Меню

Укажите правильный принцип действия шестеренчатых насосов



Принцип работы шестеренчатого насоса

Шестеренчатый насос: принцип работы и устройство, характеристика, виды

За перемещение материалов в жидком состоянии отвечают различные типы насосов.

Модификации различаются по параметрам давления на выходе, габаритам, производительностью в целом.

При наружном использовании размеры не имеют значения, однако при использовании при ограниченном пространстве, в особенности под капотом автомобиля, имеют большую роль.

Наиболее распространенным видом гидравлического механизма для различных жидкостей является шестеренчатый насос.

Общее описание и назначение шестеренчатых насосов

Существует три основные категории устройства:

Области применения шестеренчатого насоса являются среды, имеющие необходимое стабильное давление.

Устанавливается система основным способом на автомобили, для перекачки масла и гидравлических составов.

Шестеренчатый насос способен длительно обеспечивать всю систему необходимым давлением, практически не перегревается.

Бесперебойная подача масла необходима для сохранения ресурса трущихся деталей, долговечной работы двигателя.

Шестеренчатый насос омывателя заднего стекла

В автомобилях, комплектующихся картером сухого типа, оборудованным дополнительным масляным баком, механизм отвечает за перегон жидкости из одной емкости к другой.

Шестеренные насосы для масла используется для прогона масла за счет системы, состоящей из двух элементов.

Первая шестеренка стабильно закреплена на валу, вторая именуются ведомой, находится при постоянном контакте с первым элементом.

Нагнетание жидкости происходит за счет конструкции зубьев, они выполняют роль лопастей, захватывают масло.

Промышленный насос

Принцип работы

Основной принцип нагнетания масла происходит образованием вакуума за счёт движения шестеренок.

Конструкциями применяется две шестеренки, одна из которых имеет приводной вал, соединяется ведомой шестерней.

Вращение элементов происходит в разные стороны, поэтому местом сцепления производится всасывание и нагнетание жидкости.

При процессе происходит забор состава в полость, после этого переход к области нагнетания и трубопровод. Шестеренный насос исключает обратную течь жидкостей, по причине плотного расположения зубьев между собой и корпусом.

Принцип работы внутреннего шестеренчатого насоса состоит по тому же принципу, но имеет некоторые отличия.

Привод вращает ведущую шестеренку, внешнее соединение, соприкасаемое корпусом.

Процесс всасывания выполняется созданным вакуумом, для предотвращения текучки масла в обратную сторону установлен серповидный уплотнитель, который играет роль клапана. Работа шестеренчатого насоса регулируется параметрами оборотов вала, максимальное давление может быть выставлено клапаном.

Технические характеристики

Принцип работы состоит из работы множества элементов, которые имеют различные характеристики.

Для более полного понятия работы шестеренного насоса, важно изучить конструкцию, основные составляющие:

  1. Рабочий объем измеряется кубическими сантиметрами, показатель основывается на объеме жидкости, выдаваемой за полный оборот вала.
  2. Вытеснение измеряется в литрах за минуту, этот параметр также именуется производительностью механизмов.
  3. Параметр установки корпуса принимающей станции относительно подающей жидкости именуется вакуумметрической высотой. Следует внимательно изучить параметр, т.к. при рекомендуемой высоте не более двух метров, шестеренчатый механизм не будет выдавать требуемого давления при превышении данного параметра. Обуславливается воздействием атмосферного давления во всасывающей камере и окружающей среде, а также мощностью электропривода.
  4. Объемный КПД отвечает за параметр коэффициента подачи. Допустимые утечки из зазоров, соединений насоса, которые могут присутствовать из-за изношенных уплотнителей внутри корпуса. Шестеренчатый насос рекомендуется устанавливать, как можно ближе к емкости, чтобы избежать потери энергии на всасывание. Давление на входе может быть понижено по причинам слишком длинного соединения.
  5. КПД гидромеханического типа указывает на потери вследствие трения масел о корпус насоса, последующие соединения.

Конструкция шестеренчатого насоса

Область применения

Шестерные насосы используются для подачи давления до 2,5 МПа.

Основное предназначение такого рода устройств это перекачка вязких жидкостей: масла, нефть мазуту и даже цемент и битум.

