این یک مقاله جامع و تخصصی در مورد کالبدشکافی فنی پمپهای شناور (Submersible Borehole Pumps) است. پمپ شناور برخلاف پمپهای سطحی، به صورت عمودی طراحی شده تا درون چاههای عمیق و باریک قرار گیرد. این دستگاه از دو بخش اصلی الکتروموتور مستغرق و پمپ طبقاتی تشکیل شده است.
کالبدشکافی جامع پمپهای شناور چاه عمیق
پمپ شناور مجموعهای از چندین پمپ سانتریفیوژ کوچک است که روی هم سوار شدهاند تا بتوانند آب را از اعماق بسیار زیاد (حتی بیش از ۵۰۰ متر) به بالا پرتاب کنند.
بخش اول: الکتروموتور مستغرق (Submersible Motor)
این بخش در پایینترین قسمت دستگاه قرار میگیرد تا همواره توسط آب خنک شود. موتورهای شناور به دو دسته کلی آبخنک و روغنخنک تقسیم میشوند.
۱. استاتور و روتور (Stator & Rotor)
- توضیح: استاتور بخش ثابت و روتور بخش چرخنده است. در مدلهای شناور، روتور بسیار کشیده و باریک طراحی میشود.
- عملکرد: ایجاد گشتاور چرخشی برای به حرکت درآوردن طبقات پمپ.
- ارتباط: روتور از طریق یک کوپلینگ به شفت پمپ متصل میشود.
۲. کفگرد یا یاتاقان محوری (Thrust Bearing)
- توضیح: حیاتیترین قطعه در موتورهای شناور عمیق.
- عملکرد: تحمل وزن کل مجموعه شفت و پروانهها و همچنین تحمل ضربات ناشی از فشار آب رو به پایین. بدون این قطعه، موتور در عرض چند ثانیه بر اثر فشار عمودی نابود میشود.
- ارتباط: در انتهای پایینی موتور قرار دارد.
۳. دیافراگم تعادل (Equalizing Diaphragm)
- توضیح: یک لاستیک انعطافپذیر در انتهای موتور.
- عملکرد: متعادل کردن فشار داخلی موتور با فشار سنگین آب در اعماق چاه و جلوگیری از نفوذ آب چاه به داخل سیمپیچی.
بخش دوم: بخش پمپ یا طبقات (Pump End)
این بخش شامل تعدادی "طبقه" است که هر طبقه فشار آب را مرحله به مرحله افزایش میدهد.
۴. پروانه و دیفیوزر (Impeller & Diffuser)
- توضیح: هر طبقه شامل یک پروانه و یک محفظه به نام دیفیوزر (طبقه) است.
- عملکرد: پروانه آب را شتاب میدهد و دیفیوزر جهت حرکت آب را برای ورود به پروانه بعدی اصلاح کرده و سرعت را به فشار تبدیل میکند.
- ارتباط: هرچه تعداد پروانهها و دیفیوزرها بیشتر باشد، پمپ میتواند آب را به ارتفاع (Head) بیشتری بفرستد.
۵. شفت پمپ (Pump Shaft)
- توضیح: میلهای بلند از جنس استیل ضد زنگ که تمام پروانهها روی آن خارزنی یا نصب شدهاند.
- عملکرد: انتقال قدرت چرخشی از موتور به تک تک پروانهها.
۶. کوپلینگ (Coupling)
- توضیح: رابط بین شفت موتور و شفت پمپ.
- عملکرد: اتصال دو بخش اصلی دستگاه به هم. این قطعه باید بسیار دقیق باشد تا از لرزش جلوگیری کند.
بخش سوم: قطعات ایمنی و خروجی
۷. شیر یکطرفه داخلی (Check Valve)
- توضیح: در بالاترین قسمت پمپ (محل خروجی) نصب میشود.
- عملکرد: جلوگیری از بازگشت آب موجود در لوله به داخل پمپ پس از خاموش شدن. بازگشت آب (Water Hammer) میتواند باعث چرخش معکوس و سوختن موتور شود.
۸. صافی یا توری مکش (Suction Screen)
- توضیح: در فاصله بین موتور و پمپ (محل ورود آب) قرار دارد.
- عملکرد: جلوگیری از ورود سنگریزهها و شنهای درشت به داخل طبقات پمپ.
۹. کابلشو و گلند کابل (Lead Guard & Splicing)
- توضیح: محافظ فلزی که کابل برق را در کنار بدنه پمپ مهار میکند.
- عملکرد: محافظت از کابل در برابر سایش به بدنه چاه در هنگام نصب.
انواع پمپ شناور از نظر خنککاری
ویژگی | مدل آبخنک (Wound) | مدل روغنخنک (Canned) |
مایع داخل موتور | آب مقطر + ضد یخ | روغن مخصوص عایق |
سیمپیچی | دارای روکش ضد آب (PVC) | لاکزده شده و پلمپ |
قابلیت تعمیر | به راحتی تعمیر و تجدید سیمپیچی میشود. | معمولاً یکبار مصرف یا سختتعمیر است. |
کاربرد | چاههای بسیار عمیق و کشاورزی سنگین | مصارف صنعتی و نیمهسنگین |
نکات کلیدی برای جلوگیری از سوختن شناور
- خشک کار نکردن: پمپ شناور برای خنک شدن به جریان آب اطراف پوسته نیاز دارد. اگر سطح آب چاه پایین بیاید، موتور در عرض چند دقیقه میسوزد.
- تابلو برق حفاظتی: استفاده از "کنترل فاز" و "کنترل بار" برای محافظت در برابر نوسانات برق الزامی است.
- سنسور سطح آب (فلوتر الکترونیکی): نصب سنسور در چاه برای خاموش کردن پمپ در صورت افت سطح آب.
محاسبه ارتفاع (Head):
در پمپهای شناور، هر طبقه مقدار مشخصی فشار ایجاد میکند. برای مثال اگر هر طبقه ۱۰ متر آب را بالا ببرد، یک پمپ ۲۰ طبقه میتواند آب را تا ۲۰۰ متر بالا بفرستد:
H_total = n times H_stage
(که در آن n تعداد طبقات است).
