پمپ هیدرولیک (Hydraulic pump) وسیله‌ای است که در یک سامانه هیدرولیک دبی ایجاد می‌کند. پمپ‌ها یکی از دو بخش اصلی محرک اولیه سامانه‌های هیدرولیک هستند (بخش دیگر الکتروموتور یا موتور احتراقی است که توان ورودی پمپ را تأمین می‌کند). توان ورودی پمپ از یک موتور تأمین می‌شود و توان هیدرولیکی را به عنوان خروجی تحویل می‌دهد. در هیدرولیک صنعتی، پمپ سیال هیدرولیک تحت فشار را جاری می‌کند.

hydraulic pumps

هیدرولیک صنعتی

تصور اشتباهی که در میان بسیاری وجود دارد این است که پمپ در مدار ایجاد فشار می‌کند. در حالی که بر خلاف این تصور غلط، عامل ایجاد فشار در سامانه هیدرولیک مقاومت در برابر جریان سیال هیدرولیکی و باری است که روی سامانه اعمال می‌شود. پمپ تنها جریان سیال را ایجاد می‌کند و این سیال بدون وجود بار در سیستم به هیچ وجه فشارش بالا نمی‌رود.

PNA AZ_Plattform_N HPV105-02_E1 Yukon double vane pumps PV2R

انواع

جابه‌جایی مثبت

در سامانه‌های  هیدرواستاتیک از پمپ‌های با جابه‌جایی مثبت استفاده می‌شود: در این پمپ‌ها با استفاده از بازشدن ناگهانی یک حفره، در آن حفره مکش ایجاد می‌شود و فشار هوا سیال هیدرولیک را به داخل حفره می‌راند. سپس حفره بسته می‌شود و سیال مقابل دهانه خروجی حبس می‌شود و با ورود سیال جدید از ورودی پمپ شارژ شده و تا دوباره این سیکل تکرار شود. (یک سیکل کاری پمپ) معمولاً هر سیکل معادل یک دور چرخش شفت است. با توجه به سازوکار این پمپ‌ها، قطعات آن‌ها نسبت به هم آب‌بندی هستند و نشتی سیال میان آن‌ها خیلی کم است. اگرچه در فشارهای بالا نشتی رخ می‌دهد که مطلوب نیست.

پمپ‌های جابه‌جایی مثبت ۳ نوع اصلی دارند: چرخدنده‌ای، پره‌ای و پیستونی

چرخدنده‌ای

داخلی

یک چرخدده محرک خارجی درون یک چرخدنده حلقه‌ای داخلی قرار گرفته است. وقتی چرخدنده‌ها می‌چرخند دندانه‌ها از هم دور می‌شوند و مکش اتفاق می‌افتد و سیال وارد پمپ می‌شود. چرخدنده‌ها دیواره‌ای هلالی‌شکل آب‌بندی می‌شوند. این پمپ‌ها کم‌بازده‌ترین نوع پمپ‌های هیدرولیک هستند اما تحمل خوبی در برابر آلودگی سیال هیدرولیک دارند (به دلیل لقی بیشتر نسبت به دیگر انواع). بیشینه فشار کاری این پمپ‌ها ۱۴۰ تا ۲۰۰ بار می‌باشد و حجم‌شان غیرقابل‌تنظیم است.

خارجی

از دو چرخدنده درگیر با هم تشکیل‌ شده‌است. شفت متحرک با خاری به چرخدنده محرک متصل است و دیگر چرخدنده هرزگرد می‌باشد. با چرخش چرخدنده محرک چرخدنده هرزگرد هم که با آن درگیر است می‌چرخد و در قسمت دهانه که دندانه‌های چرخدنده‌ها از هم دور می‌شوند حفره ایجاد شده و مکش رخ می‌دهد تا سیال وارد پمپ شود. فضای خالی بین دندانه‌های چرخان سیال را به سمت دهانه خروجی هدایت می‌کند. آب‌بندی این پمپ‌ها نباید به سیال اجازه دهد از مسیر دیگری غیر از دندانه‌های چرخدنده‌ها از پمپ خارج شود.

پره‌ای

پمپ پره‌ای از ۲ قسمت عمده بدنه و روتور تشکیل شده‌است. پره‌های پمپ در شیارهای روتور جای دارند و به صورت شعاعی می‌لغزند. روتور نیز که با خار به شفت متصل است با آن می‌چرخد و بدین ترتیب پره‌ها با نیروی گریز از مرکز به دیواره بدنه می‌چسبند. چون روتور نسبت به بدنه خارج از مرکز است، در فضای ایجادشده بین پره و بدنه در هنگام چرخش فضای خالی ایجاد می‌شود و مکش رخ می‌دهد (ورود سیال به پمپ). پره‌ها سیال را به سمت دهانه خروجی پمپ هدایت می‌کنند.

