استبدال المحرك الكهربائي في مضخة الضغط العالي متعددة المراحل

عند استبدال المحرك في مضخة الضغط العالي متعددة المراحل تكون أهم ثلاث مسائل كما يلي: يجب أن تكون سرعة المحرك الجديد قريبة جدًا من القديم، لأن الفرق الصغير في السرعة يُحدث فرقًا واضحًا في الضغط كلما زاد عدد المراحل؛ ويجب أن تتطابق شفة المحرك وعموده تمامًا مع حامل المضخة وقارنتها؛ وفي المضخات العمودية يجب معرفة ما إذا كانت قوة الدفع الهيدروليكية على امتداد محور العمود تقع على محمل المحرك أم لا. وإذا فُحصت هذه النقاط الثلاث بشكل صحيح فإن استبدال المحرك يتم دون مشكلات في معظم المضخات متعددة المراحل القياسية ذات الشفة.

ما الذي يجعل المضخة متعددة المراحل مختلفة؟

في مضخة الطرد المركزي أحادية المرحلة تعطي دفّاعة واحدة الطاقة للماء. أما في المضخة متعددة المراحل فتوجد على العمود نفسه دفّاعات كثيرة مصفوفة تباعًا، وكل منها تضيف ضغطًا فوق ضغط خرج سابقتها. وتتيح هذه البنية الحصول على ضغط عالٍ في جسم صغير؛ ولهذا تشيع في تغذية المراجل والتناضح العكسي والغسل بالضغط ورفع الضغط في المباني العالية وخطوط الري.

لهذه البنية ثلاث نتائج من منظور المحرك. فالمضخة تعمل عادة بمحرك ثنائي الأقطاب، أي بسرعة تزامنية نحو 3000 دورة/دقيقة. ولأن الضغط يتغير مع مربع السرعة فإن انحراف السرعة يؤثر في جميع المراحل معًا. وفي الأنواع العمودية قد تنتقل القوة المحورية التي تولّدها الدفّاعات إلى محمل المحرك حسب تصميم المضخة.

السرعة: لماذا يهم فرق بضع دورات في الضغط؟

في مضخات الطرد المركزي تكون العلاقات التقريبية كما يلي: يتغير التدفق بالتناسب الطردي مع السرعة، والضغط مع مربع السرعة، والقدرة على العمود مع مكعب السرعة. ولأن الضغط مرتفع أصلًا في المضخة متعددة المراحل فإن فرق نسبة مئوية صغيرة يصبح ملحوظًا بوحدة bar.

الحساب التالي افتراضي، ولبيان الطريقة. لنفترض أن لوحة بيانات المحرك القديم تذكر 2850 دورة/دقيقة، وأنه رُكِّب محركًا جديدًا الطراز 4 kW 112M-2 ذو السرعة الاسمية 2905 دورة/دقيقة:

إذا كانت المضخة تضخ عند 16 bar فإن هذا الفرق يعادل نحو 0.6 bar. وإذا وُجد في النظام صمام أمان أو معدات بأغشية أو وحدة تناضح عكسي فإن هذه الزيادة مهمة. أما الزيادة البالغة 5.9% في القدرة فقد تدفع المحرك الجديد أيضًا إلى الحد إذا كان المحرك القديم يعمل عند حده. ولهذا قارنوا عند الاستبدال لا عدد الأقطاب فقط بل سرعة لوحة البيانات أيضًا، وقيسوا الضغط والتيار عند التشغيل الأول.

والحالة العكسية صحيحة أيضًا: فإذا كانت سرعة المحرك الجديد أقل من القديم ينخفض الضغط. وكثيرًا ما يلاحظ المستخدمون ذلك بقولهم "المضخة لا تضخ كما كانت" فيبحثون عن المشكلة في المضخة.

القدرة: انظروا وفق نهاية منحنى المضخة

ترتفع القدرة على العمود في المضخات متعددة المراحل كلما زاد التدفق. أي أن اللحظة الأكثر إجهادًا للمحرك هي اللحظة التي يسحب فيها النظام أكبر كمية من الماء: كساعة فتح جميع الصنابير، أو تسرب يخفض ضغط الخط، أو ملء خزان فارغ.

