لوب پمپ چیست | مکانیزم، اجزا و کاربردها

لوب پمپ (Lobe Pump) در صنایع مختلف از جمله صنعت کاغذ، صنایع شیمیایی، صنایع غذایی، نوشیدنی (نوشابه سازی)، صنایع دارویی و بهداشتی و بیوتکنولوژی استفاده می‌شود. به علت ویژگی‌های بارزی همچون کیفیت عملکرد عالی، راندمان بالا، قابلیت اطمینان، مقاومت بالا در برابر خوردگی و همچنین سهولت در تمیزکاری و نگهداری، این نوع پمپ در همه این صنایع متنوع، رایج و محبوب است.

لوب پمپ ها که با نام پمپ گوشواره ای نیز شناخته می‌شوند، از نظر تعداد لوب انواع گوناگونی از جمله یک لوب، دو لوب، سه لوب و چند لوب دارند. لوب ها، بدون تماس بوده و دارای محفظه‌های پمپاژ بزرگی هستند. این قابلیت به لوب پمپ ها اجازه می‌دهد تا مواد جامدی در اندازه گیلاس و زیتون را بدون آسیب رساندن به آن‌ها پمپاژ نمایند. لوب پمپ ها همچنین برای پمپاژ دوغاب، خمیر، ضایعات و طیف گسترده‌ای از مایعات نیز استفاده می‌شوند. اگر مواد مرطوب باشند، لوب پمپ عملکرد خودمراقبتی را انجام داده و در یک عمل پمپاژ ملایم، تخریب محصول را به حداقل می‌رساند. همچنین جریان ایجاد شده توسط لوب پمپ ها برگشت‌پذیر بوده و می‌توانند مدت طولانی‌ای به صورت خشک کار کنند. جریان یاد شده نسبتاً مستقل از تغییرات است، بنابراین خروجی ثابت و پیوسته است.

لوب پمپ ها، از نظر طراحی و دیزاین به دو دسته پمپ‌های دارای طراحی صنعتی و پمپ‌های دارای طراحی بهداشتی تقسیم می‌شوند. پمپ‌های دارای طراحی بهداشتی محدودیت‌ها و الزامات خاصی از نظر شرایط کارکرد و شرایط بهداشتی همچون USDA و EHEDG دارند؛ که باید رعایت شود. در صورتی که لوب پمپ از گواهینامه‌های ایمنی و فنی برخوردار باشد، توسط کارخانه سازنده به مشتری اطلاع داده می‌شود.

لوب چیست و چطور کار می‌کند؟

لوب پمپ از نظر مکانیسم عملکرد، شباهت بسیاری به پمپ دنده‌ای دارد چراکه در هر دوی آن‌ها سیال در اطراف قسمت داخلی پوشش، جریان پیدا می‌کند. اما با این حال، تفاوت‌هایی نیز دارند. یکی از مهم‌ترین تفاوت‌هایشان این است که در لوب پمپ ها، بر خلاف پمپ های دنده‌ای که دنده‌ها با هم تماس دارند، لوب ها هیچ تماسی با یکدیگر برقرار نمی‌کنند. جلوی تماس لوب ها از طریق دنده‌های زمان‌بندی که در داخل گیربکس قرار دارد، گرفته می‌شود. شافت پمپ از یاتاقان‌های پمپ که در داخل گیربکس قرار دارند پشتیبانی می‌کند و از آن‌جا که یاتاقان‌ها بیرون از مایع پمپاژ شده قرار دارند، فشار در محل یاتاقان و انحناء شفت محدود می‌شود.

عمل پمپاژ در لوب پمپ، به وسیله چرخش متقابل دو عدد المنت پمپاژ (روتور) در یک اتاق (محفظه روتور) انجام می‌شود. روتورها بر روی شافت‌ها قرار دارند که به نوبه خود در یک گیربکس خارجی نصب شده و توسط یاتاقان‌ها پشتیبانی می‌شوند؛ دنده‌های تایمینگ نیز بر روی شافت قرار دارند.

دنده های تایمینگ انرژی را از میل لنگ (drive shaft) منتقل می‌کنند، روتور طوری هماهنگ چرخش می‌کنند که بدون هیچ گونه تماس با یکدیگر باشند. همان‌طور که روتورها از پورت مکش عبور می‌کنند، حفره تولید باعث افزایش فشار می‌گردد که باعث پمپاژ مایع درون محفظه روتور می‌شود. حالا که متوجه شدیم لوب چیست؟ به نحوه عملکرد لوب پمپ می پردازیم.

