انواع پمپ دنده ای

پمپ دنده ای از مش بندی چرخ دنده ها برای پمپاژ سیال با جابجایی استفاده می کند. آنها یکی از رایج ترین انواع پمپ ها برای کاربردهای برق سیال هیدرولیک هستند. پمپ دنده ای در حدود سال 1600 توسط یوهانس کپلر اختراع شد
پمپ های دنده ای همچنین به طور گسترده در تاسیسات شیمیایی برای پمپاژ سیالات با ویسکوزیته بالا استفاده می شود.

دو نوع اصلی پمپ هیدرولیک دارد: پمپ‌های دنده خارجی که از دو چرخ دنده خارجی استفاده می‌کنند و پمپ‌های دنده داخلی که از چرخدنده‌های خار خارجی و داخلی استفاده می‌کنند (دندان‌های چرخ دنده داخلی به سمت داخل هستند، در زیر ببینید).

پمپ های دنده ای جابجایی مثبت (یا جابجایی ثابت) هستند، به این معنی که مقدار ثابتی از سیال را برای هر دور پمپ می کنند. برخی از پمپ های دنده ای برای عملکرد موتور یا پمپ طراحی شده اند.

پمپ های دنده ای

پمپ دنده ای یک پمپ جابجایی مثبت قوی و ساده است. دارای دو چرخ دنده مشبک است که حول محورهای مربوطه خود می چرخند.

این چرخ دنده ها تنها قطعات متحرک پمپ هستند. آنها جمع و جور، نسبتا ارزان هستند و قطعات متحرک کمی دارند.

طراحی سفت و سخت چرخ دنده ها و خانه ها فشار بسیار بالا و توانایی پمپاژ سیالات بسیار چسبناک را فراهم می کند.

آنها برای طیف وسیعی از سیالات مناسب هستند و عملکرد خود پرایمینگ را ارائه می دهند. گاهی اوقات پمپ های دنده ای برای عملکرد موتور یا پمپ طراحی می شوند.

این پمپ ها شامل مجموعه چرخ دنده های مارپیچ و شاه ماهی (به جای چرخ دنده های خار)، روتورهای لوبی شکل شبیه به دمنده هایRoots (که معمولاً به عنوان سوپرشارژر استفاده می شوند) و طرح های مکانیکی است که امکان انباشته شدن پمپ ها را فراهم می کند.

انواع پمپ دنده ای بر اساس طراحی

بر اساس طراحی، پمپ های دنده ای به صورت زیر طبقه بندی می شوند:
• پمپ های دنده ای خارجی
• پمپ های لوب
• پمپ های دنده داخلی
• پمپ های ژروتور

به طور کلی از پمپ های دنده ای برای پمپاژ استفاده می شود:

• پتروشیمی ها: قیر خالص یا پر شده، قیر، روغن دیزل، نفت خام، روغن روان کننده و غیره.
• مواد شیمیایی: سیلیکات سدیم، اسیدها، پلاستیک ها، مواد شیمیایی مخلوط، ایزوسیانات ها و غیره.
• رنگ و جوهر
• رزین ها و چسب ها
• خمیر و کاغذ: اسید، صابون، لیمو، مشروب سیاه، کائولن، آهک، لاتکس، لجن و غیره.
• غذا: شکلات، کره کاکائو، پرکننده ها، شکر، چربی ها و روغن های گیاهی، ملاس، غذای حیوانی و غیره.

بیشتر بخوانید : پمپ های کارتریجی چگونه کار می کنند

پمپ دنده خارجی

پمپ دنده خارجی از دو چرخ دنده مشبک بیرونی تشکیل شده است که در یک محفظه پمپ همانطور که در شکل نشان داده شده است. یکی از چرخ دنده ها با یک محرک اولیه کوپل شده و به عنوان چرخ دنده و دیگری به عنوان دنده محرک نامیده می شود. چرخ دنده چرخان سیال را از مخزن به لوله خروجی می برد. سمت مکش به سمت قسمت است در حالی که دندانه های چرخ دنده از مش بیرون می آیند.

پمپ دنده ای چگونه کار می کند؟

هنگامی که چرخ دنده ها می چرخند، حجم محفظه منبسط می شود که منجر به کاهش فشار به زیر مقدار اتمسفر می شود.

بنابراین خلاء ایجاد می شود و سیال در اثر فشار اتمسفر به داخل فضای خالی رانده می شود. مایع بین محفظه و دندانه های چرخان چرخ دنده ها به دام افتاده است.

سمت تخلیه پمپ به سمت قسمتی است که دندانه های چرخ دنده به مش می روند و حجم بین دندانه های مشبک کاهش می یابد.

پمپ دارای مهر و موم داخلی مثبت در برابر نشتی است. بنابراین، سیال با فشار وارد درگاه خروجی می شود. پمپ های دنده ای اغلب به صفحه سایش جانبی مجهز هستند تا از نشتی جلوگیری شود.

