پمپ تزریق مواد شیمیایی که در واقع با نام های مترینگ پمپ یا دوزینگ پمپ نیز شناخته می شود، برای این طراحی شده است که مقدار مناسبی از مواد شیمیایی را درون جریان گاز، بخار و آب با سرعت معین پمپ نماید. در اصل از این پمپ ها برای کاهش میزان خوردگی تجهیزات، بهبود عملکرد خظ تولید و جریان خطوط لوله ها استفاده می شود. که بسته به فشار و دمایی که در آن کار میکند، نوعی سیال و الزامات شیمیایی می باشند.
این دسته از پمپ های تزریق مواد اصولا کوچک هستند و توسط محرک هوا یا موتور الکتریکی کار می کنند. برای کنترل پمپ تزریق مواد شیمیایی نیز از سیستم کنترل خارجی استفاده می شود. یا در بیشتر مواقع، از سیستم کنترل داخلی برای آن استفاده می شود.
این سیستم ها قادر به تغییر سرعت جریان، روشن کردن و خاموش کردن، هشدار در مورد خشک کار کردن، گاز زدایی و مقدار کم محصول مورد استفاده قرار می گیرند. از آنجایی که استفاده از پمپ های تزریق مواد در صنایع مختلف اهمیت دارند، لازم است برای خرید این محصولات دقت ویژه ای نمایید.
مکانیزم کار پمپ های مواد شیمیایی
با بررسی هدف از ساخت این پمپ ها و کارایی آن، بهتر است به بررسی مکانیزم عملکرد و نحوه کارکرد آنها نیز بپردازیم. همانطور که بیان کردیم، پمپ تزریق مواد شیمیایی مقدار دقیقی از سیال یا مایع شیمیایی یا حتی محصولات دیگر را به شیوه های مختلفی به درون آب تزریق می کند.
اما در ابتدای کار معمولا اندازه گیری دقیق و مشخص این میزان تزریق باید انجام شود تا مقدار معینی از مواد درون محفظه داخلی پمپ گردد. پس از تعیین میزان این مواد، به درون مخزن یا لوله تزریق می شود. همانطورکه پیش از این نیز بیان کردیم، عملکرد پمپ تزریق مواد شیمیایی، کنترلرهای خارجی و داخلی نیز نقش مهمی دارند. تا همه فرایند تزریق طبق برنامه پیش رود.
اما لازم است این نکته را بدانید که مواد شیمیایی که درون آب تزریق می شوند، شامل مهار کننده های مواد شیمیایی خورنده، حلال ها، بیوسایدها، مواد نمک زدا، مهار کننده های هیدراتی، مهار کننده های زنگ زدگی و رسوب، سورفاکتانت ها و … می باشد.
بسته به نوع موادی که قرار است پمپ شود، سیستم پمپ تزریق مواد شیمیایی در زمان انتقال از متانول نیز استفاده می کند. تا از انسداد و یخ زدگی لوله ها جلوگیری نماید.
کاربرد پمپ تزریق مواد شیمیایی
متوجه این مسئله شده اید که کاربرد این دوزینگ پمپ ها گسترده است. زیرا ضمن تزریق مواد درون خطوط تولید، استفاده از این مواد شیمیایی پمپ شده از خوردگی مسیر های انتقالی و هدر رفت مواد نیز جلوگیری به عمل می اورد. از این رو این تجهیزات با راندمان بالا و کارآمدی مناسب شناخته می شوند.
از دیگر کاربرد های پمپ تزریق مواد شیمیایی می توانیم به موارد زیر اشاره کنیم:
• تولید نفت و گاز
• تصفیه آب برج های خنک کننده
• تولید و پردازش مواد شیمیایی
• نیمه رساناها
• کلر زنی آب در شبکه های تحت فشار
• کرایژونیک
• تزریق و آماده سازی محصولات ویسکوز در تصفیه آب
• تولید کود
• پایگاه ها و چاه های پمپ اب با فشار بالا
• تصفیه آب برای آماده سازی مایعات مورد نیاز حفاظتی گیاهان
• تزریق مهار کننده های خوردگی و عوامل ضد امولسیون سازی در صنایع توزیع نفت
• استفاده از شیرابه ها در آبکشت یا محصولات هیدروپونیک
• معلق سازی مواد معدنی
صنایع مورد استفاده در پمپ تزریق مواد شیمیایی
اکنون که با کاربرد های مختلف مترینگ پمپ اشنا شدیم، بد نیست بدانیم این سیستم در چه صنایعی کاربرد دارد. از سوی دیگر خریداراین اصلی این پمپ ها چه کسانی هستند و در چه مکان هایی از آنها استفاده می کنند.
