هناك طرق عديدة لتصنيف المضخات. بعض الكلمات المستخدمة للإشارة إلى المضخات الهيدروليكية تشمل الهيدروديناميكية، والإزاحة الإيجابية، والتسليم الثابت، والإنتاج المتغير، والتدفق المستمر وغيرها.
توفر مضخات الإزاحة الإيجابية كمية محددة من السوائل لكل دورة من تشغيل المضخة؛ إذا كان من الممكن القيام بذلك دون تجاوز قدرة وحدة الطاقة التي تديرها بغض النظر عما يحدث من حيث المقاومة.
إذا تم إغلاق مخرج مضخة الإزاحة الإيجابية تمامًا، فإن الضغط سيزداد فجأة إلى تلك النقطة التي يتوقف فيها محرك المضخة أو ينكسر بعض العناصر في مجموعة القيادة.
يمكن أيضًا تصنيف تصنيف مضخات الإزاحة الإيجابية إلى تصنيفات أخرى مثل التسليم الثابت أو الحجم الثابت. على سبيل المثال، التسليم الثابت والتسليم الثابت والحجم الثابت هما وصفان بديلان لهذا النوع من المضخات.
توفر المضخة ذات الإزاحة الثابتة نفس الكمية في كل مرة تمر فيها بدورتها. الطريقة الوحيدة لتعديل ذلك هي تغيير السرعة التي يعمل بها. عند استخدام مثل هذه المضخة ضمن نظام هيدروليكي، يجب أن يكون هناك منظم ضغط أو صمام تنفيس مثبت في الدائرة.
يتم تغيير الإزاحة لكل دورة في المضخات الهيدروليكية من خلال أجهزة التحكم الداخلية الموجودة في أي تصنيف للإزاحة المتغيرة. قد تتخذ هذه الأجهزة أشكالًا مختلفة بدءًا من صمامات التفريغ وتنظيم الضغط وحتى حلقات تجاوز التدفق المقيدة. سيتم وصف بعض الأمثلة لاحقًا تحت صمامات التحكم
تحدد تصميمات تدفق السوائل الهيدروليكية تصنيفها حسب نوع التصميم. تحتوي جميع السوائل الهيدروليكية تقريبًا على ثلاث مجموعات تصميم رئيسية وهي الطرد المركزي والدوار والترددي. الأنظمة الهيدروليكية لها تطبيقات محدودة جدًا لمضخات الطرد المركزي.
عادةً ما يتم استخدام تصميمات الطرد المركزي ذات الإزاحة غير الإيجابية مثل الهيدروديناميكية أو التوربينات بشكل خاص في الحالات التي يشكل فيها احتكاك الوزن فقط مقاومة ضد نقل السوائل.
تعمل معظم مضخات الإزاحة غير الموجبة (الشكل 1) على مبدأ قوة الطرد المركزي حيث يتم طرح السوائل التي تدخل حول مركز المبيت إلى الخارج بواسطة دافعة سريعة الدوران. في الواقع لا يوجد إحكام بين منافذ الدخول والخروج، ويتم تنظيم قدرات الضغط الخاصة بها من خلال سرعة الدوران.
تتسبب المضخات الهيدروديناميكية في انخفاض تدفق المياه مع زيادة المقاومة. حتى عند تشغيل المضخة، يمكن أن تكون مسدودة تمامًا أو مسدودة عند مخرجها. ولهذا السبب، من بين أسباب أخرى، نادرًا ما يتم استخدام مضخات الإزاحة غير الإيجابية في الأنظمة الهيدروليكية.
تعطي المضخات الهيدروستاتيكية ذات الإزاحة الإيجابية كميات معينة من السوائل لكل شوط أو دورة أو دورة. وبغض النظر عن التسرب، فإن هذه المخارج لا تعتمد على الضغط الخلفي من النظام. وهذا يجعلها مثالية لأغراض نقل الطاقة.
مضخات دوارة
تحتوي جميع المضخات الدوارة على عناصر دوارة تحبس السائل من منفذ الإدخال وتحركه للأمام إلى منفذ التفريغ في النظام. تشمل الأجهزة الأكثر استخدامًا التروس والبراغي والفصوص والدوارات لنقل السوائل داخل المضخة. يمكن تصنيف المضخات الدوارة على أنها نوع إزاحة ثابتة إيجابية.
