لوب پمپ یا پمپ گوشواره ای چیست ؟

لوب پمپ ها از سری پمپ های جابه جایی مثبت می باشند که مکانیزمی مشابه با پمپ های دنده ای دارند با این تفاوت که لوب ها هیچگونه تماسی با یکدیگر پیدا نمی کنند. لوب پمپ ها به پمپ های گوشواره ای ، لوبیایی یا دنده قلوه ای نیز معروفند. لوب پمپ ها توانایی پمپاژ سیال بـا ویسکوزیته بالا و همچنین مواد بهداشتی و استرلیزه را دارند. عدم تماس لوب ها باعث می شود که با این پمپ ها بتوان مواد حساس به تنش برشی مثل لبنیات ، رزین ، مواد با ذرات جامد مثل آلبالو و زیتون و … را بدون آسیب رساندن به ماهیت و خواص مواد انتقال داد.

لوب پمپ ها خودمکش بوده و در صورت خشک کار کردن اگر خنک کاری مکانیکال سیل انجام شود ، هیچگونه آسیبی به اجزای آن وارد نمی شود. محفظه بزرگ لوب پمپ ها توانایی پمپاژ دوغاب یـا سیال دو فازی را به آنها می دهد. دبی سیال خروجی در لوب پمپ ها تقریبا مستقل از فشار بوده و با تغییر فشار دبی خروجی ثابت می ماند. پره های لوب معمولا از فولاد ضد زنگ کاملا پرداخته شده ساخته شده اند. لوب پمپ ها به طول عمر بالا معروفند. از مزایای لوب پمپ ها می توان به امکان رد جامدات متوسط ، کارکرد خشک ، خودمکش بودن ، سرویس و نگهداری آسان ، عدم تماس لوب ها ، کاملا بهداشتی و … اشاره کرد.

لوب پمپ (Lobe Pump) در صنایع مختلف از جمله صنعت کاغذ، صنایع شیمیایی، صنایع غذایی، نوشیدنی (نوشابه سازی)، صنایع دارویی و بهداشتی و بیوتکنولوژی استفاده می‌شود. به علت ویژگی‌های بارزی همچون کیفیت عملکرد عالی، راندمان بالا، قابلیت اطمینان، مقاومت بالا در برابر خوردگی و همچنین سهولت در تمیزکاری و نگهداری، در همه این صنایع متنوع، رایج و محبوب است.

 لوب پمپ ها که با نام پمپ گوشواره ای نیز شناخته می‌شوند، از نظر تعداد لوب انواع گوناگونی از جمله یک لوب، دو لوب، سه لوب و چند لوب دارند. لوب ها، بدون تماس بوده و دارای محفظه‌های پمپاژ بزرگی هستند. این قابلیت به لوب پمپ ها اجازه می‌دهد تا مواد جامدی در اندازه گیلاس و زیتون را بدون آسیب رساندن به آن‌ها پمپاژ نمایند. لوب پمپ ها همچنین برای پمپاژ دوغاب، خمیر، ضایعات و طیف گسترده‌ای از مایعات نیز استفاده می‌شوند. اگر مواد مرطوب باشند، لوب پمپ عملکرد خودمراقبتی را انجام داده و در یک عمل پمپاژ ملایم، تخریب محصول را به حداقل می‌رساند. همچنین جریان ایجاد شده توسط لوب پمپ ها برگشت‌پذیر بوده و می‌توانند مدت طولانی‌ای به صورت خشک کار کنند. جریان یاد شده نسبتاً مستقل از تغییرات است، بنابراین خروجی ثابت و پیوسته است.

لوب پمپ ها، از نظر طراحی و دیزاین به دو دسته پمپ‌های دارای طراحی صنعتی و پمپ‌های دارای طراحی بهداشتی تقسیم می‌شوند. پمپ‌های دارای طراحی بهداشتی محدودیت‌ها و الزامات خاصی از نظر شرایط کارکرد و شرایط بهداشتی همچون USDA و EHEDG دارند؛ که باید رعایت شود. در صورتی که لوب پمپ از گواهینامه‌های ایمنی و فنی برخوردار باشد، توسط کارخانه سازنده به مشتری اطلاع داده می‌شود.

