پمپ هیدرولیک پره ای

به طور کلی پمپ های پره ای به عنوان پمپ های فشار متوسط در صنایع مختلف و در دو حوزه هیدرولیک صنعتی و هیدرولیک راهسازی به کار گرفته می شوند. این پمپ ها بهترین بازده را در دور 1500 دور بر دقیقه دارند و در فشار و سرعت تعریف شده دارای راندمان حجمی بین 85 الی 90 درصد می باشد.

علی رغم بازده مکانیکی خوب، بازده کلی آنها به دلیل افت های ناشی از نشتی های موجود در اطراف روتور پایین است. پمپ های هیدرولیک پره ای معمولاً دارای حرکت آرام و بدون سر و صدا بوده و عملکرد رضایت بخش آنها به میزان تمیزی روغن هیدرولیک، روانکاری خوب و سرعت مناسب محور بستگی دارد.

پمپ هیدرولیک پره ای دارای یک پوسته با دو پورت می باشد. از یک پورت که پورت مکش می باشد روغن وارد پمپ شده و از پورت دیگر که به سیستم هیدرولیک متصل است روغن خارج می شود. داخل پمپ هیدرولیک پره ای محفظه سیلندری شکل وجود دارد که یک سیلندر متحرک به طور غیر هم مرکز در محفظه قرار گرفته و تعدادی تیغه یا همان پرهمتحرک در شکاف های سیلندر که به آن روتور پمپ هیدرولیک پره ای می گویند نصب شده که با چرخش سیلندر غیر هم مرکز، تیغه ها نیز می چرخند.

با چرخش (لغزش در جهت شعاعی به طرف داخل یا خارج روتور) تیغه ها، محفظه هایی به وجود می آید که این محفظه ها از سمت ورودی پمپ به سمت خروجی پمپ حجم کمتری پیدا می کند. در نتیجه سیالی که از ورودی پمپ وارد شده و در محفظه ای حبس شده و با چرخش این محفظه، به تدریج حجم کمتری پیدا نموده و بدین ترتیب موجب خارج شدن روغن از پمپ می گردد.

لازم به یادآوری است که روتور پمپ دارای شیار های (خار) شعاعی بوده که با اتصال به محور محرک در داخل رینگ بادامکی چرخش می نماید. نیروی گریز از مرکز حاصل از دوران محور تیغه های موجود در شیار های روتور را به سمت خارج (سمت رینگ) رانده و در تماس با سطح رینگ، نگاه می دارد.مهم ترین قطعات اصلی و پایه پمپ های پره ای سطح بادامکی، روتور و تیغه ها می باشند.

بنابراین در هنگام چرخش روتور، تیغه ها در اثر نیروی گریز از مرکز که ممکن است با نیروی فنر و حتی فشار سیال مورد حمایت واقع شوند، در تماس با سطح بادامکی نگه داشته می شوند. با توجه به اینکه سطح بادامکی و روتور به حالت خارج از مرکزی نسبت به یکدیگر نصب شده اند، موجب می شوند که با چرخش روتور، پره ها دارای کورس حرکتی باشند.

لذا در زمان چرخش روتور فضای بین روتور و رینگ بادامکی در نیم دور اول چرخش محور، افزایش یافته و انبساط حجمی حاصله، موجب کاهش فشار و ایجاد مکش می گردد. در نتیجه سیال به طرف مجرای ورودی پمپ جریان می یابد. در نیم دور دوم تیغه ها روغن در مسیر بین تیغه ها به سمت خروجی هدایت می شوند. در این مرحله تیغه ها به تدریج پیرو سطح رینگ بادامکی به داخل شیار روتور بازگشته و به دلیل کاهش حجم روغن به طرف مجرای خروجی رانده می شود.

انواع پمپ هیدرولیک پره ای از لحاظ ساختمان داخلی

پمپ های هیدرولیک پره ای از نظر ساختمان داخلی به دو دسته پمپ هیدرولیک پره ای بالانس یا متعادل و پمپ هیدرولیک پره ای نا متعادل (آنبالانس) تقسیم بندی می شوند.

پمپ هیدرولیک پره ای نا متعادل

یک پمپ هیدرولیک پره ای غیر بالانس را می توان با نصب مکانیزم هایی، می تواند میزان خارج از مرکزیت بین سطح بادامکی و روتور را کنترل نماید، به پمپ جابه جایی متغیر تبدیل نمود.

مرحله 1: قسمت دوار پمپ یا به عبارت دیگر مجموعه روتور به صورت خارج از مرکز در داخل رینگ بادامکی یا پوسته قرار گرفته است. روتور به وسیله یک محور به محرک اصلی متصل است. در اثر دوران روتور پره ها به واسطه نیروی گریز از مرکز از شکاف خارج شده و با رینگ بادامکی تماس پیدا می کنند. این تماس یک آب بندی مثبت را ایجاد می نماید.

مرحله 2: روغن وارد پمپ هیدرولیک پره ایشده و محفظه نسبتاً بزرگی که توسط دو پره و پوسته ایجاد می گردد را پر می کند. در اثر چرخاندن روتور، پره ها سیال هیدرولیک را در دور رینگ بادامکی می چرخانند و به دلیل کاهش حجم محفظه، سیال در مجرای خروجی به بیرون رانده می شود.

پمپ هیدرولیک پره ای متعادل

در پمپ پره ای نا متعادل یک نیمه از محفظه پمپاژ در فشاری کمتر از فشار اتمسفر قرار داشته و نیمه دیگر فشار سیستم هیدرولیک می باشد. این تفاوت فشار در دو طرف محور نیروی زیادی را به یاتاقان ها وارد می کند. به منظور رفع این مشکل، می توان توسط پمپ پره ای متعادل از محفظه بیضی شکل، به جای محفظه دایره ای استفاده نمود.

لذا اگر سطح بادامکی پمپ پره ای به صورت بیضوی طراحی شود، پره ها در حین دور چرخش روتور، دو مرتبه افزایش و کاهش حجم محفظه پمپاژ ( دو مرتبه حرکت رفت و برگشت) را انجام می دهند. بنابراین در هر دور چرخش، دو مرتبه عملیات پمپاژ روغن انجام می شود.

لذا در طراحی پمپ پره ای متعادل باید دو دهانه ورودی و دو دهانه خروجی در نظر گرفته شود. سیال از دو مجرای روبروی یکدیگر به خروجی هدایت می شود. با توجه متقابل بودن دو منطقه فشار و دو منطقه مکش، فشار های مساوی در دو سوی مقابل هم روی محور پمپ فراهم نموده و به عبارتی نیرو های وارد بر محور حنثی و تعادل کامل هیدرولیکی برقرار می گردد.

در این حالت، فشار روغن به نحوی اعمال می شود که دیگر نیروی یکطرفه ای به یاتاقان های محور پمپ اعمال نخواهد شد. در ضمن بیشترین راندمان آب بندی را به وجود می آورد. پمپ پره ای متعادل با مقایسه با نوع غیر متعادل می تواند در سرعت ها و فشار های بالاتر با مزایای ذکر شده در فوق کار کند.

پمپ های پره ای در مقایسه با خانواده پمپ های دنده ای از راندمان و کارآیی بالاتری برخوردار بوده ولی در مقایسه با پمپ های پیستونی بازده کمتری دارند. پمپ هیدرولیک پره ای نا متعادل در محدوده فشار پایین ( 40 الی 140 بار) و پمپ های هیدرولیک پره ای متعادل در محدوده فشار بالای حدود 300 بار را تحمل می کنند.