3 Geheimnisse, die Sie über Zahnradpumpen nicht kennen

Der Zahnradpumpe ist eine Rotationspumpe, die auf der Veränderung und Bewegung des zwischen dem Pumpenzylinder und dem kämmenden Zahnrad gebildeten Arbeitsvolumens beruht, um Flüssigkeit zu transportieren oder unter Druck zu setzen.Zwei geschlossene Räume bestehen aus zwei Zahnrädern, einem Pumpenkörper sowie vorderen und hinteren Abdeckungen.Wenn sich die Zahnräder drehen, vergrößert sich das Volumen des Raums auf der Seite der Zahnradausrückung von klein, um ein Vakuum zum Ansaugen von Flüssigkeit zu bilden, und das Volumen des Raums auf der Seite des Zahneingriffs vergrößert sich von groß auf klein und drückt die Flüssigkeit hinein die Pipeline.Der Ansaughohlraum und der Ausstoßhohlraum sind durch die Eingriffslinie der beiden Zahnräder getrennt.Der Druck am Auslass der Zahnradpumpe hängt vollständig vom Widerstand am Auslass der Pumpe ab.

1. Funktionsprinzip

Grundlegendes Konzept:

Das Konzept einer Zahnradpumpe ist sehr einfach.Seine grundlegendste Form besteht darin, dass zwei Zahnräder gleicher Größe in einer eng anliegenden Schale ineinandergreifen und miteinander rotieren.Die Innenseite der Schale ähnelt der „8“-Form, in der zwei Zahnräder verbaut sind.Der Außendurchmesser und beide Seiten des Zahnrads sind eng an das Gehäuse angepasst.Das Material aus dem Extruder gelangt am Sauganschluss in die Mitte der beiden Zahnräder, füllt diesen Raum, bewegt sich durch die Drehung der Zähne am Gehäuse entlang und wird schließlich ausgestoßen, wenn die beiden Zähne ineinandergreifen.

In der Fachsprache wird eine Zahnradpumpe auch als Verdrängerpumpe bezeichnet, die einem Kolben in einem Zylinder ähnelt.Wenn ein Zahn in den Flüssigkeitsraum eines anderen Zahns eintritt, kann die Flüssigkeit und der Zahn nicht gleichzeitig denselben Raum einnehmen, da die Flüssigkeit inkompressibel ist, sodass die Flüssigkeit mechanisch herausgedrückt wird.Aufgrund des kontinuierlichen Eingriffs der Zähne tritt dieses Phänomen kontinuierlich auf, sodass am Auslass der Pumpe eine kontinuierliche Fördermenge bereitgestellt wird und die Fördermenge bei jeder Umdrehung der Pumpe gleich ist.Durch die ununterbrochene Drehung der Antriebswelle fördert die Pumpe kontinuierlich Flüssigkeit.Die Fördermenge der Pumpe steht in direktem Zusammenhang mit der Drehzahl der Pumpe.

Tatsächlich kommt es zu einem geringen Flüssigkeitsverlust in der Pumpe, da diese Flüssigkeiten zur Schmierung der Lager und beider Seiten der Zahnräder verwendet werden und der Pumpenkörper niemals ohne Spiel passen kann, sodass 100 % der Flüssigkeit nicht abgeführt werden können aus dem Auslass, daher ist ein geringer Flüssigkeitsverlust unvermeidlich, der verhindert, dass die Betriebseffizienz der Pumpe 100 % erreicht.Die Pumpe läuft jedoch immer noch gut und kann bei den meisten extrudierten Materialien immer noch einen Wirkungsgrad von 93 % bis 98 % erreichen.

Bei Flüssigkeiten, deren Viskosität oder Dichte sich während des Prozesses ändert, wird diese Pumpe nicht allzu stark beeinträchtigt.Wenn sich an der Seite der Auslassöffnung ein Dämpfer befindet, beispielsweise ein Sieb oder eine Drossel, drückt die Pumpe die Flüssigkeit durch diese.Verändert sich dieser Dämpfer während des Betriebs, also wenn das Filtersieb verschmutzt, verstopft oder der Gegendruck des Begrenzers zunimmt, hält die Pumpe eine konstante Fördermenge aufrecht, bis die mechanische Grenze der schwächsten Stelle des Gerätes erreicht ist.

Tatsächlich gibt es eine Grenze für die Drehzahl einer Pumpe, die hauptsächlich von der Prozessflüssigkeit abhängt.Wenn das Öl gefördert wird, kann die Pumpe mit sehr hoher Geschwindigkeit rotieren, wenn es sich bei der Flüssigkeit jedoch um eine hochviskose Polymerschmelze handelt. Bei körperlicher Aktivität wird diese Einschränkung erheblich verstärkt.

