مونو پمپ

مونو پمپ (پمپ ماردونی) چیست؟

مونو پمپ دارای یک استاتور مارپیچی بوده که معمولا از جنس پلاستیک می باشد و درون آن یک ماردون فلزی قرار دارد. با چرخش الکتروموتور، این ماردون که یا بر روی یک روتور و یا بر روی یک شفت قرار دارد، به چرخش در آمده و سیال را در راستای محور پمپ به گردش در می آورد.

به مونو پمپ یا منو پمپ، پمپ ماردونی، تک اسکرو (Single Screw Pump) پمپ حفره ای و پمپ اسکرو خارج از مرکز، پمپ با حفره پیش رونده و پمپ مارپیچی نیز گفته می شود. مونو پمپ از انواع پمپ های جابجایی مثبت می باشد. همچنین در صنعت به آن Mono Pump ،Monho Pump یا Monyo pump نیز گفته می شود.

این پمپ اصولا برای سیالات با ویسکوزیته بالا مناسب می باشد و گاها به آن پمپ غلیظ کش نیز گفته می شود. مونو پمپ دارای اجزای مختلفی مانند الکتروموتور، گیربکس، روتور، استاتور، بدنه و سیستم آب بندی می باشد که هر کدام دارای وظیفه خاص خود می باشند که برای مثال روتور با گردش در خارج از مرکز استاتور عملیات پمپاژ سیال را انجام می دهد. ظرفیت (آبدهی یا دبی) این پمپ ها از 1 تا 150 متر مکعب در ساعت و فشار (هد) آنها از 6 تا 40 بار است.

ویدیو معرفی مونو پمپ

انواع مونو پمپ

مونو پمپ ها بر اساس نوع کاربری تقسیم بندی گوناگونی داشته که در ادامه به آنها خواهیم پرداخت.

مونو پمپ لوله ای (Pipe Mono Pump)

مونو پمپ لوله ای از رایج ترین مدل های مونو پمپ بوده که ورودی آن لوله ای شکل می باشد. از این پمپ برای انتقال سیالات ویسکوز نظیر عسل، رب و سیالات حاوی ذرات جامد استفاده می شود. انتقال سیال به این مونو پمپ به وسیله لوله بوده که با فلنچ به پمپ متصل می شود. همچنین به دلیل غلظت بالای سیال و مکش کم پمپ، سیال قابل انتقال باید بالاتر از دهانه ورودی پمپ باشد تا به راحتی عمل پمپاژ صورت گیرد. این سری پمپ در مواردی که سیال به راحتی خاصیت خود پر شوندگی داشته باشد استفاده می شود به گونه ای که سیال تمامی فضای بین روتور و استاتور را پر کرده تا بیشترین فشار ممکن را داشته باشیم. این سری از مونو پمپ ها با توجه به نوع سیال انتقالی از نوع هلیکس دار و ساده می باشند.

• نمونه ساده مونو پمپ لوله ای

• نمونه هلیکس دار مونو پمپ لوله ای

مونو پمپ قیفی (Hopper Mono Pump)

مونو پمپ قیفی کاملا شبیه مونو پمپ لوله ای بوده با این تفاوت که در قسمت ورودی پمپ یک قیف قرار گرفته که سایز این قیف با توجه به ظرفیت پمپ متغیر است. این مدل در قسمت ورودی دارای یک هلیکس بوده که روی شفت نصب شده است. از این پمپ برای انتقال مواد دارای ذرات جامد و مواد خمیری شکل که چگالی و ویسکوزیته (غلطت) بالایی دارند و نمی توانند از داخل لوله عبور کنند استفاده می شود. نمونه های مورد استفاده از این نوع مونو پمپ در صنایع غذایی برای پمپاژ مواد غذایی نظیر گوجه فرنگی، سیب، خمیرهای مختلف، گلوتن و غیره می باشد.

اجزای تشکیل دهنده مونو پمپ قیفی

1. روتور
2. استاتور
3. سیستم انتقال شامل شفت با طراحی اسکرو، کوپلینگ و محفظه قیفی شکل
4. نشت بند (Seal)
5. محفظه دهش و خروجی پمپ
6. موتور و گیربکس

از آنجایی که این مدل مونو پمپ برای انتقال مواد جامد هم استفاده می شود در برخی موارد، شفت با طراحی اسکرو قابلیت انتقال کامل مواد جامد به محفظه مکش پمپ را ندارد، لذا از یک هلیکس در قسمت ورودی قیفی شکل و بالاتر از شفت استفاده می شود که با موتور مجزا کار می کند و به انتقال کامل مواد و جلوگیری از بیرون ریختن آنها کمک می کند. جهت حرکت این هلیکس برخلاف جهت چرخش شفت بوده و قابلیت انتقال موادی نظیر سیب، گوجه فرنگی و غیره را دارد.

