها محور بلوک سیلندر و محور محرک در امتداد خط مرکزی قرار دارند. به هنگام چرخش بلوک سیلندر ، پیستون‌ها به دلیل پیروی از وضعیت صفحه زاویه گیر حرکت رفت و برگشتی می‌نماید. مجاری ورود و خروج روغن از طریق صفحه جداکننده بلوک سیلندر در ارتباط می‌باشند. پیستون‌ها هنگام حرکت به‌طرف داخل و خارج سیلندرهای مربوطه به ترتیب از مقابل مجاری خروجی و ورودی صفحه جداکننده عبور می‌کنند .

پمپ‌های پیستونی محوری را می‌توان با خاصیت جابجایی متغیر نیز طراحی نمود در نوع جابجایی متغیر وضعیت صفحه زاویه گیر به‌وسیله مکانیزم های دستی ، سرو کنترل و یا از طریق سیستم جبران کننده تنظیم می‌گردد. حداکثر زاویه مربوط به صفحه زاویه گیر 17.5 درجه می‌باشد.

پمپ پیستونی شعاعی

ساختمان و چگونگی عملکرد پمپ های پیستونی شعاعی در شکل آمده است که شامل بلوک سیلندر به همراه پیستون‌های مربوطه، رینگ عکس‌العمل و یک شیر در قسمت مرکزی روتور می‌باشد. پیستون‌ها درنتیجه نیروی گریز از مرکز و فشار سیال بایستی همواره با سطح رینگ عکس‌العمل در تماس می‌باشد. جهت پمپ نمودن سیال بایستی رینگ عکس‌العمل در وضعیت خارج از مرکز نسبت به محور روتور قرار داشته باشد. درنتیجه چرخش بلوک سیلندر و وجود خارج از مرکزی ، پیستون های یک‌طرف ( نیمه پایین ) به سمت خارج و پیستون‌های طرف دیگر به سمت داخل سیلندر ( به‌طرف مرکز روتور ) حرکت می‌نمایند. در ناحیه‌ای که پیستون‌ها از مرکز روتور فاصله می‌گیرند مکش لازم به وجود می‌آید و سیال می‌تواند از طریق مجرای ورودی شیر مرکزی به درون سیلندرهای مربوطه هدایت گردد.

زمانی که پیستون از موقعیت حداکثر خارج از مرکزی عبور می‌کند باید تابع رینگ عکس‌العمل به داخل سیلندر حرکت نماید. کاهش حجم ایجادشده درنتیجه جابجایی پیستون ، سیال را به‌طرف مجاری خروجی شیر مرکزی می‌راند. در انواع جابجایی متغیر، در اثر کورس پیستون‌ها ( به‌واسطه تنظیم خروج از مرکز رینگ عکس‌العمل ) ، جابجایی حجمی پمپ تغییر می‌یابد.

پمپ های پلانچر

در این پمپ های پیستونی ،  پیستون‌ها در فضای بالای یک محور بادامکی ( شامل تعدادی رولبرینگ خارج از مرکز ) در آرایش خطی قرارگرفته‌اند. ورود و خروج جریان سیال به سیلندرها از طریق سوپاپ انجام می‌شود . از مشخصات این پمپ‌ها بازده حجمی بالا و قابلیت انجام کار در فشارهایی تا 100 BAR  و دبی‌هایی تا 600 لیتر را می‌توان نام برد. نوع جابجایی ثابت آن‌ها کاربرد بیشتری داشته و باید توجه نمود که جابجایی مجاری ورودی و خروجی در این‌گونه پمپ‌ها امکان‌پذیر نمی‌باشد.