معروف‌ترین پمپ‌های جابجایی مثبت، پمپ پیستونی یا پیستون یا ضربه خطی هستند. اجسام جابجایی آن‌ها یا پیستون‌های منحنی‌شکل است که به درون یک استوانه توخالی به این‌سو و آن‌سو می‌روند و سیستم مهروموم آن به قطر خارجی آن‌ها متصل است، یا پیستون‌هایی هستند که درون یک جعبه پرکننده به این‌سو و آن‌سو می‌آیند. حرکت پیستون باعث افزایش و کاهش حجم کار می‌شوند.

پمپ‌های پیستونی یا با یک آرایش بای‌پس نسبتاً ساده که قسمت بیشتری از جریان را از تخلیه به سمت مکش برحسب نیاز برمی‌گرداند (تلفات در واحدهای کوچک‌تر کاملاً قابل ‌قبول است)، یا توسط کنترل سرعت موتورهای تغییردهنده قطب همراه با آرایش بای‌پس متناسب با صرفه اقتصادی کنترل می‌شوند.

پمپ پیستونی

پمپ پیستونی نوعی پمپ رفت‌وبرگشتی است که با استفاده از یک یا چند پیستون رفت ‌و برگشت مایع را جابجا و تحت‌فشار قرار می‌دهد. این موتور معمولاً توسط یک موتور الکتریکی از طریق میل‌لنگ و میله اتصال هدایت می‌شود.

پمپ پیستونی

اگرچه انواع مختلفی وجود دارد، اما همه پمپ‌های پیستونی حداقل دارای یک پیستون هستند که در یک سیلندر محصور حرکت می‌کند. به‌ طور معمول پیستون دارای یک یا چند O رینگ در حاشیه خود است که با حرکت پیستون بر روی استوانه مهروموم می‌کند. پیستون مایع را به داخل سیلندر می‌کشد و آن را تحت‌فشار هل می‌دهد تا بیرون در سیلندر به ‌تدریج بزرگ‌تر شود و با پاسخ متقابل پیستون، کوچک‌تر شود.

روش کار با پمپ پیستونی

مانند اکثر پمپ‌های جابجایی مثبت، پمپ پیستونی با استفاده از نیروی مکانیسم پمپاژ برای انبساط و انقباض حجم متحرک داخلی مایع کار می‌کنند. پمپ‌های پیستونی می‌توانند از یک موتور الکتریکی، موتور احتراق داخلی یا منبع تغذیه دیگر نیرو بگیرند، هرچند پمپ‌های پیستونی کم پیشرفته‌تر ممکن است توسط دست، باد یا آب روان تأمین شوند. به‌طورمعمول حرکت چرخشی پیستون را هدایت می‌کند.

پمپ‌های پیستونی می‌توانند بیش از یک پیستون و مجموعه سوپاپ‌های کنترل داشته باشند. یک پمپ دوبل دارای دو پیستون و دو مجموعه سوپاپ چک، یک تریپل پمپ دارای سه عدد و غیره است. برای اطمینان از جریان مایع در جهت صحیح، بررسی شیرآلات در دو طرف محفظه پمپاژ مهم است.

پمپ‌های پیستونی همچنین می‌توانند یک یا دو عملکرد داشته باشند. پمپ‌های دو عمل شامل دو مجموعه سوپاپ چک و مایع در دو طرف پیستون است. این به پیستون اجازه می‌دهد تا با حرکت در یک‌ جهت از جهت دیگر، یک چرخه کامل پمپاژ را کامل کند. همان‌طور که پیستون از یک‌ طرف در حال گرفتن است، از طرف دیگر طاقت‌فرسا است. برای تکمیل چرخه پمپاژ کامل، نسخه‌های تک عمل به حرکت پیستون در هر دو جهت نیاز دارند.

استفاده از پمپ‌های پیستونی

پمپ‌های پیستونی به‌عنوان پمپ هیدرولیک برای تأمین انرژی ماشین‌آلات سنگین استفاده می‌شوند، اما در دستگاه‌های کوچک‌تر مانند سم‌پاش رنگ نیز مفید هستند. پمپ پیستونی را می‌توان برای استفاده در تولید روغن و سایر کاربردهای صنعتی بزرگ‌تر کرد. از تغییرات این نوع پمپ در کاربردهای پیشرفته صنعتی به‌ صورت پمپ‌های محوری و شعاعی نیز استفاده می‌شود که از پیستون‌های متعددی تشکیل‌ شده‌اند و در یک بلوک سیلندر دایره‌ای قرار گرفته‌اند.

