كيف تعمل مضخة التدفق المختلط الغاطسة؟

تُعد المضخات الغاطسة ذات التدفق المختلط أجزاءً أساسية في مختلف الأعمال، حيث تعمل على تطوير كميات ضخمة من السوائل بشكل فعال. إن فهم نشاطها أمر مهم لتحسين أدائها وضمان عمرها الافتراضي. في هذه المقالة، نتعمق في تعقيدات كيفية عمل هذه المضخات، ونبحث في تصميمها وقدرتها وتطبيقاتها.

مقدمة عن مضخات التدفق المختلط الغاطسة

المضخات الغاطسة ذات التدفق المختلط هي آلات تعمل بالضغط تهدف إلى نقل السوائل، وخاصة الماء، من منطقة إلى أخرى. تعمل هذه المضخات مغمورة في السائل الذي تضخه، وهو ما يميزها عن أنواع المضخات الأخرى. تُستخدم هذه المضخات بشكل منتظم في تطبيقات مثل أنظمة المياه الريفية، وأنظمة التسرب، ومحطات معالجة مياه الصرف الصحي.

مكونات مضخة التدفق المختلط الغاطسة

تتكون من عدة أجزاء رئيسية، كل منها يلعب دورًا مهمًا في نشاطه. فيما يلي الأجزاء الرئيسية الموجودة عادةً في مضخة التدفق المختلط الغاطسة:

المحرك: المحرك هو مصدر الطاقة للمضخة، وعادةً ما يكون محركًا كهربائيًا. يتم منع دخول الماء وإتلاف المكونات الداخلية. يوفر المحرك الطاقة الدورانية اللازمة لتشغيل المكره.

المكره: المكره هو الجزء الدوار المسؤول عن منح الطاقة للسائل. في مضخة التدفق المختلط، تهدف حواف المكره إلى ربط خصائص التدفق المحوري والمنتشر، مما يسمح للمضخة بنقل كميات كبيرة من السائل بفعالية مع خلق توتر متوسط إلى مرتفع.

غلاف المضخة: يغلف غلاف المضخة، أو ما يسمى بالغلاف، المكره ويوفر الدعم لأجزاء مختلفة. وهو مصمم لتحمل التوتر الناتج عن السائل ومنع الانسكابات.

الاستهلاك: المدخل هو الفتحة التي يدخل من خلالها السائل إلى المضخة. يقع عادة في الجزء السفلي من المضخة وقد يكون مزودًا بشاشة أو قناة لمنع دخول القمامة إلى المضخة والتسبب في ضرر.

التفريغ: التفريغ هو مصدر الطاقة الذي يخرج من خلاله السائل من المضخة بعد ضغطه بواسطة المكره. وعادة ما يكون مرتبطًا بخط أو موصل ينقل السائل إلى هدفه.

الاتجاه: يدعم التوجيه العمود المتناوب للمكره ويساعد في تقليل التآكل. وعادة ما يتم تشحيمها وتثبيتها لمنع دخول الماء.

العمود: يربط العمود المكره بالمحرك ويرسل طاقة دورانية من المحرك إلى المكره.

الأختام: تستخدم الأختام لمنع دخول الماء إلى المحرك أو الأجزاء الحساسة الأخرى من المضخة. وعادة ما تكون موجودة عند نقطة التفاعل بين المحرك وغطاء المضخة وقد تكون مصنوعة من المطاط أو مواد التثبيت الأخرى.

توجيه الدفع: في بعض الخطط، يتم استخدام مسار الدفع للتحقق من القوى المحورية المطبقة على الدافع أثناء التشغيل، مما يساعد في الحفاظ على النشاط المستقر وتأخير عمر المضخة.

الوصلة: يتم استخدام وصلة مقاومة للماء لتوصيل المحرك بمصدر الطاقة ونظام التحكم. يتم التخطيط للغمر المستمر في الماء دون المساس بالسلامة الكهربائية.

مبدأ التشغيل

يدور مبدأ تشغيل مضخة التدفق المختلط الغاطسة حول قدرتها على تحريك كميات كبيرة من السوائل بكفاءة مع توليد ضغط متوسط إلى مرتفع. وفيما يلي تفصيل لمبدأ تشغيلها:

الغمر: صُممت مضخات التدفق المختلط الغاطسة للعمل أثناء الغمر تحت الماء. ويؤدي هذا الغمر إلى التخلص من الحاجة إلى التحضير ويساعد في تبريد المحرك أثناء التشغيل.

تصميم المكره: المكون الرئيسي لمضخة التدفق المختلط هو المكره. وعلى عكس المضخات الطاردة المركزية التقليدية، التي تولد في المقام الأول قوة طرد مركزي لدفع السوائل إلى الخارج، فإن مكرهات مضخة التدفق المختلط مصممة بشكل فريد للجمع بين خصائص التدفق المحوري والقطري. ويسمح هذا التصميم للمضخة بنقل كميات كبيرة من السوائل بكفاءة مع توليد الضغط.

دخول السوائل: عند تنشيط المضخة، يدخل السائل إلى المضخة من خلال المدخل الموجود في الأسفل. ثم تلتقط شفرات المكره السائل، مما يؤدي إلى بدء عملية الضخ.

حركة السوائل: عندما يدور المكره، فإنه ينقل كل من القوى المحورية والقطرية إلى السائل. تدفع القوة المحورية السائل على طول محور الدوران (عادةً رأسيًا لأعلى في حالة المضخة الرأسية)، بينما تدفع القوة الشعاعية السائل إلى الخارج.

توليد الضغط: عندما يتحرك السائل عبر المكره، تزداد سرعته، ويولد الضغط. يساعد هذا الضغط في التغلب على أي مقاومة في النظام ويسهل حركة السائل عبر الأنابيب أو القنوات إلى وجهته.

التفريغ: بعد المرور عبر المكره، يتم تفريغ السائل المضغوط من المضخة عند ضغط أعلى من الذي دخل إليه. يمكن توصيل التفريغ بخط أنابيب أو نظام ري أو أي نظام آخر يتطلب نقل السوائل.

الكفاءة والتحكم: تعتمد كفاءة مضخة التدفق المختلط على عوامل مثل تصميم المكره وكفاءة المحرك وتكوين النظام. يمكن استخدام أنظمة التحكم أو محركات السرعة المتغيرة لضبط سرعة المضخة وتحسين أدائها بناءً على متطلبات تدفق السوائل.

تطبيقات المضخات الغاطسة ذات التدفق المختلط

الري الزراعي: تُستخدم المضخات الغاطسة ذات التدفق المختلط على نطاق واسع في أنظمة الري الزراعي لرفع المياه من الآبار أو الأنهار أو الخزانات وتوزيعها على الحقول. ويمكنها التعامل مع معدلات التدفق العالية المطلوبة للري مع توفير ضغط كافٍ لتغطية مناطق كبيرة.

الصرف والسيطرة على الفيضانات: في المناطق الحضرية والريفية المعرضة للفيضانات أو التشبع بالمياه، تُستخدم هذه المضخات لأغراض الصرف والسيطرة على الفيضانات. ويمكنها إزالة المياه الزائدة بسرعة من المناطق المنخفضة أو مواقع البناء، ومنع تلف الممتلكات وضمان السلامة.

معالجة مياه الصرف الصحي: تلعب دورًا حاسمًا في محطات معالجة مياه الصرف الصحي من خلال نقل مياه الصرف الصحي أو النفايات السائلة بكفاءة من خلال عمليات معالجة مختلفة مثل الفرز والترسيب والمعالجة البيولوجية. وغالبًا ما تُستخدم لرفع مياه الصرف الصحي من حفر التجميع أو خزانات التخزين تحت الأرض.

تربية الأحياء المائية: في مرافق تربية الأحياء المائية مثل مزارع الأسماك والمفرخات، تُستخدم هذه المضخات لتدوير المياه والتهوية. وتساعد في الحفاظ على جودة المياه المثلى من خلال توزيع المياه المؤكسجة في جميع أنحاء البيئة المائية، وتعزيز صحة الأسماك ونموها.

التطبيقات الصناعية: تتطلب العمليات الصناعية المختلفة نقل كميات كبيرة من المياه أو السوائل الأخرى. تُستخدم المضخات الغاطسة ذات التدفق المختلط في التطبيقات الصناعية مثل تدوير مياه التبريد في محطات الطاقة، وتجفيف المياه في عمليات التعدين، وإمدادات مياه العمليات في مرافق التصنيع.

إمدادات المياه البلدية: تستخدم البلديات هذه المضخات لتزويد المناطق السكنية والتجارية بالمياه من مصادر المياه الجوفية أو السطحية مثل الآبار أو البحيرات أو الأنهار. ويمكنها التعامل مع الطلب المرتفع على المياه في المناطق المكتظة بالسكان مع الحفاظ على ضغط ثابت في نظام التوزيع.

خاتمة

في الختام، تعد المضخات الغاطسة ذات التدفق المختلط أدوات حيوية لإدارة السوائل في البيئات الصناعية والزراعية المتنوعة. ومن خلال فهم تصميمها وتشغيلها، يمكن لأصحاب المصلحة تحسين أدائها وضمان نقل السوائل بشكل موثوق. وبفضل قدرتها على التعامل مع كميات كبيرة من السوائل بكفاءة، تساهم هذه المضخات بشكل كبير في الإنتاجية والاستدامة عبر مختلف القطاعات. لا تتردد في الاتصال بنا على catherine@kairunpump.com. نرحب بالاستفسارات ونتطلع إلى استكشاف شراكات مفيدة للطرفين.

مراجع:

https://www.pumpsandsystems.com/mixed-flow-pumps

https://www.xylem.com/en-us/products-services/pumps--packaged-pump-systems/submersible-pumps/mixed-flow-pumps/

https://www.sintechpumps.com/blog/what-is-a-submersible-pump-and-how-does-it-work/