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齒輪泵的原理介紹

更新時間:2009-07-27

齒輪泵的概念是很簡單的,即它的zui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,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,隨著齒的旋轉沿殼體運動,zui后在兩齒嚙合時排出。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,液體就被機械性地擠排出來。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,液體就被排除了。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,泵每轉一轉,排出的量是一樣的。隨著驅動軸的不間斷地旋轉,泵也就不間斷地排出流體。泵的流量直接與泵的轉速有關。
    實際上,在泵內(nèi)有很少量的流體損失,這使泵的運行效率不能達到 100 %,因為這些流體被用來潤滑軸承及齒輪兩側,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。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zui弱的部件的機械極限 ( 通常裝有一個扭矩限制器 ) 。

    對于一臺齒輪泵的轉速,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降低。
    推動高粘流體進入吸入口一側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 ( 每轉一周所排出的量 ) 。這些泵將與具體的應用工藝相配合,以使系統(tǒng)能力及價格達到*。

    齒輪泵由一個獨立的電機驅動,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,降低擠塑溫度及壓力脈動以提高生產(chǎn)率及產(chǎn)品質(zhì)量。

    以 PEP - II 泵為例:

    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” 型軸承結合了強制潤滑機理,使聚合物經(jīng)軸承表面,并返回到泵的側,以確保旋轉軸的有效潤滑。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” 型軸承與齒輪軸配合,確保齒輪軸不偏心,以防齒輪磨損。 Parkool 密封結構與聚四氟唇型密封共同構成水冷密封。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。為便于安裝,制造商設計了一個環(huán)形螺栓安裝面,以使與其它設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,這可保證快速加溫和熱量控制。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。




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