پُمپ یا تُلُمبه (به انگلیسی: Pump) وسیله‌ای مکانیکی برای انتقال مایعات است که با افزایش فشار جریان آن، امکان جابجایی را به ارتفاعی بالاتر (با افزایش هد) یا حتی پایین دست (معمولا حوضچه یا مخزن) فراهم می‌آورد.

پمپ کاربردهای فراوان در صنعت و حتی در وسایل نقلیه دارد. مانند پمپ بنزین یا پمپ آب خودرو تا پمپ‌های بزرگ برای پر کردن حوضچه‌های تعمیر کشتی. تلمبه‌های رایج و قدیمی شامل تلمبه باد برای باد کردن چرخ دوچرخه، موتور سیکلت یا تایر خودرو و هم چنین تلمبه‌های دستی که آب یا سوخت را از مخزنی (مانند چاه آب) با مخزن های دیگر منتقل می‌کنند، می‌شود.

به‌طور کلی پمپ به دستگاهی گفته می‌شود که انرژی مکانیکی را از یک منبع خارجی گرفته و به سیالی که از آن عبور می‌کند، انتقال دهد. در نتیجه، انرژی سیال پس از خروج از این دستگاه(پمپ) افزایش می‌یابد. در پمپ‌ها تغییرات انرژی سیال همواره به صورت تغییر فشار سیال مشاهده می‌گردد. از پمپ ها برای انتقال سیال به یک ارتفاع معین یا جابجایی آن در یک سیستم لوله‌کشی یا هیدرولیک استفاده می‌نمایند. به عبارت کلی تر، پمپ دستگاهی است که سیالات غیرقابل تراکم را از یک نقطه به نقطه‌ای دیگر جابجا می‌نماید.

انواع پمپ

پمپ‌ها را بر پایه ویژگی‌های گوناگون طبقه‌بندی می‌کنند. در یکی از رایج‌ترین این طبقه‌بندی‌ها، برپایه نحوه انتقال انرژی از پمپ به سیال، پمپ‌ها به دودسته تقسیم می‌شوند:

پمپ‌های دینامیکی: در این پمپ‌ها انتقال انرژی به سیال به‌طور دایمی است.

انواع پمپ‌های دینامیکی عبارت اند از:
گریز از مرکز (Centrifugal)
جریان محوری (Axial)

پمپ‌های جابجایی مثبت:

در این پمپ‌ها انتقال انرژی به سیال به صورت متناوب یا پریودیک صورت می‌پذیرد.

انواع پمپ‌های جابجایی مثبت عبارت اند از:
رفت و برگشتی (Reciprocating)
دوار (Rotary)

پمپ‌های دینامیکی

پمپ گریز از مرکز:

یک پمپ گریز از مرکز بر اساس تبدیل انرژی جنبشی یک سیال جاری به فشار ایستا کار می‌کند. این نحوه عمل بوسیله قانون برنولی توصیف می‌شود. قاعده عملکرد پمپ گریز از مرکز را می‌توان با ملاحظه تأثیر تکان دادن یک سطل آب بر روی یک مسیر دایره‌ای شکل توسط یک طناب، نشان داد. نیرویی که آب را به کف سطل فشار می‌دهد، نیروی گریز از مرکز است. اگر یک سوراخ در کف سطل تعبیه شود، آب از طریق این سوراخ جریان می‌یابد. از این گذشته اگر یک لوله ورودی در بالای سطل تعبیه شود، جریان آب به بیرون سوراخ منجر به تولید یک خلاء موضعی در داخل سطل خواهد شد. این خلاء آب را از یک منبع در سمت دیگر لوله ورودی به داخل سطل خواهد کشید. بدین روش یک جریان پیوسته از منبع و به بیرون سطل بوجود می‌آید.

