دوزینگ پمپ یا میترینگ پمپ چیست ؟

Dosing Pumps or Metering Pump دوزینگ پمپ هـا یـا مترینگ پمپ هـا از دسته پمپ هـای جابجایی مثبت هستند. از مترینگ پمپ هـا جهت پمپاژ سیالات بـا دبی قابل تنظیم و دقیق با فشارهای مختلف به مخازن و خطوط لوله استفاده می شود. مکانیزم کارکرد ایـن پمپ هـا بدین ترتیب است کـه در هر کورس کاری ، حجم مشخصی از سیال داخل محفظه مدرجی بـا حجم متغیر کشیده شده و در کورس برگشت ، این مواد به داخل سیستم تزریق می شود. دوزینگ پمپ هـا یـا مترینگ پمپ هـا ، سیال را با بالاترین دقت ممکن در شرایط و فشار کاری مختلف تزریق می کنند و قابلیت تنظیم دبی را دارند. این پمپ ها در انواع دیافراگمی ، پیستونی ، سلونوئیدی و اسکرو وجود دارند.

محدوده دبی کاری آنها از 009/0 تا 70000 لیتر بر دقیقه و فشار آنها از 2 بار تا 1000 بار می باشد. محدوده دمای کاری این پمپ ها بسته به نوع پمپ از 70- درجه سانتیگراد تا 300 درجه سانتیگراد است. هد پمپ دوزینگ پمپ هـا یـا مترینگ پمپ هـا از جنس PVC ، PP، PTFE ، SS 316 ، PVDF، Hastelloy ساخته می شود. دبی ایـن پمپ ها بصورت دستی یا اتوماتیک در محدوده صفر تا حداکثر دبی قابل تنظیم است که البته با توجه به کارخانه سازنده دقت ها متفاوت می باشد. ایـن پمپ هـا شامل دمپرهای یکنواخت کننده جـریان جهت تعدیل پالس های جریان و یکنواختی خروجی ، شیرهـای فشار بـه جهت جلوگیری از حرکت مواد در فشارهای پایین از خروجی به سمت ورودی ، صافی و شیر اطمینان است.

دوزینگ پمپ یا مترینگ پمپ که از نوع پمپ‌های جابجایی مثبت است، به پمپ‌هایی گفته می‌شود که حجم یا دوز مشخصی از سیال را در یک بازه زمانی مشخص و با یک دبی یا نرخ جریان دقیق جابجا یا تزریق نماید. به این نوع از پمپ‌ها، پمپ تزریق نیز گفته می‌شود. به دلیل آنکه دبی سیال به وسیله این پمپ‌ها با دقت بالایی قابل اندازه‌گیری و تنظیم است، مترینگ پمپ یا پمپ اندازه‌گیری نیز به آن‌ها گفته می‌شود.

دوزینگ پمپ ها در دو نوع دیافراگرمی و پیستونی هستند و اگرچه می‌ توانند برای پمپاژ آب مورد استفاده قرار ‌گیرند، اما بیشترین کاربرد آن‌ها برای تزریق مواد شیمیایی، محلول‌ها و دیگر سیال‌ها است.

نیروی محرکه اکثر پمپ‌های دوزینگ از یک موتور الکتریکی AC با دور ثابت تأمین می‌شود. در مواردی از موتورهای دور متغییر و همچنین موتورهای پنوماتیکی یا هیدرولیکی برای تأمین نیروی محرکه استفاده می‌شود.

بیشتر دورزینگ پمپ های مورد نیاز و استفاده در صنایع دارای دبی پایینی هستند. معمولاً این دبی بین ۱ تا ۱۰۰۰۰ لیتر در دقیقه و فشار کاری بین ۱۰ تا ۲۰۰۰ بار متغیر است که در موارد خاص و سفارشی این مشخصات قابل تغییر و سفارش است. دبی پمپ های مترینگ به صورت دستی یا اتوماتیک در محدوده مشخص شده قابل تنظیم است. نکته قابل توجه در تنظیم دبی این پمپ‌ها دقت عمل مشخص شده از سوی شرکت سازنده پمپ است. بیش‌تر سازندگان پمپ محدوده ۱۰ تا ۱۰۰ درصد دبی را به عنوان محدوده عملکرد دقیق دستگاه مشخص می نمایند. اگر دقت عمل ۱٪ باشد یعنی در هر نقطه بین دبی ۱ تا ۱۰۰ درصد، دقت یکسان خواهد بود.

