ما هي المضخة التوربينية العمودية وكيف تعمل؟

المضخة التوربينية العمودية شائعة في تطبيقات الآبار العميقة، ولكن ما مدى فهمك لها؟ تحتوي هذه النظرة العامة على كل ما تحتاج لمعرفته حول معنى المضخة وعملها واستخداماتها النموذجية في مختلف الصناعات والإعدادات.

ما هي المضخة التوربينية العمودية؟

المضخة التوربينية العمودية هي مضخة طرد مركزي ممدودة لأعماق أكبر. وهي تتفوق في استخراج الآبار العميقة وتوزيع الضغط العالي، مما يجعلها جهازاً متعدد الاستخدامات للاستخدامات المختلفة.

تشير كلمة "عمودي" إلى اتجاهها العمودي، بينما تشير كلمة "توربين" إلى مراوحها الدوارة التي تعمل مثل التوربينات. تقوم الدافعات بتحريك الوسائط حول محيط، وتدفعها إلى أعلى المجموعة وإلى مخرج.

لها العديد من التطبيقات، مثل ضخ الآبار العميقة والحوض العميق، وتوزيع المياه، ومكافحة الحرائق، و معالجة مياه الصرف الصحي. ويشمل البعض الآخر الري، ونزح المياه، والتدفئة والتهوية وتكييف الهواء، والعمليات الصناعية.

أجزاء مضخة التوربينات العمودية

إن معرفة طريقة عمل المضخة أمر ضروري لفهم طريقة عملها والعناية بها. فيما يلي أقسامها الرئيسية، بدءاً من الأعلى.

مجموعة المحرك/المحرك/المحرك

المحرك إما محرك أو محرك كهربائي. وهو يوفر الطاقة الحركية التي يحتاجها الجهاز للعمل، وعادة ما يتم تركيبه على الطرف العلوي (رأس التفريغ). ومن هنا، يتصل بالدفاعة أو الدفاعات من خلال العمود.

رأس التفريغ

رأس التفريغ هو الجزء العلوي. وهو يدعم المحرك/المحرك ويوفر نقاط توصيل (منافذ) لخطوط التفريغ. كما أنه يحتوي على موانع تسرب وأجزاء أخرى متنوعة، بما في ذلك وصلات الشفة والصمامات.

تجميع الأعمدة

مجموعة العمود هي القسم الأوسط. وهو يضم عمود الخط، وجلبة العمود، ومحامل الدعم. وهي تتحمل ضغط السائل عند تشغيل المحرك، ويجب أن تكون قوية بما يكفي لمقاومة التلف.

تجميع الوعاء

تحتوي مجموعة القوس على المكره وجرس الشفط. وهي تسمح للسائل بالدخول إلى المضخة بسلاسة، دون اضطرابات، والوصول إلى دوارات المكره للتسارع.

مبدأ عمل المضخة التوربينية العمودية

تعمل المضخة التوربينية العمودية على ثلاث مراحل رئيسية: سحب السوائل، والتسارع، والتفريغ. إليك ما يحدث في كل مرحلة وكيف تساعد في نقل السوائل.

تناول السوائل

يدخل السائل إلى الجهاز عند ضغط منخفض، ويسهل ذلك دوران المكره. تدور المكره الآن بسرعة عالية جدًا، بمساعدة عمود الدوران.

كما رأينا سابقًا، يستمد العمود طاقته من المحرك الموجود فوق الجسم أو المجموعة. تحتوي المضخات الغاطسة على محركات في مجموعة الوعاء.

تسارع السوائل

تضفي الدافعة الدوارة قوة على السائل، مما يزيد من ضغطه. في الأنواع متعددة المراحل، يصعد السائل إلى أعلى أنبوب العمود ويخرج من خلال رأس التفريغ. الأنواع متعددة المراحل يمر السائل من خلال دفاعات مختلفة.

مرحلة التفريغ

يكون السائل الآن تحت ضغط مرتفع. يقوم رأس التفريغ بإخراجه وتوجيهه إلى أنبوب أو أنابيب الخروج. يكون الماء الآن تحت ضغط وسرعة عاليين، مما يتيح نقله لمسافات طويلة.