فاصله بین دندانه های چرخ دنده و محفظه و بین صفحه جانبی و صفحه دنده بسیار مهم است و نقش مهمی در جلوگیری از نشتی دارد.

به طور کلی فاصله شکاف کمتر از 10 میکرومتر است. مقدار تخلیه مایع با تعداد دندانه های چرخ دنده، حجم مایع بین هر جفت دندان و سرعت چرخش تعیین می شود.

عیب مهم پمپ دنده ای خارجی، بار جانبی نامتعادل بر یاتاقان های آن است. این به دلیل فشار زیاد در خروجی و فشار کم در ورودی ایجاد می شود که علاوه بر کاهش عمر یاتاقان باعث کاهش سرعت و درجه فشار کمتر می شود.

پمپ های دنده ای بیشتر برای کاربردهای برق سیال هیدرولیک استفاده می شود و به طور گسترده در تاسیسات شیمیایی برای پمپاژ سیال با ویسکوزیته مشخص استفاده می شود.

پمپ های لوبی

پمپ‌های لوبی مانند پمپ‌های دنده‌ای خارجی کار می‌کنند. با این حال در پمپ های لوب، لوب ها مانند پمپ دنده خارجی هیچ تماسی برقرار نمی کنند (شکل را ببینید). از تماس لوب توسط چرخ دنده های زمان بندی خارجی که در جعبه دنده قرار دارند جلوگیری می شود.

مشابه پمپ دنده خارجی، لوب ها برای ایجاد حجم در حال گسترش در ورودی می چرخند. حال، مایع به داخل حفره جریان می یابد و توسط لوب ها به دام می افتد. سیال در اطراف داخلی بدنه در جیب های بین لوب ها و پوشش حرکت می کند.

در نهایت، مش بندی لوب ها مایع را مجبور می کند از درگاه خروجی عبور کند. یاتاقان ها خارج از مایع پمپ شده قرار می گیرند. بنابراین فشار توسط محل یاتاقان و انحراف شفت محدود می شود.

به دلیل کیفیت عالی بهداشتی، راندمان بالا، قابلیت اطمینان، مقاومت در برابر خوردگی و ویژگی‌های خوب تمیز در محل و بخار در محل (CIP/SIP)، پمپ‌های لوب به طور گسترده در صنایعی مانند خمیر و کاغذ، مواد شیمیایی، مواد غذایی استفاده می‌شوند.

نوشیدنی، داروسازی و بیوتکنولوژی و غیره. این پمپ ها می توانند مواد جامد (به عنوان مثال، گیلاس و زیتون)، دوغاب، رب، و انواع مایعات را مدیریت کنند. یک عمل پمپاژ ملایم تخریب محصول را به حداقل می رساند. آنها همچنین جریان های برگشت پذیر پیوسته و متناوب را ارائه می دهند. جریان نسبتاً مستقل از تغییرات فشار فرآیند است و بنابراین خروجی ثابت و پیوسته است.

پمپ‌های لوب اغلب در کاربردهای غذایی استفاده می‌شوند، زیرا آنها مواد جامد را بدون آسیب رساندن به محصول کنترل می‌کنند. ذرات با اندازه بزرگ را می توان به طور موثری نسبت به سایر انواع جابجایی مثبت پمپ کرد.

از آنجایی که لوب ها هیچ تماس مستقیمی با هم ندارند، بنابراین فاصله به اندازه سایر پمپ های جابجایی مثبت نزدیک نیست. این طراحی خاص پمپ، آن را برای رسیدگی به سیالات با ویسکوزیته کم با عملکرد کم مناسب می کند.

ویژگی های بارگذاری به خوبی طرح های دیگر نیست و توانایی مکش پایین است. مایعات با ویسکوزیته بالا برای دستیابی به عملکرد رضایت بخش نیاز به سرعت کمتری دارند. کاهش سرعت در صورت وجود سیال با ویسکوزیته بالا می تواند 25% یا بیشتر باشد

پمپ دنده داخلی:

پمپ های دنده داخلی به طور استثنایی همه کاره هستند. آنها اغلب برای سیالات با ویسکوزیته کم یا متوسط ​​مانند حلال ها و روغن کوره و دامنه وسیع دما استفاده می شوند. این غیر ضربان دار است و به خودی خود پر می شود و می تواند برای مدت کوتاهی خشک شود. این نوعی از پمپ دنده پایه است.

این شامل یک چرخ دنده داخلی، یک چرخ دنده معمولی، یک مهر و موم هلالی شکل و یک محفظه خارجی است. شماتیک پمپ دنده ای داخلی در شکل نشان داده شده است. مایع وارد درگاه مکش بین دندانه های روتور (دنده بیرونی بزرگ) و هرزگرد (دنده داخلی کوچک) می شود.

