齒輪泵工作原理

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(nèi)相互 嚙合旋轉(zhuǎn)，這個殼體的內(nèi)部類似“8”字形，兩個齒輪裝在里面，齒輪的外徑及兩側(cè)與殼體緊密配合。來自于擠出機(jī)的物料在吸入口進(jìn)入兩個齒輪中間，并充滿這一空間，隨著齒的旋轉(zhuǎn)沿殼體運(yùn)動，最后在兩齒嚙合時排出。 　　在術(shù)語上講，齒輪泵也叫正排量裝置，即像一個缸筒內(nèi)的活塞，當(dāng)一個齒進(jìn)入另一個齒的流體空間時，液體就被機(jī)械性地擠排出來。因?yàn)橐后w是不可壓縮的，所以液體和齒就不能在同一時間占據(jù)同一空間，這樣，液體就被排除了。由于齒的不斷嚙合，這一現(xiàn)象就連續(xù)在發(fā)生，因而也就在泵的出口提供了一個連續(xù)排除量，泵每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，排出的量是一樣的。隨著驅(qū)動軸的不間斷地旋轉(zhuǎn)，泵也就不間斷地排出流體。泵的流量直接與泵的轉(zhuǎn)速有關(guān)。 　　實(shí)際上，在泵內(nèi)有很少量的流體損失，這使泵的運(yùn)行效率不能達(dá)到100%，因?yàn)檫@些流體被用來潤滑軸承及齒輪兩側(cè)，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(yùn)行，對大多數(shù)擠出物料來說，仍可以達(dá)到93%～98%的效率。 　　對于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(cè)放一個濾網(wǎng)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(wǎng)變臟、堵塞了，或限制器的背壓升高了，則泵仍將保持恒定的流量，直至達(dá)到裝置中最弱的部件的機(jī)械極限(通常裝有一個扭矩限制器)。 　　對于一臺泵的轉(zhuǎn)速，實(shí)際上是有限制的，這主要取決于工藝流體，如果傳送的是油類，泵則能以很高的速度轉(zhuǎn)動，但當(dāng)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(jìn)入吸入口一側(cè)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(zhǔn)確的流量，所以PV值(壓力×流速)也是另外一個限制因素，而且是一個工藝變量。由于這些限制，齒輪泵制造商將提供一系列產(chǎn)品，即不同的規(guī)格及排量(每轉(zhuǎn)一周所排出的量)。這些泵將與具體的應(yīng)用工藝相配合，以使系統(tǒng)能力及價格達(dá)到最優(yōu)。 　　PEP－II泵的齒輪與軸共為一體，采用通體淬硬工藝，可獲得更長的工作壽命。“D”型軸承結(jié)合了強(qiáng)制潤滑機(jī)理，使聚合物經(jīng)軸承表面，并返回到泵的進(jìn)口側(cè)，以確保旋轉(zhuǎn)軸的有效潤滑。這一特性減少了聚合物滯留并降解的可能性。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(jié)構(gòu)與聚四氟唇型密封共同構(gòu)成水冷密封。這種密封實(shí)際上并不接觸軸的表面，它的密封原理是將聚合物冷卻到半熔融狀態(tài)而形成自密封。也可以采用Rheoseal密封，它在軸封內(nèi)表上加工有反向螺旋槽，可使聚合物被反壓回到進(jìn)口。為便于安裝，制造商設(shè)計了一個環(huán)形螺栓安裝面，以使與其它設(shè)備的法蘭安裝相配合，這使得筒形法蘭的制造更容易。 