دوزینگ پمپ چیست؟

دوزینگ پمپ چیست؟ چه کاربردی دارد؟ در این مقاله از مجله خبری دانشگاه آب شما با دوزینگ پمپ ها، کاربرد، مزایا، معایب و انواع آن آشنا می شوید. 

دوزینگ پمپ چیست؟

دوزینگ پمپ (Dosing Pump) یک پمپ جابجایی مثبت است که برای تزریق میزان مشخص و دقیقی از مواد سیال شیمیایی یا ماده دیگر به جریان آب، گاز یا بخار با دبی دقیق طراحی شده است. این نوع پمپ با نام های پمپ اندازه گیری، پمپ تزریق مواد شیمیایی (Injection pump)، پمپ کلرزن یا کلریناتور، مترینگ پمپ (Metering Pump) و پمپ تناسبی نامیده می شود. آنها پمپ هایی هستند که برای توزیع مقادیر مشخصی از سیال و اندازه گیری کنترل جریان، با استفاده از محفظه های انبساط و انقباض برای حرکت سیال مورد استفاده قرار می گیرند.

دوزینگ پمپ چگونه کار می کند؟

عملکرد پمپ تزریق شامل کشیدن مقداری مشخص و اندازه گیری شده از یک سیال به داخل یک محفظه و سپس تزریق این ماده به لوله یا مخزن مورد نظر است. دوزینگ پمپ معمولا جثه و ابعاد کوچکی دارد و توسط یه موتور الکتریکی کوچک یا محرک هوا تغذیه می شود. پمپ های اندازه گیری توسط یک سیستم کنترل خارجی یا معمولا یک کنترل کننده داخلی کنترل می شوند. نقش آن، کنترل دبی جریان عبوری، عملکر روشن و خاموش کردن دستگاه و همچنین مواردی مانند آلارم و هشدار برای خشک شدن و گاز زدایی است. 

پمپ های تزریق، ماده تزریقی را تحت یک دبی معین با فشار قابل کنترل، به صورت بسیار دقیق به یک ماده دیگر وارد می کنند. دقتی که این پمپ ها در تزریق انواع مختلف سیالات، گازها و انواع مختلف ماده دارند، خارج از توانایی انسانی است.

محدوده دبی و فشار دوزینگ پمپ ها

معمولا دبی این پمپ ها بین 1 تا 10000 لیتر در دقیه و فشار کاری بین 10 تا 2000 بار متغیر است. دبی می تواند به صورت دستی یا اتوماتیک تنظیم شود و می تواند از صفر تا حداکثر مقدار ممکن تنظیم شود. با این حال، دقت عملکرد آن ها ممکن است به دلیل دقت ساخت شرکت سازنده متفاوت باشد.به عنوان مثال، اگر دقت دوزینگ پمپ توسط سازندهبه عنوان 1% اعلام شده باشد، این به معنای آن است که در هر نقطه بین 1 تا 100% دبی، دقت دوزینگ پمپ مورد نظر یکسان خواهد بود. 