لتجنب الانزلاق من جانب التفريغ إلى جانب الشفط للمضخة، يتم تصنيع المضخات الدوارة بفجوات صغيرة جدًا بين أجزائها الدوارة والثابتة. عادة ما تكون مصممة للعمل بسرعات لا تزيد عن 1800 دورة في الدقيقة. يمكن أن يؤدي التشغيل بسرعات أعلى إلى التآكل والتآكل المفرط. هناك أنواع عديدة من المضخات الدوارة وطرق مختلفة لتصنيفها.
يمكن أن يكون موضع العمود أو نوع السائق أو اسم الشركة المصنعة أو تطبيق الخدمة بعض معايير التصنيف. على الرغم من أن تصنيف هذه الآلات غالبًا ما يتم من خلال النظر إلى نوع العنصر الدوار الذي تمتلكه. بعض الأمثلة الشائعة من بين العديد من الأمثلة الأخرى هي كما يلي.
مضخات التروس
تعمل المضخة الترسية، التي تحمل السائل بين أسنان ترسين متشابكين، على تطوير التدفق. يتم تشغيل أحد هذه التروس بواسطة عمود الإدارة ويقوم بدوره بتشغيل الآخر. يحتوي غلاف المضخة وألواحها الجانبية على غرف الضخ المتكونة بين أسنان التروس.
عند المدخل، عندما تنفصل أسنان التروس، يتم إنشاء فراغ جزئي. تمتلئ هذه المساحة بالسوائل لأنها تأتي من الخارج ليتم حملها خارج التروس. وبمجرد أن تتشابك هذه الأسنان مرة أخرى عند المخرج، يتم دفع السائل للخارج. الضغط العالي الذي يترك عنده السائل هذه المضخة يمارس حملاً غير متوازن على التروس ونظام دعم المحامل.
يتم تصنيف مضخات التروس إلى أنواع خارجية وداخلية. وقد حصلت مراكزها على مضخات التروس الخارجية المسننة. قد تستخدم مضخات التروس الخارجية مجموعات تروس مهمازية أو متعرجة أو حلزونية لنقل السوائل.
مضخات ترسية خارجية
غرف الضخ في هذا التصميم مصنوعة أيضًا بين أسنان التروس. يتم تصنيع جسم المضخة بختم هلالي يقع بين المدخل والمخرج حيث يوجد أقصى قدر من الخلوص بين الأسنان. بالإضافة إلى ذلك، هناك مثال آخر لمضخات التروس التي تنتمي إلى هذه العائلة العامة يشمل المضخات الفصية أو الدوارة - فهي ذات إزاحة أعلى ولكنها تعمل على نفس مبدأ التروس الخارجية.
مضخات سبير جير
يعرض الشكل مضخة التروس المحفزة، والتي تتكون من ترسين يدوران في مبيت. كما هو موضح في الرسم التوضيحي، يدور ترس القيادة عبر عمود إدارة متصل بالمحرك. تكون هذه الخلوصات طفيفة جدًا بين أسنان التروس أثناء تعشيقها وبين الأسنان ومبيت المضخة.
يدور الترس المدفوع في اتجاه عقارب الساعة والقيادة عكس اتجاه عقارب الساعة. يمتلئ السائل بين الأسنان والمبيت في كل مرة تمر فيها أطرافها عبر منفذ الدخول. ثم يتدفق حول السكن باتجاه منفذ المخرج. عند التشابك التالي للأسنان، يدفع هذا السائل مرة أخرى من بينها إلى منفذ المخرج. مثل هذا الإجراء يخلق تدفقًا إيجابيًا للسائل عبر النظام. يتم تضمين دبوس القص أو قسم القص على عمود الإدارة. إنه يحمي مصدر الطاقة أو تروس التخفيض من التحميل الزائد عند فشل المضخة بسبب الحمل الزائد أو انحشار الأجزاء
مضخات التروس متعرجة
إن المضخة الترسية المتعرجة هي فروع للعتاد المهماز. ومع ذلك، فإن طرق ضخ السائل هي نفسها كما في المضخة الترسية المهمازية. ومع ذلك، في حالة المضخة المتعرجة، في أي وقت، ستبدأ مجموعة واحدة من الأسنان بالفعل مرحلة تفريغ السوائل قبل أن تكمل مجموعة أخرى مرحلة التفريغ. يتم ذلك لتقليل النبضات الناتجة عن التداخل والمساحة الأكبر بين مراكز التروس مقارنة بتلك الموجودة في نوع التروس ذو الأسنان المستقيمة.