غیربالانس

حجم جابجایی این پمپ‌ها قابل تنظیم بوده و بنابراین شدت جریان آن‌ها ثابت نیست. این کار با جابجا نبودن مرکز روتور و در واقع تعیین میزان عدم هم‌محوری روتور و بدنه انجام می‌شود. چون در این پمپ‌ها، محفظه‌های تحت فشار در یک طرف شفت قرار دارند، دریچه خروجی همواره تحت فشار است و دریچه ورودی مکش می‌کند بنابراین در پمپ عدم تعادل ایجاد می‌شود و ارتعاش می‌کند. این ارتعاش ناخواسته به یاتاقان شفت نیرویی دائمی در یک جهت وارد می‌کند که در سرعت‌های بالا سایش زیادی ایجاد می‌کند. به همین دلیل این پمپ‌ها فقط در فشارهای پایین مناسب هستند. این پمپ‌ها معمولاً در فشارهای ۳۵ تا ۱۴۰ بار کار می‌کنند.

بالانس

بدنه این پمپ‌ها بیضوی است و به جای یک دهانه ورودی و یک دهانه خروجی، ۲ ورودی و ۲ خروجی دارد (گاه دریچه‌های ورودی در هم ادغام می‌شوند). بدین ترتیب نیروی واردشده به شفت متعادل می‌شود و دیگر ارتعاش قابل توجهی وجود ندارد. لذا پمپ‌های بالانس نسبت به پمپ‌های غیربالانس فشار بالاتری را می‌توانند تحمل نمایند که تا ۲۸۰ بار نیز می‌رسد.

پیستونی

در این پمپ‌ها از سامانه متداول سیلندر و پیستون استفاده می‌شود. در یک سیلندر و پیستون ساده، با حرکت پیستون در پشت آن مکش ایجاد می‌شود و در جلوی آن سیال به جلو رانده می‌شود. به دلیل ذات حرکت رفت و برگشتی، به جریان انداختن سیال به صورت پالسی و ناپیوسته است. البته از این پمپ‌های ابتدایی تنها در سامانه‌های دستی استفاده می‌شود. این پمپ‌ها گران‌ترین و مرغوب‌ترین نوع پمپ‌های هیدرولیک هستند و می‌توانند فشاری تا ۷۰۰ بار را نیز تحمل نمایند. دلیل این امر انطباق تنگ سیلندر و پیستون است که البته آن را در برابر آلودگی‌های سیال بسیار حساس می‌کند.

شعاعی

پیستون‌ها نسبت شفت به حالت شعاعی قرار گرفته‌اند و با چرخش شفت، پیستون‌ها باز و بسته می‌شوند. سیلندرها یه صورت خارج از مرکز هستند و با نیروی گریز از مرکز حرکت رفت و برگشتی تأمین می‌شود.

محوری

چند پیستون دارد و این پیستون‌ها به صورت موازی با هم در راستای یک محور قرار دارند. سطح مقطع پیستون‌ها در پیرامون محور اصلی پمپ روی محیط یک داره قرار می‌گیرد و با گردش محور اصلی پمپ پیستون‌ها به حرکت درمی‌آیند. با تنظیم زاویه صفحه پشت پیستون‌ها که کورس آن‌ها را تغییر می‌دهد می‌توان حجم جابجایی پمپ (و در نتیجه شدت جریان آن) را تغییر داد، البته به شرطی که چنین سازوکاری در آن تعبیه شده‌باشد. در بعضی موارد محور پیستون‌ها خمیده است، در این صورت حجم جابجایی قابل‌تغییر نیست.

brand-range1

جابه‌جایی نامثبت

در سامانه‌های  هیدرودینامیک از پمپ‌های با جابه‌جایی نامثبت استفاده می‌شود: این پمپ‌ها با چرخش سریع یک پروانه سیال را بانیروی گریز از مرکز به سمت دهانه خروجی پمپ پرتاب می‌کند. برخلاف پمپ‌ها جابجایی مثبت، این پمپ‌ها قطعاتشان آب‌بندی نیستند و با افزایش فشار نشتی زیادی در آن‌ها اتفاق می‌افتد. همچنین این پمپ‌ها نمی‌توانند سیال را به خودیِ خود پمپاژ کنند چون مکشی در آن‌ها ایجاد نمی‌شود تا سیال را درون خود بکشند (سیال باید به دریچه ورودی آن‌ها به نحوی دیگر وارد شود). یکی از راه‌حل‌های رایج در طراحی این پمپ‌ها، قرار دادن دهانه ورودی پمپ در ارتفاعی پایین‌تر از سطح سیال درون مخزن یا تانک است تا سیال با وارد شدن نیروی گرانش، خودبه‌خود وارد پمپ شود. این پمپ‌ها ارزان هستند و به دلیل عدم درگیری قطعات‌شان می‌توانند سیالات غیرهیدرولیکی مانند آب را هم پمپاژ کنند. یکی از انواع شاخص این پمپ‌ها، پمپ‌های پروانه‌ای  هستند