مونو پمپ فوم بتن (Concrete Mono Pump)

فوم بتن، بتنی سبک بوده که در ساختارش دارای حباب های هوا است به همین دلیل به آن بتن اسفنجی نیز می گویند. این بتن از سیمان، ماسه بادی، آب و فوم تشکیل شده است. فوم بتن تمام ویژگی های بتن معمولی را داشته و علاوه بر آن وزن کم، مقاومت در برابر فشار بالا، عایق حرارتی و صوتی، هزینه مالی کمتر از ویژگی های این بتن است. استفاده از این بتن به دلیل سبکی باعث کاهش وزن سازه و بار مرده ساختمان می شود. همچنین از مونو پمپ فوم بتن برای انتقال بتن میکس شده نیز استفاده می شود. این پمپ شبیه مدل لوله ای بوده با این تفاوت که یک دریچه بازدید و تخلیه در پهلوی پمپ قرار دارد و از استهلاک پایین تری برخوردار است.

در پمپ فوم بتن با چرخش روتور درون محفظه استاتور، بتن میکس شده، پمپاژ می شود. با تغییر در قطر روتور و استاتور و تغییر دور موتور می توان باعث کاهش و افزایش قدرت پمپاژ مونو پمپ شد. با این روش علاوه بر کم شدن استهلاک دستگاه، می توان فوم بتن را به صورت دقیق و تمیز اجرا کرد.

مونو پمپ عمودی (Vertical Mono Pump)

مونو پمپ های عمودی به گونه ای طراحی شده اند که با ورود مواد قسمت اصلی پمپ، به داخل مخزن امکان تخلیه و پمپاژ مواد را داشته باشند. از ویژگی های مونو پمپ عمودی می توان به انتقال مواد حاوی ذرات جامد نصب و راه اندازی آسان، مکانیزم ساده برای تعویض قطعات، نگهداری و تعمیر آسان، NPSH پایین، ظرفیت و هد بالا اشاره کرد.

مونو پمپ های بشکه کش یا همان مونو پمپ های عمودی معمولا با طول لوله 1200، 1500 و 1800 میلیمتر تهیه و ساخته می شوند. طول لوله 1200 با توان پایین و بدون گیربکس با دور بین 750 تا 1000 دور در دقیقه (RPM) به بازار عرضه می شود. این مونو پمپ ها دارای وزن پایینی هستند و به صورت پرتابل استفاده می شوند. برای انتقال سیالات غلیظ تر و با عمق مخزن بیشتر دیگر نمی توان از بشکه کش های پرتابل استفاده کرد زیرا طول لوله بیشتر و توان بالاتر و گاهی استفاده از گیربکس (بستگی به سیال انتقالی دارد) ما را ملزم به استفاده از جرثقیل های سقفی برای مهار پمپ می کند.

مونو پمپ اندازه گیر (Dosing Pump)

دوزینگ پمپ یا پمپ مترینگ برای پمپاژ مقدار دقیقی از سیال استفاده می شود. این پمپ برای اندازه گیری مواد با ویسکوزیته کم تا زیاد و موادی که حاوی ذرات جامد می باشند به گونه ای طراحی شده که با تغییر فشار سیستم، دبی خروجی یکنواختی را داشته باشیم. دوزینگ پمپ مونو همان پمپ های منو می باشند که در ابعاد کوچک تری روانه بازار می شوند. با تغییر دور محرک ورودی به مونو پمپ ها می توان دبی خروجی را تنظیم کرد. معمولا دوزینگ پمپ های مونو از 100 لیتر در ساعت تا 2000 لیتر در ساعت تولید می شوند. در صورت نیاز به دبی های بالاتر می توان از مونو پمپ هایی استفاده کرد که به واسطه اینورتر و یا گیربکس های دور متغیر، می توان دور دبی خروجی را تنظیم کرد. از دوزینگ پمپ های مونو در تصفیه خانه ها مکررا استفاده می شود.

