دوزینگ پمپ‌ها (Dosing Pumps) که از نوع پمپ‌های با جابجایی مثبت می‌باشند، برای تزریق حجم مشخصی از ماده شیمیایی به جریان آب، گاز و یا بخار طراحی شده‌اند، از این رو به آن‌ها پمپ تزریق (Injection Pump) نیز می‌گویند. این پمپ‌ها که عموما کوچک هستند، می‌توانند جریان بسیار دقیقی را از خود عبور دهند. از این رو می‌توان از آن‌ها در طیف وسیعی از کاربردها مانند تصفیه فاضلاب تا پردازش مواد غذایی استفاده کرد. با توجه به این که دوزینگ پمپ‌ها دبی‌های مشخصی از جریان را از خود عبور می‌دهند، به آن‌ها مترینگ پمپ (Metering Pump) نیز می‌گویند.
همانطور که ذکر شد، دوزینگ پمپ‌ها عموما کوچک هستند و دبی عبوری از آن‌ها نیز پایین می‌باشد اما در صورت نیاز مشتریان می‌توان آن‌ها را در دبی‌های بالا نیز تولید کرد. عموما دبی دوزینگ پمپ‌ها بین 1 تا 10000 لیتر بر دقیقه و فشار کاری آن‌ها بین 10 تا 2000 بار متغیر است. میزان دبی عبوری از این پمپ‌ها را می‌توان توسط یک سیستم کنترلی خارجی و یا یک کنترل کننده داخلی تنظیم کرد.
نحوه عملکرد دوزینگ پمپ‌ها
دوزینگ پمپ‌ها با توجه به این که از تکنولوژی‌های مختلفی جهت پمپاژ مایعات استفاده می‌کنند، نحوه عملکردهایشان نیز متفاوت است. از رایج‌ترین فناوری‌های موجود برای پمپ‌های تزریق می‌توان به پمپ‌های رفت و برگشتی، پمپ‌های پریستالتیک، پمپ‌های دیافراگمی و پمپ‌های دنده‌ای اشاره کرد. در موارد خاص از تکنولوژی‌های دیگری مانند پمپ‌های پیستونی دوار، پمپ‌های حفره پیشرونده، پمپ‌های پیچی و ... نیز استفاده می‌شود. نکته مهم این است که تمامی پمپ‌های تزریق از نوع جابجایی مثبت می‌باشند و این بدین معنا است که سیال را در حجم‌های مشخصی جابجا می‌کنند.
همانطور که ذکر شد نحوه عملکرد پمپ‌های تزریق بسته به مدل و فناوری به کار رفته در آن‌ها متفاوت می‌باشد، اما به طورکلی می‌توان گفت که در تمامی این پمپ‌ها، ابتدا پمپ مقدار مشخصی از سیال را به داخل محفظه می‌کشد، سپس ماده شیمیایی را به لوله یا تانکی که سیال قرار است به آن دوز شود، تزریق می‌کند. نیروی موردنیاز پمپ برای پمپاژ نیز توسط یک موتور الکتریکی یا محرک هوا تامین می‌شود. همچنین دستگاه کنترل کننده وظیفه خاموش و روشن کردن پمپ و مدیریت نرخ جریان را به عهده دارد.
بخش‌های مختلف یک دوزینگ پمپ
قسمت‌های اصلی یک پمپ تزریق عبارت است از:
• تانک یا مخزن مواد شیمیایی (Chemical Container or Tank): مواد شیمیایی‌ای که باید دوز شوند را نگه می‌دارد.
• پمپ (Pump): دارای ورودی، لوله مکش و خط دوزینگ است و در سایزها و جنس‌های مختلف موجود می‌باشد.
• انژکتور یا تزریق کننده (Injector): شیر یک طرفه‌ای که در آن مواد شیمیایی به محصول تزریق می‌شوند. انژکتور بر فشار لوله غلبه می‌کند و اجازه می‌دهد که مواد شیمیایی وارد جریان شوند.