• خودروسازی
• صنایع آهن و فولاد
• صنایع کشاورزی
• صنایع دامپروری برای تزریق دارو
• تولید خمیر و کاغذ
• توزیع نفت خام به منظور تزریق مهار کننده خورنده ها
• پردازش مواد غذایی
• تصفیه پساب یا فاضلاب
• و …
انواع پمپ تزریق مواد شیمیایی
دوزینگ پمپ ها بسته به کاربرد و عملکرد خاص آنها و همچنین نیاز صنایع، در نمونه های مختلفی طراحی و تولید می شوند. سه نوع از رایج ترین نمونه های پمپ تزریق مواد، عبارتند از:
• پمپ پریستالتیک یا Peristaltic:
این پمپ ها از جمله دقیق ترین پمپ های تزریق مواد به شمار می رود که علت دقت بالای آنها، لوله های خمیده نیم دایره ای می باشد. از طریق این لوله ها سیال عبور کرده و بازوی مکانیکی با یک حرکت خود، میزان مشخصی از مواد شیمیایی را در بخش لوله ای و فشردن آن دریافت می کند تا پمپ نماید.
• مونو پمپ یا Mono Pump:
یکی از انواع پمپ تزریق مواد شیمیایی مونو پمپ است. که به عنوان راهکاری قابل اطمینان و کارآمد شناخته می شود. زیرا از نظر راندمان و نحوه عملکرد مناسب بوده و به تعمیرات کمی نیاز دارد. این پمپ ها در واقع در پروسه هایی استفاده می شوند، که جریان کم و تزریق با ویسکوزیته بالا و دقیق انجام می شود.
در نمونه های جدید تر این سری از پمپ ها می توانیم با پمپ های تزریق آهسته و بدون تزریق پالسی روبه رو شویم. که ضریب بسیار پایینی دارند و در مقابل، از دقت بالایی برخوردار می باشند.
هر زمان نیاز به پمپ تزریق مواد شیمیایی در پروژه های فشار بالا و جریان کم باشد، یا این که تزریق متناوب و مداوم از مواد شیمیایی انجام شود، از این نمونه پمپ ها استفاده می شود. زیرا این پمپ ها مقرون به صرفه بوده، از دقت بالایی برخوردار هستند و در عین حال قابل اطمینان نیز می باشند.
از پمپ های مونو پمپ برای پردازش مواد شیمیایی، آب زدایی لجن، تولید مواد آرایشی- بهداشتی، رنگ، جوهر و … استفاده می شود.
• پمپ با محرک مغناطیسی یا Mag-drive Pump:
از دیگر نمونه های پمپ تزریق مواد، باید به پمپ با محرک مغناطیسی اشاره کنیم. این پمپ ها همچون مپنت خارجی، مستقیم به شفت موتور وصل شده و گشتاور داخل مگنت داخلی را به بخش پروانه ای منتقل می نمایند. از این رو با این نام خوانده می شوند.
این میدان مغناطیسی ساخته شده، منجر می شود تا چرخش بدون تماس فیزیکی بین قطعات صورت پذیرد. بخش پروانه ای با حرکت اسپینی، ماده شیمیایی یا سیال را به حرکت در می آورد. معمولا جنس این نمونه پمپ تزریق مواد شیمیایی از فولاد ضد زنگ است، و در صنایع غذایی، شیمیایی و تصفیه آب استفاده می شود.
انواع جنس پمپ های مواد شیمیایی
انتخاب جنس پمپ مسئله مهمی است که باید به آن اهمیت داد. زیرا جنس پمپ تعیین می کند که برای چه محیطی و شرایط کاری لازم است از آن استفاده شود. مثلا محیط های کاری یا ماده شیمیایی که در اصل وظیفه تزریق و پمپ کردن مواد را به عهده دارند، شاید چسبناک، خورنده، خیلی سرد، بازی، خیلی داغ، اسیدی یا حتی خطرناک باشند.
از این رو پمپ تزریق مواد شیمیایی را بسته به نوع متریال مورد استفاده در آنها، به سه دسته تقسیم می کنیم:
• چدن: که از قدرت و مقاومت بالایی در برابر خوردگی و سایش برخوردار است. علاوه بر آن فشار کاری بالای این پمپ ها منجر به محبوبیت آنها شده است.
• مواد مصنوعی همچون ترموپلاستیک و پلاستیک: این متریال ارزان ترین متریال به شمار می رود که برای ساخت پمپ های تزریق مواد از آنها استفاده می شود. اما دارای مقاومت عالی در برابر اسید، باز، خوردگی و طیف گسترده ای از مواد شیمیایی هستند.
• فلز فولاد ضد زنگ همچون آلیاژها: این فلز ها در برابر خوردگی و مواد شیمیایی از مقاومت بالایی برخوردار می باشند، و نسبت به پلاستیک در برابر فشار نیز مقاوم تر هستند.
کدام قطعه از پمپ تزریق مواد شیمیایی ممکن است خراب شود؟
اصولا این پمپ ها با نیروی برق کار می کنند. به همین دلیل هرگونه نوسانات برقی می تواند در بخش کنترلر خارجی یا داخلی این پمپ ها، مشکل به وجود آورد. یکی دیگر از قطعات حساس پمپ های تزریق مواد، دیافراگم است. که در اثر ناخالصی و نوع مواد شیمیایی، به سرعت از بین می رود و باید به صورت دوره ای تعویض گردد.