تجهیزات جانبی دوزینگ پمپ

• شیر اطمینان (Safety Relief Valves): برای جلوگیری از بالا رفتن فشار خروجی پمپ و محافظت از لوله ها از شیر اطمینان استفاده می شود.
• دمپر پالس جریان (Pulsation Dampers): خروجی پالسی (ضربه ای و غیر یکنواخت) دوزینگ پمپ را به حالت ثابت (یکنواخت) تبدیل می کند.
• شیر Back Pressure: این شیر از انتقال سیال به دلیل فشار کم خط رانش پمپ، زمانی که اختلاف فشار در خط مکش و رانش کمتر از 1.5 بار باشد جلوگیری می کند.
• صافی (Strainer): شیرهای یک طرفه دوزینگ پمپ، باید توسط نصب صافی از ورود آلودگی و خرده ریزها محافظت شوند.

ویدیو نحوه عملکرد مونو پمپ

تعیین ظرفیت مونو پمپ

از موارد فوق سه عامل اولیه به صورت ثابت بوده و بر مبنای استانداردهای سازنده انتخاب شده و فقط عامل چهارم (دور گام روتور) در محدوده اعلام شده از طرف سازنده قابل تغییر می باشد.

• قطر روتور
• عمق لنگ روتور
• طول گام روتور
• دور گام روتور

عوامل تعیین کننده در نحوه انتخاب مونو پمپ

• دبی (ظرفیت): مقادیر دبی بر حسب لیتر در دقیقه (Lit⁄Min)، لیتر در ساعت (Lit⁄h) یا متر مکعب در ساعت (m3⁄h) تعیین می گردد. این مقادیر حداکثر میزان ماده لازم برای پمپاژ را مشخص می کند.
• هد (فشار): بر حسب متر (m) یا بار (bar) بیان می شود که میزان فشار لازم برای طی مسافت ماده پمپ شده را مشخص می کند.
• ویسکوزیته (لزجت): بر حسب cps سانتی پواز یا cst سانتی استوک که به خاصیت فیزیکی ماده پمپ شده بستگی دارد و بسته به میزان آن قدرت مونو پمپ و دور آن تعیین می شود.
• خواص فیزیکی دیگر از قبیل سایش و خورندگی در صورت نیاز پمپ باید در انتخاب روتور و استاتور تاثیر گذار باشند. مثلا برای مواد دارای ذرات زبر و خشن، استاتور را با یک لایه لاینر مقاوم می کنند.
• خواص شیمیایی: میزان PH ماده و عملکرد شیمیایی آن مانند خوردگی از فاکتورهای مهم در انتخاب پمپ بوده و باید مشخص شود.
• دمای کاری: در مواردی که دمای مواد پمپاژ شده باید ثابت نگه داشته شود و یا دما بسیار بالا می باشد، پمپ به صورت سفارشی ساخته می شود.
• دور: در بعضی موارد به دلیل شرایط خاص ماده، امکان دور بالا برای پمپاژ وجود ندارد که باید در انتخاب پمپ، محدودیت دور مشخص گردد تا از واحد محرک مناسب استفاده شود.
• محدودیت فضا برای نصب و نحوه قرار گیری پمپ

اجزای مونو پمپ

• الکتروموتور

جهت ایجاد نیروی پیشرانه در سیال با توجه به دانسیته (Density یا چگالی) و همچنین ویسکوزیته سیال برای ایجاد دبی و فشار مورد نیاز مورد استفاده می باشد. در مونو پمپ ها هر چه دور موتور بالاتر باشد دبی خروجی پمپ نیز افزایش می یابد همچنین فشار خروجی نیز به توان ورودی به مونو پمپ بستگی دارد هر چه توان الکتروموتور بالاتر رود فشار خروجی نیز افزایش می یابد. البته که استیج ها نیز از عوامل تعیین کننده فشار در مونو پمپ ها می باشند در نتیجه استیج و توان الکتروموتور برای ایجاد فشار با یکدیگر رابطه مستقیم دارند.

• گیربکس

جهت تغییر دور موتور به میزان مورد نیاز و درخواستی و کنترل دور ظرفیت پمپ از گیربکس دور فرکانسی (Invertor)، گیربکس دور متغیر (Variator) و در مواردی از تسمه و پولی استفاده می شود. دورگیربکس رابطه مستقیمی با لزجت سیال انتقالی دارد. برای انتقال سیالات رقیق از دور بالا و برای انتقال سیالات غلیظ از گیربکس با دور پایین استفاده می شود. همچنین برای کنترل دبی می توان از گیربکس های دور متغییر استفاده کرد. از دیگر روش های کاهش دور در مونو پمپ، پولی و تسمه می باشد که تنها مزیتش نسب به گیربکس قیمت مناسب تر است.

