齒輪泵的原理介紹
更新時(shí)間:2009-07-27齒輪泵的概念是很簡單的,即它的zui基本形式就是兩個(gè)尺寸相同的齒輪在一個(gè)緊密配合的殼體內(nèi)相互嚙合旋轉(zhuǎn),這個(gè)殼體的內(nèi)部類似 “8” 字形,兩個(gè)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(gè)齒輪中間,并充滿這一空間,隨著齒的旋轉(zhuǎn)沿殼體運(yùn)動,zui后在兩齒嚙合時(shí)排出。齒輪泵也叫正排量裝置,即像一個(gè)缸筒內(nèi)的活塞,當(dāng)一個(gè)齒進(jìn)入另一個(gè)齒的流體空間時(shí),液體就被機(jī)械性地?cái)D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(shí)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(gè)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(gè)阻尼器,比如在排出口側(cè)放一個(gè)濾網(wǎng)或一個(gè)限制器,泵則會推動流體通過它們。如果這個(gè)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zui弱的部件的機(jī)械極限 ( 通常裝有一個(gè)扭矩限制器 ) 。
對于一臺齒輪泵的轉(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(shí),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(gè)限制因素,而且是一個(gè)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(jià)格達(dá)到*。
齒輪泵由一個(gè)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(shí)間,降低擠塑溫度及壓力脈動以提高生產(chǎn)率及產(chǎn)品質(zhì)量。
以 PEP - II 泵為例:
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。為便于安裝,制造商設(shè)計(jì)了一個(gè)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(gè)板子上,與整個(gè)泵無關(guān)。
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