Принцип работы шестеренного насоса

Простейший шестеренный насос состоит из пары одинаковых шестерен — ведущей и ведомой, находящихся в зацеплении и помещенных в корпусе насоса (статоре) с малыми торцовыми и радиальными зазорами. Ведущая шестерня приводится во вращение двигателем.

При вращении шестерен жидкость, заполняющая впадины между зубьями, перемещается из полости всасывания в полость нагнетания. Так как крышка корпуса насоса достаточно плотно прилегает к торцам шестерен, то жидкость выжимается из впадин, когда зубья входят в зацепление на противоположной нагнетательной стороне насоса. Перетеканию жидкости в обратном направлении препятствует плотное сцепление зубьев шестерен.

Вследствие разности давлений на всасывающей и нагнетательной сторонах шестерни подвергаются воздействию радиальных сил, что может привести к заклиниванию ротора.

Читайте также:  Опрессовка пожарного насоса при помощи обратного клапана пеносмесителя

Чтобы предотвратить чрезмерное увеличение давления в области нагнетания и образование вакуума на противоположной стороне при отходе зуба из впадин, в корпусе насосов выполняют разгрузочные каналы для выравнивания давления.

Для этих же целей могут служить каналы и в роторных шестернях, полученные сверлением отверстий во впадинах зубьев.

В насосах высокого давления (свыше 10 МПа) торцовые зазоры уплотнены специальными «плавающими» втулками, которые прижимаются к шестерням при повышенном давлении. Для повышения давления жидкости применяют многоступенчатые шестеренные насосы, в которых подача каждой последующей ступени меньше подачи предыдущей. Они развивают давление до 20 МПа.

Источник

Шестеренный (шестеренчатый) насос

Шестеренный (шестеренчатый) насос по праву считается объемной роторной гидромашиной. Это обусловлено тем что он может работать как гидромотор так и как гидронасос. При подаче на него масла под давлением, рабочий вал начинает вращаться, он превращается в гидромотор. В случае если вращающий момент подается на вал, то насос начинает перекачивать масло и выполнять свое прямое назначение.

Шестеренный насос виды

Различают два основных вида конструкции шестеренчатых насосов:

  1. Конструкция с внешним зацеплением. Данный вид конструкции наиболее распространен. Две шестерни закреплены напротив друг друга. Одна шестерня является ведущей, и приводит в движение вторую шестерню.
  2. Конструкция с внутренним зацеплением. Менее распространены, ввиду больших запросов к точности при создании агрегата, но в отличии от внешнего сцепления эти агрегаты более компактны. Две шестеренки закреплены одна в другой, ведущей является внутренняя шестерня с наружными зубцами. Внешняя (охватывающая) шестерня располагается в цилиндрической расточке корпуса и имеет внутренние зубья. Чаще всего в конструкции присутствует серповидный элемент, который разделяет области подачи и нагнетания.

Устройство

Шестеренный насос имеет следующее устройство в него входят две шестеренки и корпус внутри которого они закреплены. Одна из шестерней является ведущей и приводится в движение внешним механическим приводом. Вторая приводится в движение первой за счет зацепления. Вращаясь они перемещают жидкость, находящуюся между зубьями из камеры всасывания (1) в камеру нагнетания (2).

Принцип работы

Шестеренный насос имеет следующий принцип работы который мы рассмотрим поэтапно:

  1. Забор жидкости происходит за счет выхода из зацепления шестерен в камере всасывания (1). Расходящиеся зубья расширяют объём камеры всасывания (1), в результате чего в камере образуется вакуум, который стремительно заполняется жидкостью через всасывающий канал. В следствии разности давлений в линии забора и подающей камеры (1).
  2. Шестерни переносят рабочую жидкость в пространстве промеж зубьев, из камеры (1) в (2);
  3. При вхождении зубьев шестеренного насоса в зацепление, происходит уменьшение объема камеры. В результате этого происходит выдавливание жидкости из камеры нагнетания.

Проблема запертого объема

Немаловажной проблемой в эксплуатации шестеренного насоса, считается проблема запертого объема. Так как жидкости плохо подвергаются сжатию, и возникновение запертых объемов может серьёзно препятствовать работе гидромашины. Это происходит в следствии высокого момента сопротивления. Дабы решить эту проблему, на шестернях делают специальные канавки отвода жидкости, по которым избыточный объем уходит в зону всасывания или нагнетания.