PEP－II齒輪泵帶有與泵的規(guī)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(nèi)加熱方式不同，這些元件的損壞只限于一個板子上，與整個泵無關(guān)。 　　齒輪泵由一個獨(dú)立的電機(jī)驅(qū)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(nèi)。在擠出生產(chǎn)線上采用一臺齒輪泵，可以提高流量輸出速度，減少物料在擠出機(jī)內(nèi)的剪切及駐留時 　　外嚙合齒輪泵是應(yīng)用最廣泛的一種齒輪泵，一般齒輪泵通常指的就是外嚙合齒輪泵。它的結(jié)構(gòu)如圖5-14所示，主要有主動齒輪、從動齒輪、泵體、泵蓋和安全閥等組成。泵體、泵蓋和齒輪構(gòu)成的密封空間就是齒輪泵的工作室。兩個齒輪的輪軸分別裝在兩泵蓋上的軸承孔內(nèi)，主動齒輪軸伸出泵體，由電動機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)。外嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、造價低、工作可靠、應(yīng)用范圍廣。 　　齒輪泵工作時，主動輪隨電動機(jī)一起旋轉(zhuǎn)并帶動從動輪跟著旋轉(zhuǎn)。當(dāng)吸入室一側(cè)的嚙合齒逐漸分開時，吸入室容積增大，壓力降低，便將吸人管中的液體吸入泵內(nèi)；吸入液體分兩路在齒槽內(nèi)被齒輪推送到排出室。液體進(jìn)入排出室后，由于兩個齒輪的輪齒不斷嚙合，便液體受擠壓而從排出室進(jìn)入排出管中。主動齒輪和從動齒輪不停地旋轉(zhuǎn)，泵就能連續(xù)不斷地吸入和排出液體。 　　泵體上裝有安全閥，當(dāng)排出壓力超過規(guī)定壓力時，輸送液體可以自動頂開安全閥，使高壓液體返回吸入管。 　　內(nèi)嚙合齒輪泵，它由一對相互嚙合的內(nèi)齒輪、及它們中間的月牙形件、泵殼等構(gòu)成。月牙形件的作用是將吸入室和排出室隔開。當(dāng)主動齒輪旋轉(zhuǎn)時，在齒輪脫開嚙合的地方形成局部真空，液體被吸A泵內(nèi)充滿吸入室各齒間，然后沿月牙形件的內(nèi)外兩側(cè)分兩路進(jìn)入排出室。在輪齒進(jìn)入嚙合的地方，存在于齒間的液體被擠壓而送進(jìn)排出管。 　　齒輪泵除具有自吸能力、流量與排出壓力無關(guān)等特點(diǎn)外，泵殼上無吸A閥和排出閥，具有結(jié)構(gòu)簡單，流量均勻、工作可靠等特性，但效率低、噪音和振動大、易磨損，用來輸送無腐蝕性、無固體顆粒并且具有潤滑能力的各種油類，溫度一般不超過70’℃，例如潤滑油、食用植物油等。一般流量范圍為0.045～30ms/h，壓力范圍為0.7—20MPa，工作轉(zhuǎn)速為1200—4000r/min。[1] 　　結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 　　齒輪采用具有國際九十年人先進(jìn)水平的新技術(shù)--雙圓弧正弦曲線齒型圓弧。它與漸開線齒輪相比，最突出的優(yōu)點(diǎn)是齒輪嚙合過程中齒廓面沒有相對滑動，所以齒面無磨損、運(yùn)轉(zhuǎn)平衡、無困液現(xiàn)象，噪聲低、壽命長、效率高。該泵擺脫傳統(tǒng)設(shè)計的束縛，使得齒輪泵在設(shè)計、生產(chǎn)和使用上進(jìn)入了一個新的領(lǐng)域。 泵設(shè)有差壓式安全閥作為超載保護(hù)，安全閥全回流壓力為泵額定排出壓力1.5倍。也可在允許排出壓力范圍內(nèi)根據(jù)實(shí)際需要另行調(diào)整。但是此安全閥不能作減壓閥長期工作，需要時可在管路上另行安裝。 　　該泵軸端密封設(shè)計為兩種形式，一種是機(jī)械密封，另一種是填料密封，可根據(jù)具體使用情況和用戶要求確定。