لوب پمپ ها یا پمپ های گوشواره ای یا پمپ های دنده ای قلوه ای، از گروه پمپ های جا به جایی مثبت بوده و کارکردی شبیه به پمپ های دنده ای دارند. لوب ها (گوشواره ها) هیچ گونه تماسی با یکدیگر نداشته و چرخشی غیر تماسی دارند. محفظه بزرگ انتقال سیال باعث می گردد که قابلیت پمپاژ سیالات با ذرات جامد نیز فراهم شود ، لذا جامداتی مانند گیلاس ، زیتون و … را بدون آسیب زدن به آنها انتقال می دهد.

این نوع پمپ ها با توجه به نحوه پمپاژ کمترین تأثیر را بر روی خواص فیزیکی و مکانیکی سیال گذاشته و در نتیجه می توانند سیالات حساس به تنش برشی مانند شوینده ها ، رزین ها ، ماست و … را به خوبی پمپاژ نمایند.

نوع استنلس استیل 316 این پمپ ها با توجه به سطوح صاف و صیقلی آنها و مقاومت به خوردگی ، قابلیت تمیزکاری (Clean in Place or CIP) و استریل کردن (Strelize in Place or SIP) در محل و کارکرد طولانی ، کاربرد بسیار وسیعی در صنایع غذایی ، دارویی و به طور کلی صنایع بهداشتی ، هایژنیک (Hygienic) دارند.

این نوع پمپ ها دارای خاصیت خودمکش (‌Self Priming) بوده و همچنین می توانند در زمان طولانی به صورت خشک (در صورت خنک کردن سیل ها) کار کنند.

دبی سیال خروجی از پمپ تقریباً از فشار مستقل بوده و در نتیجه جریان خروجی آن ثابت و پیوسته می باشد.

پمپ هایژنیک یا پمپ بهداشتی :

لوب پمپ در خانواده پمپ هایژنیک (Hygienic Pump) یا پمپ بهداشتی گنجانده می شود، این پمپهای لوب در محل نصب و بدون نیاز به جدا کردن از خط اصلی و اتصالات دارای قابلیت تمیز کردن در محل می باشند. عدم برخورد دنده ها و در نتیجه راندمان بالاتر و لذا یکنواختی بیشتر در بخش تخلیه، همچنین تامین نیرو آب بندی سیل مکانیکی از جلو و طراحی مستقیم، قابلیت CIP (Clean in Place) یعنی شستشو در محل نصب (با فشار آب و به صورت کامل) و قابلیت SIP (Sterlize in Place) یعنی استریل کردن در محل نصب از جمله قابلیت های پمپهای لوب می باشد. به دلیل آنکه این پمپ ها کمترین تاثیر را روی سیال، از لحاظ خواص مکانیکی و فیزیکی دارند، می توانند سیال هایی که دارای حساسیت برشی هستند مثل ماست، رزین و انواع شوینده ها و غیره را به راحتی پمپاژ کنند.

از جمله قابلیت های این نوع از انواع پمپ می توان به پمپاژ سیالات با ویسکوزیه بالا، آن هم با دبی و طرفیت پمپاژ بالا اشاره نمود که به خاطر، فاصله بین دنده ها، ساختمان داخلی و محفظه بزرگی که برای انتقال سیال تعبیه شده است باعث می شود تا پمپاژ سیالات دارای ذرات جامد مانند گیلاس و زیتون و غیره را بدون آسیب زدگی به آنها انتقال دهد.

مکانیسم عملکرد لوب پمپ :

لوب پمپ از نظر مکانیسم عملکرد، شباهت بسیاری به پمپ دنده‌ای دارد چراکه در هر دوی آن‌ها سیال در اطراف قسمت داخلی پوشش، جریان پیدا می‌کند. اما با این حال، تفاوت‌هایی نیز دارند. یکی از مهم‌ترین تفاوت‌هایشان این است که در لوب پمپ ها، بر خلاف پمپ های دنده‌ای که دنده‌ها با هم تماس دارند، لوب ها هیچ تماسی با یکدیگر برقرار نمی‌کنند. جلوی تماس لوب ها از طریق دنده‌های زمان‌بندی که در داخل گیربکس قرار دارد، گرفته می‌شود. شافت پمپ از یاتاقان‌های پمپ که در داخل گیربکس قرار دارند پشتیبانی می‌کند و از آن‌جا که یاتاقان‌ها بیرون از مایع پمپاژ شده قرار دارند، فشار در محل یاتاقان و انحناء شفت محدود می‌شود.