Расчет производительности

Производительность вычисляется следующим образом:

Исходя из формулы, приведенной выше в рисунке. Можно сделать заключение о том сто производительность, нельзя никак увеличить. Кроме как увеличением частоты вращения ведущего вала. Вывод: шестерные насосы не регулируемые.

Область применения

Шестерные насосы используются для подачи давления до 2,5 МПа. Основное предназначение такого рода устройств это перекачка вязких жидкостей: масла, нефть мазуту и даже цемент и битум. Основной род применения шестерного насоса перекачка масла. Их применение весьма широко: нефтяная, машиностроительная, химическая промышленность. Дорожное и сельское хозяйство также применяют такие агрегаты.

Преимущества и недостатки шестерных насосов

  • Самые простые по устройству, в результате чего самые дешевые объемные насосы;
  • Очень компактны;
  • Высокая надежность;
  • Минимальные требования к очистке рабочей жидкости;
  • Не нужна смазка, ее роль выполняет рабочая жидкость;

Минусы в работе:

  • Низкий КПД, в большинстве случаев его значение не больше 0,6-0,75, этот показатель является самым маленьким, относительно иных типов;
  • Пульсация рабочей жидкости в нагнетательной линии, в результате чего происходят скачки давления, что производит относительно высокий шум (до 90 дб). Это вызванно конструктивными особенностями зубчатого зацепления.
  • Высока нагрузка на опоры шестерен. Происходит из-за высокой разницы давлений в нагнетательной и всасывающих областях. Приводит к повышенной скорости износа опор, что уменьшает срок эксплуатации устройства.
  • Не рекомендуются к эксплуатации в гидросистемах с высоким давлением. В таких системах насосы подвергаются повышенному износу и быстро выходят из строя.
Читайте также:  Мазда 6 топливный насос артикул

Маркировка шестеренных насосов

В начале маркера используют следующий ряд буквенных обозначений:

  • НШ – Насос шестерёнчатого вида;
  • М – В качестве рабочей жидкости используется масло;
  • Ф – крепление происходит по фланцевому типу;

Затем идет ряд цифр, проставленных через тире описываем каждую по порядку:

  1. Количество литров, поданных, за 100 оборотов (Литры);
  2. Величина максимума давления (кг/см2);
  3. Объем подачи в час (м3/час)
  4. Величина давления на выходе из нагнетательной камеры (кг/см2)

Далее может идти обозначение вещества из которого изготовлена внутреняя часть, через которую проходит рабочая жидкость:

  • Ю – Алюминиевые сплавы;
  • Б – Бронза;
  • К – Сталь нержавеющая;
  • Без буквенного обозначения означает что из чугуна;

Так же в маркировке указывают сторону вращения основного вала. Разделяют два вида:

Пример маркировки «НМШ 8-25 6,3/2,5Б»

  • НМШ -Означает что это шестеренный насос, он использует масло в качестве гидравлической жидкости.
  • подача 8 литров на 100 оборотов;
  • давление 25 кг/см2;
  • 6,3 подача в час литров;
  • 2.5 на выходе из нагнетающей камеры кг/см2;
  • Б- внутренняя проточная часть из бронзы;

Таблица технических характеристик основных видов насосов:

Источник

Шестеренчатый насос

Шестеренчатый или шестеренный насос это насос объемного типа. Широкое распространение данные насосы получили при работе с вязкими продуктами, такими как различные типы нефтепродуктов, масла, топлива и.т.д. Выделяют два основных типа шестеренчатых насосов: насосы с внешним зацеплением и насосы с внутренним зацеплением.

Шестеренчатый насос с внешним зацеплением

Шестеренчатый насос с внешним зацеплением часто использует в качестве смазочных насосов в станках, в силовом оборудовании и в качестве масляных насосах в различных типах двигателя.

