تُستخدم المضخة الهيدروليكية لتوفير تدفق كافٍ من السوائل التي يحتاجها النظام الهيدروليكي. ولا تنتج المضخة الضغط الذي يحتاجه النظام. ويعتمد الضغط الذي يولده النظام على كل من التدفق الناتج عن المضخة والاحتكاك وكذلك القيود الموجودة بداخلها.
القوة التي تنقلها المضخة إلى السائل هي التدفق. تصبح هذه القوة ضغطًا عندما يلتقي التدفق بالمقاومة. تنشأ مقاومة التدفق من الانقباض أو الانسداد في مساره. ومع ذلك، فإن العمل الهيدروليكي العادي هو الذي يسبب مثل هذه القيود التي يمكن أن تحدث أيضًا بواسطة خطوط الأنابيب والتجهيزات ومكونات النظام. وبالتالي، فإن الأمر إما أن يكون حملًا خارجيًا يؤثر على النظام أو صمامًا منظمًا للضغط قيد التشغيل هو الذي يحكم ضغط النظام.
OPERATION
لكي تتمكن المضخة من إمداد النظام بالسوائل، يجب أن يكون السائل متاحًا باستمرار عند منفذ المدخل. ويؤدي هذا إلى إنشاء فراغ جزئي أو منطقة ضغط منخفض عند منفذ المدخل حيث تدفع المضخة السائل عبر منفذ المخرج. يجب أن يدفع الضغط الجوي السائل الموجود في الخزان إلى مدخل هذه المضخة كلما انخفض الضغط عند المدخل إلى ما دون الضغط الجوي. يشار إلى مثل هذا الموقف بحالة رفع الشفط.
أداء
يتم تصنيف المضخات عادةً بناءً على ناتجها الحجمي بالإضافة إلى ضغط التفريغ. يُطلق على كمية السائل التي يمكن للمضخة توصيلها إلى منفذ المخرج بسرعة معينة وفي فترة زمنية معينة اسم الناتج الحجمي؛ وعادةً ما يتم قياسه بالجالون في الدقيقة (gpm). ومع ذلك، يتم تصنيف بعض المضخات حسب إزاحتها حيث يتأثر ذلك بالتغيرات في سرعة المضخة. يتم تعريف الإزاحة على أنها كمية الحجم التي توصلها المضخة خلال دورة واحدة أو دورة كاملة. وعادةً ما تنطوي على منتجات مثل البوصات المكعبة لكل دورة لأن معظم المضخات تستخدم تقنية الدفع الدوار. ومع ذلك، لا يتم إنشاء الضغط بشكل مباشر بواسطة المضخات ولكن يعتمد ضغط النظام على القيود أو العمل المنجز بنظام غالبًا ما يؤثر على الناتج الحجمي من المضخة. وبالتالي، فإن زيادة ضغط النظام تقلل من كمية السائل الذي توصله مضخة أخرى بمرور الوقت. يحدث الانخفاض بسبب زيادة التسرب داخل المضخة نفسها. يُشار إلى هذا التسرب باسم الانزلاق أو الانزلاق من أجل جميع المضخات الهيدروليكية.
تقييمات المضخات
يتم تصنيف المضخات عمومًا من خلال قدرتها القصوى على ضغط التشغيل وإخراجها بالغالون في الدقيقة (gpm) عند سرعة تشغيل معينة.
تصنيف الضغط
يتم تحديد تصنيف ضغط المضخة من قبل الشركة المصنعة على أساس متوسط عمر الخدمة المعقول في ظل ظروف تشغيل محددة. تجدر الإشارة إلى أنه لا يوجد صمام أمان عالمي يستخدم في جميع أنحاء الصناعة لهذا التصنيف. وهذا يعني أن التشغيل عند ضغوط أعلى قد يؤدي إلى تقليل عمر المضخة أو حتى أضرار أكثر خطورة.
الإزاحة
يمكن التعبير عن سعة تدفق المضخة بإزاحتها لكل دورة أو بإنتاجها بالغالون في الدقيقة (جالون في الدقيقة). الإزاحة هي حجم السائل الذي يتم ضخه خلال دورة تشغيل كاملة. وهذا يساوي الحجم المنقول خلال دورة كاملة أو دورة واحدة عبر الغرفة مضروبًا في عدة غرف تمر بالمخرج في كل مرة.
عادة ما يتم قياس الإزاحة بالبوصة المكعبة لكل دورة. تستخدم معظم الآلات الهيدروليكية مضخات ذات إزاحة ثابتة، مما يعني أنها لا تحتوي إلا على خرج واحد ما لم يتم استبدال بعض المكونات. ومع ذلك، في مضخات أخرى، من الممكن تغيير حجم حجرة المكبس وبالتالي تغيير الإزاحة من خلال عناصر تحكم خارجية. يمكن تحويل عدد من مضخات الريش غير المتوازنة والعديد من مضخات المكبس من أقصى تسليم إلى "صفر" أو حتى إلى تدفق عكسي دون تغييرات داخل المضخة نفسها.
كفاءة الحجم
من الناحية النظرية، تقوم المضخة بتفريغ السائل بما يعادل إزاحته في كل دورة أو دورة. ومع ذلك، فإن الناتج الفعلي يتضاءل بسبب التسرب الداخلي أو الانزلاق. ومع ارتفاع الضغط، يحدث أيضًا المزيد من التسرب من المخرج إلى المدخل أو الصرف
مما يقلل من الكفاءة الحجمية.
تقسم الكفاءة الحجمية الناتج الفعلي على الناتج النظري. ويتم تمثيلها كنسبة مئوية:
الكفاءة = المخرجات الفعلية / المخرجات النظرية * 100
على سبيل المثال، إذا كان من المفترض نظريًا أن تقدم مضخة 10 جالون في الدقيقة ولكنها في الواقع تقدم 9 جالون في الدقيقة فقط عند 1,000 رطل/بوصة مربعة، فإن كفاءتها الحجمية عند هذا الضغط ستكون 90 بالمائة.
الكفاءة = 10 gpm / 9 gpm xl00 = 90٪
إذا زاد ضغط التفريغ، فإن الانزلاق يزداد أيضًا. لذلك، إذا رفعنا ضغط مثالنا السابق إلى 1,500 رطل/بوصة مربعة، فقد نشهد معدل تفريغ فعلي يبلغ حوالي 8 جالون في الدقيقة. وهذا يعني أن الكفاءة الحجمية تنخفض إلى ثمانين بالمائة عند هذه القيمة المحددة.
هل تعرف تصنيف المضخات الهيدروليكية؟