پمپ دیافراگمی

پمپ دیافراگمی

پمپ دیافراگمی — خلاصهٔ فنی، اجزا، انواع، کاربرد و نکات انتخاب (مختصر و کاربردی)

تعریف کوتاه:

پمپ دیافراگمی (Diaphragm Pump) پمپی جابه‌جایی مثبت است که از حرکت نوسانی یک دیافراگم انعطاف‌پذیر برای جابجایی سیال استفاده می‌کند. این پمپ‌ها بدون شافت نفوذی و معمولاً بدون نیاز به آب‌بندی مکانیکیِ در معرض سیال عمل می‌کنند؛ لذا برای سیالات حساس، خورنده، ویسکوز یا حاوی ذرات مناسب‌اند.

۱) ساختار و اجزای اصلی

• دیافراگم (Diaphragm): المان انعطاف‌پذیر (لاستیک، PTFE، فلزی) که با حرکت رفت و برگشتی حجم محفظه را تغییر می‌دهد.
• محفظه پمپ (Pump Chamber): شامل محفظه مکش و دهش.
• سوپاپ‌های یک‌طرفه (Inlet & Outlet Check Valves): بال/گلویی (ball), صندلی‌ای، یا لِتری برای جلوگیری از بازگشت سیال.
• موتور یا محرک (Actuator): الکتروموتور با مکانیزم میل‌لنگ/شَبیه-تِرام/بادامکی، یا محرک پنوماتیک (air-operated).
• پیستون/میل‌لنگ یا اکچوِیتور (در پمپ‌های مکانیکی) یا ورودی هوای فشرده در پمپ‌های پنوماتیک.
• اتصالات ورودی/خروجی و فِلنج‌ها.
• بدنه و واشرها: مواد سازگار با سیال (پلاستیک مهندسی، آلومینیوم، استیل، چدن).
• سیستم کنترل (برای مدل‌های چند دیافراگمی یا پنوماتیک): شیرها، فشارسنج، صافی، کنترلر جریان.

۲) انواع اصلی

• بر اساس محرک:
  • پنوماتیک (Air-Operated Double Diaphragm — AODD): بدون موتور الکتریکی، ایمن در محیط‌های قابل انفجار، خودمکشی خوب.
  • موتوری/مکانیکی (Electrically-driven): میل‌لنگی یا با اکچویتور الکتریکی.
  • هیدرولیکی (Hydraulically-actuated): برای فشار بسیار بالا.
• بر اساس ماده دیافراگم:
  • لاستیک (NBR، EPDM)، PTFE (خوردگی‌پذیری کم)، فلزی (برای دما و فشار بالا).
• بر اساس تعداد و پیکربندی:
  • تک‌دیافراگم، دوگانه (دوطرفه)، چندمرحله‌ای (برای فشار بالا).

۳) مشخصات فنی کلیدی

• دبی: از چند لیتر بر ساعت تا چند صد مترمکعب بر ساعت (بسته به سایز و محرک).
• فشار کاری: معمولاً تا چند بار (پنوماتیک تا ~8–10 بار عملیاتی؛ هیدرولیکی و مکانیکی تا ده‌ها بار بسته به طراحی).
• توان/نیروی محرک: در پنوماتیک بر حسب مصرف هوا (SCFM)؛ در الکتریکی بر حسب kW موتور.
• جنس wetted parts: انتخاب براساس خورندگی و ابعاد ذرات (PTFE، PVDF، SS316، NBR، EPDM).
• اندازه ذرات قابل عبور: معمولاً تا چند میلی‌متر؛ برخی مدل‌ها مخصوص ذرات بزرگ‌تر طراحی می‌شوند.
• خودمکشی (Self-priming): پمپ‌های دیافراگمی معمولاً خودمکش هستند و می‌توانند خشک‌کار (run dry) را تا حدودی تحمل کنند (بسته به دیافراگم و طراحی).

۴) مزایا

• ایمن در مقابل نشت (no-shaft-through design) — مناسب سیالات سمی/خورنده.
• توانایی پمپاژ سیالات ویسکوز، دوغابی یا حاوی ذرات.
• کار در شرایط خشک و خودمکشی خوب.
• راه‌اندازی/توقف مکرر بدون آسیب جدی.
• نگهداری ساده و هزینهٔ پایین تعمیرات (به‌خصوص مدل‌های پنوماتیک).
• مناسب محیط‌های انفجاری (در مدل‌های پنوماتیک بدون برق).

۵) محدودیت‌ها و معایب

• اغلب دوره‌ای/پالس‌دار بودن جریان (نیاز به تانک دمپینگ یا صافی برای جریان یکنواخت در کاربردهای حساس).
• محدودیت فشار و دبی نسبت به پمپ‌های گریز از مرکز بزرگ.
• عمر دیافراگم محدود و نیاز به تعویض دوره‌ای در کاربردهای ساینده یا شیمیایی شدید.
• کارایی حجمی نسبت به بعضی پمپ‌های جابه‌جایی مثبت کمتر است.

۶) کاربردها

• انتقال مواد شیمیایی خورنده یا سمی (با دیافراگم PTFE/PVDF).
• صنایع غذایی و دارویی (انتقال محصولات بهداشتی، کرم، سس) — با دیافراگم و بدنه سازگار با استانداردهای بهداشتی.
• رنگ و پوشش، رنگ‌پاشی، مرکب چاپ.
• انتقال لجن و دوغاب سبک.
• تخلیه مخازن، نمونه‌برداری و تزریق مواد شیمیایی.
• صنایع نفت و گاز (تغذیه مواد افزودنی)، معادن و صنعتی که نیاز به پمپاژ سیالات حاوی جامدات دارند.

۷) نکات انتخابی و طراحی

• انتخاب مادهٔ دیافراگم بر اساس سازگاری شیمیایی و دمای عملیاتی.
• برای جریان یکنواخت‌تر از مخازن دمپینگ (pulsation dampeners) استفاده کنید.
• در صورت وجود ذرات ساینده، از دیافراگم‌ها و سوپاپ‌های مقاوم به سایش یا افزایش اندازه passage استفاده کنید.
• در سیستم‌های پنوماتیک، کیفیت و خشک بودن هوای فشرده اهمیت دارد (فیلتر، رگولاتور، لوبریکیشن مناسب).
• بررسی محدوده دبی و فشار مورد نیاز و انتخاب پمپ با مشخصات بالاتر برای عمر طولانی‌تر.