• شیر پا (Foot Valve): شیر یک طرفه‌ای که به خط مکش چسبیده است و پمپ را آماده نگه می‌دارد.
• خط دوزینگ (Dosing Line): لوله سفت یا شلنگ تقویت شده‌ای است که می‌تواند از جنس PE ،PVC یا استیل ضد زنگ ساخته شود.
• سیستم کنترل (Control System): این سیستم با خاموش و روشن شدن در زمان‌های خاص دقت پمپ را تضمین می‌کند. این سیستم می‌تواند از یک سوییچ جریان ساده یا تایمر تا مدل‌های پیشرفته‌تر باشد.
مزایای دوزینگ پمپ‌ها
از محاسن استفاده از پمپ‌های تزریق یا دوزینگ پمپ‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
• دقت بالا در طیف وسیعی از رنج جریان‌ها
• اندازه گیری قابل اعتماد
• عدم تغییر ظرفیت در نوسانات فشار
• توانایی جابجایی طیف وسیعی از مایعات با دماهای مختلف
• توانایی عملکرد در فشارهای بالا حتی بیشتر از 1000 بار
• نگهداری ساده و آسان
• قابلیت کارکرد حتی با مایعات خورنده، ساینده و با ویسکوزیته بالا
کاربردهای دوزینگ پمپ‌ها
با توجه به تنوع بسیار بالای فناوری‌های به کار رفته در پمپ‌های دوزینگ، این پمپ کاربردهای بسیار گسترده‌ای دارند. به طور کلی این پمپ‌ها در تمامی صنایعی که نیاز به اختلاط دقیق یک سیال با سیال دیگر یا پر کردن دقیق یک محیط با سیال است، به کار برده می‌شوند. از صنایعی که به طور گسترده از این نوع پمپ‌ها استفاده می‌کنند می‌توان به تصفیه آب و فاضلاب، صنایع غذایی و نوشیدنی، صنایع شیمیایی، کشاورزی و آبیاری، تاسیسات تولید، آزمایشگاه‌های پزشکی و داروسازی و عملیات معدنی نام برد. لازم به ذکر است که پمپ‌های تزریق عموما به گونه‌ای طراحی شده اند تا بتوانند در محیط‌های چالشی مانند دما و فشار بالا به خوبی فعالیت کنند.
از پمپ‌های تزریق در صنعت آب و فاضلاب عمدتا برای تنظیم pH (تزریق حجم مشخص اسید یا سود به محلول)، اختلاط ضدعفونی کننده ها مانند کلر جهت کشتن باکتری‌ها، تزریق و مخلوط کردن مواد لخته کننده و ضد رسوب استفاده می‌شود.
انواع دوزینگ پمپ‌ها
دوزینگ پمپ‌ها را بر دو اساس مختلف می‌توان به دسته‌های مختلفی تقسیم بندی کرد:
1. بر اساس مکانیزم انتقال قدرت
2. بر اساس مکانیزم جابجایی سیال
1. طبقه بندی دوزینگ پمپ‌ها بر اساس مکانیزم انتقال قدرت
پمپ‌های تزریق بر اساس مکانیزم انتقال قدرت به دو دسته سلونوییدی و موتوری تقسیم بندی می‌شوند.
1-1 دوزینگ پمپ‌های سلونوئیدی
این نوع از دوزینگ پمپ‌ها از یک مجموعه الکترو مگنت و سیم پیچ تشکیل شده‌اند که با تکانه‌های الکتریکی فعال و غیر فعال می‌شوند. در این پمپ‌های تزریق، مگنت داخلی به وسیله یک شفت به دیافراگم، پیستون یا پلانجر متصل شده و با برقراری جریان برق این شفت و متعاقبا دیافراگم یا پیستون متصل به آن به حرکت در می‌آید و درنتیجه باعث جابجایی سیال می‌شود.