تغییرات فشار در پمپ های دوزینگ بر خلاف پمپ های گریز از مرکز تأثیری بر دبی جریان ندارد.

حرکت رفت و برگشتی در مترینگ پمپ باعث تولید دبی می‌شود. این دبی را می‌توان به صورت یک موج سینوسی نشان داد.

پمپ های دوزینگ که با نام مترینگ پمپ نیز شناخته شده اند، قادر می باشند تا دوز مشخصی از یک سیال را تزریق و جابجا نمایند، از این حیث به آنها "پمپ تزریق" یا Injection Pump نیز گفته می شود. در این پمپ ها دبی قابل تنظیم می باشد و در نتیجه عمل تزریق با توجه به فشار خط صورت می گیرد.

نیروی محرکه دوزینگ پمپ یا صورت برقی (الکتروموتور)، سلونوئیدی (الکترومغناطیسی)، هیدرولیکی و یا پنوماتیکی می باشد.

 انواع دوزینگ پمپ ها یا میترینگ پمپ ها : 

به طور کلی پمپ های دوزینگ را بر اساس مکانیزم انتقال قدرت و مکانیزم تراکم سیال می توان تقسیم بندی کرد که در زیر به آنها اشاره می کنیم.

الف ) انواع دوزینگ پمپ ها بر اساس مکانیزم انتقال قدرت :

1- دوزینگ پمپ های سلونوئیدی :

مکانیزم انتقال قدرت در این پمپ ها نیروی الکترومغناطیس می باشد. در دوزینگ پمپ های سلونوئیدی یک مگنت وجود دارد که با ورود جریان الکتریسیته به آن باردار می شود و سپس شفت پمپ را به سمت خود جذب می کند و با قطع جریان برق توسط نیروی فنر به حرکت در می آید. شفت پمپ متصل به دیافراگم، پیستون یا پلانجر می باشد و با حرکت رفت و برگشتی آن عمل ساکشن و دیسشارژ اتفاق می افتد. معمولا از دوزینگ پمپ های سلونوئیدی برای فشار و دبی های کم استفاده می شود. ظرفیت این پمپ ها در مدل های آنالوگ توسط یک پیچ روی بدنه پمپ قابل تنظیم است. پمپ های دوزینگ سلونوئیدی دارای IP65 می باشند که برای استفاده در محیط های مرطوب بسیار مناسب هستند. در شکل زیر اجزای مختلف یک دوزینگ پمپ سلونوئیدی نشان داده شده است.

2- دوزینگ پمپ های موتوری :

همانطور که از نام این دوزینگ پمپ ها مشخص است مولد قدرت در آن ها یک موتور الکتریکی می باشد. معمولا الکتروموتور این پمپ ها دارای کلاس حفاظتی IP55 به جهت جلوگیری از نفوذ گرد و غبار و رطوبت است. همچنین برای استفاده در محیط های حساس و قابل اشتعال می توان از الکتروموتورهای ضد انفجار استفاده کرد. در دوزینگ پمپ های موتوری از گیربکس جهت کاهش دور و افزایش گشتاور استفاده می شود. این پمپ ها معمولا برای ظرفیت های بالا مورد استفاده قرار می گیرند. در شکل زیر نمونه ای از دوزینگ پمپ موتوری گراندفوس نمایش داده شده است.

ب ) انواع دوزینگ پمپ ها بر اساس مکانیزم تراکم سیال :

1- دوزینگ پمپ های دیافراگمی :

در دوزینگ پمپ های دیافراگمی شفت پمپ متصل به دیافراگم است که با حرکت رفت و برگشتی باعث انقباض و انبساط دیافراگم و در نتیجه مکش و تزریق سیال می شود. مدل های دیافراگمی دوزینگ پمپ ها بیشترین استفاده را در استخرهای شنا، سیستم های تصفیه آب و تزریق مواد شیمیایی و خورنده دارند. از مزایای این پمپ ها عدم تماس سیال با قطعات مکانیکی پمپ و در نتیجه عدم خوردگی و آسیب به آنها می باشد. در این پمپ ها تنها قسمت هد پمپ، دیافراگم و شیر های ورود و خروج پمپ با سیال در تماس هستند که بهترین انتخاب برای تزریق مواد سمی، شیمیایی یا خورنده می باشند. همچنین از دیگر مزایای آنها آبندی کامل توسط دیافراگم و عدم نشتی سیال به قسمت موتور یا محرک پمپ می باشد که برای اطمینان بیشتر می توان از مدل های دبل دیافراگم استفاده کرد. جنس دیافراگم دوزینگ پمپ ها متناسب با نوع سیال می تواند از تفلون PTFE، پیرکس Pyrex، سرامیک Ceramic یا فلز انتخاب شود. در شکل زیر نحوه عملکرد دوزینگ پمپ های دیافراگمی را به صورت شماتیک ملاحضه می کنید.

