مخفض سرعة المضخة الترسي

1. ما هي المضخات التي تتطلب مخفض سرعة؟

المضخات التي تتطلب مخفضات سرعة تُدار بشكل أساسي بواسطة محرك أولي عالي السرعة ومنخفض العزم (محرك كهربائي/محرك احتراق):

مضخات منخفضة السرعة وعالية العزم

مضخات تتطلب تحكماً دقيقاً في السرعة وتقليلاً للصدمات الميكانيكية

أنواع المضخات النموذجية التي تتطلب مخفضات سرعة:

مضخات الإزاحة الموجبة (الأكثر شيوعاً)

المضخات الترسية، والمضخات اللولبية، والمضخات المكبسية، والمضخات الريشية

الخصائص: معدل التدفق يتناسب طردياً مع السرعة؛ ويجب أن تعمل بثبات عند سرعات منخفضة، وإلا فسيكون التآكل مرتفعاً،

والضوضاء عالية، وعمر الخدمة قصيراً

بعض مضخات الطرد المركزي/مضخات التدفق المختلط/مضخات التدفق المحوري

معدل تدفق كبير مع ضغط رفع منخفض، مما يتطلب بدء تشغيل بسرعة منخفضة وعزم دوران عالٍ (مثل مضخات الصرف الصحي الكبيرة، ومضخات الطين، ومضخات الروبّة)

أو تتطلب تحكماً متعدد المراحل في السرعة (مزيج من مغير التردد ومخفض السرعة)

2. ما هي وظيفة مخفض السرعة؟

مخفض السرعة هو جهاز ميكانيكي يجمع بين خفض السرعة، ومضاعفة عزم الدوران، ونقل الحركة. وظائفه الأساسية هي:

تخفيض السرعة: تقليل السرعة العالية للمحرك (مثل 1450/2900 rpm) إلى السرعة المنخفضة المطلوبة للمضخة (مثل عشرات إلى مئات rpm).

زيادة عزم الدوران: مع انخفاض السرعة، يتضاعف عزم الدوران تناسبياً (العزم ≈ القدرة × 9550 / السرعة)، مما يلبي متطلبات بدء تشغيل المضخة وتشغيلها تحت الأحمال الثقيلة.

تغيير اتجاه/نوع نقل الحركة: نقل مباشر، نقل بزاوية قائمة (تروس مخروطية)، مخرج متعدد المحاور، وغيرها.

امتصاص الصدمات والحماية من الحمل الزائد: يمكن لبعض مخفضات السرعة المزودة بقوابض/قارنات هيدروليكية امتصاص صدمات بدء التشغيل، مما يحمي المحرك والمضخة.

تنظيم السرعة (مع مغير التردد/تبديل التروس): تحقق مخفضات السرعة متعددة المراحل مع مغيرات التردد تنظيماً أكثر دقة للسرعة عبر نطاق أوسع.

ببساطة: تحويل محرك «عالي السرعة ومنخفض العزم» إلى مصدر طاقة «منخفض السرعة وعالي العزم» لتشغيل المضخة.

3. ما هي المزايا التي يوفرها مخفض السرعة للمضخة؟

1. تقليل سرعة المضخة وإطالة عمرها التشغيلي: يمنع التآكل، والتكهف، والاهتزاز، والضوضاء الناتجة عن السرعات العالية، لا سيما لمضخات

الإزاحة الموجبة الدقيقة مثل المضخات الترسية، واللولبية، والمكبسية، مما يضاعف عمرها الافتراضي عدة مرات.

2. زيادة عزم الخرج لتسهيل بدء التشغيل تحت الحمل: يحل صعوبات بدء التشغيل للمضخات التي تتعامل مع تدفقات كبيرة، ولزوجة عالية، ووسائط تحتوي على مواد صلبة،

مما يمنع التحميل الزائد على المحرك واحتراقه.

3. استقرار التدفق والضغط: معدل تدفق مضخة الإزاحة الموجبة ≈ السرعة × الإزاحة. يجعل المخفض السرعة أكثر استقراراً،

مع تقلبات أقل في التدفق/الضغط، مما يناسب تطبيقات القياس، والنقل، وظروف الضغط المرتفع.

4. التكيف مع مساحات التركيب المختلفة: تتيح المخفضات ذات الزاوية القائمة، ومخفضات العمود المجوف، وغيرها، مرونة في وضع المحرك والمضخة،

مما يوفر المساحة.

5. حماية المحرك والمضخة: تعمل تروس/محامل المخفض على تخميد الصدمات، ويوفر بعضها حماية من الحمل الزائد،

مما يمنع التلف المباشر للمحرك في حال انحشار المضخة.

6. توسيع نطاق السرعة: يحقق الجمع بين المخفض ومحول التردد تغطية تشغيلية كاملة من السرعة المنخفضة والعزم العالي

إلى السرعة العالية والعزم المنخفض، وهو ما يُعد أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة وثباتاً مقارنة باستخدام محول التردد بمفرده.

4. ما هي فوائد تزويد المضخة بمخفض سرعة؟

5. متى لا تكون هناك حاجة لمخفض السرعة؟

1. المضخات المناسبة بطبيعتها للتشغيل عالي السرعة: مضخات الطرد المركزي، ومضخات التفريغ، والمضخات الغاطسة،

والمضخات الترسية الصغيرة (ذات معدل التدفق المنخفض) التي توفر كفاءة أعلى عند السرعات المرتفعة ويمكن وصلها مباشرة بالمحرك.

2. توافق سرعة المحرك مع السرعة الاسمية للمضخة: عندما تكون السرعة الاسمية للمحرك (1450/2900 rpm) مساوية للسرعة التشغيلية المثلى للمضخة،

مما يلغي الحاجة إلى مخفض سرعة.

3. ملاءمتها لظروف التدفق المنخفض والرفع المنخفض والحمل الخفيف: في تطبيقات مثل المضخات المنزلية الصغيرة، ومضخات المختبرات،

ومضخات محطات الوقود، ومضخات سحب الحليب، حيث متطلبات العزم منخفضة، يكون الاتصال المباشر أبسط وأفضل.

4. توفر وسائل تحكم بديلة في السرعة: المضخات الهيدروليكية التي تعتمد على النظام الهيدروليكي للتحكم في السرعة، ومضخات التردد المتغير التي تعتمد

على محول تردد (عندما يكون عزم المحرك كافياً)، مما يغني عن استخدام مخفض سرعة.

5. قيود المساحة/التكلفة: في المضخات الدقيقة والمضخات المحمولة، يؤدي مخفض السرعة إلى زيادة الحجم والوزن والتكلفة،

مما يجعله غير عملي.