2-1 دوزینگ پمپ‌های موتوری
این پمپ‌های تزریق همانگونه که از نامشان پیدا است برای انتقال قدرت از یک موتور الکتریکی استفاده می‌کنند. به عبارت دیگر در این مدل پمپ‌ها، عمل به حرکت درآوردن شفت متصل به دیافراگم، پیستون یا پلانجر توسط موتور الکتریکی انجام می‌شود؛ از این رو این پمپ‌های برای ظرفیت‌های بالاتر مورد استفاده قرار می‌گیرند.
2. طبقه بندی دوزینگ پمپ‌ها بر اساس مکانیزم جابجایی سیال
پمپ‌های تزریق را بر اساس مکانیزم جابجایی سیال می‌توان به انواع مختلف دیافراگمی، پیستونی، پلانجری، لوب، دنده‌ای و پریستالتیک تقسیم بندی کرد که در ادامه توضیحاتی در رابطه با هرکدام ارائه شده است.
1-2 دوزینگ پمپ‌های دیافراگمی (Diaphragm Pump)
پمپ‌های تزریق دیافراگمی از زیر مجموعه پمپ‌های با جابجایی مثبت و رفت و برگشتی هستند. در این پمپ‌ها از یک غشای دیافراگمی انعطاف پذیر استفاده می‌شود. عملکرد این دوزینگ پمپ‌ها بدین گونه است که با گسترش دیافراگم، حجم در محفظه افزایش می‌یابد و این امر منجر به کشیده شدن حجم مشخصی از سیال به داخل پمپ می‌شود، سپس با فشرده شدن دیافراگم، سیال به بیرون از پمپ رانده می‌شود. لازم به ذکر است که شیرهای عدم برگشت در قسمت مکش و تخلیه این نوع پمپ‌ها نصب می‌گردد. همچنین این پمپ‌ها با توجه به این که کاملا آب بند می‌باشند، برای پمپاژ مایعات خطرناک و دوز کردن سیالات غیر همگن مناسب هستند.
2-2 دوزینگ پمپ‌های پیستونی یا پلانجری (Piston or Plunger Pump)
این نوع پمپ‌های تزریق نیز که از نوع پمپ‌های جابجایی مثبت و رفت و برگشتی می‌باشند، عملکردشان مشابه پمپ های دیافراگمی است، بدین صورت که پیستون یا پلانجر با حرکت خود باعث ایجاد خلا در محفظه می‌شود و این خلا سیال را به داخل خود می‌کشد، سپس حرکت پیستون به سمت جلو منجر به فشرده شدن سیال و خروج آن از محفظه و پمپ می‌گردد. لازم به ذکر است که در پمپ‌های پلانجری حجم سیال جابجا شده به اندازه پلانجر بستگی دارد. این نوع دوزینگ پمپ‌ها برای ایجاد فشار بالا مناسب هستند و حجم تخلیه شده در آن‌ها تقریبا مستقل از فشار می‌باشد.
3-2 لوب پمپ‌ها (Lobe Pump)
این دوزینگ پمپ‌ها که با نام‌های دیگری مانند پمپ دنده قلوه‌ای یا پمپ گوشواره‌ای نیز شناخته می‌شوند، از جمله پمپ‌های با جابجایی مثبت و دورانی می‌باشند. این پمپ‌ها به اندازه پمپ‌های دیافراگمی دقیق نیستند اما برای سیالات با ویسکوزیته بالا (بالاتر از آب) مناسب می‌باشند زیرا دارای سطوح فرسایشی هستند. عملکرد این پمپ‌ها نیز بدین گونه است که با چرخاندن چندین لوب (تیغه) بر روی هم، حجم مشخصی از سیال جابجا می‌شود. لازم به ذکر است که تنظیم این پمپ‌ها برای دبی‌های پایین دشوار است.