در رابطه با پمپ‌های گریز از مرکز، سطل و سرپوش آن متناظر با قاب پمپ، سوراخ و لوله ورودی متناظر با ورودی و خروجی پمپ هستند و طناب و بازو متناظر کار پروانه را انجام می‌دهد. پمپ گریز از مرکز پمپی است که از یک پروانه گردان به منظور افزودن فشار یک سیال استفاده می‌نماید. پمپ‌های گریز از مرکز عموما برای جابجا کردن سیال از طریق یک سیستم لوله‌کشی کاربرد دارد. سیال در امتداد یا نزدیک محور چرخان وارد پروانه پمپ گشته و بوسیله این پروانه شتاب می‌گیرد و به سرعت به سمت بیرون و به داخل یک پخش‌کننده یا محفظه حلزونی جریان می‌یابد که از آنجا به درون سیستم لوله‌کشی پائین جریان خارج می‌گردد. تیغه‌های روی پروانه بطور تصاعدی از مرکز پروانه پهن می‌شوند که سرعت را کاهش داده و فشار را افزایش می‌دهد. این امکان به پمپ گریز از مرکز اجازه می‌دهد تا جریان‌های پیوسته با فشار بالا ایجاد نماید.

 برای اینکه از محل خروج شفت از کِیسینگ پمپ سیالی خارج نشود و اصطلاحا نشتی به خارج نداشته باشیم از ابزاری به نام مکانیکال سیل استفاده شده‌است. نکته بسیار مهم در مورد این نوع پمپ ها هواگیری یا پرایم کردن پمپ پیش از روشن کردن آن‌ها می‌باشد. یعنی پس از لاین آپ نمودن پمپ و اطمینان از ورود سیال به داخل پمپ، باید از خروج کامل هوا یا گاز حبس شده در داخل پمپ نیز اطمینان حاصل نمود. از این نوع پمپ ها در ابعاد و اندازه‌های مختلف برای مصارف گوناگون ساخته می‌شوند.

دسته‌بندی پمپ‌های گریز از مرکز:

پمپ‌های گریز از مرکز را می‌توان به چند صورت دسته‌بندی نمود. یک شیوه دسته‌بندی، بر پایه جریانی است که بوجود می‌آورند. در این شیوه پمپ‌های گریز از مرکز به سه دسته تقسیم می‌شوند:

• پمپ جریان شعاعی:
• در این پمپ‌ها فشار سیال تنها با اعمال نیروی گریز از مرکز افزایش می‌یابد. پمپ‌های این دسته، با یک سری پروانه‌های ورودی دارای سرعت مخصوص کمتر از ۴۲۰۰ و با دو سری پروانه‌های مکشی دارای سرعت مخصوص کمتر از ۶۰۰۰ هستند. در این پمپ‌ها سیال به‌طور معمول از طریق توپی وارد پروانه شده و به صورت شعاعی به محیط جریان می‌یابد.

• پمپ جریان مختلط :
• در این پمپ‌ها فشار تا حدودی با اعمال نیروی گریز از مرکز و تا حدودی نیز با اعمال نیروی بالابری (lift) که از جانب تیغه‌ها اعمال می‌شود افزایش می‌یابد. این دسته از پمپ‌ها دارای یک سری پروانه ورودی با جریان خروجی محوری هستند و تخلیه در راستاهای محوری و شعاعی انجام می‌شود. پمپ‌های این دسته به صورت معمول دارای سرعت مخصوص مابین ۴۲۰۰ تا ۹۰۰۰ هستند.

• پمپ جریان محوری:
• پمپ‌های این دسته که گاه پمپ‌های ملخی هم نامیده می‌شوند بیشترین افزایش فشار سیال را از طریق اعمال پروانه‌ها یا عملیات بالابری تیغه‌ها اعمال می‌کند. این گروه یک سری پروانه ورودی به همراه جریان ورودی محوری و خروجی تقریباً محوری دارند. پمپ‌های این گروه غالبا دارای سرعت مخصوص‌هایی بیش از ۹۰۰۰ هستند. در حالت کلی از پمپ‌های جریان محوری هنگامی که تولید دبی لازم باشد استفاده می‌کنند و از پمپ‌های جریان شعاعی به منظور افزایش فشار سود می‌برند.

اجزای تشکیل دهنده الکتروپمپ گریز از مرکز:

قسمت‌های اساسی یک الکتروپمپ گریز از مرکز عبارتند از:

• الکتروموتور: که شامل قسمت الکتریکی پمپ است.
• کوپلینگ یا هم محورسازی :که متصل‌کننده الکترومتر به شافت (محور) پمپ است.
• محفظه یاتاقان: که محل قرارگیری برینگها می‌باشد.
• مکانیکال سیل: که محل آب‌بندی پمپ و جداکننده سیال پمپاژ شده و قسمت مکانیکی پمپ است.
• پره‌های پمپ: که با توجه به نوع کاربرد دارای انواع گوناگون هستند.