Es ist sehr wichtig, die hochviskose Flüssigkeit in den Zweizahnraum an der Seite der Saugöffnung zu drücken.Wenn dieser Raum nicht gefüllt ist, kann die Pumpe keinen genauen Durchfluss fördern, sodass der PV-Wert auch ein weiterer begrenzender Faktor und eine Prozessvariable ist.Aufgrund dieser Einschränkungen werden Zahnradpumpenhersteller eine Reihe von Produkten anbieten, nämlich unterschiedliche Spezifikationen und Verdrängungen.Diese Pumpen werden auf den spezifischen Anwendungsprozess abgestimmt, um die Systemkapazität und den Preis zu optimieren.

Antriebsgerät:

Die Zahnradpumpe wird von einem unabhängigen Motor angetrieben, der vorgeschaltete Druckpulsationen und Durchflussschwankungen effektiv blockieren kann.Die Druckpulsation am Auslass der Zahnradpumpe kann innerhalb von 1 % geregelt werden.Der Einsatz einer Zahnradpumpe in der Extrusionsproduktionslinie kann die Fließgeschwindigkeit erhöhen und die Scher- und Verweilzeit des Materials im Extruder verkürzen.

Am weitesten verbreitet ist die Außenzahnradpumpe.Im Allgemeinen bezieht sich die Zahnradpumpe normalerweise auf die Außenzahnradpumpe.Sein Aufbau ist in der Abbildung dargestellt und besteht hauptsächlich aus Antriebsrad, Abtriebsrad, Pumpenkörper, Pumpendeckel und Sicherheitsventil.Der durch Pumpenkörper, Pumpendeckel und Zahnrad gebildete abgedichtete Raum ist der Arbeitsraum der Zahnradpumpe.Die Achsen der beiden Zahnräder sind jeweils in den Lagerlöchern der beiden Pumpendeckel eingebaut, und die Antriebswelle ragt aus dem Pumpenkörper heraus und wird vom Motor zum Drehen angetrieben.Die Außenzahnradpumpe ist einfach aufgebaut, leicht, kostengünstig, zuverlässig im Betrieb und hat ein breites Anwendungsspektrum.

Wenn die Zahnradpumpe arbeitet, dreht sich das Antriebsrad mit dem Motor und treibt das angetriebene Rad in Drehung.Wenn sich die ineinandergreifenden Zähne auf einer Seite der Saugkammer allmählich trennen, vergrößert sich das Volumen der Saugkammer und der Druck nimmt ab, und die Flüssigkeit im Saugrohr wird in die Pumpe gesaugt;Die Saugflüssigkeit wird durch das Zahnrad in der Zahnnut auf zwei Arten in die Auslasskammer gedrückt.Nachdem die Flüssigkeit in die Auslasskammer gelangt ist, greifen die Zähne der beiden Zahnräder kontinuierlich ineinander, so dass die Flüssigkeit zusammengedrückt wird und aus der Auslasskammer in das Auslassrohr gelangt.Das Antriebsrad und das Abtriebsrad drehen sich kontinuierlich und die Pumpe kann kontinuierlich Flüssigkeit ansaugen und abgeben.

Der Pumpenkörper ist mit einem Sicherheitsventil ausgestattet.Wenn der Förderdruck den angegebenen Druck überschreitet, kann die Förderflüssigkeit automatisch das Sicherheitsventil öffnen, um die Hochdruckflüssigkeit in die Saugleitung zurückzuführen.

Die Innenzahnradpumpe besteht aus einem Paar miteinander kämmender Innenzahnräder, halbmondförmigen Teilen, Pumpengehäusen usw. dazwischen.Die Aufgabe des halbmondförmigen Teils besteht darin, die Saugkammer von der Auslasskammer zu trennen.Wenn sich das Antriebszahnrad dreht, entsteht dort, wo die Zahnräder außer Eingriff sind, ein Teilvakuum, und die Flüssigkeit wird in die Pumpe gesaugt, um die Zähne der Saugkammer zu füllen, und gelangt dann auf zwei Wegen entlang der Innen- und Außenseite in die Auslasskammer das halbmondförmige Stück.Dort, wo die Zähne des Zahnrads ineinandergreifen, wird die zwischen den Zähnen vorhandene Flüssigkeit zusammengedrückt und in das Auslassrohr geleitet.