أنواع المضخات التوربينية العمودية

تتوفر المضخات التوربينية العمودية في تصميمات وإنشاءات مختلفة. تناسب المتغيرات الاستخدامات المختلفة حسب متطلبات المشروع. وهي تشمل تلك الموضحة أدناه.

مضخة عمود الخط التوربيني

يعمل هذا النوع مع تعليق المحرك أو المحرك فوق السائل الذي يتم نقله. وهو يناسب بشكل أساسي التطبيقات الضحلة، مثل الخزانات والخزانات الأخرى.

المضخة التوربينية الغاطسة

تعمل الأنواع الغاطسة داخل السائل. وعادة ما يكون المحرك موجوداً في التجميع و محكم الإغلاق. المضخات الغاطسة هي الأفضل للضخ العميق حيث قد لا يصل الطول إلى مستوى السائل.

مضخة التوربينات المعلبة

لها هياكل تشبه العلب في تصميمها. تحتوي العلب على مراوح فردية. يوفر هذا التصميم مزايا مختلفة، مثل تحسين الكفاءة والطاقة.

المضخة التوربينية الشعاعية مقابل المضخة التوربينية المحورية

النوع الشعاعي يحتوي على دفاعة مثبتة بشكل عمودي على العمود. يزيد البناء من كمية الضغط، مما يجعل المضخة أكثر فعالية للارتفاعات الأعلى.

الأنواع المحورية لها دفاعات مثبتة بالتوازي مع العمود. وهي تحقق خصائص رأس منخفضة ولكنها تحقق تدفقا جيدا وهي الأفضل للضخ المنخفض الارتفاع.

مضخة التوربينات ذات التدفق المختلط

نوع التدفق المختلط يستخدم دفاعات محورية وشعاعية. يعمل التصميم على تحسين جانبين تشغيليين: الرأس والتدفق. تناسب هذه المضخات بشكل أساسي تطبيقات الإمداد، مثل توزيع المياه البلدية.

المضخة التوربينية أحادية المرحلة مقابل المضخة التوربينية متعددة المراحل

النوع أحادي المرحلة يحتوي على دافع واحد، مما يجعله مناسبًا للاستخدامات الأقل تطلبًا. أما المضخة متعددة المراحل فتستخدم اثنين أو أكثر من الدفاعات. ويترجم الاختلاف في عدد الدفاعات إلى اختلاف في الضغط والتدفق.

ما هي مزايا المضخات التوربينية العمودية؟

تقدم المضخات التوربينية العمودية فوائد متنوعة. وتتراوح مزاياها من القدرة على استخراج السوائل من مصادر عميقة إلى تقليل مساحة التركيب.

الضخ العميق المصدر

وهي في المقام الأول مضخات آبار عميقة. يسمح لها تصميمها العمودي وطولها بالوصول إلى أعماق بعيدة في السائل. كما أنها قابلة للتطوير لتتناسب مع متطلبات العمق، خاصة عند الحصول على المياه من الآبار.

سعة تدفق عالية

تعمل الدفاعات على زيادة سعة التدفق، مما يجعل المضخات قوية بما يكفي لمختلف التطبيقات، من استخراج المياه إلى عمليات الإمداد والعمليات الصناعية.

زيادة الكفاءة

معظم مضخات التوربينات فتيلة ذاتية التحضيرمما يقلل من متطلبات التشغيل. كما أن عمل المكرهة أقل استهلاكًا للطاقة، مما يؤدي إلى توفير الطاقة بشكل عام مقارنة بمعظم أنواع المضخات الأخرى.

التوفير في المساحة

يقلل الترتيب الرأسي من كمية الأرض اللازمة للتركيب. بمعنى آخر، يمكنك تركيبه في الأماكن الضيقة، بما في ذلك بالقرب من الأنابيب. والأهم من ذلك، أنها تناسب الأماكن التي قد لا تناسب الأنواع الأفقية، مثل تجاويف الآبار.

