پمپ دو مارپیچ

پمپ های دبل‌اسکرو، چرخ دنده‌هایی (Timing Gear) دارند که حرکت حلزونیها را نسبت به هم تنظیم می‌کند. انتقال نیرو بدون تماس حلزونی ها با یکدیگر از طریق چرخ دنده‌ها منتقل می‌شود، لذا دو حلزونی با فاصله بسیار کمی درون یکدیگر چرخش می کنند و عمر پمپ های دبل‌اسکرو طولانی است.

پمپ های دبل‌اسکرو به هر دو صورت یک مکشه و دو مکشه تولید می‌شوند. در یک پمپ دو مکشه دبل اسکرو، سیال از یک ورودی مشترک وارد شده و سپس به دو سمت پمپ هدایت می‌شود و در نهایت از خروجی که وسط پمپ قرار دارد خارج می‌شود.

چرخ دنده‌ها می‌توانند داخل یا خارج محفظه پمپ قرار گیرند. به منظور انتقال سیالات داغ یا ساینده چرخ دنده‌ها خارج از محفظه قرار می‌گیرند و به همراه یاتاقانها درون حمام روغن تمیز و خنک شده مستغرق هستند.

Double screw pump

Double screw pumps have timing gears that adjust the movement of the screws relative to each other. The power transmission is transmitted through the gears without the screws contacting each other, so the two screws rotate within each other with a very small distance, and the life of the double screw pumps is long

Double screw pumps are produced in both single suction and double suction forms. In a double screw double suction pump, the fluid enters from a common inlet and then is directed to both sides of the pump and finally exits from the outlet located in the middle of the pump

Gears can be placed inside or outside the pump housing. In order to transfer hot or abrasive fluids, the gears are placed outside the housing and are immersed in the clean and cooled oil bath together with the bearings

ساختمان پمپ های Twin Screw

پمپ‌های Twin Screw  ، نوعی پمپ جابجایی مثبت هستند که به کمک دو مارپیچ سیال را منتقل می کنند. این پمپ‌ها به دلیل ساختار خاص و عملکرد منحصربه‌فرد خود، قادرند مایعات با ویسکوزیته‌های مختلف را به صورت یکنواخت و با دقت بالا انتقال دهند. در ادامه به بررسی ساختار پمپ‌های Twin Screw می‌پردازیم:

1- حلزونی ها (Screws) : ساختار اصلی این پمپ‌ها بر اساس دو حلزونی هماهنگ شده که در داخل محفظه پمپ (Casing) قرارگرفته، طراحی شده است. این حلزونی ها ممکن است به صورت موازی یا در برخی طراحی‌ها با اندکی زاویه نسبت به یکدیگر قرار بگیرند، حلزونی ها معمولاً از مواد مقاوم در برابر سایش و خوردگی ساخته می‌شوند، مانند فولاد ضدزنگ یا آلیاژهای خاص، که برای کار در محیط‌های صنعتی سخت مناسب هستند.

2- محفظه پمپ (Casing) : محفظه پمپ معمولاً به گونه‌ای طراحی شده که دقیقاً با شکل حلزونی هماهنگ باشد، تا حداقل فضای خالی بین حلزونی و محفظه وجود داشته باشد. این طراحی کمک می‌کند تا مایع به طور کامل از ورودی به خروجی پمپ هدایت شود. محفظه پمپ از مواد مقاوم در برابر سایش و خوردگی ساخته می‌شود تا بتواند در برابر فشار و دماهای مختلف مقاومت کند

3-  چرخ دنده ها (Gears) :  در پمپ‌های Twin Screw، حلزونی ها با یکدیگر درگیر نمی‌شوند، بلکه توسط چرخ دنده هماهنگ می‌شوند. این چرخدنده ‌ها مسئول حفظ هم‌ترازی و همزمانی دقیق چرخش حلزونی ها هستند تا از تماس فلز با فلز جلوگیری شود و سایش به حداقل برسد. چرخدنده ها معمولاً از فولاد یا مواد مقاوم دیگر ساخته می‌شوند و به گونه‌ای طراحی شده‌اند که طول عمر بالایی داشته باشند

4- شافت‌ها (Shafts) : مارپیچ ها بر روی شافت‌های متصل به چرخ دنده قرار می‌گیرند. شافت‌ها وظیفه انتقال نیروی محرک از موتور به مارپیچ ها را دارند.