دو جزء اصلی پمپ‌های گریز از مرکز پروانه و تیغه آن و حلزونی پمپ هستند.

• پروانه: نقش پروانه‌ها در پمپ گریز از مرکز تأمین انرژی لازم برای سیال می‌باشد. در پمپ‌ها دو نوع پروانه پایه‌ای وجود دارند:
  • مارپیچی
  • توربینی

گاهی ممکن است نیاز شود برای به حرکت درآوردن پمپ صنعتی از منابع و محرک‌های قدرت که در اشکال مختلف وجود دارند به همراه یک دستگاه انتقال نیرو استفاده نمود. در سال‌های اخیر معمولا به منظور به حرکت درآوردن پمپ‌هایی مثل پمپ گریز از مرکز، پمپ دورانی یا پمپ رفت و برگشتی از موتورهای الکتریکی استفاده می‌شود.

در این میان ممکن است برای این کار از توربین‌های بخاری، توربین‌های گازی، توربین‌های هیدرولیکی، موتورهای بنزینی، موتورهای گازی و موتورهای دیزلی نیز استفاده شود. منابع دیگری نیز برای به حرکت درآوردن پمپ‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند که استفاده از آن‌ها محدود است. منابع دیگری نیز وجود دارند که اعتبار آن‌ها محدود است و فقط در موارد خاص و ویژه به کار برده می‌شوند.

این منابع عبارتند از: توربین‌های انبساطی – هوایی، آسیاب‌های بادی و ...

پروانه‌های توربینی با تیغه‌های پخش‌کننده‌ای احاطه شده‌اند که مسیرهای به تدریج پهن شونده‌ای فراهم می‌آورند تا سرعت آب را به آهستگی کاهش دهند؛ بنابراین هد سرعت به هد فشار تبدیل می‌شود.

پروانه مارپیچی با ویژگی نداشتن تیغه‌های پخش‌کننده مشخص می‌شوند. در عوض پروانه آن درون محفظه‌ای که حلزونی شکل است قرار گرفته و سرعت آب به دلیل ترک کردن پروانه کاهش می‌یابد که همراه با افزایش فشار می‌باشد.

انتخاب بین این دو نوع پروانه بسته به شرایط استفاده تغییر می‌کند. نوع مارپیچی به دلیل ظرفیت بالا و هد مصرفی پائین در چاه‌های کم عمق معمولا ترجیح داده می‌شوند. نوع توربینی در چاه‌های آب عمیق استفاده می‌شود.

• تیغه: تیغه نقش راندن مایع به خروجی پمپ را دارد که سرعت را به فشار تبدیل می‌نماید. جزء تیغه در داخل پمپ که معمولا به پروانه متصل است به نوبه خود دارای شکل‌های گوناگونی است. دسته‌بندی شکلی تیغه‌ها را می‌توان به‌طور کلی به دو دسته تقسیم نمود:
  • صاف
  • مارپیچ

که این دسته‌بندی نیز می‌تواند منجر به دسته‌بندی کلی در مورد پروانه‌ها گردد.

مزایا و معایب پمپ گریز از مرکز

از مزایای پمپ گریز از مرکز می‌توان به ویژگی تولید یک جریان هموار و یکنواخت اشاره نمود. برخی انواع پمپ‌های گریز از مرکز مقداری شن نیز پمپ می‌کنند و در کل مطمئن و دارای عمر کاری خوبی می‌باشند.

از معایب این پمپ‌های می‌توان به از دست دادن سطح کیفی راه اندازی اشاره نمود که بعد از راه اندازی رخ می‌دهد. همچنین راندمان این پمپ‌ها وابسته به کار تحت هد و سرعت طراحی می‌باشد.

در راه اندازی یک پمپ گریز از مرکز از آنجایی که این پمپ‌ها از مکش استفاده می‌کنند قابلیت پمپ کردن هوا را ندارند. پس به عنوان یک نتیجه پمپ و لوله بایستی از آب پر باشند تا مشکلی در پمپ آب بروز نکند.