2- دوزینگ پمپ های پیستونی :

دوزینگ پمپ های پیستونی گونه ای از پمپ های جابجایی مثبت می باشند، بنابراین در هنگام کارکرد پمپ برای جلوگیری از آسیب به سیستم لوله کشی و قطعات پمپ به هیچ عنوان شیر خروجی پمپ ها نباید بسته باشد. همچنین می توان برای جلوگیری از ازدیاد فشار، شیر اطمینان با مسیر بای پس در خط خروجی پمپ طراحی کرد. از پمپ های پیستونی برای ایجاد ظرفیت های بالا استفاده می شود.  مکانیزم مکش و تراکم در دوزینگ پمپ های پیستونی توسط حرکت خطی پیستون صورت می پذیرد. نیروی محرک در این دوزینگ پمپ ها معمولا بواسطه یک موتور الکتریکی تامین می شود که حرکت دورانی موتور توسط قسمت گیربکس، بادامک خارج از مرکز و شاتون به حرکت خطی تبدیل می شود. در این پمپ ها از رینگ های فلزی برای آب بندی میان محفظه تراکم و قسمت موتور استفاده می شود، همچنین در ورودی و خروجی پمپ، شیرهای توپی یک طرفه عمل آب بندی را انجام می دهند، برای اطمینان بیشتر می توان از دو شیر یک طرفه استفاده کرد. قسمت هد پمپ و پیستون معمولا از جنس استیل ضد زنگ می باشد. از دوزینگ پمپ های پیستونی در واحد های فرآیندی، نفت و گاز و پتروشیمی ها، صنایع ماشین سازی، سیستم های تصفیه آب و فاضلاب، واحد های داروسازی و صنایع غذایی و تولید نوشیدنی و … استفاده می شود. در شکل زیر نمونه ای از دوزینگ پمپ های پیستونی نمایش داده شده است.

3- دوزینگ پمپ های پلانجری :

مکانیزم پمپ های پلانجری و پیستونی همانند یکدیگر می باشد با این تفاوت که پلانجرها عمدتا دارای قطر باریک تر و طول بیشتری نسبت به پیستون می باشند و در مواردی که نیاز به کنترل دقیق دبی در حجم کم می باشد، کارایی بهتری دارند. کنترل دبی در این پمپ ها با تغییر کورس رفت و برگشت پلانجر قابل تنظیم است. به طور کلی از پمپ های پلانجری برای تزریق دبی های کم و فشارهای بالا استفاده می شود. در این پمپ ها محرک می تواند از نوع سلونوئیدی یا موتوری باشد که با حرکت خطی پلانجر عمل مکش و تراکم انجام می شود. آب بندی در پمپ های پلانجری با توجه به قطر باریک پلانجر توسط پکینگ صورت می گیرد و مکانیزم ساده ای دارد اما در پمپ های پیستونی نیاز به رینگ های فلزی آب بندی می باشد که استهلاک آنها در مقایسه با پمپ های پلانجری بیشتر است. برخی از کاربردهای دوزینگ پمپ های پلانجری شامل تزریق دقیق مواد شیمیایی، روغن کاری قطره ای قطعات مکانیکی کمپرسور ها و پمپ های رفت و برگشتی (پیستون، رینگ و پکینگ آبندی) می باشند. در شکل زیر نمونه ای از پمپ های پلانجری نمایش داده شده است.

محدوده دبی و فشار دوزینگ پمپ :

اکثر دوزینگ پمپ های موجود در صنعت دارای دبی های پائینی می باشند. در موارد خاص بنا بر سفارش دوزینگ پمپ های با دبی بالا نیز تولید می شود.

معمولا دبی این پمپ ها بین 1 تا 10000 Lit/min و فشار کاری بین ‌10 تا 2000 bar متغیر می باشد. دبی به طور دستی و یا اتوماتیک بین صفر تا حداکثر میزان خود قابل تنظیم می باشند. البته دقت عمل آنها با توجه به دقت های ساخت شركت سازنده، متفاوت می باشد. به عنوان مثال اگر سازنده دقت دستگاه را 1٪ اعلام کرده باشد بدین معناست که در هر نقطه بین دبی 1 تا 100 درصد، ‌دقت دوزینگ پمپ مربوطه يكسان مي باشد.

