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Parker派克P5X系列齒輪泵的工作原理
2023-7-20 閱讀(592)
Parker派克P5X系列齒輪泵的工作原理；
Parker派克PX系列齒輪泵是一種性能優(yōu)良,、采用國際流行“襯套單元"式樣的齒輪泵,。PX系列齒輪泵性能優(yōu)良、效率高,、高壓下工作噪聲低,。該系列產(chǎn)品有4種規(guī)格P3X, P5X, P11X, P17X, 排量范圍從0.8-52ml/rev。提供各種標準選項,，來滿足*范圍內(nèi)的應(yīng)用要求,。其優(yōu)點有：1、高達4000psi/276bar連續(xù)工作：材料強度高,、軸頸直徑大,、軸承負載小、用于高壓下工作,。2,、噪聲低：13齒齒輪輪廓,，優(yōu)化了的流量計量，減小壓力脈動,，運行平穩(wěn)安靜,。3、效率高：壓力平衡軸承單元確保在所有工況條件下達到率4,、應(yīng)用靈活：國際認可的安裝和連接形式,、能夠安裝集成閥、公用進油口的多聯(lián)泵配置,，提供的應(yīng)用多功能性,。
工作原理
基本概念
齒輪泵的概念是很簡單的，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,。來自于擠出機的物料在吸入口進入兩個齒輪中間,，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,，當一個齒進入另一個齒的流體空間時，因為液體是不可壓縮的,，所以液體和齒就不能在同一時間占據(jù)同一空間,，這樣，液體就被機械性地擠排出來,。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)。
實際上,，在泵內(nèi)有很少量的流體損失,，因為這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,，這使泵的運行效率不能達到100%。然而泵還是可以良好地運行,，對大多數(shù)擠出物料來說,，仍可以達到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,，直至達到裝置中最弱的部件的機械極限(通常裝有一個扭矩限制器),。
對于一臺泵的轉(zhuǎn)速，實際上是有限制的,，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,，但當流體是一種高粘度的聚合物熔體時,，這種限制就會大幅度升高。
推動高粘流體進入吸入口一側(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)能力及價格達到,。
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)合了強制潤滑機理,，使聚合物經(jīng)軸承表面,，并返回到泵的進口側(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，以防止齒輪磨損,。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,，這可保證加溫快速和熱量控制,。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),。
驅(qū)動裝置
齒輪泵由一個獨立的電機驅(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,，減少物料在擠出機內(nèi)的剪切及駐留時間,。
外嚙合齒輪泵是應(yīng)用泛的一種齒輪泵，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1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,，主動輪隨電動機一起旋轉(zhuǎn)并帶動從動輪跟著旋轉(zhuǎn),。當吸入室一側(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,。液體進入排出室后,，由于兩個齒輪的輪齒不斷嚙合，使液體受擠壓而從排出室進入排出管中,。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,，液體被吸入泵內(nèi)充滿吸入室各齒間,，然后沿月牙形件的內(nèi)外兩側(cè)分兩路進入排出室。在輪齒進入嚙合的地方,，存在于齒間的液體被擠壓而送進排出管,。
齒輪泵除具有自吸能力,、流量與排出壓力無關(guān)等特點外,，泵殼上無吸入閥和排出閥，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,，主要用來輸送無腐蝕性、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,。
結(jié)構(gòu)特點
（1）結(jié)構(gòu)簡單,，價格便宜；
（2）工作要求低,，應(yīng)用廣泛,；
（3）端蓋和齒輪的各個齒間槽組成了許多固定的密封工作腔，只能用作定量泵,。
齒輪采用國際九十年代優(yōu)良水平的新技術(shù)--雙圓弧正弦曲線齒型圓弧,。它與漸開線齒輪相比，點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,，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)實際需要另行調(diào)整,。但是此安全閥不能作減壓閥長期工作,，減壓閥在需要時可另行安裝。
該泵軸端密封設(shè)計為兩種形式,，一種是機械密封,，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,。
工作特點
優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單緊湊,、體積小、質(zhì)量輕、工藝性好,、價格便宜,、自吸力強、對油液污染不敏感,、轉(zhuǎn)速范圍大,、能耐沖擊性負載，維護方便,、工作可靠,。
缺點：徑向力不平衡、流動脈動大,、噪聲大,、效率低，零件的互換性差,，磨損后不易修復(fù),，不能做變量泵用。
困油現(xiàn)象
原因：液壓油在漸開線齒輪泵運轉(zhuǎn)過程中,，因齒輪相交處的封閉體積隨時間改變,，常有一部分的液壓油被密封在齒間，如圖2所示,，稱為困油現(xiàn)象,，因液壓油不可壓縮將使外接齒輪產(chǎn)生極大的振動和噪聲，影響系統(tǒng)正常工作,。
措施：在前后蓋板或浮動軸套上開卸荷槽,，開設(shè)卸荷槽的原則：兩槽間距為最小閉死容積，而使閉死容積由大變小時與壓油腔相通,，閉死容積由小變大時與吸油腔相通,。
泄漏現(xiàn)象
齒輪泵的泄漏較大，外嚙合齒輪運轉(zhuǎn)時泄漏途徑有以下三點：一為齒輪頂隙,，其次為測隙,，第三為嚙合間隙。
其中端面?zhèn)认缎孤┹^大,，占總泄漏量的80%-85%,，當壓力增加時，前者不會改變,，但后者撓度大增,，此為外嚙合齒輪泵泄漏最主要的原因，容積效率較低,，故不適合用作高壓泵,。
解決方法：端面間隙補償采用靜壓平衡措施,，在齒輪和蓋板之間增加一個補償零件,，如浮動軸套,、浮動側(cè)板。