اجزای اصلی دوزینگ پمپ

• خط دوز: رگ حیاتی تزریق دقیق خط دوز یا خط تزریق در دوزینگ پمپ ها،مسیری است که از طریق آن سیال یا ماده شیمیایی از پمپ به نقطه تزریق منتقل می شود.  اجزای اصلی خط دوز در دوزینگ پمپ چیست؟ لوله ها، شیرها، و حسگر ها از اجزای اصلی هستند. با استفاده از شیر ها می توان جریان سیال را در خط دوز کنترل کرد.
• انژکتور: انژکتور با ایجاد یک مانع در برابر جریان سیال، باعث افزایش فشار در آن نقطه می شود. این افزایش فشار به نفوذ ماده تزریقی به داخل جریان اصلی کمک می کند. انژکتور یک شیر بدون بازگشت و یکطرفه است.ماده تزریقی به صورت جریان یکنواخت و دقیق به داخل جریان اصلی تزریق می شود. انژکتور به گونه ای طراحی شده است که از برگشت جریان سیال به داخل پمپ جلوگیری می کند و باعث افزایش دقت و کارایی پمپ می شود.
• محفظه: یکی از اجزای اصلی و حیاتی دوزینگ پمپ ها محفظه است. محفظه، فضایی را برای نگهداری سیالی که قرار است تزریق شود فراهم می کند. حجم این محفظه به ظریفت پمپ و نیاز فرآیند، متفاوت است. با حرکت دیافراگم یا پیستون داخل محفظه، حجم آن تغییر می کند و به این ترتیب فشاری ایجاد شده که باعث می شود سیال از طریق لوله ی خروجی به بیرون رانده شود. با تنظیم حجم محفظه می توان میزان دبی را کنترل کرد. ساختار محفظه دوزینگ پمپ ها معمولا از مواد مقاوم در برابر خوردگی ساخته می شود تا بتوانند با انواع مختلف سیالات شیمیایی سازگاری داشته باشند. مانند: استیل، چدن و پلاستیک های مهندسی.
• دریچه پا: مهم ترین وظیفه دریچه پا، جلوگیری از بازگشت سیال به داخل پمپ است. این ویژگی باعث می شود که پمپ بتواند به طور مداوم و بدون وقفه، سیال را به سیستم تزریق کند. دریچه پا با جلو گیری از برگشت جریان، به حفظ فشار در سیستم کمک می کند. دریچه پا با جلوگیری از ضربات هیدرولیکی ناشی از برگشت جریان، از آسیب دیدن قطعات داخلی پمپ جلوگیری می کند و طول عمر آن را افزایش می دهد.
• سیستم کنترل: سیستم کنترل با دریافت سیگنال هایی از حسگرها، وضعیت فعلی سیستم را ارزیابی می کند و سپس با مقایسه این اطلاعات با مقادیر نتظیم شده، دستورات لازم را برای موتور یا محرک پمپ ارسال کند.سیستم کنترل با تغییر سرعت حرکت دیافراگم یا پیستون، دبی را نتظیم می کند. سیستم کنترل می تواند زمان شروع و توقف تزریق را برنامه ریزی کند. این سیستم با تنظیم فشار داخل محفظه پمپ،فشار خروجی سیال را کنترل می کند. 

انواع دوزینگ پمپ:

پمپ های تزریق یا دوزینگ در انواع گوناگونی ساخته می شوندو در بسیاری از مواردی با توجه به نوع نیروی محرکه یا عملکرد، در دسته های مختلفی قرار می گیرند.

• دوزینگ پمپ های دیافراگمی
• پیستونی
• سلونوئیدی

دوزینگ پمپ دیافراگمی (Diaphragm Pump) :

پمپ دیافراگمی یا الکتروپمپ ها از دسته پمپ های جابه جایی مثبت به حساب می آیند. در این پمپ ها برای جابه جایی سیالات از عمل رفت و برگشتی دیافراگم که از جنس لاستیک و یا ترموپلاستیک است استفاده می شود با حرکت دیافراگم به سمت عقب، مکش به وجود می آید که باعث ورود مواد مورد نظر جهت انتقال به فضای خالی داخل پمپ می گردد. این مکش شیر های ورودی را باز و شیر های خروجی را میبندد. این عملیات در نهایت منجر به خروج سیال از دوزینگ پمپ می شود. در این پمپ ها تنها قسمت هد پمپ، دیافراگم و شیر های ورود و خروج پمپ با سیال در تماس هستند که مناسب ترین انتخاب برای تزریق مواد سمی، شیمیایی یا خورنده می باشند. دیگر مزایای آن امکان استفاده در دبی های ثابت و پایدار و نشت نکردن سیال به بخش محرک یا پمپ ، دقت و راندمان بالا اشاره کرد.

پمپ تزریقی پیستونی (Piston pump) :

پمپ پیستونی یا پمپ پلانجری از دسته پمپ های فشار قوی به حساب می آیند. مکانیسم این پمپ ها به این صورت است که در ابتدای هر سیکل، پیستون به سمت عقب حرکت می کند و خلائی در داخل سیلندر ایجاد می شود. این خلا باعث می شود که سیال از طریق یک شیر یکطرفه به داخل سیلندر کشیده شود. با حرکت پیستون به سمت جلو، سیال درون سیلندر تحت فشار قرار میگیرد و از طریق شیر خروجی یه سیستم منتقل می شود. پیستون ها معمولا بع یک گیربکس متصل هستند که برای به حرکت در آوردن گیربکس از الکتروموتور های تک فاز و سه فاز استفاده می شود.جنس پیستون این پمپ ها معمولا از جنس استیل و سرامیک می باشد. از مزایای آن می توان به دقت و فشار بالا، تنظیم آسان دبی و مناسب برای سیالات ویسکوز اشاره کرد.