• روتور مونو پمپ

روتور بخش گردنده و مارپیچی با گام های درشت است که دنده های عمیق و مرکز باریک دارد. گام روتور نصف گام استاتور است. فضاهای خالی روتور در هر چرخش با سیال پر شده و در نتیجه این حرکت روتور باعث انتقال سیال می شود. جنس روتور بسته به نوع سیال قابل انتقال متفاوت بوده و در مواردی که سیال حاوی سیلیس و خاصیت سایش بوده روتور را با پوشش پلیمری محافظت می کنند و معمولا از جنس چدن، فولاد ضد سایش و ضد زنگ است. هرچه سطح روتور صاف و صیقلی تر باشد، عمر قطعه افزایش پیدا کرده و همچنین باعث کارکرد نرم تر پمپ می شود. می توان برای جلوگیری از پوسیدگی و از جا بلند شدن پوشش روتور، به جای پوشش های استاندارد کروم، از روش الکترولیت داکتیل استفاده کرد.

فشار پمپ به تعداد گام (قله) روتور بستگی دارد. معمولا هر 2 گام شامل یک مرحله (Stage) می باشد که در حدود 8 بار فشار ایجاد می کند. روتور معمولا به صورت یک راهه و دوراهه طراحی و ساخته می شود. هر چه قطر روتور، طول گام و عمق گام بیشتر باشد، دبی خروجی پمپ بیشتر و فشار کارکرد کمتری دارد.

• استاتور مونو پمپ

استاتور به قسمت داخلی بدنه گفته می شود که به صورت مارپیچ دوراهه روتور را در خود جای می دهد. استاتورها شامل دو قطعه هستند محفظه استاتور و قسمت بیرونی که معمولا از جنس فولاد، چدن، برنز، فولاد، کرم، نیکل، مولبیدن و آلیاژهای مخصوص ساخته می شود و قسمت داخلی نیز از الاستومر با جنس طبیعی، مصنوعی، PTFE و پلی پروپیلن بسته به نوع سیال پمپ شونده با در نظر گرفتن مقاومت در برابر سایش، حرارت، روغن، اسید و حلال ها ساخته می شود.

• مونو پمپ استاتور لاستیکی

همانطور که اشاره شد مونو پمپ ها دارای استاتور لاستیکی می باشند. یکی از مهم ترین نکات در انتخاب مونو پمپ استاتور آن می باشد که باید با سیال انتقالی سازگاری داشته باشد، به طور مثال برای انتقال سیالات صنایع غذایی و دارویی از استاتور PTFE استفاده می شود. معیوب شدن استاتور در اثر خشک کار کردن می تواند در اثر نبود روانکاری سیال پمپ شونده باشد که باعث افزایش اصطکاک بین روتور و استاتور، بالا رفتن سطح استاتور می شود.

• بدنه مونو پمپ

بدنه مونو پمپ معمولا از جنس استیل یا چدن می باشد البته جنس بدنه پمپ با توجه به سیال مورد انتقال انتخاب می شود. برای انتقال سیالات مخصوص صنایع غذایی و دارویی از جنس استیل استفاده می شود. همچنین برای انتقال فاضلاب های صنعتی مناسب ترین گزینه متریال استیل می باشد. در صورتی که سیال انتقالی عامل خوردگی نباشد می توان از متریال چدن و یا فولاد نیز استفاده کرد. از مزایای متریال چدن قیمت پایین تر آن نسبت به استیل می باشد.

• مکانیکال سیل یا سیستم آب بندی

از جمله وسایل مکانیکی برای جلوگیری از نشت سیال به بیرون از سیستم در برگیرنده سیال می باشد. همچنین این قطعه مانع از ورود ذرات خارجی به داخل سیستم می شود. برای انتخاب سیل (آببند) باید به عواملی همچون درجه حرارت سیال، فشار، خوردگی و سایش سیال، سرعت محور دوار، خواص شیمیایی سیال، نوع سیال و ذرات معلق و جامد درون سیال توجه کرد.

انواع سیستم آب بند

• آب بند مکانیکی تک یا دوبل (Mechanical Seal) و نخ آب بندی (Gland Packing)

مزایای مونو پمپ

• پوشش طیف وسیعی از فشارها و ظرفیت های پمپاژ
• قابلیت دائم کار بودن یا کارکرد مداوم
• قابلیت کنترل دقیق دبی خروجی و کنترل دور
• قابلیت پمپاژ مواد با غلظت (ویسکوزیته) بسیار بالا یا تحت عنوان غلیظ کش
• انتقال مواد دارای ذرات جامد و خمیری و ویسکوز
• انتقال مواد چند فازی
• کمترین میزان سر و صدا
• NPSH بسیار پایین
• جریان یکنواخت و پیوسته سیال (بدون پالس)
• تعمیر و نگهداری آسان
• مونتاژ و دمونتاژ بسیار آسان