عمل پمپاژ در لوب پمپ، به وسیله چرخش متقابل دو عدد المنت پمپاژ (روتور) در یک اتاق (محفظه روتور) انجام می‌شود. روتورها بر روی شافت‌ها قرار دارند که به نوبه خود در یک گیربکس خارجی نصب شده و توسط یاتاقان‌ها پشتیبانی می‌شوند؛ دنده‌های تایمینگ نیز بر روی شافت قرار دارند.

دنده های تایمینگ انرژی را از میل لنگ (drive shaft) منتقل می‌کنند، روتور طوری هماهنگ چرخش می‌کنند که بدون هیچ گونه تماس با یکدیگر باشند. همان‌طور که روتورها از پورت مکش عبور می‌کنند، حفره تولید باعث افزایش فشار می‌گردد که باعث پمپاژ مایع درون محفظه روتور می‌شود.

مراحل عملکرد لوب پمپ ها به صورت ذیل است:

لوب ها حجمی را در قسمت ورودی پمپ ایجاد می‌کنند. مایع به داخل حفره وارد می‌شود و به وسیله لوب های در حال چرخش به دام می‌افتد.

مایع بین لوب ها و پوشش داخلی جابجا می‌شود؛ مایع از بین لوب ها عبور نمی‌کند.

در نهایت، تور لوب ها مایع را مجبور می‌کند که تحت فشار، به خروجی محفظه پمپ برود.

لوب پمپ ها اغلب در مصارف غذایی استفاده می‌شوند، زیرا مواد جامد را بدون آسیب رساندن به محصول پمپاژ می‌کنند. اندازه ذرات پمپاژ شده در لوب پمپ ها ممکن است نسبت به سایر پمپ های PD بسیار بزرگ‌تر باشد. از آن‌جایی که طراحی لوب پمپ ها به گونه‌ای است که لوب ها با یکدیگر تماسی نداشته و صافی‌ها نیز آن‌چنان‌که در سایر پمپ های PD شاهد هستیم نزدیک هم نیستند، این سبک طراحی مایعات دارای ویسکوزیته پایین را با کارایی کمتری پمپاژ می‌کند. در طراحی لوب پمپ ها ویژگی‌های بارگیری به خوبی سایر طراحی‌ها (دیگر انواع پمپ) نیست و توانایی ساکشن (مکش) نیز کمتر است. مایعات دارای ویسکوزیته بالا برای دستیابی به کارایی مطلوب نیاز به کاهش سرعت دارند. کاهش سرعت به میزان ۲۵٪ پایین‌تر از حد معمول، برای مایعات دارای ویسکوزیته بالا، رایج و عادی است.

اجزاء ساختاری لوب پمپ ها :

سر (هِد) و پوشش پمپ که به طور معمول از جنس استنلس استیل ۳۱۶ یا ۳۱۶ Lهستند.

گیربکس پمپ که از جنس چدن یا استیل است.

روتور و شفت پمپ که به طور معمول از جنس استیل ۳۱۶ یا ۳۱۶L هستند.

آب بند شفت که شامل اورینگ، آب‌ بندهای مکانیکی (مکانیکال سیل) دارای قطعات جدا از هم (سینگل یا دوبل) و آب بندهای مکانیکی کارتریجی (استاندارد یا صنعتی) هستند.

اجزا لوب پمپ :

محفظه اصلی (کیسینگ یا هد)

روتور یا لوب (دنده ها و گوشواره ها): بسته به نوع سیال، روتور لوب پمپ می تواند دارای طرح و یا ساختار متفاوتی باشد، لذا کاربری لوب پمپ با طرح روتور در ارتباط می باشد.

