پمپ‌های پلانجری و پیستونی هر دو از نوع پمپ‌های جابجایی مثبت هستند که در هر سیکل یا چرخش، حجم ثابتی از سیال را از طریق پمپاژ منتقل می‌کنند. این پمپ‌ها با ایجاد فشار منفی مقدار مشخصی از سیال را به درون سیلندر خود کشیده و سپس با افزایش فشار ان را انتقال می دهند.
این نوع پمپ‌ها برای پمپاژ سیالات ویسکوز یا ساینده بسیار مؤثر هستند، زیرا می‌توانند این مواد را بدون آسیب رساندن به پمپ جابه‌جا کنند. به همین دلیل، پمپ‌های جابجایی مثبت مانند پمپ‌های پیستونی و پلانجری به طور گسترده‌ای در صنایع نفت و گاز، پتروشیمی، مواد غذایی و داروسازی کاربرد دارند.
نحوه کار پمپ های پلانجری
پمپ های پلانجری از یک پلانجر یا نوعی میله با حرکت رفت و برگشتی استفاده می کنند. با حرکت رفت و برگشتی پلانجر و ایجاد فشار منفی ومثبت به صورت تناوبی، سیال از طریق شیر ورودی کشیده شده و از طریق شیر خروجی پمپاژ می شود. این پمپ ها دارای یک سری عایق و اب بند ثابت هستند که در سیلندر پمپ قرار گرفته اند.
نحوه کار پمپ های پیستونی
پمپ های پیستونی نیز از یک میله متحرک که به ان پیستون گفته می شود جهت پمپاز سیال استفاده می کنند. پیستون با حرکت رفت و برگشتی خود باعث مانند پمپ های پلانجری باعث ایجاد فشار مثبت و منفی می شود که این حرکت رفت و برگشتی در نهایت باعث کشیده شدن سیال به داخل سیلندر و پمپاژ ان می شود. بر خلاف پمپ های پلانجری، در پمپ های پیستونی اب بند به خود پیستون متصل است و با ان حرکت می کند.
تفاوت‌های موجود در عملکرد این پمپ ها، تأثیر زیادی بر فشار خروجی، جنس، دوام، هزینه و عمر مفید آن‌ها دارد. این عوامل نقش اساسی در انتخاب پمپ مناسب برای هر کاربرد خاص ایفا می‌کنند.
-
فشار
در هر دو نوع پمپ پیستونی و پلانجری، یک میله به صورت رفت و برگشتی در داخل سیلندر حرکت می‌کند و باید در برابر دیواره سیلندر آب‌بندی شود تا از افت فشار جلوگیری کند. با این حال، از آنجا که آب‌بندها در پمپ‌های پلانجری به میله متصل نیستند، اصطکاک کمتری را تجربه می‌کنند و می‌توانند فشار خروجی بالاتری تولید کنند. در مقابل، هنگامی که آب‌بند به قطعه متحرک متصل است، مانند پمپ‌های پیستونی، عمل لغزش در طول دیواره‌های محفظه باعث ایجاد اصطکاک بیشتر شده و در نتیجه فشار کمتری ایجاد می‌شود.
-
جنس و استحکام
برای افزایش استقامت و استحکام پمپ، انتخاب مواد مناسب اهمیت بالایی دارد. بدنه سیلندر، پیستون و پلانجر تاثیرگذارترین قسمت ها در تعیین عملکرد و طول عمر پمپ هستند. برای کاهش سایش و اطمینان از آب‌بندی مناسب، بخشی که بیشتر در معرض سایش قرار دارد باید از سخت‌ترین ماده ممکن ساخته شود. گزینه‌های رایج در صنعت پمپ شامل فولاد ضدزنگ، آلومینیوم آنودایز شده و برنج هستند. با این حال، یکی از بادوام‌ترین گزینه‌ها، سرامیک است. سرامیک مقاومت بالایی در برابر سایش دارد، از سازگاری شیمیایی عالی ای برخوردار است و می‌توان آن را به سطحی فوق‌العاده صاف پرداخت کرد، که برای ایجاد یک اب بندی مناسب مورد نیاز است. با وجود این مزایا، سرامیک یک محدودیت خاص دارد: این ماده مقاومت فشاری بالایی دارد اما از نظر مقاومت کششی ضعیف است. در حالی که می‌تواند نیروهای فشاری زیادی را تحمل کند، در مواجهه با تنش‌های خمشی یا کششی مستعد ترک‌خوردگی است. این ویژگی تا حدودی شبیه به بتن است که فشارهای زیادی را تحمل می‌کند اما در اثر خم شدن به راحتی ترک می‌خورد.