مراحل عملکرد لوب پمپ چیست؟

مراحل عملکرد لوب پمپ ها به صورت ذیل است:

1. لوب ها حجمی را در قسمت ورودی پمپ ایجاد می‌کنند. مایع به داخل حفره وارد می‌شود و به وسیله لوب های در حال چرخش به دام می‌افتد.
2. مایع بین لوب ها و پوشش داخلی جابجا می‌شود؛ مایع از بین لوب ها عبور نمی‌کند.
3. در نهایت، تور لوب ها مایع را مجبور می‌کند که تحت فشار، به خروجی محفظه پمپ برود.

لوب پمپ ها اغلب در مصارف غذایی استفاده می‌شوند، زیرا مواد جامد را بدون آسیب رساندن به محصول پمپاژ می‌کنند. اندازه ذرات پمپاژ شده در لوب پمپ ها ممکن است نسبت به سایر پمپ های PD بسیار بزرگ‌تر باشد. از آن‌جایی که طراحی لوب پمپ ها به گونه‌ای است که لوب ها با یکدیگر تماسی نداشته و صافی‌ها نیز آن‌چنان‌که در سایر پمپ های PD شاهد هستیم نزدیک هم نیستند، این سبک طراحی مایعات دارای ویسکوزیته پایین را با کارایی کمتری پمپاژ می‌کند. در طراحی لوب پمپ ها ویژگی‌های بارگیری به خوبی سایر طراحی‌ها (دیگر انواع پمپ) نیست و توانایی ساکشن (مکش) نیز کمتر است. مایعات دارای ویسکوزیته بالا برای دستیابی به کارایی مطلوب نیاز به کاهش سرعت دارند. کاهش سرعت به میزان 25٪ پایین‌تر از حد معمول، برای مایعات دارای ویسکوزیته بالا، رایج و عادی است.

اجزاء ساختاری لوب پمپ ها

• سر (هِد) و پوشش پمپ که به طور معمول از جنس استنلس استیل 316 یا 316L هستند.
• گیربکس پمپ که از جنس چدن یا استیل است.
• روتور و شفت پمپ که به طور معمول از جنس استیل 316 یا 316L هستند.
• آبندشفت که شامل اورینگ، آب‌بندهای مکانیکی (مکانیکال سیل) دارای قطعات جدا از هم (سینگل یا دوبل) و آب بندهای مکانیکی کارتریجی (استاندارد یا صنعتی) هستند.

مزایای لوب پمپ

یکی از مفیدترین مواردی که یک لوب پمپ، امکان آن را فراهم می‌کند، این است که می‌تواند ذرات جامد با سایز متوسط را در مایع در حال پمپاژ، نگهداری و حمل کند. این به خاطر این واقعیت است که لوب ها در تماس با یکدیگر نیستند و به همین دلیل محفظه‌های پمپاژ موجود در درون پمپ ها به اندازه کافی بزرگ هستند تا ذرات جامد نیز قابل انتقال باشند. این قابلیت یک مزیت فوق‌العاده این نوع پمپ ها بخصوص برای صنایع غذایی است. برای مثال، هنگام پردازش چیزی مانند کمپوت گیلاس، این نوع قابلیت واقعاً بدردبخور و عالی است. گیلاس و مایع آن می‌توانند بدون آسیب رساندن و یا شکسته شدن در داخل پمپ حرکت کنند و سپس به مقصد مورد نظر خود فرستاده شوند.

دقیقاً مانند مثال فوق که در مورد گیلاس زدیم، سناریوهای مختلفی وجود دارند که در آن‌ها اهمیت دارد که محصول تحت فشار قرار نگیرد. به عنوان مثال یک سیال دارای ذرات جامد را در نظر بگیرید که باید از یک قسمت از کارخانه به قسمت دیگر آن منتقل شود. همچنین ممکن است نیاز به انتقال یک مایع غلیظ باشد که می‌تواند از طریق شیوه‌ای متفاوت از پمپ عبور کند. در صورت انتخاب درست مدل و نوع لوب پمپ، مواد به درستی و بدون آسیب منقل می‌شوند.