اجزای اصلی پمپ تزریق یا یک پکیج تزریق :

A : خط لوله اصلی

B : شیر تزریق

C : شیر یک طرفه (جلوگیری از برگشت فشار)

D : گیج فشار

E: شیر اطمینان

F: دوزینگ پمپ

G: مخزن ذخیره مایع

H: سوپاپ یک طرفه فیلتر دار

I: سوئچ کنترل کننده سطح مایع

تجهیزات جانبی دوزینگ پمپ :

جهت اینکه بتوان بهترین عملکرد را از دوزینگ پمپ داشته باشیم لازم است لوازم و تجهیزات جانبی را متناسب با کاربردمان انتخاب کنیم. لذا لازم است در ابتدا به معرفی لوازم جانبی دوزینگ پمپ ها بپردازیم.

صافی ها Strainer : جلوگیری از ورود ذرات و اجسام ریز به پمپ – صافی‌ها در ورودی پمپ قرار می‌گیرند و از ورود ذرات و اجسام ریز به پمپ جلوگیری می‌نمایند.

شیرهای Back Pressure : زمانی که اختلاف فشار رانش و مکش کمتر از ۵/۱ بار باشد، استفاده می‌شود. و از جریان دبی ناخواسته پمپ به دلیل فشار کم خط رانش جلوگیری می‌کند.

دمپرهای پالس جریان Pulsation Dampeners یا تعدیل کننده ها : از بین بردن پالس‌ها و ایجاد جریان خروجی  به حالت خطی و ثابت – همان‌طوری که بیان شد پمپ‌های مترینگ از نوع جابجایی مثبت هستند و حرکت رفت و برگشتی سبب ایجاد جریان خروجی به صورت پالسی می‌شود. دمپرها یا تعدیل کننده ها پالس‌ها را از بین برده و جریان خروجی را به حالت خطی و ثابت نزدیک می‌کنند.

شیرهای اطمینان Safety Relief Valves : برای محافظت از سیستم هنگام افزایش فشار بیش از حد مجاز از شیرهای ایمنی استفاده می‌شود.

متریال دوزینگ پمپ :

استنلس استیل SS316

تفلون PVC

پروپیلن PP

پرواتیلن PE

کانیار PVDF

نکات مهم در انتخاب دوزینگ پمپ ها :

1- انتخاب متریال مناسب هد پمپ از جنس، پلی پروپیلن PP، پی وی سی PVC (پلی ونیل کلراید)، پلی ونیل فلوراید (کاینار PVDF)، استنلس استیل SS 316L با توجه به نوع سیال (شیمیایی، سمی، خورنده، قابل اشتعال یا ضد عفونی کننده)

2- فشار تزریق و دبی مورد نیاز

3- دمای سیال

4- انتخاب پمپ از نوع موتور دار یا سلونوئیدی

5- کلاس حفاظتی مناسب پمپ با توجه به شرایط محل نصب

6- موقعیت نصب دوزینگ پمپ به صورت عمودی یا افقی

7- انتخاب قطعات مناسب برای کنترل تزریق و کنترل سطح مایع

8- برق مصرفی دوزینگ پمپ (تک فاز، سه فاز، جریان ثابت یا متناوب)

نکات و عوامل مهم طریقه نصب ، راه اندازی و نگه داری دوزینگ پمپ ها:

همواره فشار کاری پمپ باید از فشار محل تزریق به میزان حداقل %۱۰ بیشتر باشد.

نصب Foot Valve در مخزن و Injection Valve در نقطه تزریق

عمل هواگیری اولیه حتما باید در مرحله اول انجام شود.

نصب در جای مناسب.

تنظیم تعداد ضربه (در مورد پمپ‌های کنترلی) به آرامی و با دقت انجام شود.

شیر مکش و تخلیه روی کاسه هدر را باز نکنید مگر برای تعویض

نصب صحیح شیر مکش و تخلیه روی کاسه هدر با توجه به جهت علامت پیکان

توجه به جهت صحیح گردش پروانه خنک کننده الکتروموتور (در پمپ های موتوری)

هنگام خاموش کردن پمپ برای مدت طولانی ، حتماً مسیر مکش و اتصالات پمپ شستشو شود.