بیرینگ محور یا یاتاقان ها

درپوش محفظه یا نشت بند

مزایای لوب پمپ :

یکی از مفیدترین مواردی که یک لوب پمپ، امکان آن را فراهم می‌کند، این است که می‌تواند ذرات جامد با سایز متوسط را در مایع در حال پمپاژ، نگهداری و حمل کند. این به خاطر این واقعیت است که لوب ها در تماس با یکدیگر نیستند و به همین دلیل محفظه‌های پمپاژ موجود در درون پمپ ها به اندازه کافی بزرگ هستند تا ذرات جامد نیز قابل انتقال باشند. این قابلیت یک مزیت فوق‌العاده این نوع پمپ ها بخصوص برای صنایع غذایی است. برای مثال، هنگام پردازش چیزی مانند کمپوت گیلاس، این نوع قابلیت واقعاً بدردبخور و عالی است. گیلاس و مایع آن می‌توانند بدون آسیب رساندن و یا شکسته شدن در داخل پمپ حرکت کنند و سپس به مقصد مورد نظر خود فرستاده شوند.

دقیقاً مانند مثال فوق که در مورد گیلاس زدیم، سناریوهای مختلفی وجود دارند که در آن‌ها اهمیت دارد که محصول تحت فشار قرار نگیرد. به عنوان مثال یک سیال دارای ذرات جامد را در نظر بگیرید که باید از یک قسمت از کارخانه به قسمت دیگر آن منتقل شود. همچنین ممکن است نیاز به انتقال یک مایع غلیظ باشد که می‌تواند از طریق شیوه‌ای متفاوت از پمپ عبور کند. در صورت انتخاب درست مدل و نوع لوب پمپ، مواد به درستی و بدون آسیب منقل می‌شوند.

یکی دیگر از مزایای لوب پمپ ها، تخلیه مداوم است. این پمپ ها در بیشتر موارد، تحت تاثیر فشار سیستم قرار نمی‌گیرند و جریان مداوم و دائمی مواد را حفظ خواهند کرد. این قابلیت برای پروسه بسته بندی مواد غذایی اهمیت دارد، زیرا کمیت‌های معین و مقادیر دقیقی برای توزیع هر بسته بندی مورد نیاز است.

در نهایت، لوب پمپ ها مقاوم و قدرتمند هستند و برخلاف بسیاری از انواع دیگر پمپ، می‌توانند برای مدت زمان طولانی و بدون ایجاد هیچ‌گونه آسیب، حتی به صورت خشک کار کنند. این قابلیت، به ویژه در مواقعی که مکث کوتاهی در انتهای مرحله مکش مواد وجود دارد؛ بسیار خوب و مفید است و دیگر لازم نیست، هنگامی که این اتفاق می‌افتد، نگران تعمیر و یا تعویض تجهیزات بود.

قابلیت CIP (Clean in Place)

قابلیت SIP (Sterlize in Place)

جریان آرام و بدون پالس

امکان استفاده به صورت عمودي و افقي

اعمال نيروي آب بندي از مقابل

عدم استفاده از قطعات جانبی در درون سيال

عمر كاري بالا

اتصالات گوناگون از جمله فلنج، دنده داخلي و خارجي

رنگ اپوکسي با دوام

كاهش اثر خطاي انساني

دارای محافظ شفت در بخش آب بندي

امکان کار مداوم به صورت خشک و در صورت خنک کردن سيل‌ها

قابليت انتقال مواد در دو جهت، پر و خالی کردن

جابجایی مواد حساس به تنش برشي و مخلوط جامد سيال

دنده‌ غير تماسي با توانایی جابجایی مواد غير روغني

فضای انتقال بزرگ

کاهش خوردگي

بدنه مستحکم Stainless Steel 316L

Double tapered roller bearings          

دنده‌ قابل تنظيم

بدنه جعبه دنده از جنس GG20

جابجایی کامل مواد درون محفظه مکش

استفاده از دنده‌هاي متفاوت

امکان نصب By Pass

نصب آسان

محفظه مکش بدون درز

بنابرآنچه ذکر شد، به طور کلی می‌توانیم مزایای لوب پمپ ها را به صورت ذیل دسته بندی نماییم:

پمپاژ مایعات دارای ذرات جامد سایز متوسط

بدون هیچ ‌گونه تماس فلز با فلز

قابلیت CIP/SIP (روش تمیزکاری) بسیار عالی

کار کردن به صورت خشک به مدت طولانی (در صورت روغنکاری آب بندها)

تخلیه بدون نوسان

معایب لوب پمپ :

یکی از معایب لوب پمپ ها این است که نیازمند دنده‌های تامینگ (که در گیربکس پمپ قرار دارند) هستند. دنده‌های تامینگ باعث جلوگیری از ایجاد تماس بین لوب ها می‌شوند. با این که این ویژگی (عدم تماس لوب ها با یکدیگر) یک شاخصه عالی در طراحی این نوع پمپ است، اما با این حال، دنده‌ها یک قطعه اضافی از تجهیزات هستند که در گذر زمان نیاز به تعمیر داشته و تعویض آن‌ها اجتناب ناپذیر است.

هنگامی که با مایعات دارای ویسکوزیته پایین کار می‌شود، یک لوب پمپ ممکن است بهترین انتخاب نباشد. فقدان کارایی در این وضعیت به دلیل این واقعیت است که فاصله بین لوب ها بیش‌تر از سایر انواع پمپ جابجایی مثبت است. این امر در سیالات دارای ویسکوزیته پایین باعث می‌شود که مایع بین لوب ها حرکت کند و پمپ کارآمد نباشد.

قیمت لوب پمپ بالا بوده و خیلی به صرفه نیستند.

پمپ های لوب نیاز به دو آب بند دارند.

اگر تنظیم دنده ها به هم بخورد، عملکرد لوب پمپ به هم خورده و به پمپ آسیب جدی وارده می شود.

بنابرآنچه در فوق ذکر کردیم، به طور کلی می‌توانیم معایب لوب پمپ ها را به صورت ذیل دسته بندی نماییم:

نیاز به دنده های تایمینگ

نیاز به ۲ آب بند

کاهش لیفت در مایعات رقیق و دارای ویسکوزیته پایین

کاربرد لوب پمپ :

در این‌جا لیست کوتاه و اجمالی از صنایع و مواردی که معمولاً در آن‌ها از پمپ های لوب دوار استفاده می‌شود را بر می‌شماریم. بسیاری از آن‌ها مانند پردازش مواد غذایی باید قادر به انتقال مواد دارای ذرات جامد یا با ویسکوزیته بالا از طریق پمپ بدون آسیب باشند و این یکی از دلایلی است که باعث می‌شود تا لوب پمپ ها در این صنایع بسیار محبوب باشند.

اگرچه موارد مصرف لوب پمپ ها، محدود به موارد ذیل نمی ‌شود اما این موارد از رایج ‌ترین کاربردها هستند :

پلیمرها

روکش‌های کاغذی

صابون‌ها و سورفکتانت‌ها

رنگ‌ها و جوهرها

لاستیک و چسب

داروها

کاربردهای غذایی (که به صورت گسترده نمونه‌ای از آنها در ادامه آورده شده است.)

مواد غذایی و محصولات آرایشی قابل پمپاژ توسط لوب پمپ ها :