مضخات بترس حلزوني
تختلف مضخات التروس الحلزونية أيضًا عن التروس المحفزة. لذلك، يوجد تداخل أكبر في مساحات التفريغ المتعاقبة بين الأسنان مقارنة بالتصميم المتعرج. وبالتالي، فإنه يجعل تدفق التفريغ أكثر سلاسة.
يتيح ذلك تقليل عدد أسنان التروس وزيادة حجم الأسنان دون فقدان سلاسة التشغيل، مما يؤدي إلى زيادة السعة.
في هذا النوع من المضخات، يتم تشغيل مجموعات التروس بواسطة تروس توقيت تحافظ على تزاوج التروس ضمن تفاوتات قريبة دون احتكاك بعضها ببعض. إذا كان هناك اتصال معدني بين الأسنان، فسيؤدي ذلك إلى إغلاق المكونات الهيدروليكية بشكل أكثر إحكامًا ولكن الحجم سينخفض وسيزداد معدل التآكل على الأسنان بشكل كبير. يتم الحفاظ على الخلوص الشعاعي والمحاذاة بواسطة محامل مضادة للاحتكاك عند طرفي أعمدة التروس بينما يتم تقليل فقدان الاحتكاك في طاقة النقل إلى الحد الأدنى. يتم تجنب التسرب حول العمود باستخدام التعبئة المناسبة.
المضخات الترسية الداخلية
تبرز أسنان أحد التروس إلى الخارج من محور التروس؛ تتجه أسنان الترس الآخر إلى الداخل باتجاه مركز المضخة. قد تكون مضخات التروس الداخلية مركزية أو بعيدة عن المركز. يظهر الشكل 1 (أ) و (ب) نوعين من مضخات التروس الداخلية. الشكل (أ) خاص بمضخة مركزية تسمى المضخة أ، بينما يمثل الشكل (ب) مضخة خارج المركز وهي المضخة ب.
مضخات ترسية داخلية غير مركزية
في هذا النوع من المضخات، يتم توصيل ترس التشغيل مباشرة بعمود تشغيل المضخة ويتم وضعه بعيدًا عن المركز داخل الترس الداخلي. بين منافذ الشفط والتفريغ، تتشابك التروس على جانب واحد من المضخة. من ناحية أخرى، تحتوي الغرفة على مكون على شكل هلال يتناسب بشكل وثيق بين هذين التروسين.
يتم تدوير الترس الخارجي عن طريق دوران الترس المركزي حيث يتم تعشيقهما. وفي تلك الحجرة كل شيء يدور إلا الهلال الذي لا يدور. وينتج عن ذلك احتجاز السائل بين أسنان التروس أثناء مرورها عبر بعضها البعض أثناء الدوران. يتحرك السائل الممتص من منفذ الشفط عبر الحجم الداخلي للمضخة ويمر بمساحة التفريغ، التي تم إنشاؤها بواسطة الأسنان المتشابكة لهذه التروس المتلامسة مع السائل المدفوع الآن من الأداة تحت ضغط التشغيل. يتم تحديد إزاحة المضخة حسب حجم الهلال الذي يفصل بين التروس الداخلية والخارجية: يسمح الثقب الصغير بتدفقات أكبر لكل دورة مقارنة بالثقب الأكبر.
مضخة ترسي داخلية مركزية
يمكن رؤية التصميم الآخر لمضخات التروس الداخلية في الشكل 6 و7. ويتضمن ذلك زوجًا من التروس التي لها أسنان متشابكة مع بعضها البعض. يتم توصيل عجلة التروس الداخلية بعمود القيادة للمحرك الرئيسي. يظهر هذا النوع من مضخة التروس الداخلية في الشكل 7 أثناء تشغيلها. ومن أجل شرح ذلك بطريقة أكثر بساطة، يتم ترقيم أسنان الترس الداخلي والمسافات بين الأسنان الخارجية. تجدر الإشارة إلى أن هناك سنًا واحدًا أقل من الترس الخارجي.
إن أشكال الأسنان في الترسين تجعل كل سن في الترس الداخلي يتلامس دائمًا بشكل انزلاقي على السطح الخارجي للترس الثاني. خلال دورة واحدة، تتشابك كل سن على ترس داخلي مع ترس خارجي عند نقطة واحدة فقط (الشكل (X)). في المنظر A، يتشابك السن 1 من الداخل مع الفضاء 1 من الخارج. وبالتالي، مع استمرار دوران التروس في اتجاه عقارب الساعة نحو النقطة X، فإن الفضاء 6 سوف يستوعب السن 5 بينما يستقبل الفضاء 7 السن 6. وبخلاف ذلك، خلال هذا الدوران سوف يحتضن/ينزلق السن 1 إلى الفضاء 2؛ وبعد دورة أخرى سيتغير إلى الرقم ثلاثة. ومن ثم، فإن نسبة السرعة الزاوية بين هاتين الشبكتين تساوي ستة على سبعة.
