Модели насосов / Шестеренчатый насос: устройство и принцип работы.

Шестеренчатый насос

Шестеренчатый насос, шестеренный насос

Шестеренчатые насосы нашли применение во многих отраслях промышленности. Одни из них перекачивают только моторное или турбинное масло, другие предназначены для перемещения горячих смесей, третьи перемещают мазут. Отдельные виды таких насосов изготовлены для откачивания жидкостей из цистерн, а в отдельных случаях, для герметичных систем выпускают шестеренные насосы с торцевыми уплотнениями.

Шестеренчатые насосы, как и поршневые насосы относятся к типу насосов вытеснения.

Особенностью шестеренчатого насоса является вращательное движение тела вытеснения. Жидкость заключенная во впадинах зубцов шестерен, ограниченных снаружи корпусом, при вращении колес перемещается из области всасывания в область нагнетания, а затем выдавливается в рабочую трассу.

Работа насоса.

Шестеренчатый насос, шестеренный насос

Принцип работы шестеренного насоса заключается в следующем: при подаче питания на насос в работу вступает ведущая шестерня, которая приводит в движение ведомые элементы. Шестерни входят в зацепление посредствам зубьев.

В результате такого вращательного движения шестерен насоса происходит всасывание жидкости из патрубка и её дальнейшее перемещение в напорную магистраль.

По линии зацепления двух шестерен происходит герметизация области нагнетания от области всасывания. В области всасывания зубья выходят из зацепления и освободившийся объем вновь занимает жидкость.

Процесс является циклическим и повторяется до тех пора пока вращается зубчатое колесо.

Подача насоса определяется выражением

Q=2 * 3,14 * m2 *z * b * n, где
m – модуль зацепления;
z – число зубьев;
b – ширина шестерни;
n – число оборотов шестерни

Увеличить производительность шестеренного насоса и эффективность перекачки вязких жидкостей можно за счет увеличения числа ступеней или большего числа шестерен, расположенных вокруг ведущей шестерни.

Производители современного насосного оборудования данного типа, помимо этого, стараются увеличить функциональность насоса за счет дополнительных опций. Таких как
шестеренчатый насос, шестеренный насос  оборудование насосов нагревательными элементами
шестеренчатый насос, шестеренный насос  установки специальных клапанов.

Преимущества и недостатки шестеренчатого насоса

Шестеренчатый насос

Огромным преимуществом шестеренчатых насосов является простота конструкции и невысокая стоимость изготовления.

Так же насосы являются очень компактными, надежными, обеспечивают высокий КПД.

Благодаря конструкции в насосе отсутствуют элементы подверженные неуравновешенному действию центробежных сил.

Шестеренчатые насосы практически не нуждаются в смазке, поскольку эту роль выполняет перекачиваемая вязкая среда. С другой стороны, если рабочей средой является не вязкая среда, например, вода, то ресурс работы насоса резко снижается.

Существенным недостатком шестеренчатого насоса являются пульсации на выходе из насоса, вызванные неравномерной подачей. Пульсация потока приводит к скачкам давления, что сопровождается повышенным шумом и вибрацией.

При работе шестерен возникает постоянная по направлению и большая по величине нагрузка на опоры рабочих шестерен. Эта сила так же снижает долговечность работы насоса.

Шестеренчатый насос для масла

Масляные шестеренные насосы применяются для перекачивания суспензии и других тягучих жидкостей. Во многом благодаря такому типу конструкции и обусловлена область применения этих насосов. Шестерни, входя в зацепление посредствам зубчатых элементов, проталкивают масло в нужном направлении, не позволяя ему возвращаться обратно.

Шестеренчатые насосы для масла отличаются высокой производительностью и надежностью, приемлемой ценой и большим ресурсом работы.

Масляный насос нашел кроме того широкое применение в двигателях внутреннего сгорания. Он обеспечивает своевременную смазку поверхностей, защищая их от трения. В промышленности такие насосы устанавливаются в станках. Насосы начинают работать при запуске станка, одновременно обеспечивая узлы станка смазкой.

Варианты зацепления шестерен

Внутренне зацепление

Шестеренчатый насос

Рабочие шестерни насоса имеют разные размеры и располагаются одна в другой. Внешняя шестерня находится в зацеплении с ведомой внутренней.

Шестерни смещены относительно центра. Благодаря такому эксцентричному расположения сцепление происходит не по всему ободу, а только с одной стороны, противоположная сторона остается свободной с необходимым и достаточным зазором между зубьями.

При вращении шестерен происходит всасывание жидкости внутрь корпуса и выдавливание её в напорную магистраль.

Внешнее зацепление

Шестеренчатый насос

При этом варианте конструкции необходимо наличии двух зубчатых колес одинакового диаметра. Зубчатые колеса должны быть расположены в одном корпусе, но на разных валах.

При работе шестерни вращаются в разных направлениях, в то же время жидкость, попадающая в полости между зубьями, перемещается из всасывающего патрубка в напорную магистраль.

Отличия способов зацепления

Каждый вариант зацепления рабочих элементов шестеренных насосов имеет как преимущества, так и недостатки.

Шестеренчатые насос для перекачки сред с внешним зацеплением более просты в конструкции и надежнее в эксплуатации, кроме того их стоимость существенно ниже.

Насосы с внутренним зацеплением обладают несколько более сложной конструкцией, но благодаря такому расположение рабочих элементов более компактны и зачастую только они могут быть установлены ввиду небольших размеров рабочей полости.

Область применения шестеренчатого насоса

Область применения шестеренчатого насоса по величине давления нагнетания ограничивается предельным значением нагрузки на подшипники осей шестерен. Обычно давление нагнетания шестеренчатых насосов не превосходит 20 кг /см2. Шестеренчатые насосы широко применяются в системах смазки машин, а так же для перекачивания вязких жидкостей: масла, нефти, мазута и т.д.

Вместе со статьей "Шестеренчатый насос: устройство и принцип работы." смотрят: