Шестеренные насосы представляют собой класс объемных роторных насосов, в которых перекачивание жидкости осуществляется за счет вытеснения ее зубьями одной или нескольких пар шестерен. Благодаря простоте конструкции, надежности и способности создавать высокое давление при работе с вязкими средами, они нашли широчайшее применение в гидравлических системах, нефтехимической промышленности и энергетике .
По принципу действия шестеренные насосы относятся к насосам объемного типа. Это означает, что подача жидкости происходит путем ее механического вытеснения из замкнутых полостей. В отличие от динамических (например, центробежных) насосов, они менее чувствительны к изменению давления и обеспечивают более стабильный расход, особенно при работе с высоковязкими средами .
Конструкция и принцип работы
Основными элементами насоса являются (см. рис. 7.3.а в ):
-
Корпус с малыми торцевыми и радиальными зазорами.
-
Ведущая шестерня, соединенная с валом электродвигателя.
-
Ведомая шестерня, вращающаяся за счет зацепления с ведущей.
-
Всасывающий и нагнетательный патрубки.
Принцип действия :
-
Вход жидкости: При вращении шестерен их зубья выходят из зацепления со стороны всасывающего патрубка. В образующемся разреженном объеме создается вакуум, и жидкость поступает во впадины между зубьями.
-
Транспортировка: Жидкость захватывается зубьями и переносится вдоль стенок корпуса в карманах между зубьями и корпусом.
-
Нагнетание: При повторном входе зубьев в зацепление со стороны напорного патрубка жидкость вытесняется из впадин и подается в напорную линию..
Классификация и типы конструкций
По типу зацепления
-
С внешним зацеплением:
-
Наиболее распространенная и технологичная конструкция с двумя шестернями одинакового размера.
-
Используются в гидроприводах строительной, дорожной и сельскохозяйственной техники, в системах смазки и гидроусилителях руля .
-
Отличаются простотой и низкой стоимостью, но могут создавать повышенный шум .
-
-
С внутренним зацеплением:
-
Ведущая шестерня малого диаметра вращается внутри большей ведомой шестерни (ротора). Разделение полостей всасывания и нагнетания осуществляется серповидным элементом.
-
Работают тише и с меньшей пульсацией, обладают улучшенной всасывающей способностью.
-
Идеальны для стационарных установок с высоковязкими жидкостями (прессы, станки) .
-
По количеству потоков (секций)
-
Однопоточные: Классические насосы с одной парой шестерен.
-
Двухпоточные (сдвоенные, строенные): Несколько насосных секций, объединенных в одном корпусе и работающих от одного вала. Позволяют питать несколько независимых гидравлических контуров от одного привода .
Эксплуатационные характеристики
Преимущества:
-
Надежность и долговечность: Минимальное количество движущихся частей и прочная конструкция .
-
Работа с вязкими средами: Эффективность насоса возрастает с увеличением вязкости жидкости (в пределах, указанных в спецификации) .
-
Высокое давление: Способны создавать давление до 200-250 бар и выше .
-
Компактность и экономичность .
Области применения
-
Гидравлические приводы: Станки, прессы, строительная техника (экскаваторы, бульдозеры), сельхозмашины .
-
Нефтехимическая промышленность: Перекачка мазута, битумов, смол, масел, дизельного топлива .
-
Автомобилестроение: Системы смазки двигателей, гидроусилители руля, автоматические коробки передач .
-
Энергетика: Подача топлива в газотурбинных установках .