عندما تدور هذه النقاط الشبكية على جوانبها، تتشكل جيوب كبيرة بينما تتشكل جيوب صغيرة على جوانبها الأخرى. في الشكل 7، تصبح الجيوب المرسومة على الجانب الأيمن أكبر باتجاه الأسفل بينما يصبح الجانب الأيسر أصغر نحو الأعلى. ويصبح الجانب الأيمن مدخلاً بينما يكون التفريغ في الجانب الأيسر. في الشكل 7، نظرًا لأن المنافذ تظهر عن طريق تدوير الجانب الأيمن من الرسم، يبدو أن السحب والتفريغ في موضع خاطئ. في الواقع، يغطي A في رسم واحد A في رسم آخر.
مضخات الفص
يتم استخدام نفس مبادئ التشغيل مثل المضخة الترسية الخارجية بواسطة المضخة الفصية. تميل الفصوص إلى أن تكون أكبر بكثير من أسنان الترس، لكن يوجد فقط اثنان أو ثلاثة لكل دوار. يوضح الرسم البياني أدناه مضخة ثلاثية الفصوص. يتم تشغيل أحد العناصر مباشرة بواسطة مصدر الطاقة بينما يمر العنصر الآخر عبر تروس التوقيت. عندما تدور العناصر، فإنها تتسبب في احتجاز السائل بين فصين كل دوار وأيضًا على جدران غرفة المضخة. يتم بعد ذلك نقل هذا السائل المحصور من جانب الشفط إلى جانب التفريغ في غرفة المضخة هذه. عندما يغادر السائل غرفة الشفط، ينخفض ضغطه مما يؤدي إلى سحب المزيد من السائل إلى تلك الغرفة من الخزان.
يوجد دائمًا ختم مستمر عند النقطة المركزية حيث يلتقي فصان لهذه الفصوص في تصميم البناء. من أجل تحسين قدرة الختم لهذه المضخة، يحتوي كل فص موضح في الرسم أعلاه على دوارات صغيرة تقع بالقرب من الحواف الخارجية. على الرغم من أنها مثبتة ميكانيكيًا داخل فتحاتها، إلا أن هذه الشفرات تتمتع بحرية الانزلاق إلى الخارج. يتم ضغط هذه الدوارات بإحكام على الأعضاء الدوارة وكذلك على الغرفة بسبب قوة الطرد المركزي المؤثرة عليها من الدوران.
مضخات ريشة
عادة ما تكون تصميماتها الداخلية دائرية أو بيضاوية الشكل وذات ألواح نهائية. إن المضخة الريشية الموضحة في الشكل 9 هي إحدى المضخات الداخلية الدائرية. يحتوي تجويف مبيت المضخة على دوار مشقوق يتم تثبيته على عمود يدخل عبر إحدى لوحاته الطرفية. يتم إدخال العديد من الريش أو الصفائح الصغيرة المستطيلة في الفتحات الموجودة على الدوار. أثناء دوران الدوار، تتسبب قوة الطرد المركزي في انزلاق كل ريشة على طول سطح تجويف الغلاف من الحافة الخارجية.
التجاويف التي تتكون من دوارات، وألواح طرفية، ومبيت ودوارات تتوسع أو تنكمش مع دوران الدوارات ومجموعات الريش. إحدى وظائفه هو أن منفذ الدخول من خلاله يسمح بتدفق السوائل إلى التجاويف عندما تتوسع. وعندما تصبح هذه التجاويف صغيرة، يوجد منفذ يسهل خروج السوائل من هذه التجاويف.
ومع ذلك فإن هذا يميل إلى ممارسة حمل جانبي على الدوار وهذا يجعل هذه المضخات يتم دحضها كمضخات غير متوازنة كما هو موضح في الشكل 9. وهذا يلغي أي حمل جانبي، مما يجعلها متوازنة دوارات في هذا النوع من المضخات. اذكر خمسة أنواع من مضخات ريشة. تتمتع مضخات الريشة بقيود كبيرة لأن حدود الضغط التي يمكن أن تعمل بها لا تتجاوز رطل لكل بوصة مربعة. وتزداد معدلات التآكل ومستوى الضوضاء والاهتزاز بسرعة أكبر بسبب متطلبات الضغط الأعلى التي تتجاوز 2000 رطل لكل بوصة مربعة في مضخات الريشة.