واشر از دیگر تجهیزات حساس پمپ تزریق مواد شیمیایی است که به صورت دوره ای باید چک و تعویض گردد. البته لوله های انتقال پمپ های پریستالتیک هم بعد از مدتی به خاطر خاصیت خوردگی مواد شیمیایی، دچار سایش می شوند و باید حتما آنها را چک کرد و تعویض نمود. زیرا اگر دچار نشتی شوند، می توانند آسیب های جدی به وجود آورند.
واحد های تشکیل دهنده پکیج پمپ تزریق مواد شیمیایی
بسته به نوع پمپ های تزریق مواد، برخی از اجزا در آنها کمتر یا اضافه تر باشند. اما به طور کلی هر پکیج پمپ تزریق از بخش های خاصی تشکیل می شود. از جمله:
• میکسر
• خطوط لوله ای تزریق
• یک یا چند مخزن ذخیره سازی یا رقیق سازی
• پالسیشن دمپنر
• اتصالات
• سیلندر کالیبراسیون
• شیر اطمینان
• شیر الات
• پمپ تزریق
• سیستم کنترل خارجی یا داخلی
• شاسی استقرار
مزایا
هر نوع پمپی دارای مزایای مختلفی است. از جمله مهمترین مزایایی که می توانیم برای پمپ تزریق مواد شیمیایی بیان کنیم، عبارتند از:
• خطر نشتی کم: از آنجایی که تمامی تجهیزات از مقاومت بالایی برخوردار هستند، درز بندی شده و خطر نشی کمی نیز دارند. از این رو نباید نگران نشت بخار بود. همین امر منجر به حفظ ایمنی محیط کار کارگران می شود.
• مقرون به صرفه: انواع مگنتی بدون نیاز به جریان برق که در این نمونه پمپ های تزریق مواد شیمیایی وجود دارد، منجر به مصرف کم انرژی در آنها می شود. علاوه بر آن عملکرد دقیق پمپ تزریق مواد شیمیایی نیز هزینه های جانبی آنها را محدود میکند.
• تعمیرات کم در اکثریت نمونه ها: بیشتر نمونه های پمپ تزریق مواد یا دوزینگ پمپ ها، بیش از ۱۰ سال عمر می کنند بدون آنکه به تعمیر نیاز داشته باشند.
• قابلیت اطمینان: از آنجائیکه این سیستم ها کنترلی بسیار دقیق دارند، عملکرد آنها قابل اطمینان می باشد و می توانند طبق برنامه مشخص شده عمل نمایند.
• نصب راحت و سریع: نصب مترینگ پمپ ها بسیار راحت و سریع است. نیازی نیست پروسه کاری را برای چند روز تعطیل کنید تا تنظیمات و نصب این سیستم ها را انجام دهید.
• کم حجم: نمونه ای از پمپ های تزریق مواد شیمیایی وجود دارند که به راحتی حمل می شود. از این رو فضای کمی نیز اشغال می کنند.
محدودیت ها
با وجود تمامی ویژگی ها و مزایای استفاده از دوزینگ پمپ ها یا پمپ تزریق مواد شیمیایی، اما معایبی نیز در این سیستم ها وجود دارد. از جمله مهمترین این محدودیت ها و معایب باید به موارد زیر اشاره کنیم:
• محدودیت کاربرد: این پمپ ها برای استفاده در هر محیطی مناسب نیستند. مثلا پمپ های با محرک مغناطیسی را باید فقط برای مواد شیمیایی تمیز، شفاف و بدون مواد جامد استفاده کرد. از این و برای تصفیه فاضلاب ها کاربرد ندارند.
• هزینه های تعمیرات: با وجود این که انواع پمپ تزریق مواد شیمیایی کمتر دچار آسیب و خرابی می شوند، اما ممکن است به دلیل قرار گرفتن بیش از حد در شرایط قلیایی بودن و اسیدی آسیب ببینند. بعد از آن برای تعمیر نیاز به هزینه بالایی خواهند داشت.
• اعمال تنظیمات: انجام هر گونه تنظیماتی در مرکز کنترل پمپ های تزریق مواد، نیاز به تکنسین حرفه ای در این زمینه دارد. از این رو اگر از حالت تنظیمات خود خارج شد، حتما باید به سراغ تکنسین روید.
• تضعیف شدگی: برخی از انواع پمپ ها همچون پمپ تزریق مواد شیمیایی پریستالتیک، چون دائما در حال کار کردن است، ممکن است بخش لوله ای ان تضعیف شود و سرعت تزریق مواد آن کم و کمتر شود.
عوامل موثر در هزینه پمپ تزریق مواد شیمیایی
به طور کلی باید قیمت نهایی این پمپ ها را بسته به برخی فاکتور های مهم، تخمین بزنیم. از جمله:
• نوع پمپ
• متریال سازنده
• نوع برند
• میزان استفاده از تجهیزات
• شرایط محیط کاری و نوع مواد شیمیایی
• و …