کاربری مونو پمپ

• صنایع نفت و گاز و پتروشیمی: در صنایع نفت و گاز و پتروشیمی از مونو پمپ، استفاده های گوناگونی می شود که از جمله آن می توان به پمپاژ لجن های کف مخازن و سیالات نفتی، رزین و پلیمر، استفاده در فیلتر پرس ها، جداسازی آب و روغن و انتقال گل حفاری اشاره نمود.
• صنایع کاشی و سرامیک
• صنایع معدنی
• صنایع دریایی
• صنایع رنگ ساز
• صنایع داروسازی
• صنایع نساجی: دوزینگ مواد شیمیایی، آهار زنی، پمپاژ رنگ و جوهر چاپ
• صنایع لاستیک و پلاستیک سازی
• صنایع غذایی: عصاره مالت، بستنی، ماهی تن، سس، کچاپ، گلوتن، گلوکز و نشاسته، خمیر نان، بیسکوئیت، کیک، کشک، ژلاتین خوراکی، روغن خوراکی، پالپ میوه، قهوه، چای، گلوکز مایع، شکلات، خامه، پنیر، ماست، انواع رب، انواع کنستانتره، مربا، عسل، انواع پالپ، شربت، کنسرو
• صنایع آب و فاضلاب: از جمله کاربرد مونو پمپ در آب و فاضلاب می توان به پمپاژ شیر آهک (Lime Milk)، پمپاژ گل و لجن به فیلتر پرس، مواد شیمیایی مانند پلی الکترولیک، حتی استفاده پلی الکترولیت و سیالات ویسکوز به عنوان دوزینگ پمپ اشاره نمود.
• صنایع چوب و کاغذ: تزریق مواد شیمیایی، پمپاژ کربنات کلسیم، پمپاژ کائولیت برای فیلتر، رزین، ماسکوئیت، بنتونیت، خمیر کاغذ، چسب، رنگ، پوشش دهی کاغذ، پمپاژ نشاسته
• صنایع آرایشی و بهداشتی: پمپاژ پماد، کرم، لوسیون، شامپو، انواع دوغاب ها و اسلاری ها، خمیردندان، مایع ظرفشویی و مایع شوینده، ژل و همچنین تزریق مواد افزودنی تحت عنوان دوزینگ پمپ
• صنایع نیشکر: شربت شکر، ملاس، شیرآهک، عصاره مالت

مونو پمپ ها: سیالات لزج و ویسکوز (غلیظ)

به طور کلی پمپ های گریز از مرکز (سانتریفیوژ) و توربینی، برای سیالاتی با ویسکوزیته (غلظت) پایین استفاده می شوند. در حالی که مونو پمپ ها برای سیالات با ویسکوزیته بالا و سیالاتی که در برابر برش حساس هستند، استفاده می شوند. لزجت سیالات با افزایش دما، کاهش یافته و تاثیراتی روی NPSH، دبی و توان مورد نیاز پمپ می گذارد. به همین دلیل لزجت سیال، باید در دمای کاری محاسبه شود. فرآیندی که در انتخاب مونو پمپ ها طی می شود عبارت است از دبی، فشار، ویسکوزیته، ذرات جامد در سیال، شرایط مکش و دما.

مونو پمپ ایرانی

ایران یکی از کشورهای موفق در زمینه تولید انواع مونو پمپ ها می باشد. کشور عزیزمان با به کار گیری دانش روز دنیا توانسته نیاز صنعت به مونو پمپ را برطرف کرده و با هزینه اولیه و هزینه تعمیر و نگهداری بسیار کمتری نسبت به نمونه های وارداتی این پمپ را در اختیار مصرف کنندگان قرار دهد. استاتور مونو پمپ ها یک استاتور لاستیکی شکل می باشد و از قطعه های مصرفی به شمار می رود. با توجه به تولید مونو پمپ ها در ایران قطعات مصرفی این نوع از پمپ ها در دسترس بوده و قیمت مناسبی را نسبت به نمونه های مشابه وارداتی دارند همچنین متریال استاتورها با توجه به نیاز کاربر و سیال انتقالی، قابل تغییر می باشد. جنس روتور و پوسته پمپ نیز با توجه به ساخت مونو پمپ ها در ایران در متریال های چدنی و فولادی، استیل با گرید های 304، 316 و 420 قابل ارائه می باشد. در بعضی مواقع محدودیت مکان از دیگر مشکلات مصرف کنندگان بوده که می توان به صورت سفارشی در ابعاد سفارش گذاری شده پمپ های فوق را تولید کرد.