مبدأ عمل مضخة التدفق المختلط الغاطسة

تُعد مضخات التدفق المختلط الغاطسة أدوات مرنة وفعّالة تُستخدم عمومًا في مؤسسات مختلفة لنقل كميات هائلة من المياه أو السوائل المختلفة. تجمع هذه السيفونات بين خصائص كل من السيفونات المشعة والمحورية، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص للتطبيقات التي تتوقع معدلات تدفق معتدلة إلى عالية مع ضغوط رأس معتدلة. يعد فهم إرشادات تشغيل مضخات التدفق المختلط الغاطسة أمرًا مهمًا للمصممين والمتخصصين والعملاء النهائيين لضمان اختيار السيفون المثالي والنشاط والصيانة. تتعمق هذه المقالة في الأجزاء الأساسية لكيفية عمل هذه السيفونات، وتستكشف ميزات تصميمها الفريدة وخصائصها الوظيفية.

دوران المكره

إن جوهر السيفون المختلط تحت الماء هو المكره، وهو الجزء المحوري المسؤول عن منح الطاقة للسائل الذي يتم شفطه. يتم تثبيت المكره بانتظام على عمود مرتبط بمحرك كهربائي، والذي يعطي الطاقة الدورانية. في السيفونات تحت الماء، يتم تصميم كل من المحرك ومجموعة السيفون للعمل أثناء انخفاضهما بالكامل في السائل.

عندما يتم تمكين المحرك الكهربائي، فإنه يجعل المكره يدور بسرعات عالية، عادة بين 1450 إلى 3000 دورة في الدقيقة، اعتمادًا على تصميم السيفون ومتطلبات التطبيق المحددة. يتعرض السائل داخل غلاف المضخة لقوة طرد مركزي نتيجة لهذا الدوران. عندما يدور المكره، فإنه يجذب السائل من خلال دلتا السيفون، والتي تقع عادة في الجزء السفلي من الوحدة الفرعية.

خصائص التدفق

إن التصميم الهجين لمضخة التدفق المختلط المغمورة، والذي يجمع بين جوانب كل من مبادئ التدفق الطردي والمحوري، مسؤول عن خصائص التدفق لهذه المضخات. تسمح هذه الخطة الجديدة لهذه السيفونات بالتعامل مع أحجام أكبر من السوائل مقارنة بالسيفونات الخارجية تمامًا مع توفير قدرات شد أعلى من سيفونات التيار المحورية.

في سيفون التيار المختلط الفرعي، يدخل السائل السيفون من خلال قناة السحب، الموجودة عادةً في الجزء السفلي من الوحدة. يتم تسريع السائل شعاعيًا (خارجيًا من المركز) ومحوريًا (على طول عمود المضخة) أثناء دخوله عين الدافع. تعد زيادة السرعة ذات المسار المزدوج هذه أمرًا بالغ الأهمية لقدرة السيفون على التعامل مع معدلات التدفق العالية بشكل منتج.

يتبع طريق السائل عبر السيفون اتجاهًا حلزونيًا. يكتسب السائل كلًا من السرعة والضغط أثناء تحركه عبر ممرات الدافع. تهدف ريش المكره إلى توجيه التيار دون أي عوائق، مما يحد من الاضطرابات وفقدان الطاقة. يدخل السائل إلى الناشر أو الحلزوني للمضخة بعد الخروج من المكره. وهنا، تتحول سرعته إلى طاقة ضغط.

تصميم المكره والغلاف

إن أداء وفعالية مضخة التدفق المختلط الغاطسة يرتبطان بشكل مباشر بتصميم المكره والغلاف. المكره في هذه السيفونات هو جزء مصمم بشكل استثنائي يجمع بين مميزات المكره الحلزوني (الشعاعي) والمكره المحوري.

عادةً ما يكون للمكره المختلط شكل مخروطي مع ريش تنحني شعاعيًا ومحوريًا. يسمح هذا التصميم للمكره بمنح أجزاء السرعة الحلزونية والمحورية للسائل. يتم ترقية عدد الريش وشكلها والحساب العام للمكره بعناية لتحقيق خصائص التدفق المثالية والفعالية.

فيما يلي بعض الخصائص الرئيسية لتصميم المكره المختلط التدفق:

1. نقطة حافة القطع: تهدف نقطة حواف المكره إلى توفير تناغم مثالي بين التيار المنتشر والمحوري. يتم توجيه السائل على طول مساره الحلزوني من خلال هذه الزاوية، والتي تختلف من مدخل المكره إلى مخرجه.

2. شكل حافة القطع: عادة ما تكون الحواف الحادة منحنية وقد يكون لها سمك متقلب على طولها للإشراف فعليًا على تدفق السائل وتوزيع الضغط.

3. التصميم المغطى: يعني الغطاء أن الريش مغلفة بلوحة غطاء على العديد من المكرهات ذات التدفق المختلط. يقلل هذا التصميم من خسائر الانسكاب ويزيد من الكفاءة، خاصة في السيفونات الأكبر.

في التصميم العام للمضخة، يلعب غلاف المضخة، الذي يغطي المكره، دورًا مهمًا بنفس القدر. في السيفونات ذات التيار المختلط الفرعي، تتضمن العبوة عادةً:

1. جرس المدخل: وهو فتحة منفجرة عند سحب السيفون تساعد في توجيه السائل بسهولة إلى المكره مع أدنى قدر من الاضطراب.

2. حلزوني أو ناشر: بعد مغادرة المكره، يدخل السائل إما إلى ناشر (سلسلة من الريش الثابتة) أو حلزوني (غرفة مشكلة متعرجة). يحول كلا المخططين طاقة سرعة السائل إلى طاقة ضغط ويوجهان التيار نحو مخرج الإطلاق.

3. حلقات التثبيت: وهي عبارة عن أجزاء قابلة للاستبدال تحافظ على قدر ضئيل من الحرية بين المكره الدوار والعبوة الثابتة، مما يحد من الانسكاب الداخلي ويحافظ على الإنتاجية.

كما يدمج تكوين العبوة عناصر للتعامل مع قوى الدفع المحورية واللولبية الناتجة أثناء نشاط السيفون، مما يضمن أداءً سلسًا وقويًا في فترات الإطالة.

الكفاءة ونطاق الرأس

تشتهر مضخات التدفق المختلط الغاطسة بقدرتها على مواكبة الإنتاجية العالية على نطاق واسع من ظروف العمل. هذه العلامة التجارية تجعلها مهمة بشكل خاص في التطبيقات حيث قد تختلف متطلبات التدفق بشكل كبير.

تكون فعالية سيفون التدفق المختلط الفرعي أعلى عادةً عند نقطة تصميمه، وهي معدل التدفق والضغط المحدد الذي تمت ترقية السيفون نحوه. ومع ذلك، يمكن لهذه السيفونات مواكبة كفاءة عالية إلى حد ما في أي حال، أثناء العمل بعيدًا عن نقطة التصميم هذه. هذا لأنه، على عكس المضخات الطاردة المركزية النقية، يمكنها التعامل مع التغيرات في معدل التدفق دون التأثير على الضغط كثيرًا.

يمكن أن تتراوح نطاقات الكفاءة الشائعة لسيفونات التدفق المختلط الغاطسة المصممة جيدًا بين 75% إلى 85% عند أفضل نقطة إنتاجية لها. هذه الكفاءة هي نسبة مدى نجاح السيفون في تحويل طاقة الإدخال (من المحرك الكهربائي) إلى طاقة مدفوعة بالمياه المفيدة (التدفق والضغط).

ميزة مهمة أخرى تميز مضخات التدفق المختلط الغاطسة هي نطاق رأسها. تم تجهيز هذه السيفونات لخلق ضغوط رأسية متوسطة إلى عالية، تتراوح عادةً من 5 إلى 50 مترًا لكل مرحلة. يمكن تكديس مراحل متعددة رأسيًا داخل نفس غلاف المضخة للتطبيقات التي تتطلب ضغوط رأسية أعلى، مما يسمح بضغوط رأسية لا تقل عن 100 متر.

في مخطط أداء المضخة، يتم تصوير العلاقة بين ضغط الرأس ومعدل التدفق في المضخات ذات التدفق المختلط عادةً من خلال منحنى مسطح نسبيًا. تشير قدرة المضخة على الحفاظ على ضغط رأس ثابت نسبيًا على مدى نطاق واسع من معدلات التدفق إلى هذا المنحنى المسطح، وهو أمر مفيد للعديد من التطبيقات.

مصنعي مضخات التدفق المختلط الغاطسة

تهدف سيفونات التيارات المختلطة الفرعية من Tianjin Kairun إلى العناية بشكل خاص بالعديد من التطبيقات، من أنظمة المياه والتحكم في الفيضانات إلى إمدادات المياه الحضرية والدورات الحديثة. يتم دمج ميزات التصميم المتقدمة التي تعزز المتانة والكفاءة وخصائص التدفق في مضخاتها.

تتضمن عملية مراقبة الجودة في المنظمة مراحل مختلفة من الفحص والاختبار، بما في ذلك:

1. التحقق من المواد لضمان استخدام سبائك عالية الجودة ومقاومة للتآكل فحوصات متعددة الطبقات لتأكيد الالتزام بتحديدات الخطة

3. الضبط الثابت والديناميكي للمكره للحد من الاهتزاز والتآكل

4. اختبار الشد الهيدروستاتيكي لتأكيد موثوقية عبوة السيفون

5. اختبار التنفيذ للموافقة على معدل التدفق وإجهاد الرأس والكفاءة ضد حدود الخطة

تضمن عملية تأكيد الجودة الكاملة هذه أن كل سيفون يتم نقله بواسطة Tianjin Kairun يلبي أو يتجاوز إرشادات الصناعة وافتراضات العميل.

ترحب شركة Tianjin Kairun باستفسارات العملاء المحتملين الذين يبحثون عن مصنعين لمضخات التدفق المختلط القابلة للغمر والتي يمكن الاعتماد عليها وفعالة. يمكن لفريق المتخصصين الخاص بهم مساعدتك في اختيار السيفون المناسب في ضوء احتياجاتك الوظيفية الخاصة وحدود المشروع. يمكن للأفراد المهتمين التواصل معهم على catherine@kairunpump.com لفحص متطلباتهم والتحقيق في الخيارات المتاحة.

مراجع:

1. Grundfos. (n.d.). Submersible pumps. 

2. KSB. (n.d.). Submersible Motor Pumps.

3. Sulzer. (n.d.). Submersible Pumps.