مضخات ريسيبروكينج
الترددية كمصطلح يعني التحرك ذهابا وإيابا. في حالة المضخة الترددية، فإن حركة المكابس داخل الأسطوانات هي التي تسبب تدفق السائل في النظام. المضخات الترددية مثل المضخات الدوارة تعمل على مبدأ الإيجابية وهو؛ تقوم كل ضربة بتفريغ كمية معينة من السائل عبر النظام.
العيب الرئيسي للمضخات الترددية هو إخراج التدفق المتقطع. تنتج الحركة ذهابًا وإيابًا أحجامًا ذات نبضات تؤدي إلى اهتزاز وتدفق مضطرب داخل الأنظمة الهيدروليكية. ويجب أن يكون لها مُراكم في اتجاه مجرى النهر لتقليل التأثير عليها بواسطة هذه النبضات.
مضخات يدوية
هناك نوعان من المضخات الترددية التي تعمل يدويًا – أحادية الفعل ومزدوجة الفعل. توفر المضخة أحادية الحركة التدفق في كل شوط آخر بينما تتبادل المضخة المزدوجة الحركة عند كل شوط. تستخدم الرافعات الهيدروليكية في الغالب مضخات أحادية الفعل. يظهر الشكل 10 رسمًا تخطيطيًا لمضخة يدوية مزدوجة الفعل. في بعض الحالات، تُستخدم هذه المضخة كمصدر طاقة هيدروليكية للطوارئ أو لاختبار الأنظمة الهيدروليكية.
يتضمن هذا النوع من المضخات؛ أسطوانة ومكبس مع صمام فحص مدمج (A) وقضيب مكبس ومقبض تشغيل وصمام فحص منفذ الدخول (B). عندما يحرك السائل المكبس إلى اليسار، يؤدي ضغط السائل في حجرة المخرج وشد الزنبرك إلى إغلاق الصمام A. تدفع قوى السائل في هذه الحجرة السائل عبر منفذ المخرج وإلى النظام أثناء هذه الحركة الناتجة عن حركة المكابس. نفس حركة المكابس تخلق منطقة ضغط منخفض داخل غرفة المدخل. وبالتالي، ينضغط زنبركه تحت تأثير سوائل الضغط الجوي في خزان الأكتين على صمام الرجوع B وبالتالي يفتحه للسماح بالدخول إلى الغرفة.
عند الانتهاء من شوط المكبس باتجاه الجانب الأيسر، يوجد محتوى سائل كامل داخل غرفة المدخل. مما يسمح لتوتر الزنبرك بإغلاق صمام الفحص B بسبب نقص فرق الضغط بين غرفة الدخول والخزان الناتج عن ذلك. عند التحرك نحو اليمين، فإن قوة السائل المحصورة مع تلك المؤثرة على قيمة الفحص تفتحها عن طريق ضغط النوابض. وبناءً على ذلك، تفتح الصمامات بحيث يتدفق السائل من غرف السحب إلى غرف المخرج. وذلك لأن جزءًا من السائل الذي يتم تفريغه من أسفل مجرى النهر لا يمكن استيعابه داخل أعلى النهر نظرًا لوجود قضيب المكبس. وبما أن السوائل لا تنضغط، فإن الكمية الإضافية تتدفق عبر منفذ الخروج إلى النظام.
مضخات المكبس
تعمل كل مضخة مكبس على أساس أنه عندما يتردد المكبس داخل التجويف، فإنه يأخذ السائل أثناء سحبه للخلف ويفرغه عند الشوط الأمامي. هناك نوعان رئيسيان: شعاعي ومحوري، كل منهما يمكن أن يأتي في نماذج الإزاحة الثابتة أو المتغيرة. تحتوي المضخة الشعاعية على مكابس مرتبة في اتجاه شعاعي أو بزاوية 90 درجة إلى الخط المركزي لعمود القيادة.