Конструкция шестеренчатого насоса с внешним зацеплением

Рабочими органами данного насоса являются шестерни, которые находятся в постоянном зацеплении. Шестерни в насосе могут располагаться, как в один ряд так и в два. Зубья шестерен имеют различные формы:

— прямозубая цилиндрическая форма

— косозубая цилиндрическая форма

Косозубые и шевронные шестерни обеспечивают наиболее плавный поток, чем прямозубые. Хотя у всех указанных типов жидкость перекачивается довольно гладко, без пульсаций. На большие производительности чаще используют косозубые и шевронные колеса.

Шестеренчатые насосы с небольшой производительностью обычно работают на скорости 1750 или 3450 об/мин. У насосов с большим типоразмером шестерни вращаются со скоростью порядка 650 об/мин.

Между рабочими органами насоса и корпусом практически нет зазоров. Вал насоса поддерживается с обеих сторон. Все это позволяет производить шестеренчатые насосы высокого давления до 200 бар. Поэтому насосы широко применяются в гидравлических системах

В устройстве шестеренного насоса с внешним зацеплением можно выделить следующие основные элементы:

Схема шестеренного насоса с внешним зацеплением

  • Ведущая шестерня
  • Ведомая шестерня
  • Вал насоса, соединенный с приводом
  • Система уплотнения вала
  • Задний подшипник (втулка)
  • Передний подшипник (втулка)

Принцип работы шестеренчатого насоса с внешним зацеплением

При получении вращательного движения от привода насоса, ведущая шестерня передает это движение ведомой. Шестерни вращаются соответственно в противоположные стороны.

  1. Когда шестерни выходят из зацепления они создают разряжение с всасывающей стороны насоса. Перекачиваемая жидкость течет в образовавшуюся полость и захватывается зубьями шестерни.
  2. Среда перемещается в карманах между зубьями, вдоль внутренней части корпуса насоса. Между самими шестернями жидкость не проходит.
  3. Благодаря зацеплению зубьев шестеренчатых колес жидкость под давлением выталкивается в напорный патрубок насоса.

Материальное исполнение

Основные элементы шестеренчатых насосов внешнего зацепления могут быть выполнены из самых различных материалов для обеспечения необходимой коррозионной стойкости, как при работе с неагрессивными жидкостями, так и при перекачке таких сред как кислоты. Чаще всего данный тип насосов встречается с исполнением корпуса и основных вращающихся элементов из чугуна.

Можно выделить следующие основные материалы:

Проточная часть насоса: Шестерни Упорные втулки
· Серый чугун · Углеродистая сталь · Графит
· Ковкий чугун · Нержавеющая сталь · Бронза
· Углеродистая сталь · Дуплекс · Карбид кремния
· Нержавеющая сталь · PTFE
· Дуплекс · Композитные материалы PPS
· Композитные материалы (PPS, ETFE)
Читайте также:  Надули живот насосом через попу

Типы уплотнения вала насоса

  • Сальниковое уплотнение (ссылка на сальниковое уплотнение)
  • Манжетное уплотнение
  • Торцевое уплотнение (одинарное или двойное) (ссылка на торцевое уплотнение)
  • Магнитная муфта

Преимущества и недостатки шестеренчатых насосов с внешним зацеплением

Преимущества:

  • Перекачка высоковязких жидкостей
  • Высокое давление
  • Нет перегрузок на валу из-за подшипников с двух сторон
  • Тихая работа
  • Широкий выбор материалов
  • Возможность использовать в качестве дозировочных
  • Реверсивный насос

Недостатки:

  • Четыре упорных подшипника располагаются в перекачиваемой среды
  • Недопустимо попадание твердых включений
  • Не эффективны при работе с жидкостью с низкой вязкостью
  • Недопустима работа «в сухую»

Области применения

Шестеренчатые насосы внешнего зацепления применяются чаще всего в следующих отраслях промышленности.

  • Энергетика
  • Нефтяная и газовая промышленность
  • Химическая промышленность
  • Гидравлические системы
  • Машиностроение
  • Пищевая
  • Фармацевтическая
  • Судостроение и судоходство

Основные назначения шестеренного насоса :

  • Перекачка топлива и смазочных масел
  • Дозирование присадок и полимеров
  • Перекачка хим. реагентов
  • Работа в гидравлических системах
  • Микродозирование

Основные производители

  • Viking http://www.vikingpump.com
  • Zeilfelder http://www.zeilfelder-pumpen.com/
  • Verder https://www.verderliquids.com/int/en/purchasing-gear-pumps-verdergear/
  • M PUMPS http://www.mpumps.it/
  • Hydac hydac.com
  • Eaton eaton.com
  • MVV s.r.l. mvv.it

Шестеренчатый насос с внутренним зацеплением

Шестеренчатые насосы с внутренним зацеплением универсальны. Они часто используются как для жидкостей с низкой вязкостью, такие как растворители, бензин и.т.д. Так же они прекрасно работают с высоковязкими жидкостями, например битум, клей, жидкое стекло, присадки, шоколад. Насосы могут работать в широком диапазоне по вязкости: от 1 до 1 000 000 сПз.

Помимо этого насос может перекачивать жидкость с очень высокой температурой до + 400 ˚С. Это достигается за счет настраиваемого зазора между зубьями ротора и корпуса насоса в зависимости от температуры и вязкости.

Конструкция шестеренчатого насоса с внешним зацеплением

Рабочими органами шестеренного насоса с внутренним зацеплением является ротор и ведомое колесо, которые работают по принципу «шестерня в шестерне». В устройстве данного типа шестеренчатого насоса также можно выделить следующие элементы:

Схема шестеренного насоса с внутренним зацеплением

  • Ведомая шестерня
  • Ротор
  • Система уплотнения вала
  • Всасывающий патрубок
  • Нагнетательный патрубок
  • Встроенный предохранительный клапан

Принцип действия шестеренного насоса с внешним зацеплением

При получении вращательного движения от привода насоса, ротор передает это движение ведомой шестерне.

  1. Жидкость поступает через всасывающий патрубок в образовавшуюся полость между ротором (внешняя шестерня) и ведомой шестерней (внутренняя шестерня).
  2. Жидкость проходит через насос между зубьями ротора и ведомой шестерни. Специальная вставка по форме полумесяца разделяет жидкость и действует как уплотнение между всасывающим и нагнетательным патрубком.
  3. Перед вытеснением жидкости из напорного патрубка проточная часть насоса практически полностью заполнена жидкостью. Ротор и ведомое внутреннее колесо образуют полностью запертые уплотненные карманы, в которых и транспортируется жидкость. Затем шестерни повторно зацепляются и тем самым выдавливают жидкость в нагнетательный патрубок насоса.

Материальное исполнение

Проточная часть насоса: Роторы и ведомые шестерни Упорные втулки
· Серый чугун · Серый чугун · Карбид вольфрама
· Ковкий чугун · Ковкий чугун · Бронза
· Углеродистая сталь · Углеродистая сталь · Карбид кремния
· Нержавеющая сталь · Нержавеющая сталь · Керамика
· Дуплекс · Дуплекс
· PTFE

Типы уплотнения вала насоса

  • Сальниковое уплотнение (ссылка на сальниковое уплотнение)
  • Манжетное уплотнение
  • Торцевое уплотнение (одинарное или двойное) (ссылка на торцевое уплотнение)
  • Торцевое газовое уплотнение (газодинамическое бесконтактное уплотнение)
  • Магнитная муфта

Преимущества и недостатки шестеренчатых насосов с внешним зацеплением

Преимущества:

  • Только два подвижных элемента
  • Только одно уплотнение вала
  • Перекачка высоковязких жидкостей
  • Работа без пульсаций
  • Низкий NPSHr
  • Настраиваемый зазор между зубьями и корпусом
  • Широкий выбор материалов
  • Реверсивный насос
  • Простое обслуживание

Недостатки:

  • Чувствителен к твердым включения
  • Ограничение по давлению
  • Подшипник постоянно находится в перекачиваемой среде
  • Внешняя радиальная нагрузка на вал

Области применения

Шестеренчатые насосы внутреннего зацепления применяются чаще всего в следующих отраслях промышленности

  • Нефтяная и газовая промышленность
  • Химическая промышленность
  • Пищевая
  • Судостроение и судоходство

Основные назначения шестеренного насоса:

  • Перекачка топлива и смазочных масел
  • Производство полимеров и эластомеров
  • Производство спиртов и растворителей
  • Перекачка битума, гудрона, смолы
  • Пищевые продукты
  • Краски, клей
  • Мыльные растворы

Источник