Zusätzlich zu den Eigenschaften der Selbstansaugleistung, des Durchflusses und des Auslassdrucks verfügt die Zahnradpumpe über kein Saugventil und Auslassventil am Pumpengehäuse.Es zeichnet sich durch einfache Struktur, gleichmäßigen Durchfluss und zuverlässigen Betrieb aus, weist jedoch einen geringen Wirkungsgrad, hohe Geräuschentwicklung und Vibrationen auf und ist leicht zu tragen., Es wird hauptsächlich zum Transport verschiedener Öle verwendet, die nicht korrosiv sind, keine festen Partikel enthalten und über Schmierfähigkeit verfügen. Die Temperatur überschreitet im Allgemeinen 70 °C nicht, z. B. Schmieröl, essbares Pflanzenöl usw. Der allgemeine Durchfluss Der Bereich beträgt 0,045–30 ms/h, der Druckbereich beträgt 0,7–20 MPa und die Arbeitsgeschwindigkeit beträgt 1200–4000 U/min.

Strukturelle Eigenschaften:

● Einfache Struktur und niedriger Preis;

● Geringe Arbeitsanforderungen und breite Anwendung;

● Die Endkappen und die Zwischenzahnnuten der Zahnräder bilden viele fest abgedichtete Arbeitskammern, die nur als Mengenpumpen verwendet werden können.

Das Getriebe übernimmt die neue Technologie des internationalen Spitzenniveaus im Zahnprofilbogen mit doppelter Arkussinuskurve der 1990er Jahre.Im Vergleich zu Evolventengetrieben besteht der größte Vorteil darin, dass es während des Zahneingriffs zu keinem relativen Gleiten auf der Zahnprofiloberfläche kommt, so dass die Zahnoberfläche keinen Verschleiß, keine Laufbalance, keine Flüssigkeitseinschlüsse, geringe Geräuschentwicklung, lange Lebensdauer und hohe Effizienz aufweist.Die Pumpe befreit sich von den Fesseln des traditionellen Designs, wodurch die Zahnradpumpe ein neues Feld in Design, Produktion und Verwendung erschließt.

Als Überlastschutz ist die Pumpe mit einem Differenzdruck-Sicherheitsventil ausgestattet und der Gesamtrücklaufdruck des Sicherheitsventils beträgt das 1,5-fache des Nennförderdrucks der Pumpe.Es kann auch innerhalb des zulässigen Förderdruckbereichs an den tatsächlichen Bedarf angepasst werden.Dieses Sicherheitsventil kann jedoch nicht über einen längeren Zeitraum als Druckminderventil verwendet werden und das Druckminderventil kann bei Bedarf separat installiert werden.

Die Enddichtung der Pumpenwelle ist in zwei Formen ausgeführt: eine als Gleitringdichtung und die andere als Packungsdichtung, die je nach spezifischen Einsatzbedingungen und Benutzeranforderungen bestimmt werden kann.

2. Arbeitsmerkmale

Vorteile: Einfache und kompakte Struktur, geringe Größe, geringes Gewicht, gute Herstellbarkeit, niedriger Preis, starke Selbstansaugung, unempfindlich gegenüber Ölverschmutzung, großer Geschwindigkeitsbereich, Widerstandsfähigkeit gegen Stoßbelastungen, einfache Wartung und zuverlässige Arbeit.

Nachteile: Unausgeglichene Radialkraft, große Durchflussarterien, hohe Geräuschentwicklung, geringer Wirkungsgrad, schlechte Austauschbarkeit der Teile, nach Verschleiß schwer zu reparieren und nicht als variable Pumpe einsetzbar.

Ölabscheidung:

Grund: Während des Betriebs der Evolventenzahnradpumpe wird häufig ein Teil des Hydrauliköls zwischen den Zähnen eingeschlossen, da sich das eingeschlossene Volumen am Schnittpunkt der Zahnräder mit der Zeit ändert.Wie in der Abbildung dargestellt, spricht man vom Phänomen des Öleinschlusses.Das inkompressible Hydrauliköl verursacht starke Vibrationen und Geräusche am Außenzahnrad, was den normalen Betrieb des Systems beeinträchtigt.

Maßnahmen: Offene Entladenuten an den vorderen und hinteren Abdeckplatten oder Schwimmhülsen und das Prinzip des Öffnens der Entladenuten: Der Abstand zwischen den beiden Nuten ist das minimale geschlossene Volumen, und das geschlossene Volumen wird von groß nach klein geändert, um mit dem Druck zu kommunizieren Ölkammer und das geschlossene Volumen Es kommuniziert mit dem Ölsaughohlraum, wenn es von klein nach groß wechselt.

Leckage:

Die Leckage der Zahnradpumpe ist relativ groß.Der Leckpfad des Außeneingriffszahnrads ist wie folgt: Einer ist das Getriebekopfspiel, der zweite ist der Spieltest und der dritte ist das Eingriffsspiel.

