مضخة هيدروليكية

مضخة دورانية

تعتمد هذه المضخات على حركة دورانية للمروحة حول محورها لتقوم بزيادة كمية الحركة لدى المائع، ولكنها لاتغير من ضغوط المائع تغيير ملحوظ، غالبا مايكون مرتين من الضغط الجوي. يتعامل هذا النوع من المضخات مع السوائل الخفيفة ذات اللزوجة المنخفضة ويمد النظام الهيدروليكي بمعدل سريان عالي مقارنة بالأنواع الأخرى من المضخات. لذا يستخدم هذا النوع في نقل المياه، وفي تطبيقات الصناعات الغذائية حيث يتم نقل الألبان والعصائر وغيرها من السوائل التي لها معاملات لزوجة منخفضة في مواسير داخل نظم التصنيع الخاصة بها. وينقسم هذا النوع من المضخات من حيث اتجاه خروج السوائل من المروحة الدورانية إلى مضخات محورية يخرج فيها السائل من المضخة موازياً لمحور دوران المروحة ومضخات طاردة مركزية يخرج فيها السائل في اتجاه نصف قطر المروحة ومضخات مختلطة يخرج فيها السائل في الاتجاهين معاً.

آلية ىالمضخة ذات الحركة الخطية

فيه هذا النوع من المضخات تتكون الحركة من مرحلتين، مرحلة شحن للسائل ومرحلة أخرى يتم فيها التفريغ، ويعتبر هذا النوع أقرب إلى مكابس الزيت منه إلى المضخات الاعتيادية – الدورانية- حيث أنه يعتمد في الأساس على دفع السائل وليس إضافة كمية حركة له وذلك من خلال تغيير حجم السائل خلال عملية الانضغاط، وعلى الرغم من قدرة هذا النوع على الوصول إلى ضغوط مرتفعة للغاية – تصل إلى 300 ضغط جوي- إلا أنها لا تستطيع تحريك معدل سريان كبير، كما أنها تكون أكثر فاعلية في السوائل ذات اللزوجة العالية.

وينقسم هذه النوع من المضخات إلى قسمين، الأول يعتمد على الحركة الترددية مثل المكابس الزيتية (روافع السيارات مثلاً) أو مكابس الحاجز المطاطي (الديافرام) وهذا النوع يتميز بوجود ذراع ميكانيكية مثبت في نهايتها الجزء المتحرك للمضخة وتقوم هذه الذراع بالدوران من الطرف الآخر حول مركز ثابت لتقوم بالحركة الترددية للمضخة. أما النوع الثاني فيعتمد على حركة دورانية ويشبه في تطبيقاته إلى حد كبير تطبيقات التروس.''

يتكون هذا النوع من المضخات من جزئين رئيسيين، هما المروحة والغطاء الخارجي. تعمل المروحة على زيادة سرعة المائع عن طريق الحركة الدورانية لها. تتكون المروحة من مجموعة من الريش التي تعتبر العامل الأساسي في عملية دفع المائع وتختلف المراوح بصفة عامة على حسب اتجاه ميل الريشة، ففي المراوح التي تكون فيها الريشة مائلة في نفس اتجاه دوران المروحة تسمى مراوح أمامية، أما المراوح التي تكون فيها الريشة مائلة في اتجاه معاكس لاتجاه دوران المروحة فتسمى مرواح خلفية، وفي المراوح التي تكون فيها الريشة في اتجاه نصف القطر تسمى مراوح نصف قطرية. أما الغطاء الخارجي فيعمل على زيادة السطح الذي يتعرض لها المائع أثناء الخروج مما يؤدي انخفاض سرعة المائع وزيادة ضغطه أثناء الخروج أي أنها تحول كمية الحركة المدفوع بها إلى شكل ضغوط خارجية للمائع، وله أشكال متعددة منها الحلزوني – وهو الأكثر انتشاراً- والشكل ذو المقطع الدائري.

مكونات هذا النوع تعتمد على طبيعة الوظيفة التي يؤديها، ففي حالة المضخات ذات الحجاب الحاجز، يتم تركيب قطعة من المطاط يتم التحكم فيها بواسط ذراع ميكانيكية يتم سحبها فتقوم بخلخلة الهواء على الجانب الآخر مما يؤدي إلى سحب المائع، أما في حالة المضخات الترسية، فتتكون من ترس واحد أو ترسين بعدد معين من الأسنان يتم سحب المائع من خلال حركتهم الدائرية، وفي حالة المكابس فتكون مكونات المضخة مشابهة تماماً لمكونات المكابس الزيتية.

وتكون في المنطقة المحصورة بين سطح السائل المُراد ضخه وخط التماثل للمضخة، ويسمى الارتفاع بين هذين النقطتين بارتفاع السحب الاستاتيكي، وفيه هذه المنطقة يكون الضغط أقل من الضغط الجوي – ضغط السائل – لتتم عملية السحب بصورة سليمة. وفي حالة عدم انخفاض الضغط بصورة سليمة لأسباب مختلفة سنناقشها لاحقاً في نفس البحث تحدث ظاهرة البخبخة (أي دخول فقاعات من من الهواء في المائع) مما يؤدي إلى اضطراب المضخة وحدوث أصوات عالية أثناء تشغيلها، وقد تصل الخطورة أحياناً إلى حدوث تلفيات في الأجزاء الداخلية للمضخة.

أما عملية التوصيل، فتكون في المنطقة المحصورة بين خط التماثل للمضخة، والسطح المُراد الوصول بالمائع إليه. ويسمى الارتفاع بين هذين النقطتين بارتفاع التوصيل الاستاتيكي، وعند نهاية هذه المنطقة يعود الضغط مجدداً للضغط الجوي، وذلك بخروج السائل من منطقة السحب. وتختلف المضخات على حسب قدرة كل منها على الامداد بالارتفاع الأكبر مقارنة بأقل طاقة مطلومة ممكنة، ويعتمد هذا الاختلاف على عوامل عديدة منها اتجاه ميل الريشة في المضخات الدورانية كما تقدم، فمن المعلوم أن المراوح الأمامية تعطي أكبر ارتفاع ممكن مقارنة بالمراوح الخلفية أما النصف قطرية فتعتبر متوسطة الارتفاعات.