یکی دیگر از مزایای لوب پمپ ها، تخلیه مداوم است. این پمپ ها در بیشتر موارد، تحت تاثیر فشار سیستم قرار نمی‌گیرند و جریان مداوم و دائمی مواد را حفظ خواهند کرد. این قابلیت برای پروسه بسته بندی مواد غذایی اهمیت دارد، زیرا کمیت‌های معین و مقادیر دقیقی برای توزیع هر بسته بندی مورد نیاز است.

در نهایت، لوب پمپ ها مقاوم و قدرتمند هستند و برخلاف بسیاری از انواع دیگر پمپ، می‌توانند برای مدت زمان طولانی و بدون ایجاد هیچ‌گونه آسیب، حتی به صورت خشک کار کنند. این قابلیت، به ویژه در مواقعی که مکث کوتاهی در انتهای مرحله مکش مواد وجود دارد؛ بسیار خوب و مفید است و دیگر لازم نیست، هنگامی که این اتفاق می‌افتد، نگران تعمیر و یا تعویض تجهیزات بود.

بنابرآنچه ذکر شد، به طور کلی می‌توانیم مزایای لوب پمپ ها را به صورت ذیل دسته بندی نماییم:

• پمپاژ مایعات دارای ذرات جامد سایز متوسط و با ویسکوزیته متوسط و بالا
• بدون هیچ‌گونه تماس فلز با فلز (استهلاک کم نسبت به پمپ دنده ای)
• تعویض ورودی و خروجی پمپ با معکوس کردن جهت چرخش
• قابلیت CIP/SIP (روش تمیزکاری) بسیار عالی
• کار کردن به صورت خشک به مدت طولانی در صورت روغنکاری آب بندها (مزیت نسبت به مونو پمپ)
• حجم و فضای مورد نیاز کم
• تخلیه بدون نوسان و یکنواخت
• تعمیرات آسان

معایب لوب پمپ

یکی از معایب لوب پمپ ها این است که نیازمند دنده‌های تامینگ (که در گیربکس پمپ قرار دارند) هستند. دنده‌های تامینگ باعث جلوگیری از ایجاد تماس بین لوب ها می‌شوند. با این که این ویژگی (عدم تماس لوب ها با یکدیگر) یک شاخصه عالی در طراحی این نوع پمپ است، اما با این حال، دنده‌ها یک قطعه اضافی از تجهیزات هستند که در گذر زمان نیاز به تعمیر داشته و تعویض آن‌ها اجتناب ناپذیر است.

هنگامی که با مایعات دارای ویسکوزیته پایین کار می‌شود، یک لوب پمپ ممکن است بهترین انتخاب نباشد. فقدان کارایی در این وضعیت به دلیل این واقعیت است که فاصله بین لوب ها بیش‌تر از سایر انواع پمپ جابجایی مثبت است. این امر در سیالات دارای ویسکوزیته پایین باعث می‌شود که مایع بین لوب ها حرکت کند و پمپ کارآمد نباشد.

بنابرآنچه در فوق ذکر کردیم، به طور کلی می‌توانیم معایب لوب پمپ ها را به صورت ذیل دسته بندی نماییم:

• نیاز به دنده های تایمینگ
• نیاز به 2 آب بند
• کاهش لیفت (قدرت مکش) در مایعات رقیق و دارای ویسکوزیته پایین

کاربرد لوب پمپ

در این‌جا لیست کوتاه و اجمالی از صنایع و مواردی که معمولاً در آن‌ها از پمپ های لوب دوار استفاده می‌شود را بر می‌شماریم. بسیاری از آن‌ها مانند پردازش مواد غذایی باید قادر به انتقال مواد دارای ذرات جامد یا با ویسکوزیته بالا از طریق پمپ بدون آسیب باشند و این یکی از دلایلی است که باعث می‌شود تا لوب پمپ ها در این صنایع بسیار محبوب باشند. اگرچه موارد مصرف لوب پمپ ها، محدود به موارد ذیل نمی‌شود اما این موارد از رایج‌ترین کاربردها هستند:

• پلیمرها
• روکش‌های کاغذی
• صابون‌ها و سورفکتانت‌ها
• رنگ‌ها و جوهرها
• لاستیک و چسب
• داروها
• کاربردهای غذایی (که به صورت گسترده در ادامه آورده شده است.)

مواد غذایی و محصولات آرایشی قابل پمپاژ توسط لوب پمپ ها

برندهای لوب پمپ