산업용 펌프 이해: 종류, 작동 원리 및 주요 특징

펌프란 무엇인가?

펌프는 기계적 작동을 통해 액체를 이동시키는 장치입니다. 전통적으로 펌프는 유체를 이동시키는 방식에 따라 직접 양정, 변위, 중력 방식의 세 가지 주요 유형으로 나뉩니다.

분류

이 세 가지 유형은 유체 이동 방식에 따라 직접 양정 펌프, 변위 펌프, 중력 펌프로 구분되며 각각 부품 설계가 다릅니다. 펌프는 일반적으로 왕복 또는 회전 메커니즘으로 작동하며, 에너지를 소비하여 유체를 이동시키는 기계적 작업을 수행합니다. 산업용 펌프는 이 세 가지 메커니즘으로 작동하며 각각의 장점이 있어 널리 사용됩니다.

기계식 산업 펌프는 펌핑되는 유체에 잠기거나 유체 외부에 설치될 수 있습니다. 펌프는 변위 방식에 따라 정변위 펌프, 임펄스 펌프, 속도 펌프, 중력 펌프, 증기 펌프, 무밸브 펌프로 나눌 수 있습니다. 또한 펌프의 두 가지 기본 유형은 정변위 펌프와 원심 펌프입니다.

펌프의 동력원

펌프는 인력, 전기, 풍력 등 다양한 동력원을 사용할 수 있습니다. 이러한 에너지원은 의료용 현미경 펌프부터 상수도 시스템의 대형 산업용 펌프, 기계류의 냉각수 이송용 산업용 펌프까지 크기가 다양합니다. 이러한 산업용 펌프는 펌핑 과정에서 부식에 강해야 합니다.

산업용 펌프는 지하수 퍼올리기, 수족관 여과, 연못 여과, 자동차 산업의 수냉 및 연료 분사, 에너지 산업의 석유 및 가스 작업 등 광범위한 용도로 사용됩니다. 공작기계 분야에서는 절삭유와 냉각수를 이동시키는 데 사용되며, 생화학적 의약품 개발 및 제조 공정에도 활용됩니다. 인공 심장과 음경 보형물 등 인체 부위의 인공 대체품으로도 사용됩니다.

임펠러 수와 작동 모드

임펠러의 수는 펌프의 작동 모드와 액체 이송 강도를 결정합니다. 회전 임펠러가 하나만 있는 펌프를 단단 펌프라고 하며, 두 개 이상의 회전 임펠러가 있는 펌프를 복단 펌프 또는 다단 펌프라고 합니다.

생물학 분야에서는 다양한 화학 펌프와 생체역학 펌프가 개발되었습니다. 생체모방 기술은 때때로 새로운 기계식 펌프 개발에 활용됩니다. 초기에는 새를 연구하여 인간이 날 수 있게 하려 했듯, 생체 모방 사례들은 과학 연구 수준을 높이는 데 기여했습니다.

정변위 펌프

정변위 펌프는 고정된 양의 액체를 흡입하여 배출 파이프로 강제로 보내 액체를 흐르게 합니다. 일반적으로 정변위 펌프는 흡입 측에서 공동이 팽창하고 배출 측에서 공동이 수축하는 방식을 사용합니다. 흡입 측 공동이 팽창하면 액체가 펌프로 유입되고, 공동이 붕괴되면 배출구를 통해 액체가 흘러나옵니다. 각 사이클마다 액체 양은 일정합니다.

정변위 방식의 안전 문제

원심 펌프와 달리 정변위 펌프는 주어진 속도에서 배출 압력에 관계없이 동일한 유량을 생성합니다. 따라서 정변위 펌프는 일종 정유량 펌프 장비입니다.

그러나 압력이 증가함에 따라 내부 누설이 약간 증가하여 진정한 정유량을 방해합니다. 정변위 펌프에는 원심 펌프 같은 차단 밸브가 없어 펌프 배출 측의 차단 밸브에 대해 작동할 수 없습니다. 따라서 배출 밸브가 닫힌 상태에서 정변위 펌프가 계속 유량을 생성하면 배출 라인 압력이 계속 상승하여 라인이 파열되고 펌프가 심각하게 손상됩니다.

필수 안전장치

안전상 정변위 펌프의 배출 측에 릴리프 밸브 또는 안전 밸브를 설치해야 합니다. 펌프 제조사와 산업 사용자는 이 문제에 주의해야 합니다. 릴리프 밸브는 내부 또는 외부 타입이 가능하며, 제조사는 보통 내부 릴리프 또는 안전 밸브를 제공할 수 있습니다.