5- یاتاقان‌ها (Bearings) : شافت‌ها در داخل یاتاقان‌هایی قرار دارند که نقش مهمی در کاهش اصطکاک و پشتیبانی از چرخش روان مارپیچ ها ایفا می‌کنند. یاتاقان‌ها معمولاً از جنس مواد مقاوم به سایش و مطابق با محاسبات فنی اختصاصی برای شرایط مورد نظر انتخاب می‌شوند.

6-  سیستم آب‌بندی (Sealing System) : برای جلوگیری از نشت مایع به خارج از پمپ و همچنین جلوگیری از ورود آلودگی به داخل پمپ، از سیستم‌های آب‌بندی مختلفی استفاده می‌شود. این سیستم‌ها می‌توانند شامل آب‌بندی‌های مکانیکی(Mechanical Seal)، اورینگ (O-Ringe)  و یا سیستم‌های پیچیده‌تر مانند آب‌بندی‌های مغناطیسی (Magnetic seals)باشند. برای ساخت آبند ها از  مواد مقاوم در برابر حرارت و فشار استفاده می شود تا عملکرد پمپ در شرایط مختلف محیطی تضمین شود.

7- ورودی و خروجی (Inlet and Outlet Ports) : مایع از طریق ورودی پمپ وارد محفظه می‌شود و با چرخش حلزونی ها به سمت خروجی هدایت می‌شود. ورودی و خروجی پمپ معمولاً به گونه‌ای طراحی شده‌اند که جریان مایع را بهینه کنند و از ایجاد هرگونه جریان گردابی یا کاهش فشار جلوگیری کنند.

8- کنترل و تنظیم جریان( Dosing Pump): بسیاری از پمپ‌های Twin Screw به سیستم‌های کنترل و تنظیم جریان مجهز هستند که به اپراتور اجازه می‌دهد تا سرعت چرخش پیچ‌ها و در نتیجه دبی و فشار خروجی را تنظیم کند

9- خنک‌کاری و روانکاری:  بسته به نوع کاربرد و مایع پمپاژ شده، پمپ‌های Twin Screw ممکن است به سیستم خنک‌کاری نیاز داشته باشند تا از گرم‌شدن بیش از حد قطعات جلوگیری شود. سیستم روانکاری داخلی چرخدنده را روانکاری می‌کند تا اصطکاک کاهش یابد و عملکرد پمپ بهینه شود.

ویژگی های کلیدی

طراحی حلزونی: پمپ‌های Twin Screw دارای دو پیچ حلزونی موازی هستند که در داخل یک محفظه قرار گرفته‌اند. این پیچ‌های حلزونی در هنگام چرخش، یکدیگر را درگیر کرده و مایع را از سمت ورودی به سمت خروجی هدایت می‌کنند. طراحی این پمپ‌ها به گونه‌ای است که تماس مستقیم بین پیچ‌های حلزونی وجود ندارد، بنابراین سایش و فرسایش در آن‌ها بسیار کم است.

قابلیت جابجایی مایعات با ویسکوزیته‌های مختلف: پمپ‌های Twin Screw قادر به جابجایی طیف گسترده‌ای از مایعات هستند؛ از مایعات با ویسکوزیته کم مانند آب، تا مایعات بسیار غلیظ و چسبناک مانند عسل، روغن‌های سنگین و خمیرها. این ویژگی به آن‌ها اجازه می‌دهد که در کاربردهای مختلف به کار روند.

جابجایی بدون پالس: یکی از مزایای اصلی پمپ‌های Twin Screw، جابجایی مایع بدون پالس و با جریان ثابت است. این ویژگی به خصوص در صنایعی که به جریان یکنواخت و بدون نوسان نیاز دارند، اهمیت دارد.

حفظ کیفیت مایع: پمپ‌های Twin Screw به دلیل عدم تماس فلز با فلز بین حلزونی ها، برش مکانیکی بسیار کمی روی مایع اعمال می‌کنند. این ویژگی باعث می‌شود که مایعات حساس، مانند محصولات غذایی یا دارویی که نباید تحت فشار یا حرارت بالا تغییر شکل دهند، با کمترین آسیب جابجا شوند.