نابالانسی در پمپ‌های گریز از مرکز

وقتی اجزای چرخان پمپ نابالانس باشند، ارتعاش حاصل از عضو چرخان نابالانس می‌تواند ترسناک باشد. این ارتعاش می‌تواند موجب لرزش سطح زمینی که دستگاه روی آن قرار گرفته‌است شود، دستگاه‌های اطراف آن در جای خود تکان می‌خورند، پیچ‌های نگه دارنده شل می‌شوند و قطعات می‌شکنند. یک عضو چرخان نابالانس یر روی یاتاقان‌های خود نیرو اعمال می‌کند و آن را از طریق سازه خود به بیرون منتقل می‌نماید و نهایتا این نیرو به فنداسیون می‌رسد. دلایل بروز نابالانسی:

• خمش یا قوس برداشتن بین یاتاقان‌های تکیه گاهی.
• وزن معلق تحت نیروی ثقل محور محرک را خمیده می‌کند.
• ماده یا سیال غیریکنواخت توزیع شده در روتور.
• قطعات هرز و لق شده بر روی روتور.
• قطرهای مختف المرکز بر روی روتور که ناشی از ساخت می‌باشد و قطعات روی روتور هم مرکز نشده‌اند.
• هم تراز نبودن مسیر رانش با محور روتور.
• کوپلینگ‌های راننده لق از پشت هم پرش می‌کنند.
• از بین رفتن تلرانس‌های بین قطعات مونتاژ شده بر روی روتور.
• شانه‌ای‌های روی روتور خارج از میدان محور دوران ساخته شده‌اند.
• خلل و حفره‌های روی روتور.
• هم تراز نبودن یاتاقان‌ها به محور نیرو وارد کرده و آن را قوس می‌دهد.

پمپ محوری

محفظه آب‌بندی:

این محفظه شامل آب‌بندها و اجزای مربوطه است و برای رسیدن به بازدهی مناسب در قطعات هیدرولیک وجود آب‌بندی کامل و مناسب ضروری است. آب‌بندی بین قطعات هیدرولیک بوسیله آب‌بندها انجام می‌شود.

آب‌بندها براساس استفاده به دو نوع کلی ثابت و متحرک تقسیم می‌شوند:

- آب‌بند ثابت: به صورت واشر بین قطعات غیر متحرک به کار می‌رود. -

آب‌بند متحرک: برای آب‌بندی قطعات متحرک بکار می‌رود و برطبق شکل انتخاب می‌گردد. نوع آب‌بند هر قطعه توسط سازنده تعیین می‌گرددو در زمان تعویض بایدبه این موضوع توجه داشت.

انواع آب‌بندها

• اورینگ‌ها:

معمولی‌ترین آب‌بند مورد استفاده درماشین آلات می‌باشد. اورینگ‌ها به عنوان سیل ثابت و متحرک استفاده می‌شوند و جنس آن‌ها معمولا از ترکیبات لاستیک‌های مصنوعی می‌باشند. موارد استفاده اورینگ برای آب‌بندی پیستون درسیلندر و شیرهای هیدرولیکی محل اتصال شلنگ‌ها و پمپ‌ها استفاده می‌شود. طرح اورینگ طوری است که برای نصب در شیارها ساخته شده‌است و زمان نصب تا۱۰ درصد فشرده می‌شود. درموارد استفاده متحرک عمر اورینگ به صافی سطح قطعه‌ها و اندازه بودن آن مربوط می‌شود. اورینگ‌ها در مواردی که محل آب‌بندی دارای گوشه و زاویه است استفاده نمی‌شود. اگر اورینگ در قطعه‌ای تحت فشار زیاد نصب شود، با گذاشتن یک رینگ فیبری در پشت آن از خارج شدن اورینگ از شیار خود جلوگیری می‌کند. همیشه باید یک رینگ فیبری درطرف کم فشار اورینگ نصب شود. در صورت استفاده از دو رینگ فیبری اورینگ در وسط آن‌ها قرار می‌گیرد.