• إذا كان المحرك القديم يعمل دون مشكلات فحافظوا على القدرة نفسها.
• إذا كان المحرك القديم يحترق كثيرًا فاعرفوا أولًا في أي منطقة من المنحنى يشغّل النظام المضخة. فغالبًا ما تعمل المضخة مقابل ضغط أقل من المتوقع، أي بتدفق عالٍ.
• إذا أُضيفت مراحل إلى المضخة أو استُبدلت الدفّاعات فقد لا تعود لوحة بيانات المحرك القديم صالحة؛ فانظروا إلى قيمة القدرة على لوحة المضخة وإلى بيانات مصنّع المضخة.

اطلعوا على طرازات HEM Motor المناسبة وأسعارها الحالية في صفحة شراء محرك كهربائي.

الشفة والعمود وضبط القارنة

في الجزء الأكبر من المضخات متعددة المراحل يُوصل المحرك بجسم المضخة بالشفة عبر حامل (محوّل)، ويتحد العمود بالقارنة. وما يجب فحصه عند الاستبدال:

• نوع الشفة ومقاسها: يجب أن يكون نوع الشفة التي تستقر على الحامل، B5 (كبيرة) أم B14 (صغيرة)، وقطر التمركز ودائرة الثقوب مماثلة للمحرك القديم.
• قطر العمود وطوله والخابور: يجب أن تستقر صرة القارنة تمامًا على العمود الجديد. وإذا اختلف طول العمود يتغير موضع القارنة أيضًا.
• ضبط القارنة ومحور العمود: في بعض المضخات العمودية متعددة المراحل يُضبط ارتفاع حزمة الدفّاعات أثناء توصيل القارنة. وإذا أُغفل هذا الضبط قد تحتك الدفّاعات بالجسم أو ينضغط مانع التسرب الميكانيكي بشكل خاطئ. ويجب إجراؤه وفق تعليمات التركيب لدى مصنّع المضخة.
• اتجاه الدوران: يُتحقق من اتجاه السهم على جسم المضخة بنبضة قصيرة عند أول تزويد بالتيار. وقد تضخ المضخة متعددة المراحل قليلًا حتى في الاتجاه المعاكس؛ ولذلك قد يكون انخفاض الضغط علامة على خطأ الاتجاه.

في HEM Motor تُقدَّم أشكال التركيب B3 وB5 وB14 وB34 وB35 والعمودية V1/V3/V5/V6/V15 حسب الهيكل؛ ويُتحقق من مقاس الشفة عند الطلب. ولتفاصيل التركيب العمودي والعمود إلى الأسفل يمكنكم مراجعة مقالنا عن التركيب العمودي، وللمقاسات الرسومات الفنية ثنائية الأبعاد.

الحمل المحوري في المضخات العمودية: متى لا يكفي المحرك القياسي؟

الضغط الذي تولّده الدفّاعات يُنشئ أيضًا قوة دفع على امتداد محور العمود. فبعض المضخات متعددة المراحل تقابل هذه القوة بمحاملها الخاصة؛ وفي بعضها يكون عمود المضخة موصولًا بعمود المحرك وصلًا صلبًا فيحمل محمل المحرك القوة المحورية. وفي النوع الثاني قد يشترط مصنّع المضخة للمحرك محملًا مقوّى أو سعة حمل محوري محددة.

هذه المعلومة ليست على لوحة بيانات المحرك، بل في الوثائق الفنية للمضخة. كما تعطي أرقام محامل المحرك القديم مؤشرًا: فإذا لم يكن المحمل الأمامي محملًا كرويًا قياسيًا، أو كانت لوحة بيانات المحرك تحمل رمزًا خاصًا بعلامة المضخة، فقد يلزم محرك خاص لهذه المهمة؛ وقد يكون خارج نطاق السلسلة القياسية في كتالوج HEM Motor لعام 2026، فاسألونا مع معلومات لوحة البيانات والتطبيق.