Unter diesen ist die Spielleckage an der Endfläche relativ groß und macht 80–85 % der Gesamtleckage aus.Wenn der Druck zunimmt, ändert sich Ersteres nicht, Letzteres erhöht jedoch die Durchbiegung erheblich.Dies ist der Hauptgrund für die Leckage von Außenzahnradpumpen. Der volumetrische Wirkungsgrad ist gering und daher nicht für Hochdruckpumpen geeignet.

Effizienz:

Zahnradpumpen sind bei der Förderung viskoser Flüssigkeiten effizient und sorgen für eine konstante Durchflussrate. Bei dünnen oder niedrigviskosen Flüssigkeiten sind sie aufgrund erhöhter interner Leckage im Allgemeinen weniger effizient.

Lösung: Der Endflächenspaltausgleich übernimmt statische Druckausgleichsmaßnahmen, und zwischen dem Zahnrad und der Abdeckung wird ein Ausgleichsteil hinzugefügt, beispielsweise eine schwimmende Buchse und eine schwimmende Seitenplatte.

Unausgeglichene Kraft:

Die rechte Seite ist die Öldruckkammer und die linke Seite ist die Ölsaugkammer.Die Drücke der beiden Kammern sind unausgeglichen;Darüber hinaus nimmt der Druck in der Öldruckkammer aufgrund von Undichtigkeiten an der Zahnoberseite allmählich ab.Die beiden unausgeglichenen Drücke wirken auf den radialen unausgeglichenen Druck des Zahnrads und der Wellenskala.Je höher der Öldruck, desto größer ist die Kraft, die den Lagerverschleiß beschleunigt, die Lagerlebensdauer verkürzt, die Welle verbiegt und den Verschleiß der Zahnspitzen und Wellenlöcher erhöht.

Vorsichtsmaßnahmen: Verwenden Sie Druckausgleichsnuten oder Ölkammern mit reduziertem Druck.

3. Häufige Fehler

Kann nicht entladen werden

Problemphänomen: Pumpe kann nicht entladen.

Die Ursache des Fehlers: Die Drehrichtung ist entgegengesetzt;das Saug- oder Druckventil ist geschlossen;der Einlass enthält kein Material oder der Druck ist zu niedrig;Die Viskosität ist zu hoch und die Pumpe kann das Material nicht ansaugen.

Gegenmaßnahmen: Bestätigen Sie die Drehrichtung;bestätigen Sie, ob das Ventil geschlossen ist;Überprüfen Sie das Ventil und das Manometer.Prüfen Sie die Viskosität der Flüssigkeit, ob beim Betrieb mit niedriger Geschwindigkeit ein geschwindigkeitsproportionaler Durchfluss auftritt. Wenn ein Durchfluss vorhanden ist, reicht der Zufluss nicht aus.

Unzureichender Durchfluss:

Problemphänomen: Unzureichender Pumpenfluss.

Die Ursache des Fehlers: Das Saug- oder Druckventil ist geschlossen;der Eingangsdruck ist niedrig;die Auslassleitung ist verstopft;die Stopfbuchse ist undicht;Die Geschwindigkeit ist zu niedrig.

Gegenmaßnahmen: Bestätigen Sie, ob das Ventil geschlossen ist.prüfen Sie, ob das Ventil geöffnet ist;Bestätigen Sie, ob das Entladungsvolumen normal ist.spannen;Wenn eine große Leckagemenge die Produktion beeinträchtigt, sollte der Betrieb gestoppt und zur Inspektion zerlegt werden.Überprüfen Sie die tatsächliche Drehzahl der Pumpenwelle.

Ungewöhnlicher Ton:

Problemphänomen: Ungewöhnlicher Ton.

Gründe für das Scheitern: Große Exzentrizität der Kupplung oder schlechte Schmierung;Motorausfall;abnormaler Reduzierer;schlechter Einbau der Wellendichtung;Verformung oder Verschleiß der Welle.

Gegenmaßnahmen: Ausrichten oder mit Fett füllen;Überprüfen Sie den Motor.Überprüfen Sie die Lager und Zahnräder.Überprüfen Sie die Wellendichtung.Überprüfen Sie die Demontage des Fahrzeugs.

Überstrom:

Problemphänomen: Zu hoher Strom.

Die Ursache des Fehlers: Der Ausgangsdruck ist zu hoch;die Schmelzviskosität ist zu hoch;das Wellenpaket ist schlecht aufeinander abgestimmt;die Welle oder das Lager sind verschlissen;Der Motor ist defekt.

Gegenmaßnahmen: Überprüfen Sie die nachgeschalteten Geräte und Rohrleitungen.Überprüfen Sie die Viskosität;Überprüfen Sie die Wellendichtung und stellen Sie sie entsprechend ein.Nach dem Anhalten prüfen, ob die Handkurbel zu schwer ist;Überprüfen Sie den Motor.