• آب‌بندهای V شکل و U شکل:

V پک‌ها و U پک‌ها از سیل‌های متحرکی هستند که برای آب‌بندی پیستون و شافت پمپ‌ها استفاده می‌شوند. جنس آن‌ها معمولا از چرم یا لاستیک طبیعی و مصنوعی یا پلاستیک می‌باشد. طرز نصبشان طوری است که فشار سیال لبه آب‌بند را به دیواره بچسباند و آب‌بندی را بهتر و کامل تر کند. برای آب‌بندی قطعات پمپ بایستی حداقل یک بسته از این نوع آب‌بند را بکار بر دو چند آب‌بند را همراه هم در یک شیار قرار داد.

• سیل‌های فلنجی و گردگیرها:

گردگیرها سیل‌های متحرکی از جنس چرم یا لاستیک مصنوعی یا پلاستیک بوده که معمولاً در پیستون‌ها بکار می‌روند. عمل آب‌بندی بوسیله باز شدن لبه آن‌ها و چسبیدن به سطح قطعه انجام می‌شود.

• آب‌بندهای فلزی:

از نظر شکل و ساختمان مانند رینگ‌های پیستون موتور بوده و ممکن است که فلزی یا غیرفلزی باشند. جنس آن‌ها عموما از فولاد بوده و دارای نشتی زیاد می‌باشند، مگر اینکه خیلی دقیق نصب شوند. سیل‌های فلزی به دو صورت بازشونده (پیستونی) و جمع شونده (شفت جک) وجود دارند و در جاهایی بکار می‌روند که میزان حرارت بسیار بالا است. این آب‌بندها به دلیل نشتی زیاد با کاسه نمد و کانال تخلیه به مخزن در سیستم بکار می‌روند.

• واشر کمپرسی:

این واشرها فقط برای کاربرد ثابت مثل کوپلینگ، لوله‌ها، پوسته پمپ و امثال آن‌ها با پرکردن قسمت‌های ناصاف آب‌بندی را انجام می‌دهد و ممکن است فلزی یا غیر فلزی باشند.

• کاسه نمدها:

درجاهایی که شافت از پوسته خارج می‌شود کاسه نمدها نصب می‌شوند. اگر فشار اتمسفر از فشار کاسه نمد بالاتر باشد از عبور هوا به داخل و اگر فشار پشت کاسه نمد بالاتر از فشار جو باشد از نشت سیال یا بخار به بیرون جلوگیری می‌کند. بهترین نوع قابل استفاده برای پمپ یک رینگ فانوسی است که بداخل آن آب تزریق می‌شود. این تزریق آب یا از خروجی خود پمپ تأمین می‌شود یا اگر سیال پمپ غیر آب باشد از یک منبع مستقل آب را لوله‌کشی می‌کنند. اگر مایع آب‌بندی‌کننده دارای ذرات جامدی باشد که به غلاف‌های کاسه نمد آسیب برساند بهتر است که سر راه آن فیلتر قرار گیرد.

• گلندها:

بوش‌های یکپارچه‌ای هستند، که به منظور سفت کردن پکینگ‌ها جهت آب‌بندی بیشتر از آن‌ها استفاده می‌شود. میزان سفت کردن پیچ‌های آن به‌طور تجربی به اندازه‌ای است، که مابین اصطکاک، آب‌بندی، روغن کاری و خنک کاری تعادل حفظ شود.

• پکینگ کمپرسی:

ازاین نوع آب‌بند می‌توان به جای وی پک ویو پک‌ها استفاده کرد. جنس آن معمولا از پلاستیک یا نخ نسوز یا لاستیک نخ دار با روکش فلزی می‌باشد. آین آب‌بندها برای قسمت‌های با فشار کم بکار می‌روند. در حقیقت عامل آب‌بندی‌کننده براساس افت فشار سیال در طول غلاف می‌باشند. علت اینکه پکینگ‌ها باید دارای خواص پلاستیکی (فرم پذیری) باشند این است تا مقدار فشردگی روی اسلیو (غلاف‌ها) را تنظیم کنند ونیز خواص الاستیک جهت جذب انرژی و آسیب نرساندن به جزء دوار را داشته باشند و به صورت رینگ‌هایی درداخل محفظه آب‌بندی قرارگیرند.

