🌀 معرفی پمپ روتس و نحوه کارکرد آن
💡 پمپ روتس اصولاً یک پمپ مکانیکی چرخشی است که معمولاً با یک پمپ روتاری پشتیبانی میشود. در این پمپ یک پوسته توخالی به نام استاتور وجود دارد که داخل آن دو روتور دمبلیشکل در جهت عکس یکدیگر میچرخند و عملکردی شبیه فن ایجاد میکنند.
لقی بین دو روتور معمولاً بین ۰٫۱ تا ۰٫۵ میلیمتر است و روتورها با سرعت ۱۴۰۰ تا ۴۰۰۰ دور بر دقیقه میچرخند. با چرخش سریع این دو روتور دمبلیشکل، بین دهانه ورودی و خروجی پمپ اختلاف فشار ایجاد میشود.
📜 پمپ روتس از کجا شروع شد؟
پمپهای روتس از پرکاربردترین پمپهای خشک هستند و در تجهیزاتی با محدوده فشار متوسط، بالا و خیلی بالا استفاده میشوند. این نوع پمپها اولین بار در سال 1848 میلادی توسط ایسایا دیویس (Isaiah Davies) اختراع شد.
🧩 ساختار پمپ روتس و نحوه انتقال سیال
پمپ روتس شامل دو لوب هشتیشکل چرخان کاملاً یکسان است که در جهت مخالف یکدیگر میچرخند. نحوه چرخش و موقعیت این لوبها نسبت به هم به گونهای است که امکان انتقال مقدار قابل توجهی از سیال را از ورودی به خروجی فراهم میکند.
🖼️ نحوه انتقال سیال در پمپ روتس: (تصویر/نمودار این بخش را اینجا قرار دهید)
چون لوبها بدون اصطکاک مستقیم با یکدیگر میچرخند، امکان چرخش با سرعت بالا وجود دارد و در نتیجه پمپ دارای لرزش و صدای پایین است. با این حال، به دلیل وجود فاصله کم بین لوبها و بدنه، میزان کارایی (فشردهسازی) نسبت به پمپهای روتاری روغنی کمتر است؛ اما به خاطر سرعت چرخش بالا، سرعت تخلیه در این پمپها بسیار بالا است.
| ویژگی | توضیح |
|---|---|
| فشردهسازی | معمولاً حدود ۱۰ برابر (فشار حدود یکدهم کاهش مییابد؛ وابسته به طراحی و محدوده فشار) |
| صدا و لرزش | کم به دلیل چرخش بدون اصطکاک مستقیم بین لوبها |
| سرعت تخلیه | بسیار بالا به دلیل سرعت چرخش زیاد |
🤝 چرا پمپ روتس به پمپ پشتیبان نیاز دارد؟
پمپهای روتس معمولاً در فشار اتمسفری کار نمیکنند و نیاز به پمپ پشتیبان دارند. پمپ پشتیبان میتواند پمپ روتاری، اسکرو یا حتی رینگ آبی باشد. ترکیب پمپ روتس با پمپ پشتیبان، علاوه بر افزایش سرعت تخلیه، فشار را تا محدوده پایینتری میرساند.
فشار نهایی قابل دستیابی با پمپ روتس به عملکرد پمپ پشتیبان وابسته است؛ اما با توجه به ویژگیهای این پمپ، در فشارهای پایینتر از ۴-۱۰ میلیبار نمیتوان از پمپ روتس استفاده نمود. همچنین کارکرد پمپ روتس در فشارهای بالا میتواند باعث داغ شدن بیش از حد و حتی گیر کردن لوبها شود.
🧯 شیر فشارشکن و محافظت در فشارهای بالا
برخی از پمپهای روتس امکان کار در فشار اتمسفر را دارند. در این پمپها از یک شیر فشارشکن استفاده میشود تا در صورت فشار بالا، بخشی از گاز خارج شده و مانع از فشار بیش از حد به لوبها شود.