من خلال التصميم المحوري، تكون المكابس موازية لبعضها البعض ومحور كتلة الأسطوانة (يمكن تقسيم هذا أيضًا إلى أنواع المحاور المضمنة والمنحنية). هناك تمييز آخر بين المضخات ذات معدلات التسليم الثابتة وتلك التي تسمح بتغير معدلات تدفق السوائل الهيدروليكية. تنقسم مضخات التوصيل المتغير بدورها إلى تلك القادرة على ضخ السائل من الصفر إلى سعة التوصيل الكاملة في اتجاه واحد للتدفق وتلك القادرة على الضخ من الصفر إلى سعة الإنتاج الكاملة في أي من الاتجاهين.
مضخات مكبس شعاعي
تحتوي المضخة الشعاعية على كتلة أسطوانية تدور على عمود ثابت، مع حلقة تفاعل حلقية داخلية أو دوار. أثناء الدوران، قد تتسبب قوة الطرد المركزي أو ضغط الشحن في اتباع المكابس للسطح الداخلي للحلقة الذي يكون بعيدًا عن مركز محور دوران كتلة الأسطوانة. على هذا النحو، عندما تتحرك هذه المكابس في تجاويفها، يمكنها امتصاص السوائل أثناء سحبها للخارج وتفريغها عند ضغط مرتفع أثناء دفعها للداخل.
يتم تحديد إزاحة المضخة حسب حجم وعدد المكابس وطول شوطها. في بعض النماذج، يمكن أن تختلف الإزاحات عن طريق ضبط طول حركة المكبس أو السكتة الدماغية من خلال حلقات التفاعل المتحركة. يظهر الشكل 13 تشغيل مضخة المكبس الشعاعي. وهي تتضمن محورًا ثابتًا كصمام، وكتلة أسطوانة تدور حولها. إلى جانب وجود المكابس فيها، تتكون كتلة الأسطوانة هذه أيضًا من: دوار مع حلقة رد فعل للاتصال برؤوس المكابس؛ بالإضافة إلى الكتل المنزلقة للتحكم في طول شوط المكبس.
كتلة الشريحة لا تدور ولكنها تدور في الداخل وتدعم الدوار من خلال الاحتكاك الناتج عن الحركة المنزلقة بين رؤوس المكبس وحلقة التفاعل. ترتبط كتلة الأسطوانة بعمود الإدارة. وبالرجوع إلى الشكل 13، عرض أ، لنفترض أن المساحة X في إحدى أسطوانات كتلة الأسطوانة مملوءة بالسائل وأن مكبس هذه الأسطوانة تحديدًا كان في الموضع 1. كما هو الحال مع كل من المكبس والأسطوانة يتم تدوير الكتلة في اتجاه عقارب الساعة، وعندما تقترب من الموضع الثاني، فإنها تجبر المكبس على الدخول في أسطوانةها مما يقلل حجم حجم هذا الأخير. يؤدي هذا الإجراء إلى تقليل الحجم الحجمي للأسطوانة ويجبر بعض كمية السائل على الخروج إلى منفذ المخرج فوق المحور. ترجع عملية الضخ هذه إلى الدوار المنحرف بالنسبة إلى مركز كتلة الأسطوانة.
في الشكل 13، المنظر B، في الموضع "2"، قام المكبس بدفع السائل إلى الخارج من خلال الطرف المفتوح لهذه الأسطوانة عبر منفذ فوق المحور إلى النظام؛ أثناء حركته من الموضع '2' إلى '3'، يتحرك الطرف المفتوح فوق الجزء الصلب من المحور، لذلك لا يوجد تدفق داخل أو خارج هذه الأطراف حيث لا يمكن أن يكون هناك سحب أو تفريغ عندما يمر الطرف المفتوح على الجانب الصلب. عندما تحركها قوة الطرد المركزي من الموضع "3" إلى "4"، تتحرك المكابس بعيدًا عن المركز إلى الأسطح الخارجية مقابل حلقات التفاعل الموجودة على الدوارات.
في هذا الوقت، تدخل أي سوائل مملوءة بالمحور المحوري من خلال الطرف المفتوح. يقع الطرف المفتوح على الوجه الصلب للمحور المحوري بينما ينتقل المكبس بين المواضع '4′ و'1' دون أي تدفق خلفي وبالتالي يمنع أي تدفق داخلي أو تدفقنا. في حين أن آخر يحدث التفريغ بعد المرور عبر البنتيل بواسطة مكبس يتجه نحو الموضع الثاني. يتم امتصاص السائل من جانب واحد بينما يتحرك الدم للخارج على الجانب الآخر بينما يدور الدوار حول محوره.
