Шестерні насоси застосовуються для перекачування рідин різної в'язкості: масла, нафтопродукти, хімічні рідини, фарби та ін.
Класифікація
Шестерні насоси за конструктивним виконанням зубчастих коліс можуть бути:
- із зовнішнім зачепленням
- з внутрішнім зачепленням.
Шестеренні насоси з зовнішнім зачепленням шестерень
У насоси з зовнішнім зачепленням встановлюються циліндричні шестерні з прямими, косими або шевронними зубами, які є основним робочим органом.
Косозубі або шевронні зуби встановлюються для зменшення гучності роботи, а також зменшення негативних сил, які впливають на роботу насоса.
Шестеренні насоси з внутрішнім зачепленням шестерень
Насоси з внутрішнім зачепленням шестерень є подвійну систему роторів (шестерень) - зовнішня і внутрішня.
Зовнішня з внутрішнім зубчастим вінцем, внутрішня - з зовнішнім встановлені в корпусі насоса з певним екцентрісітетом знаходяться в зачепленні. Одна з шестерень є приводний, як правило, внутрішня. Перекачування рідини відбувається за тим же принципом, що і при зовнішньому зачепленні.
Насоси з внутрішнім зачепленні більш компактні, але через складність виробництва поступаються насосів з зубчастими колесами з зовнішнім зачепленням, а крім того, внутрішнє зачеплення, на увазі конструктивних особливостей, дозволяє працювати тільки при невеликих тисках (до 14 МПа).
Принцип роботи
У корпусі насоса є дві шестерні: ведуча і ведена, які знаходяться в постійному зачепленні. Провідної шестерні обертання передається через провідний вал від приводу насоса (електродвигуна). Обертання шестерень 2 і 3 за годинниковою стрілкою створює періодичне розрядження з боку всмоктування в порожнині А. Через різницю тисків рідина починає надходити порожнину А і далі в западинах зубів шестерень переноситься в порожнину нагнітання Б.
Шестеренний насос із зовнішнім зубчастим зачепленням Принцип роботи шестеренчатого насоса
Технічні характеристики
Основними технічними характеристиками насосів є:
- робочий об'єм, см 3 - той об'єм рідини, який витіснять шестерні за один оборот;
- подача, л / хв - який обсяг рідини витіснить насос за одиницю часу (продуктивність насоса);
- вакуумметричний висота всмоктування, м - характеристика показує максимальну висоту, на яку можна встановити насос щодо рівня рідини. Якщо в технічних характеристиках зазначено, що вакуумметричний висота всмоктування становить 3 метри, то це говорить, що відстань від рівня рідини до осі вхідного отвору не повинна перевищувати 3 метри. При перевищенні даного значення насоси не буде засмоктувати рідину через відсутність різниці атмосферного тиску і у всмоктувальній камері;
- тиском на виході;
- об'ємний ККД ηо - також його називають коефіцієнтом подачі) насоса nо - об'ємні втрати (витоку насоса), що відбуваються з зазорів між частинами насоса або ущільнення. Цей параметр не допускає зовнішніх витоків (якщо вони присутні, то необхідно провести інспекцію ущільнень). Витоку залежать від зазорів між частинами, перепаду тиску в зазорах, в'язкості рідини. У технічній документації замість вакуумметричний висоти всмоктування вказують тиск на вході насоса - то розрядження, створене у всмоктувальній камері. Звідси виникають рекомендації про скорочення довжини всмоктуючих трубопроводів при установці насосів: зменшення довжини призводить до зменшення втрат енергії на всмоктування. Тому рекомендують монтувати насоси на гідробаку або цілком занурюють в рідину;
- гидромеханічеський ККД η Г.М. - втрати через сил тертя між шарами рідини, рідини об стінки трубопроводу, деталей, що рухаються в самому насосі;
- повний ККД η п - сукупність об'ємного і гідромеханічного ККД. Залежність повного ККД від навантаження не лінійна і має при певному тиску оптимальне значення nп.опт
- номінальна потужність
- обертаючий момент
Гідності й недоліки
Основними перевагами шестерних насосів є:
- дешевизна
- простота і компактність конструкції
- високий ККД (близько 90%)
- невисокі вимоги до частоти рідини (здатні працювати з включеннями до 100 мкм)
- широкий діапазон в'язкості рідин
- малі габарити і маса
- відсутність необхідності мастила рухомих частин насоса.
Недоліки можна відзначити наступні:
- висока чутливість до збільшення зазорів між шестернями і корпусом і значне зниження об'ємного ККД при підвищенні температури робочої рідини.
- в типових шестеренних насосах збільшення торцевого зазору на 0,1 мм викликає зниження об'ємного ККД на 20%. Шестеренні насоси, розраховані на високий тиск робочої рідини, для підвищення об'ємного ККД забезпечені пристроями автоматичної компенсації торцевого зазору між шестернями і кришками, а також розвантаження підшипників шестерень, що працюють у важких умовах через значне радіального тиску. Для збільшення подачі в деяких конструкціях шестеренних насосів з однією провідною шестернею встановлюють кілька ведених.
- подача пульсуючого потоку в систему, що призводить до коливань тиску, підвищеного шуму і нерівномірного роботі виконавчих органів.
- які не регулюються, тобто мають постійну подачу, яку не можна регулювати. Щоб забезпечити регулювання, то привід насоса підключають до двигуна зі змінною частотою обертання. Для збільшення подачі рідини в таких насосах або організувати кілька потоків, то виробляють двох або багатосекційні насоси. Кожен потік може забезпечувати різну величину подачі.
Галузь застосування
Шестеренні насоси застосовуються в будівництві, нафтохімічної, харчової промисловості. Служать для перекачування нафтопродуктів, масла, фарб та інших рідин.