قابلیت جابجایی دو جهته: این پمپ‌ها توانایی جابجایی مایعات در دو جهت را دارند، که این امر انعطاف‌پذیری آن‌ها را در فرآیندهای صنعتی افزایش می‌دهد.

توانایی کار در شرایط سخت: پمپ‌های Twin Screw می‌توانند تحت شرایط عملیاتی سخت، از جمله دماهای بالا و پایین، فشارهای زیاد و محیط‌های خورنده، به خوبی عمل کنند. این ویژگی‌ها آن‌ها را به گزینه‌ای مناسب برای صنایع نفت و گاز و صنایع شیمیایی تبدیل کرده است.

تمیزکاری آسان (CIP/SIP): این پمپ‌ها به راحتی تمیز می‌شوند و برای کاربردهایی که نیاز به رعایت استانداردهای بهداشتی بالا دارند، مانند صنایع غذایی و دارویی، بسیار مناسب هستند. سیستم‌های CIP (تمیزکاری در محل) و SIP (استریل کردن در محل) معمولاً به راحتی با پمپ‌های Twin Screw سازگار هستند.

کاربرد ها

پمپ‌های Twin Screw به دلیل ساختار پیچیده و مقاوم خود، در صنایع مختلفی مانند صنایع غذایی، دارویی، شیمیایی، نفت و گاز، و دریایی کاربرد دارند. این پمپ‌ها برای جابجایی مایعات حساس، خورنده، یا با ویسکوزیته بالا ایده‌آل هستند و به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد خود، به عنوان یکی از بهترین گزینه‌ها در جابجایی مایعات در شرایط عملیاتی سخت شناخته می‌شوند.

صنایع غذایی: جابجایی محصولات غذایی ویسکوز مانند مربا، شکلات، عسل، و محصولات لبنی بدون آسیب رساندن به ساختار محصول.

صنایع دارویی: انتقال مایعات حساس که نیاز به حفظ خواص شیمیایی و فیزیکی آن‌ها دارند.

صنایع شیمیایی: پمپاژ مایعات شیمیایی خورنده، حساس به برش یا با ویسکوزیته بالا.

صنایع نفت و گاز: انتقال روغن‌های سنگین، سوخت‌های ویسکوز، و مواد خام پتروشیمی.

صنایع دریایی: استفاده در سیستم‌های سوخت‌رسانی و پمپاژ روغن‌های دریایی.

مزایای پمپ های Twin Screw

کارایی بالا و جریان یکنواخت: تضمین انتقال مایعات به صورت پایدار و بدون نوسان.

دوام و طول عمر بالا: به دلیل سایش کم و طراحی مقاوم، پمپ‌های Twin Screw طول عمر بالایی دارند.

انعطاف‌پذیری در کاربرد: قابلیت جابجایی انواع مختلفی از مایعات در شرایط مختلف عملیاتی.

مناسب برای محیط‌های بهداشتی: قابلیت تمیزکاری آسان و سازگاری با استانداردهای بهداشتی.

Twin Screw Construction

Twin Screw pumps are a type of positive displacement pump that transfer fluid using two screws. Due to their unique structure and distinctive performance, these pumps can transfer liquids with various viscosities uniformly and with high precision. Here’s an overview of the structure of Twin Screw pumps

Screws: The main structure of these pumps is based on two intermeshing screws housed within the pump casing. These screws may be arranged in parallel or, in some designs, at a slight angle to each other. The screws are typically made from wear-resistant and corrosion-resistant materials, such as stainless steel or specialized alloys, making them suitable for operation in harsh industrial environments

Pump Casing: The pump casing is typically designed to precisely match the shape of the screws, minimizing the gap between the screws and the casing. This design ensures that the liquid is efficiently directed from the inlet to the outlet of the pump. The casing is made from wear-resistant and corrosion-resistant materials to withstand various pressures and temperatures.

Gears: In Twin Screw pumps, the screws do not engage directly with each other but are synchronized by gears. These gears are responsible for maintaining the precise alignment and timing of the screw rotations, preventing metal-to-metal contact and minimizing wear. The gears are typically made from steel or other durable materials and are designed for high longevity.