همواره پمپ را هنگامی که روشن است تنظیم کنید.

از نوار تفلون برای آب بندی اتصالات پلاستیکی استفاده نکنید. برای این کار از اورینگ یا واشر مناسب استفاده نمائید.

به دلیل حساس بودن اغلب فرآیندهای دوزینگ برای جلوگیری از اختلال در آن پیشنهاد می شود قبل از توقف پمپ لوازم یدکی آن تهیه و نگهداری شود.

کاربرد دوزینگ پمپ ها :

پمپ‌های مترینگ یا دوزینگ کاربرد فراوانی در صنایع مختلف مثل صنایع شیمیایی، صنایع غذایی، صنایع دارویی، صنایع پتروشیمی، صنایع نساجی و صنایع الکترونیک دارند. همچنین در سیستم‌های تصفیه آب و فاضلاب مورد استفاده قرار می‌گیرند.

صنایع غذایی

در تولید انواع نوشیدنی و تزریق مواد مختلف مثل اسیدها، انواع آنزیم‌ها و همچنین تزریق کنستانتره میوه‌ها و در تولید قند و شکر و صنایع نیشکر جهت تزریق اسید و کاستیک به سیستم مورد استفاده قرار می‌گیرند.

صنایع شیمیایی و پتروشیمی

در صنایع پتروشیمی برای تنظیم کیفیت و PH آب ورودی به بویلرها و مبدل‌ها مواد مختلفی با دوز مشخص به وسیله دوزینگ پمپ ها به سیستم تزریق می‌شوند. همچنین در سیستم‌های تصفیه آب اسمز معکوس (RO) برای جلوگیری از رسوب مواد آنتی اسکالانت به وسیله این پمپ‌ها به سیستم تزریق می‌شوند.

صنایع چوب و کاغذ

کاربری دوزینگ پمپ :

سیستم های تصفیه آب و فاضلاب ، در سیستم های تصفیه آب ورودی به بویلرها و دیگهای بخار و تزریق مواد جهت تنظیم PH و جلوگیری در برابر خوردگی، هیپوکلریت سدیم (Naocl) آب ژاول یا وایتکس جهت تجهیزات مصرفی در صنعت آب و درون خطوط لوله ، گندزدایی آب، آلومینیوم سولفات، هیدروکسید سولفات آلومینیوم کلراید جهت انعقاد، آنتی اسکالانت، جهت جلوگیری از رسوب در سیستم های RO، اسیدها و مواد قلیایی برای کنترل PH، پرمنگنات پتاسیم برای از بین بردن منگنز و آهن، پلی فسفات جهت گرفتن سختی  آب، Lime Milk شیر آهک جهت کنترل PH، بیوسولفات سدیم برای از بین بردن اکسیژن محلول در آب، جوش شیرین یا سودسوز آور، کاستیک (هیدروکسید سدیم Castic or NAOH) جهت حذف سیانید و مواد فلزی محلول در آب و تنظیم PH، دوزینگ پمپ صنایع غذایی، دوزینگ پمپ صنایع نیشکر، دوزینگ پمپ صنایع شیمیایی و دوزینگ پمپ پتروشیمی، دوزینگ پمپ صنایع چوب و دوزینگ پمپ کاغذ، دوزینگ پمپ صنایع دارویی، دوزینگ پمپ صنایع غذایی

برند های دوزینگ پمپ یا میترینگ پمپ کدامند ؟

دوزینگ پمپ اتاترون ساخت ایتالیا ، Etatron Dosing Pump

دوزینگ پمپ اینجکتا ساخت ایتالیا ،  Injecta Dosing Pump

دوزینگ پمپ جسکو ساخت آلمان ، Jesco Dosing Pump

دوزینگ پمپ آکوا ساخت ایتالیا ، Aqua Metering Pump

دوزینگ پمپ دوزیورو ساخت ایتالیا ، Doseuro Metering Pump

دوزینگ پمپ امک ساخت ایتالیا ، EMEC Metering Pump

دوزینگ پمپ میلتون روی ساخت فرانسه ، Milton Roy Dosing Pump

دوزینگ پمپ سرا ساخت آلمان ، Sera Dosing Pump

دوزینگ پمپ گراندفوس آلدوز ساخت آلمان ، Grundfos Aldos Dosing Pump

دوزینگ پمپ پرومیننت ساخت آلمان ، ProMinent Metering Pump