دوزینگ پمپ های سلونوئیدی (Solenoid Pump) :

در ابتدا سلونوئیدی به این معنا است که در موتور الکتریکی به کار رفته در مترینگ پمپ که نیروی محرکه آن را تولید می کند، از الکترومغناطیس(سلونوئید) استفاده شده است. نحوه ی کار: در دوزینگ پمپ های سلونوئیدی یک مگنت وجود دارد که با ورود جریان الکتریسیته به آن باردار می شود و سپس شفت پمپ را به سمت خود جذب می کند و با قطع جریان برق توسط نیروی فنر در حرکت در می آید. شفت پمپ متصل به دیافراگم باعث حرکت آن به سمت عقب می شود. در نتیجه خلا در محفظه ایجاد شده و سیال از طریق شیر ورودی به داخل محفظه کشیده می شود. با قطع جریان الکتریکی، میدان مغناطیسی از بین رفته و دیافراگم به حالت اولیه خود باز می گردد. در این حالت سیال تخت فشار قرار می گیرد و از طریق شیر خروجی به سیستم منتقل می شود.                                                             

میزان ظرفیت پمپ سلونوئیدی قابل تنظیم است اما به طور کلی نمی توان برای دبی های بالا از آن استفاده کرد. اگر میزان رطوبت کاری مورد نظر زیاد است، پمپ های سلونوئویدی به دلیل داشتن استاندارد حفاظتی IP65 می تواند یک انتخاب مناسب باشد.

کاربرد های پمپ تزریق در صنایع مختلف

پمپ های تزریق به عنوان ابزاری دقیق و قابل اعتماد برای تزریق دقیق سیالات در صنایع مخلتف مورد استفاده قرار می گیرند. این پمپ ها با قابلیت تنظیم دبی و فشار، امکان کنترل دقیق میزان سیالی که به یک سیستم اضافه می شود را فراهم میکند.

صنایع شیمیایی

• تهیه محلول های استاندارد: برای تهیه محلول های استاندارد با غلظت دقیق از پمپ های تزریق استفاده میشود.
• تزریق مواد شیمیایی به فرآیند تولید: برای افزودن مواد شیمیایی مانند اسیدها، بازها، کاتالیزورها، سولفوریک ها،نیتریک ها و مواد منعقد کننده به فرآیند های تولید مواد شیمیایی مختلف استفاده می شود.
• دوزینگ پمپ ها برای تزریق مواد شیمیایی به برج های تقطیر به منظور بهبود عملکرد و کنترل فرآیند استفاده می شوند.
• تزریق مواد شیمیایی به بویلر، سیال های دیگ بخار، و سیستم های تصفیه برای جلوگیری از پوسیدگی.

صنایع غذایی 

• تولید نوشیدنی ها: برای افزودن طعم دهنده ها، رنگ ها، اسیدها و سایر مواد به نوشیدنی ها استفاده می شود.
• تولید مواد غذایی: دوزینگ پمپ برای صنایع لبنی به منظور تولید پنیر، ماست، و سایر مواد تخمیری و برای افزودن باکتری های آغازگر و کنسانتره استفاده می شوند. 

صنایع آب و فاضلاب

یکی از کاربردهای مهم پمپ تزریق برای تصفیه اب و فاضلاب است. به همین دلیل، به آن دوزینگ پمپ تصفیه آب نیز گفته می شود.

• برای گندزدایی آب درون درون خطوط لوله ها از هیپوکلرید سدیم، آب ژاول یا وایتکس استفاده میشود.
• تزریق اسیدها و مواد قلیایی برای کنترل PH
• پرمنگنات پتاسیم و پلی فسفات برای از بین بردن آهن، منگنز و پلی فسفات جهت گرفتن سختی آب.
• از آنتی اسکالانت برای جلوگیری از رسوب درسیستم RO استفاده می شود. که به اصلاح به آن دوزینگ پمپ آنتی اسکالانت گفته می شود.
  
• تزریق، برای انعقاددر سیستم تصفیه از آلومینیوم سولفات، هیدروکسید سولفات و آلومینیوم کلرید استفاده می شود.
• تزریق مواد شیمیایی به منظور حذف مواد آلی، نیتروژن، فسفر و سایر آلاینده ها از فاضلاب، استفاده می شود.