مساوئ المضخة التوربينية العمودية

نظراً لفوائدها العديدة، فإن المضخات التوربينية العمودية شائعة في العديد من الأماكن. ومع ذلك، كما هو موضح أدناه، فإن لها أيضًا بعض الجوانب السلبية التي يجب أن تعرفها.

الصيانة المعقدة

من السهل بشكل عام الحفاظ على المضخات في حالة جيدة. ومع ذلك، فإنها تعمل مع وجود قسم الشفط داخل السائل، وأحياناً مغمورة بالكامل.

إن تشغيلها تحت الأرض وتحت الماء يجعل صيانتها أكثر صعوبة. ويشمل ذلك استخدام معدات وإجراءات خاصة للوصول إلى الأجزاء المخفية.

تكلفة أعلى

وهي تكلف أكثر بقليل من معظم المضخات الأخرى، نظراً لبنيتها المتقنة. قد يختلف السعر من بضع مئات إلى ألف دولار. ويعتمد ذلك على التصميم والميزات الأخرى، مثل المواد والحجم.

ما هي المضخة التوربينية العمودية المستخدمة؟

تكون المضخة العمودية مفيدة عندما يكون السائل المراد نقله تحت مستوى سطح الأرض، على الرغم من أنها تعمل أيضاً في الأماكن فوق سطح الأرض. وفيما يلي التطبيقات التي تساعد فيها في نقل السوائل.

• إمدادات المياه النظيفة
  
• ري المحاصيل
  
• نزح المياه/التحكم في الفيضانات
  
• أنظمة مياه الصرف الصحي
  
• أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء
  
• معدات مكافحة الحرائق
  
• محطات توليد الطاقة
  
• إنتاج النفط والغاز
  
• ضخ المواد الكيميائية والمياه في عمليات التصنيع
  

اعتبارات عند شراء مضخة توربينية عمودية

يجب على أي شخص يخطط للاستثمار في مضخة توربينية عمودية أن يفهم العوامل التي يجب مراعاتها. وذلك لأن المنتج متوفر في العديد من التكوينات. ضع في اعتبارك ما يلي عند شراء واحدة.

• الرأس ومعدل التدفق: ما مقدار السوائل بالجالون في الدقيقة التي ستقوم بتحريكها - وما مدى ارتفاعها؟ تأكد من أن المضخة تلبي الحاجة تمامًا. يساعد على منع زيادة الحجم أو نقصانه.
  
• نوع السائل: ما نوع السائل الذي ستستخدمه من أجله؟ بعض السوائل أكثر لزوجة من غيرها، وبعضها أكثر لزوجة من غيرها، وبعضها يسبب التآكل.
  
• نوع المضخة: توفر الشركات المصنعة للمضخات التوربينية العمودية المنتج في العديد من خيارات التصميم. اختر التصميم الذي يناسب متطلبات تطبيقك.
  
• نوع المكرهة: تحدد المكرهة الأداء. افهم الاختلافات بينها وحدد اختيارك بناءً على خصائص كل منها.
  
• مرحلة واحدة أو مراحل متعددة: اعتماداً على الرأس واحتياجات التدفق، حدد النوع الذي تريده.
  
• نوع المادة: اختر مادة لن تتعرض للتلف في بيئة التطبيق. يجب أن تكون مقاومة للتآكل والتآكل، من بين ميزات أخرى.
  
• التركيب والصيانة: تأكد من سهولة تركيب المضخة والعناية بها. قد ترغب أيضاً أن تكون قابلة للتطوير من أجل التغييرات المستقبلية.
  

الخاتمة

المضخة التوربينية العمودية هي جهاز قوي لنقل السوائل مع مجموعة واسعة من الاستخدامات. فهي ترفع المياه من المصادر العميقة بشكل أساسي ولكنها تناسب أيضًا الاستخدامات فوق سطح الأرض، مثل توزيع المياه والري. تتميز بمعدل كفاءة عالٍ، وتشغل مساحة أقل، ولها فوائد أخرى متنوعة.