مایع از طریق پمپ بین دندان ها و هلال حرکت می کند. هلال مایع را تقسیم می کند و به عنوان مهر و موم بین درگاه های مکش و تخلیه عمل می کند. هنگامی که دندانه ها در طرف مقابل هلال مهر و موم مشبک می شوند، مایع از طریق درگاه تخلیه پمپ به بیرون هدایت می شود.

این فاصله بین دنده‌ها را می‌توان برای سازگاری با دمای بالا، کنترل مایعات با ویسکوزیته بالا و سازگاری با سایش تنظیم کرد. این پمپ ها دو چرخش هستند به طوری که می توان از آنها برای بارگیری و تخلیه شناورها استفاده کرد.

از آنجایی که این پمپ ها تنها دو قسمت متحرک و یک جعبه پرکننده دارند، بنابراین قابل اعتماد، کارکرد ساده و نگهداری آسان هستند. با این حال، این پمپ ها برای کاربردهای با سرعت بالا و فشار بالا مناسب نیستند. تنها یک یاتاقان در پمپ استفاده می شود، بنابراین بار اضافی روی یاتاقان شفت باعث کاهش عمر یاتاقان می شود.

برخی از کاربردهای رایج پمپ دنده داخلی عبارتند از:

• انواع روغن کوره و روغن روغن
• رزین ها و پلیمرها
• الکل ها و حلال ها
• آسفالت، قیر و قیر
• فوم پلی اورتان (ایزوسیانات و پلی ال)
• محصولات غذایی مانند شربت ذرت، شکلات و کره بادام زمینی
• رنگ، جوهر و رنگدانه

بیشتر بخوانید : آشنایی با عملکرد پمپ پیستونی

پمپ ژروتور:

Gerotor یک پمپ جابجایی مثبت است. نام Gerotor از 'روتور تولید شده' گرفته شده است. در ابتدایی ترین سطح، یکGerotor اساساً چیزی است که از طریق نیروی سیال حرکت می کند.

این سیال در ابتدا آب بود، امروزه کاربرد وسیع تری در دستگاه های هیدرولیک دارد. پمپ ژروتور یک پمپ دنده ای داخلی بدون هلال است. از دو روتور تشکیل شده است. روتور داخلی و خارجی روتور داخلیN دندانه دارد و روتور بیرونی N+1 دندانه دارد. روتور داخلی خارج از مرکز قرار دارد و هر دو روتور می چرخند. هندسه دو روتور حجم بین آنها را به N حجم متفاوت با تغییر دینامیکی تقسیم می کند. در طول چرخش، حجم هر پارتیشن به طور مداوم تغییر می کند. بنابراین، هر حجم داده شده ابتدا افزایش می یابد، و سپس کاهش می یابد. افزایش حجم باعث ایجاد خلاء می شود. این خلاء مکش ایجاد می کند و بنابراین، این قسمت از چرخه سیال را می مکد. با کاهش حجم، فشرده سازی اتفاق می افتد. در طول این دوره فشرده سازی، سیالات را می توان پمپاژ یا فشرده کرد (اگر سیالات گازی باشند).

تلرانس نزدیک بین چرخ دنده ها به عنوان مهر و موم بین درگاه های مکش و تخلیه عمل می کند.

دندانه های روتور و هرزگرد به طور کامل مشبک می شوند تا یک مهر و موم با فاصله مساوی از پورت های تخلیه و مکش ایجاد کنند. این آب بندی مایع را از دریچه تخلیه خارج می کند. خروجی جریان در خروجی ها یکنواخت و ثابت است.
از مزیت های مهم پمپ ها می توان به کارکرد با سرعت بالا، دبی ثابت در تمامی شرایط فشار، عملکرد دو طرفه، صدای کمتر در حالت کارکرد و نگهداری کمتر به دلیل تنها دو قطعه متحرک و یک جعبه پرکن و غیره اشاره کرد.

اما پمپ دارای محدودیت هایی از جمله می باشد. از آنجایی که محدوده عملکرد فشار متوسط، فاصله ثابت است، مواد جامد نمی توانند پمپ شوند و بار روی یاتاقان شفت و غیره قرار می گیرد.

کاربرد پمپ ژروتور

ژروتورها به طور گسترده در صنایع مورد استفاده قرار می گیرند و در اشکال و اندازه های مختلف به روش های مختلف تولید می شوند. این پمپ ها در درجه اول برای کاربردهای فشار کم مانند سیستم های روانکاری یا سیستم های تصفیه روغن داغ مناسب هستند، اما در کاربردهای هیدرولیک فشار کم تا متوسط ​​نیز یافت می شوند. با این حال کاربردهای رایج به شرح زیر است:
• روغن های سوخت سبک
• روغن روانکاری
• روغن های پخت و پز
• سیال هیدرولیک

منبع : https://www.articleted.com/article/455995/104115/بررسی-انواع-پمپ-دنده-ای