الإقلاع والتحكم في الضغط

في مجموعات رفع الضغط تعمل المضخة كثيرًا بمفتاح الضغط أو بعاكس التردد. وفي الإقلاع المباشر قد تُحدث صدمة الإقلاع مطرقة مائية في الخط. والتحكم بالضغط الثابت بعاكس التردد حل شائع. وسلاسلنا ثلاثية الطور مناسبة للتحكم في السرعة بعاكس التردد؛ وعند التشغيل الطويل بالعزم الكامل وبسرعة منخفضة قد تلزم مروحة خارجية، وإذا كان الكابل بين العاكس والمحرك طويلًا يُنظر في مرشح dv/dt أو مرشح جيبي؛ وتُبلَّغ هذه الظروف عند الطلب. ولأن العزم ينخفض أيضًا عند السرعة المنخفضة في مضخة الطرد المركزي فإن هذه الحالة أقل حدوثًا في تطبيقات المضخات، لكن يجب إعادة إدخال معاملات العاكس وفق قيم لوحة بيانات المحرك الجديد.

طرازات نموذجية

أمثلة من القدرات ثنائية الأقطاب الشائعة الاستخدام مع المضخات متعددة المراحل (لصفحات المضخات انظروا المحركات الكهربائية للمضخات):

• 90L-2 ألمنيوم: 2.2 kW، 2895 دورة/دقيقة، IEC 90L، 230/400 V (Δ/Y)، التيار الاسمي 4.35 A.
• 112M-2 ألمنيوم: 4 kW، 2905 دورة/دقيقة، IEC 112M، 400/690 V (Δ/Y)، التيار الاسمي 7.45 A.
• 132S2-2 حديد الزهر: 7.5 kW، 2930 دورة/دقيقة، IEC 132S، 400/690 V (Δ/Y)، التيار الاسمي 13.7 A.
• 160M1-2 حديد الزهر: 11 kW، 2945 دورة/دقيقة، IEC 160M، 400/690 V (Δ/Y)، التيار الاسمي 19.6 A.

الخلاصة وما يلزم لعرض السعر

استبدال المحرك في المضخة متعددة المراحل يعني: عدد الأقطاب نفسه وسرعة لوحة بيانات قريبة، وتوافقًا تامًا للشفة والعمود، ومعرفة من يحمل الحمل المحوري. ويجب قياس الضغط والتيار حتمًا عند التشغيل الأول. وللحصول على عرض سعر أرسلوا ما يلي:

• صور لوحتي بيانات المحرك والمضخة (القدرة، السرعة، الشفة، طراز المضخة)
• شكل التركيب: عمودي أم أفقي؛ ونوع الشفة ومقاس الحامل
• معلومات محامل المحرك القديم وشرط الحمل المحوري في وثائق المضخة
• جهد الشبكة وطريقة الإقلاع (مباشر، عاكس تردد)

أرسلوا صورة لوحة بيانات محرككم الحالي وسرعته ومعلومات تركيبه من صفحة أرسلوا لوحة بيانات المحرك؛ واطلبوا عرض سعر للطراز المناسب. وجميع الطرازات موجودة في صفحة البيع عبر الإنترنت؛ ولأسئلتكم يمكنكم الوصول إلى صفحة الاتصال.

الأسئلة الشائعة

سرعة المحرك الجديد أعلى قليلًا من القديم؛ فهل يسبب ذلك مشكلة؟

يزداد الضغط مع مربع السرعة والقدرة مع مكعبها. وفرق بضعة في المئة مقبول في معظم الأنظمة، لكن يجب قياس الضغط والتيار عند التشغيل الأول والتحقق من ضبط صمام الأمان.

هل يمكن تركيب محرك رباعي الأقطاب على مضخة متعددة المراحل؟

إذا كانت المضخة مصممة لقطبين تنخفض السرعة إلى النصف وينخفض الضغط إلى نحو الربع. ويجب الحفاظ على عدد الأقطاب وفق تصميم المضخة.

لماذا يهم محمل المحرك في المضخة العمودية متعددة المراحل؟

في بعض التصاميم يحمل محمل المحرك قوة الدفع المحوري للدفّاعات. وإذا اشترط مصنّع المضخة محملًا مقوّى فقد لا يكفي المحرك القياسي.

إذا ضخت المضخة أقل بعد استبدال المحرك فما الذي يُفحص؟

يُفحص أولًا اتجاه الدوران، ثم سرعة لوحة البيانات وضبط القارنة. ولأن المضخة متعددة المراحل التي تدور بالعكس قد تولّد ضغطًا ولو منخفضًا، فقد يُغفل خطأ الاتجاه.