齒輪泵的工作原理

tags: 齒輪泵    時間:2014-03-13 02:01:20
齒輪泵的工作原理簡介
齒輪泵  英文名:Gear wheel pump  工作原理分析  依靠泵缸與嚙合齒輪間所形成的工作容積變化和移動來輸送液體或使之增壓的迴轉泵。  ……
齒輪泵的工作原理正文

    


齒輪泵


英文名:Gear wheel pump


工作原理分析


依靠泵缸與嚙合齒輪間所形成的工作容積變化和移動來輸送液體或使之增壓的迴轉泵。


外嚙合雙齒輪泵的結構。一對相互嚙合的齒輪和泵缸把吸入腔和排出腔隔開。齒輪轉動時,吸入腔側輪齒相互脫開處的齒間容積逐漸增大,壓力降低,液體在壓差作用下進入齒間。隨著齒輪的轉動,一個個齒間的液體被帶至排出腔。這時排出腔側輪齒嚙合處的齒間容積逐漸縮小,而將液體排出。齒輪泵適用於輸送不含固體顆粒、無腐蝕性、粘度範圍較大的潤滑性液體。泵的流量可至300米3/時,壓力可達3×107帕。它通常用作液壓泵和輸送各類油品。齒輪泵結構簡單緊湊,製造容易,維護方便,有自吸能力,但流量、壓力脈動較大且雜訊大。齒輪泵必須配帶安全閥,以防止由於某種原因如排出管堵塞使泵的出口壓力超過容許值而損壞泵或原動機


齒輪泵的工作原理簡介


齒輪泵的概念是很簡單的,即它的最基本形式就是兩個尺寸相同的齒輪在一個緊密配合的殼體內相互嚙合旋轉,這個殼體的內部類似“8”字形,兩個齒輪裝在裡面,齒輪的外徑及兩側與殼體緊密配合。來自於擠出機的物料在吸入口進入兩個齒輪中間,並充滿這一空間,隨著齒的旋轉沿殼體運動,最後在兩齒嚙合時排出。


在術語上講,齒輪泵也叫正排量裝置,即像一個缸筒內的活塞,當一個齒進入另一個齒的流體空間時,液體就被機械性地擠排出來。因為液體是不可壓縮的,所以液體和齒就不能在同一時間佔據同一空間,這樣,液體就被排除了。由於齒的不斷嚙合,這一現象就連續在發生,因而也就在泵的出口提供了一個連續排除量,泵每轉一轉,排出的量是一樣的。隨著驅動軸的不間斷地旋轉,泵也就不間斷地排出流體。泵的流量直接與泵的轉速有關。


實際上,在泵內有很少量的流體損失,這使泵的運行效率不能達到100%,因為這些流體被用來潤滑軸承及齒輪兩側,而泵體也絕不可能無間隙配合,故不能使流體100%地從出口排出,所以少量的流體損失是必然的。然而泵還是可以良好地運行,對大多數擠出物料來說,仍可以達到93%~98%的效率。


對於粘度或密度在工藝中有變化的流體,這種泵不會受到太多影響。如果有一個阻尼器,比如在排出口側放一個濾網或一個限制器,泵則會推動流體通過它們。如果這個阻尼器在工作中變化,亦即如果濾網變髒、堵塞了,或限制器的背壓升高了,則泵仍將保持恆定的流量,直至達到裝置中最弱的部件的機械極限(通常裝有一個扭矩限制器)。


對於一台泵的轉速,實際上是有限制的,這主要取決於工藝流體,如果傳送的是油類,泵則能以很高的速度轉動,但當流體是一種高粘度的聚合物熔體時,這種限制就會大幅度降低。


推動高粘流體進入吸入口一側的兩齒空間是非常重要的,如果這一空間沒有填充滿,則泵就不能排出準確的流量,所以PV值(壓力×流速)也是另外一個限制因素,而且是一個工藝變數。由於這些限制,齒輪泵製造商將提供一系列產品,即不同的規格及排量(每轉一周所排出的量)。這些泵將與具體的應用工藝相配合,以使系統能力及價格達到最優。


PEP-II泵的齒輪與軸共為一體,採用通體淬硬工藝,可獲得更長的工作壽命。“D”型軸承結合了強制潤滑機理,使聚合物經軸承表面,並返回到泵的進口側,以確保旋轉軸的有效潤滑。這一特性減少了聚合物滯留並降解的可能性。精密加工的泵體可使“D”型軸承與齒輪軸精確配合,確保齒輪軸不偏心,以防齒輪磨損。Parkool密封結構與聚四氟唇型密封共同構成水冷密封。這種密封實際上並不接觸軸的表面,它的密封原理是將聚合物冷卻到半熔融狀態而形成自密封。也可以採用Rheoseal密封,它在軸封內表上加工有反向螺旋槽,可使聚合物被反壓回到進口。為便於安裝,製造商設計了一個環形螺栓安裝面,以使與其它設備的法蘭安裝相配合,這使得筒形法蘭的製造更容易。


PEP-II齒輪泵帶有與泵的規格相匹配的加熱元件,可供用戶選配,這可保證快速加溫和熱量控制。與泵體內加熱方式不同,這些元件的損壞只限於一個板子上,與整個泵無關。


齒輪泵由一個獨立的電機驅動,可有效地阻斷上游的壓力脈動及流量波動。在齒輪泵出口處的壓力脈動可以控制在1%以內。在擠出生產線上採用一台齒輪泵,可以提高流量輸出速度,減少物料在擠出機內的剪切及駐留時間,降低擠塑溫度及壓力脈動以提高生產率及產品質量。

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