ينبغي للمرء أن يلاحظ أنه في الشكلين A وB في الشكل 13، تختلف النقطة المركزية للدوار عن النقطة المركزية لكتلة الأسطوانة. ينشأ عمل الضخ المعني من الاختلاف بين هذه المراكز. عندما يتم إزاحة الجزء الدوار بحيث يكون له نفس النقطة المركزية مع كتلة الأسطوانة، لن يكون هناك إجراء ضخ كما هو موضح في الشكل 13، منظر C. ولا تحدث حركة للمكابس ذهابًا وإيابًا داخل الأسطوانات وبالتالي تفشل هذه المضخة في العمل. كما هو موضح من خلال العرضين A وB في الشكل 13، يمكن القيام بذلك عن طريق عكس موضع كتلة الشريحة والدوار للتدفق اللذين يتم عكسهما.
يتحرك السائل إلى داخل الأسطوانة أثناء تحرك المكبس من الموضع "1" إلى الموضع "2"، والذي سيتم تفريغه بدوره أثناء انتقاله من الموقع 3′ إلى 4′.
بالنسبة للرسوم التوضيحية، يظهر الدوار في المنتصف، أقصى اليمين أو أقصى اليسار بالنسبة لكتلة الأسطوانة. تحدد درجة ضبط المسافة بين هذين المركزين طول شوط المكبس وكمية تدفق السائل داخل وخارج الأسطوانة. ومن خلال القيام بذلك، يحدد هذا التعديل إزاحة المضخة. يمكن أن تكون هناك أوضاع مختلفة للتحكم في هذا الضبط. يمكن للعجلة اليدوية التحكم فيه بشكل مباشر ويدوي وهو أبسط شيء. هذه هي الطريقة التي تعمل بها المضخة في الشكل الثالث عشر. على سبيل المثال، أثناء دورة التشغيل عندما يتعين ضبط التسليم تلقائيًا ليناسب متطلبات الحجم المختلفة، يمكن تحديد موقع كتلة الانزلاق بواسطة أسطوانة يتم التحكم فيها هيدروليكيًا. في بعض الأحيان يتم تحقيق هذا الغرض من خلال استخدام محرك التروس الذي يتم التحكم فيه بواسطة زر الضغط أو مفتاح الحد.
مضخات تصميم لوحة Swash
تتم محاذاة كتلة الأسطوانة وعمود الإدارة لمضخات المكبس المحوري بشكل محوري وتتحرك المكابس بالتوازي مع عمود الإدارة. أبسط هذه الأنواع هي المضخة الخطية ذات اللوحة المتقطعة، كما هو موضح في الشكل 15.
يتم تدوير حلقة الأسطوانة الموجودة في هذه المضخة بواسطة المحرك. ترتبط المكابس الموضوعة في التجاويف داخل الأسطوانة ببعضها البعض عن طريق حلقة قابلة للسحب وأحذية المكبس، والتي ترتكز على لوحة مائلة. كما يتبين من الشكل 3-16، عندما يحدث دوران مائل فإن أحذية المكبس تتتبع بعد ذلك مما يؤدي إلى حدوث حركة ترددية بواسطة المكابس. وفقًا لذلك، يتم استدارة لوحة الصمام بحيث بمجرد مرورها بالمدخل يتم سحبها للخارج أو المخرج أثناء حركتها القسرية للخارج.
تعتمد كمية السائل التي يتم ضخها في هذا النوع من المضخات على حجم وعدد المكابس وطول الشوط. تحدد لوحة الزاوية المائلة الأخير. في النماذج التي تحتوي على إزاحات متغيرة، يحمل مقرن متحرك لوحة التأرجح (الشكل 17). يتم إنشاء النقطة المحورية بواسطة ركائز على جوانب مختلفة بحيث تؤدي الزيادة أو النقصان في شوط المكبس إلى تغيير زاوية لوحة التأرجح. ويبين الشكل 17 التحكم في المعوض، ولكن يمكن ضبطه يدويًا أو من خلال أي وسيلة أخرى.