در دیگر صنایع مانند: صنعت نیشکر، صنعت پزشکی، صنایع نفت و گاز و صنایع چوب و کاغذ استفاده می شوند.

مزایا و معایب استفاده از مترینگ پمپ

• یکی از مهم ترین مزایای دوزینگ پمپ ها، دقت بسیار بالای آنها در تزریق سیالات است. این پمپ ها قادرند حجم بسیار کمی از سیال را با دقت بسیار بالا تزریق کنند.
• دبی خروجی دوزینگ پمپ ها به راحتی قابل تنظیم است. 
• دوزینگ پمپ ها در انواع مختلف با مواد سازنده متفاوت برای کاربردهای مختلف موجود هستند. این تنوع به شما امکان می دهد تا پمپی را انتخاب کنید تا بهترین عملکرد را برای کاربرد خاص شما داشته باشد.
• پمپ های تزریق معمولا دارای عمر طولانی و عملکرد قابل اعتمادی هستند.
• هزینه خرید دوزینگ پمپ ها نسبت به برخی از انواع دیگر پمپ ها بالاتر است.
• هر دوزینگ پمپی دارای محدوده ی مشخصی از دبی است و ممکن است بر ای همه کاربرد ها مناسب نباشد.

نحوه انتخاب دوزینگ پمپ 

• دبی

دبی از مهم ترین عواملی است که در انتخاب دوزینگ پمپ ها مورد توجه قرار میگیرد. تنظیم دبی در دوزینگ پمپ ها می تواند  به دو صورت دستی و یا توماتیک باشد. این ویژگی به نوع پمپ و کارخانه سازنده بستگی داردو باید با توجه به نیاز انتخاب شود.

• محیط عملکرد

یکی دیگر از نکاتی که باید در نظر بگیریم این است که تجهیز در چه محیطی کار خواهد کرد؟ آیا قرار است پمپ در معرض نور مستقیم خورشید باشد؟ آیا قرار است در دماهایی زیر نقطه انجماد قرار گیرد؟ محیط کار قطعا بر کارایی پمپ تاثیرگذار خواهد بود. به عنوان مثال، اگر قرار باشد پمپ در مکان های مرطوب کار کند، باید مطمئن شوید که دوزینگ پمپ مناسب آن محیط را انتخاب می کنید.

• ترکیب سیال

در زمان انتخاب پمپ، برای جلوگیری از خوردگی، فرسایش و استهلاک در دراز مدت ترکیب سیال مهم ترین نکته در مورد سیالات است که باید در نظر گرفته شود.ترکیب شیمیایی دوزینگ پمپ چیست؟ از چه ماده ای ساخته شده است؟ آیا سوسپانسیون غلیظ است یا محلول شفاف؟ در مورد سیال و ترکیباتی که غلیظ و دارای ذرات جامد هستند، نیاز به استفاده از دوزینگ پمپ با دیافراگم خاص است.

• مواد ساختار

در اکثر صنایع، اغلب از مواد شیمیایی خورنده یا ساینده که نیاز به قطعات پمپ مقاوم تری دارند، استفاده می کنند. شما باید مواد شیمیایی که با پمپ و اجزای آن در تماس هست را بشناسید تا بتوانید متریگ پمپ مناسب را انتخاب کنید. پمپ باید توانایی مقاوت در برابر این سیالات را داشته باشد تا بتواند بازده بهتری ارائه دهد. به عنوان مثال برای سیالات خورنده، دمای بالا و فشارهای بالاتر از انواع مختلف فولاد ضد زنگ استفاده می شود. پلاستیک های مهندسی مانند PP و PE براس سیالات بسیار خورنده، چسبناک یا ساینده مناسب هستند. 

• دما و فشار 

دما یکی از عوامل بسیار مهمی است که در انتخاب دوزینگ پمپ مناسب باید به دقت در نظر گرفته شود. تغییرات دما می‌تواند بر عملکرد، دوام و دقت پمپ تأثیرگذار باشد. با افزایش دما، ویسکوزیته (غلظت) بسیاری از سیالات کاهش می‌یابد. این تغییر در ویسکوزیته مستقیماً بر توان مورد نیاز برای پمپاژ و دبی خروجی پمپ تأثیر می‌گذارد. دما می‌تواند بر سرعت خوردگی مواد در تماس با سیال تأثیرگذار باشد. افزایش دما معمولاً سرعت خوردگی را افزایش می‌دهد.