این موضوع در طراحی پمپ‌ها بسیار مهم است. در پمپ‌های پلانجری، پلانجر باید در برابر دیواره محفظه آب‌بندی ایجاد کند، بنابراین سختی ماده سازنده پلانجر اولویت دارد. در پمپ‌های پیستونی، دیواره محفظه باید با پیستون آب‌بندی شود که این امر نیازمند استحکام و دوام بالای دیواره محفظه است.
ساخت سیلندر های نازک و لوله‌ای از سرامیک یا مواد سخت مشابه با چالش‌های مهندسی قابل‌توجهی همراه است. دستیابی به یک سطح داخلی صاف و یکنواخت بسیار دشوارتر از ساخت یک پلانجر از همان ماده است. علاوه بر این، آسیب‌پذیری سرامیک در برابر تنش کششی آن را برای چنین کاربردهایی نامناسب می‌سازد، زیرا احتمال ترک‌خوردگی و در نتیجه خرابی پمپ وجود دارد.
به‌طور خلاصه، پمپ‌های پلانجری معمولاً دوام بیشتری نسبت به پمپ‌های پیستونی دارند، زیرا استفاده از مواد سخت و مقاوم در برابر سایش برای ساخت پلانجر ساده تر از استفاده از این مواد برای ساخت محفظه است. این ملاحظات ساختاری نقش کلیدی در دوام و عملکرد کلی پمپ‌ها ایفا می‌کند.
-
تعمیر و نگهداری
پمپ‌های پلانجری به دلیل طراحی ساده دارای اجزای کمتری هستند و در مقایسه با پمپ‌های پیستونی به میزان قابل‌توجهی نگهداری کمتری نیاز دارند. در واقع، ساختار ساده آن‌ها احتمال بروز مشکلات مکانیکی را کاهش می‌دهد.
-
هزینه
طراحی ساده‌تر با اجزای کمتر منجر به کاهش هزینه‌ها می‌شود. پمپ‌های پلانجری معمولاً هزینه اولیه به مراتب کمتری نسبت به پمپ‌های پیستونی با عملکرد معادل دارند. علاوه بر این، هزینه کلی تعمیر و نگهداری آن‌ها نیز معمولاً کمتر است، به‌ویژه با در نظر گرفتن هزینه‌های بلندمدت مانند نگهداری، تعمیرات و تعویض قطعات.
با توجه به مزایای ذکر شده، واضح است که پمپ‌های پلانجری معمولاً از پمپ‌های پیستونی در ویژگی‌های کلیدی دارای برتری هستند. طراحی ساده‌تر، تعداد کمتر اجزا و نیاز کمتر به نگهداری موجب افزایش اطمینان پذیری و کارایی آن‌ها می‌شود. علاوه بر این، مقرون‌به‌صرفه بودن پمپ‌های پلانجری، هم از نظر سرمایه‌گذاری اولیه و هم از نظر مالکیت بلندمدت، آن‌ها را به انتخابی عملی‌تر برای بسیاری از کاربردها تبدیل می‌کند. این ویژگی‌ها به‌طورکلی عملکرد برتر و ارزش کلی پمپ‌های پلانجری را در مقایسه با پمپ‌های پیستونی نشان می‌دهند.