انرژی اصطکاکی (گرما) تولیدشده دراثر گردش شافت از طریق نشت مقدار کمی مایع از پوسته یا توسط محفظه خنک کاری پشت آن یا استفاده از هر دو دفع می‌شود. پکینگ‌ها از مواد گوناگون تشکیل شده و انواع گوناگونی دارند:

آزبستوس: که برای درجه حرارت‌های پایین ازآن استفاده می‌کنند. این پکینگ‌ها قبلا بوسیله گرافیت یا روغن، روغن کاری می‌شوند.

متالیک: این پکینگ‌ها برای فشارها و دماهای بالا استفاده می‌شوند. پکینگ‌های متالیک ترکیبی از فویل فلزی (مس، آلومینیم، بابیت و…) با گرافیت یا مواد چرب‌کننده دیگر می‌باشند. روغنکاری نقش مهمی در این آب‌بند دارد زیرا اگر خشک کار کند روی سطح تماس مثلا سیلندر خط می‌اندازد.

• آب‌بندهای مکانیکی:(در اصطلاح فی فنر هم گفته می‌شوند)

آب‌بندهایی که تاکنون توصیف شد عمدتا از نوع پکینگ بودند. استفاده از پکینگ‌ها به عنوان آب‌بند همیشه مناسب و عملی نیست. با محکم کردن پیچ‌های گلند اصطکاک و انرژی ایجاد شده سبب کاهش عمر و خراب شدن غلاف‌ها می‌گردد. از طرف دیگر بعضی از مایعات مثل بوتان و پروپان حلال مواد چرب‌کننده پکینگ‌ها هستند که در این صورت دقت آب‌بندی ازبین می‌رود. به دلایلی که گفته شد و همچنین زمانی که میزان نشت باید حداقل باشد از آب‌بندهای مکانیکی استفاده می‌کنند.

سطح آب‌بندی در مکانیکال سیل‌ها عمود بر امتداد محور بوده، درحالی که در کاسه نمدها سطح آب‌بندی در تماس با خود شافت یا اسلیو قرار می‌گیرد. اگرچه مکانیکال سیل‌ها در انواع گوناگون ساخته می‌شوند اما اصول کارشان یکسان و دارای دو جزء ثابت و متصل به پوسته و یک جزء دوار متصل به شافت (یا غلاف) می‌باشند و یک فنر دو قسمت را به یکدیگر محکم می‌کند. یک دیافراگم یا رینگ لاستیکی برای حرکت جانبی (مماسی) نیز وجود دارد. مکانیکال سیلها معمولاً ازدو قسمت فلزی و لاستیکی هستند. بعضی اوقات قسمت چرخان آب‌بند از زغال با روکش فولادی ساخته می‌شود. البته سطح بین رینگهای دوار و ثابت، بسیار صیقلی و در اصل از دو جنس متفاوت سیلیکون و کاربید کربن می‌باشد.

لایه‌ای از مایع با خاصیت خنک‌کنندگی و روانکاری اصطکاک را به حداقل می‌رساند. رینگ‌های مکانیکال (سیل رینگ‌ها) در دو وضعیت نسبت به پمپ قرار می‌گیرند که ممکن است رینگ دوار در سمت داخل و به طرف ایمپلر باشد، یا در قسمت بیرون قرار گرفته و با مایع پمپ شونده تماس نداشته باشد.

در هر دو وضعیتی که گفته شد فقط سه نقطه مهم وجود دارد که در آب‌بندی مؤثر است:

مابین رینگ ثابت و پوسته

مابین رینگ دوار و شافت (غلاف شافت)

مابین رینگ ثابت و متحرک (بخش‌های ثابت و متحرک مکانیکال)

آب‌بندی در حالت اول توسط گسکت‌ها و اورینگ‌ها صورت می‌گیرد. در حالت دوم توسط رینگ‌ها و در حالت سوم باتماس مستقیم و تنگاتنگ دو رینگ که همواره توسط فنری به به هم فشرده می‌شوند انجام می‌شود.

موضوع قابل توجه در مورد رینگ‌ها این است که این رینگ‌ها با جنس ویژه خود در مقابل نیروی (بار) محوری ضعیف هستند و دچار آسیب می‌شوند، اما درمقابل سایش بسیار مقاوم هستند و با مقداری سایش دوباره توسط فنری که میان آن‌ها قرار دارد ساییده می‌شوند.