4-2 دوزینگ پمپ دنده‌ای (Gear Pump)
این پمپ‌ها نیز که از سری پمپ‌های جابجایی مثبت و دورانی هستند، عملکردی مشابه لوب پمپ‌ها دارند. در این نوع پمپ‌ها دو چرخ دنده در جهت مخالف یکدیگر می‌چرخند و بدین ترتیب سیال با قرارگیری در بین فضای خالی ایجاد شده در بین دنده‌ها به سمت جلو حرکت می‌کند. این دوزینگ پمپ‌ها برای کاربردهایی که به دوزینگ دقیق یا خروجی با فشار بالا نیازمندند، مناسب می‌باشند. لازم به ذکر است که در این پمپ‌ها در هر چرخش، حجم ثابتی از سیال جابجا می‌شود.
5-2 دوزینگ پمپ پریستالتیک (Peristaltic Pump)
این دوزینگ پمپ‌ها دارای یک لوله انعطاف پذیر لاستیکی یا پلاستیکی مقاوم در برابر اصطکاک هستند که داخل این لوله جریان سیال توسط یک غلتک که از طریق یک بازوی مکانیکی در خارج کنترل می‌شود، به سمت جلو حرکت می‌کند؛ بدین ترتیب در هر ثانیه حجم مشخصی از سیال در درون لوله به سمت جلو می‌رود. در این پمپ‌ها حجم سیال متناسب با سرعت چرخش جابجا می‌شود و مستقل از فشار تخلیه است. همچنین این نوع پمپ‌های تزریق که بسیار دقیق می‌باشند، برای جابجایی سیالات با دبی‌های کم و فشار پایین مناسب هستند.
نگهداری دوزینگ پمپ‌ها
هنگام استفاده از پمپ‌های تزریق همواره باید مخزن مواد شیمیایی چک شود تا از کار کردن پمپ بدون سیال یا به اصطلاح خشک کار کردن پمپ جلوگیری گردد زیرا این امر منجر به خرابی پمپ می‌شود. همچنین نیاز است حداقل هر 4 ماه یکبار شرایط عملیاتی پمپ بررسی گردد. محل قرار گیری هد پمپ، اسکروها، پیچ ها و آب بندها را می‌بایست چک کرد. درصورتی که پمپ با مواد خورنده فعالیت می‌کند، نیاز است که پمپ تزریق را در فاصله‌های کوتاه تری مورد بازرسی قرار داد. همچنین با گذشت زمان ممکن است که دبی دوزینگ پمپ در اثر فرسودگی دریچه‌ها کاهش یابد، در این صورت نیاز است که آن‌ها را تعویض کرد.
نکات مهم هنگام خرید دوزینگ پمپ
با توجه به تنوع بالای دوزینگ پمپ‌های موجود در بازار برای انتخاب مناسب‌ترین پمپ تزریق باید به پارامترهای زیر توجه کرد:
• ظرفیت مورد نیاز
• فشار موردنیاز در بخش تخلیه
• دبی جریان مورد نیاز
• سیستم کنترل مدنظر
• سازگاری شیمیایی پمپ با سیال تحت پمپاژ
همچنین لازم به ذکر است که برند یا به عبارت دیگر کمپانی سازنده پمپ تزریق نیز بر کیفیت و قیمت پمپ تاثیر به سزایی دارد. امروزه کمپانی‌های متعددی در دنیا این نوع پمپ‌ها را با کیفیت‌ها و قیمت‌های مختلفی تولید می‌کنند. از بهترین و مرسوم‌ترین دوزینگ پمپ‌های موجود در بازار ایران و جهان می‌توان به امک (EMEC) ایتالیا، آکوا (AQUA) ایتالیا، سکو (SEKO) ایتالیا، اینجکتا (Injecta) ایتالیا، اتاترون (Etatron) ایتالیا، پرومیننت (Prominent) آلمان و سری آلدوز (Alldos) کمپانی گراندفوس (Grundfos) دانمارک اشاره کرد.