🔧 گیربکس و انواع کوپلینگ در پمپ روتس
پمپهای روتس دارای دو محفظه گیربکس هستند؛ یکی به موتور الکتریکی متصل بوده و دیگری در انتهای پمپ قرار میگیرد. انتقال قدرت بین دو لوب از طریق چرخدنده انجام میشود و محفظه گیربکس معمولاً با روغن خلأ پر میگردد.
🧲 روشهای آببندی/کوپلینگ رایج:
- آببندی با کاسهنمد
- استفاده از کوپلینگ مغناطیسی
- استفاده از کوپلینگ هیدروکینتیک
در پمپهای دارای کوپلینگ هیدروکینتیک معمولاً نیازی به شیر فشارشکن یا سوئیچ فشار حفاظتی نیست؛ زیرا با ورود حجم زیاد گاز در ورودی، سرعت چرخش بهصورت خودکار کاهش مییابد.
🧪 نکات مهم برای شرایط خاص کارکرد
- برای تخلیه گازهای خورنده از پمپهای روتس مخصوص استفاده میشود که سطوح لوبها و بدنه داخلی در برابر خوردگی مقاوم هستند.
- روغن گیربکس پمپهای روتس معمولاً همان روغن مناسب در پمپهای روتاری روغنی است.
- برخی پمپها دارای سیستم آبگرد هستند؛ در این حالت دمای آب و دبی مورد نیاز اهمیت بالایی دارد.
- برای افزایش ایمنی میتوان از سوئیچ فشار روی دهانه ورودی استفاده کرد تا در صورت افزایش فشار، سیستم اتوماسیون پمپ را خاموش کند.
🧠 انتخاب پمپ پشتیبان و استفاده سری از روتسها
برای انتخاب پمپ پشتیبان مناسب، معمولاً از پمپهای روتاری، اسکرو یا رینگ آبی استفاده میشود. این ترکیب حتی میتواند به عنوان پمپ پشتیبان پمپ دیفیوژن نیز بهکار رود.
برای دستیابی به فشارهای پایینتر، میتوان چند پمپ روتس را به صورت سری استفاده کرد؛ توجه شود که لازم است سرعت تخلیه حجمی در همه پمپها برابر باشد.
📌 بهتر است در انتخاب پمپ پشتیبان مطابق پیشنهاد سازنده و دفترچه راهنما عمل شود؛ در غیر این صورت برای رسیدن به بالاترین سرعت تخلیه، معمولاً پیشنهاد میشود سرعت تخلیه پمپ روتس ۵ تا ۱۰ برابر پمپ پشتیبان باشد و همچنین باید به سرعت تخلیه پمپها در محدودههای فشاری مختلف توجه شود.
⭐ مزایای پمپهای روتس
- 🔸 ایمنی
- 🔸 خلأ تمیز و عاری از روغن
- 🔸 هزینه پایین
- 🔸 بازدهی بالا
- 🔸 تعمیر و نگهداری کم
📍 محدوده کاری و محافظت با بایپس
محدوده کاری پمپهای روتس عموماً بین ۱۰ الی ۰٫۰۰۱ mbar است (بسته به شرکت سازنده). برای محافظت از پمپ و افزایش طول عمر، معمولاً یک شیر بایپس روی پمپ نصب میشود تا در مواقع بالا رفتن فشار سیستم یا شروع به کار ناصحیح (در فشار بالا) باز شود و عملاً پمپ را از سیستم خارج کند.
در صورت نبود این سیستم، بهتر است با نصب فشارسنج روی دهانه ورودی و کنترل فشار ورودی، از آسیب رسیدن به پمپ جلوگیری شود. این پمپها با سرعت تخلیه ۱۵۰ الی ۵۰۰۰۰ متر مکعب بر ساعت موجود هستند که مطابق الزامات طراحی سیستم انتخاب میگردند.