3 tajemství, která o zubových čerpadlech nevíte

The zubové čerpadlo je rotační čerpadlo, které se spoléhá na změnu a pohyb pracovního objemu vytvořeného mezi válcem čerpadla a záběrovým ozubeným kolem pro dopravu kapaliny nebo její tlakování.Dva uzavřené prostory se skládají ze dvou ozubených kol, tělesa čerpadla a předního a zadního krytu.Když se ozubená kola otáčí, objem prostoru na straně vypínání ozubeného kola se zvětší z malého na vytvoření vakua pro nasávání kapaliny a objem prostoru na straně záběru ozubeného kola se zvětší z velkého malého a vytlačí kapalinu do potrubí.Sací dutina a výtlačná dutina jsou odděleny linií záběru dvou ozubených kol.Tlak na výstupu zubového čerpadla závisí zcela na odporu na výstupu z čerpadla.

1. Princip práce

Základní pojmy:

Koncepce zubového čerpadla je velmi jednoduchá.Jeho nejzákladnější forma spočívá v tom, že dvě ozubená kola stejné velikosti zabírají a rotují spolu v těsně přiléhající skořepině.Vnitřek pláště je podobný tvaru '8' a jsou v něm instalována dvě ozubená kola.Vnější průměr a obě strany ozubeného kola jsou těsně spojeny se skříní.Materiál z extrudéru vstupuje do středu dvou ozubených kol u sacího otvoru a vyplňuje tento prostor, pohybuje se podél krytu s rotací zubů a nakonec je vypuštěn, když se dva zuby dostanou do záběru.

V terminologii se zubovému čerpadlu říká také objemové zařízení, které je jako píst ve válci.Když zub vstoupí do kapalinového prostoru jiného zubu, protože kapalina je nestlačitelná, kapalina a zub nemohou zabírat současně stejný prostor, takže kapalina je mechanicky vytlačena.V důsledku nepřetržitého záběru zubů k tomuto jevu dochází nepřetržitě, takže na výstupu z čerpadla je zajištěno kontinuální výtlačné množství a výtlačné množství je stejné pro každou otáčku čerpadla.Při nepřerušovaném otáčení hnacího hřídele čerpadlo nepřetržitě vypouští kapalinu.Průtok čerpadla přímo souvisí s rychlostí čerpadla.

Ve skutečnosti dochází k malým ztrátám kapaliny v čerpadle, protože tyto kapaliny se používají k mazání ložisek a obou stran ozubených kol a tělo čerpadla se nikdy nevejde bez vůle, takže 100% kapaliny nemůže být vypuštěno z výstupu, takže je nevyhnutelná malá ztráta kapaliny, která brání dosažení 100% provozní účinnosti čerpadla.Čerpadlo však může stále dobře běžet a u většiny extrudovaných materiálů může stále dosahovat účinnosti 93 % až 98 %.

U kapalin, jejichž viskozita nebo hustota se během procesu mění, nebude toto čerpadlo příliš ovlivněno.Pokud je na straně výtlačného otvoru tlumič, jako je sítko nebo omezovač, čerpadlo jimi protlačí kapalinu.Pokud se tato klapka během provozu změní, to znamená, že se filtrační síto zašpiní, ucpe nebo se zvýší protitlak omezovače, čerpadlo bude udržovat konstantní průtok až do dosažení mechanické hranice nejslabší části zařízení.

Ve skutečnosti existuje omezení rychlosti čerpadla, které závisí hlavně na procesní kapalině.Pokud je olej dopravován, může se čerpadlo otáčet velmi vysokou rychlostí, ale když je tekutinou tavenina polymeru s vysokou viskozitou Při fyzické aktivitě se toto omezení značně zvýší.

Je velmi důležité vytlačit kapalinu s vysokou viskozitou do dvouzubého prostoru na straně sacího otvoru.Pokud tento prostor není vyplněn, čerpadlo nebude schopno vypouštět přesný průtok, takže hodnota PV je také dalším omezujícím faktorem a procesní proměnnou.Kvůli těmto omezením budou výrobci zubových čerpadel poskytovat řadu produktů, jmenovitě různé specifikace a zdvihový objem.Tato čerpadla budou přizpůsobena konkrétnímu aplikačnímu procesu, aby se optimalizovala kapacita systému a cena.

Pohon zařízení:

Zubové čerpadlo je poháněno nezávislým motorem, který dokáže účinně blokovat pulsaci tlaku a kolísání průtoku.Pulzaci tlaku na výstupu zubového čerpadla lze regulovat v rozmezí 1 %.Použití zubového čerpadla na vytlačovací výrobní lince může zvýšit výstupní rychlost proudění a snížit smyk a dobu zdržení materiálu v extrudéru.