پمپ‌های پیستونی عمدتاً برای کنترل سرعت جریان بسیار پایین در هدهای بسیار بالا (فشار) استفاده می‌شود. آن‌ها برای سرعت‌های خیلی کم مناسب هستند. جدا از کاربردهایی که به این شرایط نیاز دارند، پمپ‌های پیستونی و پیستون تقریباً به ‌طور کامل توسط انواع مختلف طراحی تخصصی (پمپ‌های چندمرحله‌ای، پمپ‌های جانبی) توسط پمپ‌های گریز از مرکز جایگزین می‌شوند.

مشخصات فنی پمپ پیستونی

پمپ پیستونی از لحاظ سطحی شبیه موتور اتومبیل است و یک آرایش تک سیلندر ساده دارد. با این ‌وجود چنین پمپ ساده‌ای با تحمل یک پالس مایع در هر دور، پالس‌های فشار غیرقابل‌قبول زیادی را به سیستم وارد می‌کند. بنابراین پمپ‌های پیستونی عملی از چند سیلندر و پیستون استفاده می‌کنند تا مایعات را صاف و یکدست کنند و در طراحی پمپ‌های چند سیلندر که به طرز شگفت‌انگیزی جمع‌وجور هستند، نبوغ زیادی به کار می‌رود.

پمپ‌های پیستونی بیشترین بازه عملکرد کلی را ارائه می‌دهند. می‌توان آن‌ها را با سرعت زیاد هدایت کرد تا نسبت قدرت به وزن بالایی را فراهم کنند. آن‌ها می‌توانند در سطوح فشار بیش از 5000 پوند بر اینچ مربع‌ کار کنند. به دلیل وجود پیستون‌های بسیار نزدیک، آن‌ها دارای بالاترین بازده حجمی هستند و می‌توانند دامنه‌های زیر را کنترل کنند:

  • سرعت جریان بین 5 و 700 گالن بر دقیقه
  • فشار کل بین 50 تا 5000 پوند بر اینچ مربع
  • قدرت بین 1 تا 500 اسب بخار

مزایا و معایب پمپ پیستونی

از مزایای پمپ‌های پیستونی می‌توان به قابلیت خودآرایی (پمپ خودکار) و کارایی بالا اشاره کرد. معایب آن شامل تحویل پالس‌دار آن‌ها و به‌ویژه در مورد واحدهای بزرگ، نیاز آن‌ها به فضای زیاد، جرم زیاد و هزینه‌های بالای سرمایه‌گذاری آن‌ها در واحد خروجی پمپ است.

نتیجه

پمپ پیستونی هیدرولیکی نوعی پمپ جابجایی مثبت رفت‌وبرگشتی است که فشار زیادی را برای کمک به جریان سیال مانند آب ایجاد می‌کند. انرژی آن توسط مکانیسم محرک هیدرولیکی تأمین می‌شود که به حرکت مایع به پایین محفظه استوانه‌ای‌شکل کمک می‌کند. این پمپ‌های رفت‌وبرگشتی دارای یک مهروموم قطر خارجی با اتصال میله پیستون هستند. آن‌ها با ایجاد فشار از طریق توزیع انرژی در مایع پمپ‌شده کار می‌کنند. این عمل منجر به ایجاد یک استوانه مایع تحت ‌فشار می‌شود.

پمپ‌های پیستونی زمانی ایده­آل محسوب می‌شوند که یک برنامه نیاز به دبی بالاتر از مایعات و فشار کم داشته باشد. در این صورت با کمی تلاش می‌توانند مایعات را به سرعت تخلیه کنند. پمپ‌ پیستونی همچنین به دلیل توانایی ایجاد فشار بالا برای شستشوی سطوح نیز مفید عمل می‌کند. با این‌حال انواع پمپ‌های پیستونی در بازار وجود دارد و هر نسخه کمی متفاوت عمل می‌کند.