– زردآلو – ماهی – روغن زیتون

– غذای بچه – طعم دهنده‌ها – روغن پالم

– خمیر شیرینی – فوندانت – کره بادام زمینی

– لوبیا – آب میوه – لاک ناخن

– چغندر قند – پالپ میوه – پولیش ناخن

– کِرِم بیسکویت – میوه کامل (آب و پالپ میوه) – پاستا

– آب نمک – ماست میوه‌ای – اسانس‌ها

– آبگوشت – ژلاتین – پکتین

– چربی کره – خیار شور – عطر و ادکلن

– کارامل  – گلیسیرین خوراکی – تارت

– روغن کرچک – گلوکز – نوشیدنی ها

– غذای گربه – انگور فرنگی – پودینگ برنج

– کشک – کِرِم دست – سالاد

– آب پنیر – عسل – میگو

– گیلاس  – بستنی   – صابون

– خمیر مرغ – شکر آیسینگ – حلال‌ها

– خوراک کنسرو – بتادین – سوپ

– شکلات – انواع مربا – سس سویا

– ترشی با ادویه – ژله – نشاسته

– صدف  – سس کچاپ – خورش

– روغن نارگیل – شکر مایع – توت فرنگی

– روغن کدو – لوسیون ها – شربت

– روغن ذرت – مالت – چای

– شربت ذرت – شربت افرا – رب گوجه فرنگی

– پنیر کاتیج – مارگارین – پوره گوجه فرنگی

– روغن پنبه دانه – مارمالاد   – خمیر دندان

– آب ذغال اخته – پاستیل پفی  – وازلین

– خامه – خمیر بادام – سبزیجات

– پنیر خامه‌ای – ریمل مژه و ابرو – سرکه

– فرنی – سس مایونز – آب

– غذای سگ – شیر – دارچین

– خمیر نان – گوشت چرخ کرده – مخمر

– تخم مرغ (زرده و سفیده) – شهد – ماست

– زرده تخم مرغ – دسر موس – شیر خشک

– خردل

کاربری لوب پمپ :

رزين‌ها و مواد پوشش دهنده :

عدم برخورد دنده ها و در نتیجه راندمان بالاتر و لذا یکنواختی بیشتر در بخش تخلیه، همچنین تامین نیرو آب بندی سیل مکانیکی از جلو و طراحی مستقیم، قابلیت CIP یعنی شستشو در محل نصب (با فشار آب و به صورت کامل) قابل شستشو می باشد.

مواد حساس به تنش برشي :

با توجه به سرعت‌ پايين با حداقل نيروي برشي و ضربه سيالات حساس را جابجا مي‌کند و توانایی جابجایی رقيق‌ترين مواد مثل حلال‌ها تا غليظ‌ترين مواد مثل پليمرهايي با غلظت بيشتر از 100000cSt را دارا هستند. قابليت افزودن سيستم گردش سيال را براي کنترل دماي سيال مورد انتقال نيز از خصوصیات این محصولات می باشد.

کاربری هاي معمول:

پليمرها و مواد لخته ساز

امولوسيون‌ها، سوسپانسيون‌ها و انواع ژل

مواد روغن کار و واکس‌ها

کرم‌هاي آرايشي، لوسيون‌ها و پمادها

صنايع شيميايي و حلال‌ها :

انتقال تمامي مواد شيميايي که با Stainless Steel 316L سازگاري دارند، سيستم‌هايي که نياز به CIP و SIP دارند و يا سيالاتي که نياز به تميز کردن متناوب دارند مانند سود سوزآور.

کاربری ها معمول:

انتقال قلياها و مواد بازي

رزين‌ها و پوشش‌ها

علف کش‌ها و آفت کش‌ها

صابون‌ها و مواد شوينده

لوب پمپ مواد غذایی :

خمیر، لوبیا، زردآلو، چغندر، پنیر و آب پنیر، گیلاس، کشک، ترشیجات، پالپ میوه، ژلاتین، مربا، مالت، رب ها و سس ها، پوره، میگو، سوپ، توت فرنگی، ژله، ماست، خردل، مارگارین، اسانس، پنیر خامه ای، ترشی، خورش، نوشیدنی ها، روغن، روغن ذرت، روغن زیتون، دوغ، گلوکز، سس مایونز

لوب پمپ دارویی، لوب پمپ آرایشی و بهداشتی :

الكل، کرم های مرطوب کننده آرایشی، ملاس، لاک، عطر، پلاسما، صابون و صابون مایع، حلالها، خمیر دندان، سرکه، نشاسته، واکس ها، انواع ژل ها، لوسیون ها و پماد ها، خمیردندان، خورش، پلاسما، لاک، پماد، کرم دست

برندهای لوب پمپ یا پمپ گوشواره ای کدامند ؟

برندهای مطرح لوب پمپ :

لوب پمپ بران لوبه Bran Luebe

لوب پمپ جابسکو Jabsco

لوب پمپ آلوایلر Allweiler

لوب پمپ اینوکسپا Inoxpa

لوب پمپ جک JEC

لوب پمپ استیل Kupar

لوب پمپ پترولند Petroland

لوب پمپ استیل یاس YAS

لوب پمپ استیل Kupar