Shafts: The screws are mounted on shafts that are connected to the gears. The shafts are responsible for transmitting the driving force from the motor to the screws.

 

Bearings: The shafts are housed within bearings that play a crucial role in reducing friction and supporting the smooth rotation of the screws. Bearings are typically made from wear-resistant materials and are selected based on specific technical calculations to suit the operating conditions.

 

Sealing System: To prevent fluid leakage from the pump and to keep contaminants out, various sealing systems are used. These can include mechanical seals, O-rings, or more complex systems like magnetic seals. The seals are made from materials that are resistant to heat and pressure to ensure reliable pump performance under various environmental conditions.

 

Inlet and Outlet Ports: The liquid enters the pump chamber through the inlet port and is directed towards the outlet by the rotation of the screws. The inlet and outlet ports are typically designed to optimize fluid flow and prevent vortex formation or pressure drop.

Flow Control and Adjustment (Dosing Pump): Many Twin Screw pumps are equipped with flow control and adjustment systems that allow the operator to regulate the screw rotation speed, thereby adjusting the flow rate and output pressure.

 

Cooling and Lubrication: Depending on the application and the pumped liquid, Twin Screw pumps may require a cooling system to prevent overheating of the components. An internal lubrication system is used to lubricate the gears, reducing friction and optimizing pump performance.

 
Key Features

Screw Design: Twin Screw pumps feature two parallel screws housed within a casing. As the screws rotate, they engage with each other, directing the liquid from the inlet to the outlet. The design of these pumps ensures that there is no direct contact between the screws, minimizing wear and erosion.

Ability to Handle Various Viscosities: Twin Screw pumps can handle a wide range of liquids, from low-viscosity fluids like water to very thick and sticky substances such as honey, heavy oils, and pastes. This versatility allows them to be used in diverse applications.

Pulsation-Free Displacement: One of the main advantages of Twin Screw pumps is their ability to transfer liquid without pulsation and with a steady flow. This is particularly important in industries that require a smooth and consistent flow.

Maintaining Liquid Quality: Due to the lack of metal-to-metal contact between the screws, Twin Screw pumps apply very little mechanical shear to the liquid. This ensures that sensitive fluids, such as food or pharmaceutical products that must not undergo high pressure or heat, are transferred with minimal damage.

Bidirectional Flow Capability: These pumps can handle fluid transfer in both directions, enhancing their flexibility in industrial processes.

Ability to Operate in Harsh Conditions: Twin Screw pumps perform well under challenging operational conditions, including high and low temperatures, high pressures, and corrosive environments. This makes them suitable for the oil and gas and chemical industries.

Easy Cleaning (CIP/SIP): These pumps are easy to clean, making them ideal for applications that require high hygiene standards, such as the food and pharmaceutical industries. CIP (Cleaning In Place) and SIP (Sterilization In Place) systems are typically compatible with Twin Screw pumps.

applications

Twin Screw pumps are widely used across various industries due to their complex and robust design. They are ideal for handling sensitive, corrosive, or highly viscous liquids and are recognized as one of the best options for fluid transfer in challenging operational conditions

Food Industry: Handling viscous food products such as jams, chocolate, honey, and dairy products without damaging the product’s structure

Pharmaceutical Industry: Transferring sensitive liquids that require the preservation of their chemical and physical properties

Chemical Industry: Pumping corrosive, shear-sensitive, or highly viscous chemical liquids

Oil and Gas Industry: Transferring heavy oils, viscous fuels, and raw petrochemicals

Marine Industry: Used in fuel systems and pumping marine oils

Advantages of Twin Screw Pumps
High Performance and Uniform Flow: Twin screw pumps ensure stable and consistent fluid transfer without fluctuations, providing enhanced performance in various processes. Durability and Long Lifespan: Due to low wear and robust design, Twin Screw pumps have a longer lifespan, helping reduce maintenance and replacement costs. Flexibility in Applications: These pumps can handle a wide range of liquids under different operational conditions, making them suitable for use in various industries, including chemical, food, and pharmaceutical. Suitable for Hygienic Environments: With easy cleanability and compliance with hygiene standards, these pumps are ideal for applications in the food, beverage, and pharmaceutical industries.