Nejpoužívanější je externí zubové čerpadlo.Obecně se zubové čerpadlo obvykle vztahuje na externí zubové čerpadlo.Jeho struktura je znázorněna na obrázku, skládá se hlavně z hnacího kola, hnaného kola, tělesa čerpadla, krytu čerpadla a pojistného ventilu.Utěsněný prostor tvořený tělesem čerpadla, krytem čerpadla a ozubeným kolem je pracovní prostor zubového čerpadla.Osy dvou ozubených kol jsou příslušně instalovány v ložiskových otvorech na dvou krytech čerpadla a hřídel hnacího ozubeného kola vyčnívá z těla čerpadla a je poháněna motorem, aby se otáčel.Externí zubové čerpadlo má jednoduchou konstrukci, nízkou hmotnost, nízké náklady, spolehlivé při práci a má širokou škálu aplikací.

Když zubové čerpadlo pracuje, hnací kolo se otáčí s motorem a pohání hnané kolo do otáčení.Při postupném oddělování zabírajících zubů na jedné straně sací komory se zvětšuje objem sací komory a klesá tlak a kapalina v sacím potrubí je nasávána do čerpadla;sací kapalina je do výtlačné komory tlačena ozubeným kolem v drážce zubu dvěma způsoby.Poté, co kapalina vstoupí do výtlačné komory, ozubení obou ozubených kol nepřetržitě zabírá, takže kapalina je stlačena a vstupuje do výtlačné trubky z výtlačné komory.Hnací a hnané kolo se nepřetržitě otáčí a čerpadlo může nepřetržitě nasávat a vypouštět kapalinu.

Tělo čerpadla je vybaveno pojistným ventilem.Když výstupní tlak překročí stanovený tlak, může dopravní kapalina automaticky otevřít pojistný ventil a vrátit vysokotlakou kapalinu zpět do sacího potrubí.

Vnitřní zubové čerpadlo se skládá z dvojice vnitřních ozubených kol, které spolu zabírají, srpkovitých kusů, těles čerpadla atd. mezi nimi.Úkolem srpkovitého kusu je oddělit sací komoru od výtlačné komory.Když se hnací kolo otáčí, vytváří se částečné vakuum, kde jsou ozubená kola vyřazena ze záběru, a kapalina je nasávána do čerpadla, aby naplnila zuby sací komory, a poté vstupuje do výtlačné komory dvěma způsoby podél vnitřní a vnější strany čerpadla. kus ve tvaru půlměsíce.Tam, kde zuby ozubeného kola vstupují do záběru, je kapalina existující mezi zuby stlačována a posílána do výtlačného potrubí.

Kromě charakteristiky samonasávací kapacity, průtoku a výtlačného tlaku nemá zubové čerpadlo na tělese čerpadla žádný sací ani výtlačný ventil.Má vlastnosti jednoduché struktury, rovnoměrného průtoku a spolehlivého provozu, ale má nízkou účinnost, vysokou hlučnost a vibrace a snadno se nosí., Používá se hlavně k přepravě různých olejů, které jsou nekorozivní, nepevné částice a mají mazací schopnost a teplota obecně nepřesahuje 70 ℃, jako je mazací olej, jedlý rostlinný olej atd. Obecný průtok rozsah je 0,045-30 ms/h, rozsah tlaku je 0,7-20 MPa a pracovní rychlost je 1200-4000 ot./min.

Konstrukční vlastnosti:

● Jednoduchá struktura a nízká cena;

● Nízké pracovní nároky a široké použití;

● Koncové kryty a mezizubové drážky ozubených kol tvoří mnoho pevných utěsněných pracovních komor, které lze použít pouze jako kvantitativní čerpadla.

Ozubené kolo využívá novou technologii mezinárodní pokročilé úrovně v 90. letech 20. století – oblouk s dvojitým obloukem s obloukem se zakřivením zubů.Ve srovnání s evolventními ozubenými koly je jeho nejvýznamnější výhodou to, že nedochází k relativnímu klouzání na povrchu profilu zubu během záběru ozubeného kola, takže povrch zubu nemá žádné opotřebení, rovnováhu chodu, žádné zachycování kapalin, nízký hluk, dlouhou životnost a vysokou účinnost.Čerpadlo se zbavuje okovů tradičního designu, čímž se zubové čerpadlo dostává do nové oblasti designu, výroby a použití.

Čerpadlo je vybaveno pojistným ventilem diferenčního tlaku jako ochranou proti přetížení a celkový zpětný tlak pojistného ventilu je 1,5násobek jmenovitého výtlačného tlaku čerpadla.Lze jej také upravit podle skutečných potřeb v rámci povoleného rozsahu výtlačného tlaku.Tento pojistný ventil však nelze dlouhodobě používat jako redukční ventil a v případě potřeby lze redukční ventil instalovat samostatně.

Koncová ucpávka hřídele čerpadla je navržena ve dvou formách, jedna je mechanická ucpávka a druhá je ucpávka ucpávky, kterou lze určit podle specifických podmínek použití a požadavků uživatele.

2. Charakteristika práce

výhody: Jednoduchá a kompaktní konstrukce, malé rozměry, nízká hmotnost, dobrá vyrobitelnost, nízká cena, silné samonasávání, necitlivé na znečištění olejem, velký rozsah otáček, odolnost proti rázovému zatížení, snadná údržba a spolehlivá práce.