يوضح هذا الرسم البياني كيفية عمل المضخة المضمنة التي يتم التحكم فيها بواسطة المعوض (الشكل 17). يتكون الصمام من معوض يتوازن مع ضغط الحمل بالإضافة إلى قوة الزنبرك، بينما يقوم زنبرك العودة بتحريك المكبس الذي يتم تشغيله من خلال الصمام. عندما لا يكون هناك ضغط مخرج، يدفع زنبرك العودة إلى وضع "التوصيل الكامل". مع تزايد الضغط، يتم الشعور بتأثيره في البكرة النهائية للصمام. عندما يصبح الضغط مرتفعًا بدرجة كافية فوق مقاومة زنبرك الصمام، فإنه سيحل محل البكرة وبالتالي يدخل الزيت إلى مكبس المقرن. إن الضغط الناتج عن قوى الزيت إزاحة المضخة إلى الأسفل من خلال تقليل حجمها من شأنه أن يسبب تلك الحركة لأي آلة ضخ تتعرض لطاقة الموائع.
مع انخفاض الضغط، تتراجع البكرة تلقائيًا، وتدفع الزيت من المكبس إلى غلاف المضخة ويسحب الزنبرك النير إلى زاوية أكثر انحدارًا. ينظم المعوض مخرج المضخة لأي إزاحة يجب أن تكون لمواكبة حالة الضغط المحددة مسبقًا والحفاظ عليها. فهو يساعد على منع الفقد المفرط للطاقة عن طريق القضاء على عمليات صمام التنفيس عند حجم المضخة الكامل أثناء تطبيقات التثبيت والتثبيت.
تمايل لوحة مضخات مضمنة.
نوع آخر من هذا النوع من المضخات هو المضخة ذات اللوحة المتمايلة. في هذا النظام، يظل المكبس ثابتًا في الأسطوانة بينما يتم تدوير لوحة أخرى مائلة بواسطة عمود الإدارة. وأثناء دورانه، فإنه يهتز وبالتالي يضغط على النوابض لإجبار المكابس على التحرك ذهابًا وإيابًا. لكي لا تمر الأسطوانات خارج المنافذ، يلزم وجود صمامات فحص منفصلة للمدخل والمخرج.
مضخات المحور المنحني
في هذا النوع من مضخة المكبس، التي لديها زاوية إزاحة بين عمود الإدارة وكتلة الأسطوانة (الشكل 18)، تدور كتلة الأسطوانة نفسها مع عمود الإدارة. يتم ربط قضبان المكبس بالشفة الموجودة على عمود الإدارة بواسطة وصلات كروية بحيث أنه كلما كان هناك تغيير في المسافة بين الحافة على عمود الإدارة وكتلة الأسطوانة (الشكل 19)، سيتم إجبارها على الدخول أو الخروج من تجاويفها. يوجد رابط عالمي يربط كتلة الأسطوانة بعمود القيادة للحفاظ على المحاذاة وجعلهما يدوران معًا عند الضرورة. لا ينقل هذا الرابط أي قوة باستثناء حركة التسارع/التباطؤ في كتلة الأسطوانة ضد المقاومة من الغلاف المملوء بالزيت.
يتغير إزاحة هذا النوع من المضخات مع زاوية الانحراف (الشكل 20)، والتي تتراوح من صفر إلى 30 درجة. تتوفر أنواع الإزاحة الثابتة في السوق إما بزاوية إزاحة تبلغ 23 درجة أو 30 درجة (الشكل 21). في البناء المتغير الإزاحة، يتم استخدام نير يتم التحكم فيه خارجيًا لتغيير زاويته كما هو موضح في الشكل 22. وهذا يعني أنه إذا تم تحريك النير فوق المركز باستخدام بعض عناصر التحكم، فسيتم عكس اتجاه التدفق.
للتحكم في إزاحة المضخات ذات المحور المنحني، يمكن استخدام تقنيات مختلفة. أدوات التحكم النموذجية هي العجلة اليدوية ومعوض الضغط والمؤازرة. يوضح الشكل 23 التحكم في معوض الضغط لمضخة ذات محور منحني. في العرض (أ)، يكون ضغط النظام كافيًا للتغلب على قوة زنبرك المعوض. يؤدي ذلك إلى دخول السائل إلى أسطوانة التمسيد أثناء رفع البكرة لأعلى.
يحتوي مكبس أسطوانة التمسيد على مساحة أكبر بكثير على عكس أسطوانة الإمساك التي تحتوي أيضًا على ضغط النظام. ومع ذلك، فإن الضغط التفاضلي يجبر النير إلى الأعلى لتقليل التدفق وتقليل أي فرص للتفجير. يوضح العرض B أن ضغط النظام ينخفض إلى أقل من المستوى اللازم للتغلب على قوة زنبرك المعوض أثناء نزول المقرن.
بعد ذلك نقدم لك صيغة حساب المضخة الهيدروليكية