美國PARKER派克齒輪泵工作原理
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美國PARKER派克齒輪泵工作原理

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(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,，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,，液體就被機(jī)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(shí)際上,，在泵內(nèi)有很少量的流體損失，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,，這使泵的運(yùn)行效率不能達(dá)到100%,。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,。

齒輪泵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升高,。

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*。

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?！癉"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(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(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(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,，使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(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(diǎn)

（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。

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,，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(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。