Nevýhody: Nevyvážená radiální síla, velké průtokové tepny, vysoká hlučnost, nízká účinnost, špatná zaměnitelnost dílů, obtížně opravitelné po opotřebení a nelze je použít jako variabilní čerpadlo.

Zachycování oleje:

Důvod: Při provozu evolventního zubového čerpadla, protože se uzavřený objem v průsečíku ozubených kol s časem mění, dochází často k utěsnění části hydraulického oleje mezi zuby.Jak je znázorněno na obrázku, nazývá se to fenomén zachycování oleje.Nestlačitelný hydraulický olej způsobí velké vibrace a hluk vnějšího převodu, což ovlivní normální provoz systému.

Opatření: Otevřené vykládací drážky na přední a zadní krycí desce nebo plovoucích pouzdrech a princip otevírání vykládacích drážek: vzdálenost mezi dvěma drážkami je minimální uzavřený objem a uzavřený objem se mění z velkého na malý, aby komunikoval s tlakem olejová komora a uzavřený objem Komunikuje s dutinou sání oleje, když se mění z malé na velkou.

Únik:

Netěsnost zubového čerpadla je poměrně velká.Dráha úniku vnějšího zabírajícího ozubeného kola je následující: jedna je vůle hlavy ozubeného kola, druhá je zkouška vůle a třetí je vůle záběru.

Mezi nimi je únik vůlí na čelní straně relativně velký a představuje 80 % až 85 % celkového úniku.Když se tlak zvýší, první se nezmění, ale druhý výrazně zvýší výchylku.To je hlavní důvod netěsnosti externích zubových čerpadel, objemová účinnost je nízká, proto není vhodná pro vysokotlaká čerpadla.

Účinnost:

Zubová čerpadla jsou účinná při manipulaci s viskózními kapalinami a poskytují konzistentní průtok. Obecně jsou méně účinná u řídkých nebo nízkoviskózních kapalin kvůli zvýšené vnitřní netěsnosti.

Řešení: Kompenzace mezery na čelní straně využívá opatření pro vyrovnání statického tlaku a mezi ozubené kolo a kryt je přidána kompenzační část, jako je plovoucí pouzdro a plovoucí boční deska.

Nevyvážená síla:

Pravá strana je tlaková komora oleje a levá strana je komora sání oleje.Tlaky dvou komor jsou nevyvážené;navíc tlak v tlakové komoře oleje postupně klesá v důsledku netěsnosti v horní části zubu.Dva nevyvážené tlaky působí na radiální nevyvážený tlak ozubeného kola a stupnice hřídele.Čím vyšší je tlak oleje, tím větší síla urychlí opotřebení ložiska, sníží životnost ložiska, ohne hřídel a zvýší opotřebení vršků zubů a otvorů hřídele.

Preventivní opatření: Použijte drážky pro vyrovnání tlaku nebo zmenšete tlakové olejové komory.

3. Běžné poruchy

Nelze vybít

Problémový jev: Čerpadlo se nemůže vybít.

Příčina selhání: Směr otáčení je opačný;sací nebo výtlačný ventil je uzavřen;na vstupu není žádný materiál nebo je tlak příliš nízký;viskozita je příliš vysoká a čerpadlo nemůže kousat materiál.

Protiopatření: Potvrďte směr otáčení;potvrďte, zda je ventil uzavřen;zkontrolujte ventil a manometr;zkontrolujte viskozitu kapaliny, zda se objeví průtok úměrný rychlosti při chodu na nízkou rychlost, pokud je průtok, přítok je nedostatečný.

Nedostatečný průtok:

Problémový jev: Nedostatečný průtok čerpadla.

Příčina selhání: Sací nebo výtlačný ventil je uzavřen;vstupní tlak je nízký;výstupní potrubí je ucpané;ucpávka netěsní;rychlost je příliš nízká.

Protiopatření: Zkontrolujte, zda je ventil uzavřen;zkontrolujte, zda je ventil otevřený;potvrďte, zda je vypouštěný objem normální;utáhnout;když velké množství netěsností ovlivňuje výrobu, provoz by měl být zastaven a rozebrán pro kontrolu;zkontrolujte skutečné otáčky hřídele čerpadla.

Abnormální zvuk:

Problémový jev: Abnormální zvuk.

Důvody neúspěchu: Velká excentricita spojky nebo špatné mazání;porucha motoru;abnormální reduktor;špatná instalace hřídelového těsnění;deformace nebo opotřebení hřídele.

Protiopatření: Vyrovnejte nebo naplňte tukem;zkontrolujte motor;zkontrolujte ložiska a ozubená kola;zkontrolujte těsnění hřídele;zkontrolujte demontáž vozidla.

Nadproud:

Problémový jev: Nadměrný proud.

Příčina selhání: Výstupní tlak je příliš vysoký;viskozita taveniny je příliš vysoká;paket hřídele je špatně sladěný;hřídel nebo ložisko je opotřebené;motor je vadný.

Protiopatření: Zkontrolujte navazující zařízení a potrubí;zkontrolujte viskozitu;zkontrolujte hřídelovou ucpávku a vhodně seřiďte;po zastavení zkontrolujte, zda není ruční klika příliš těžká;zkontrolujte motor.