Принцип работы и особенности применения шестеренных насосов

Шестеренный насос — это тип роторного насоса с постоянным рабочим объемом. Это означает, что он генерирует постоянное, стабильное количество перекачиваемой среды.

Этот тип насосов преобразует механическую энергию в энергию жидкости, создавая пустотное всасывание с помощью зубчатого сцепления. Пространство, оставшееся между зубчатыми колесами, всасывает высоковязкие жидкости, вытесняя их вдоль стенок корпуса по направлению к выпуску.

Шестеренный насос хорошо подходит для высоковязкой жидкости, такой как масло или нефть, поскольку он не требует заливки; не смешивает и не эмульгирует жидкость, эффективен и имеет высокий напор с устойчивостью к мелким частицам.

Можно ли использовать шестеренный насос для подачи воды?

Теоретически да, шестеренный насос может использоваться для перекачивания воды, пока всасывающее отверстие заполнено жидкостью. Шестеренный насос не является предпочтительным решением для применения в воде, так как вода не обладает смазочными свойствами и, таким образом, приводит к эрозии зубьев шестерен. Кроме того, шестеренные насосы имеют тенденцию к проскальзыванию жидкостей с низкой вязкостью, такими, как вода, что негативно влияет на конечное выходное давление.

Проскальзывание — это явление рециркуляции частей выходного потока обратно во всасывающий тракт через внутренний зазор в шестеренном насосе. Увеличение проскальзывания снижает общую эффективность насоса, делая его неэкономичным решением для работы с водой.

Конструкция шестеренного насоса

Шестеренный насос содержит две или более вращающихся шестерни внутри корпуса с малым расстоянием между корпусом и шестернями. Входные и выходные патрубки выполняются на противоположных концах корпуса.

По своей конструкции шестеренный насос может быть внешнего или внутреннего типа.

В шестеренном насосе с внешним зацеплением одинаковые шестерни расположены рядом друг с другом; одна из них соединена с двигателем, который синхронно приводит в движение через нее и другую шестерню. При другой конструкции, в шестеренных насосах с внутренним зацеплением, внутри большой шестерни ротора располагается небольшая холостая или ведомая шестерня.

Насосы с внешним зацеплением являются наиболее распространенными шестеренными насосами, используемыми из-за их низкой стоимости и хорошей производительности при высоком давлении. Они могут быть как однонаправленными, так и двунаправленными в зависимости от конструкции; имеют низкий уровень шума, компактную конструкцию, превосходную производительность и большую надежность.

Как работает шестеренный насос

Когда два зубчатых колеса вращаются внутри закрытого корпуса, воздух захватывается между двумя зубьями и вдоль зубьев и корпуса, создавая вакуум. Это приводит к подъему жидкости вверх по направлению к всасывающему отверстию насоса. Насос будет продолжать всасывать воздух до тех пор, пока не начнется непрерывная подача жидкости.

Жидкость будет всасываться при атмосферном давлении, перед тем, как попасть между зубьями двух колес. Вязкая жидкость будет медленно втягиваться к выходу и выкачиваться наружу. Насос хорошо работает даже в режиме холостого хода. На морских судах эти устройства используются в качестве насоса смазочного масла, для перекачки мазута и пр.

В шестеренном роторном насосе для  дополнительной безопасности устанавливается предохранительный клапан, чтобы избежать повреждения агрегата или трубопровода. Предохранительный клапан снизит избыточное давление в случае неисправности или чрезвычайной ситуации, защищая оборудование и окружающую среду.

Что такое люфт в шестеренном насосе и его роль

Люфт — это небольшой зазор, остающийся после того, как зубья соприкасаются друг с другом во время нормальной работы насоса. Он может быть как желательным, так и нежелательным в зависимости от ситуации. Например, люфт ограничивает быстрый и легкий реверс шестеренных насосов; с другой стороны, он также обеспечивает надлежащую смазку, предотвращая заклинивание зубьев шестерен. Это играет ключевую роль в поддержании надлежащего срока службы подшипников и предотвращении перегрева.

Основные преимущества наличия допустимого люфта между шестернями:

• снижение шума;
• обеспечение смазки;
• предотвращение перегрева;
• плавность хода;
• отсутствие необходимости конструировать насосы с высокой точностью.

Преимущества и недостатки шестеренного насоса

Шестеренные насосы могут использоваться для различных целей, но эффективны только при работе с высоковязкими жидкостями. Далее - основные преимущества и недостатки этих насосов.

Преимущества:

• дешевый, экономичный;
• поддерживает высокие обороты;
• надежный;
• обратимый;
• простой дизайн;
• управляемая производительность;
• самовсасывающий;
• менее подвержен кавитации;
• подходит для широкого спектра вязких жидкостей.

Недостатки:

• может стать неэффективным из-за кавитации или эрозии;
• может быть шумным;
• плохо работает при большом количестве абразивных частиц:
• не подходит для воды и других маловязких жидкостей.

Обслуживание

Правильное обслуживание и уборка являются наиболее важными аспектами бесперебойной работы шестеренного насоса. Правильные и своевременные записи о проведенном обслуживании/ремонте в паспорте устройства помогут определить время профилактического осмотра насоса в будущем. Периодически необходимо проверять регулировку аварийного клапана, чтобы обеспечить безопасность в случае возникновения избыточного давления.

Если установлено реле расхода, его необходимо проверять на работоспособность, чтобы избежать сухого хода насоса. Работа шестеренного насоса всухую приводит к локальному перегреву и износу зубьев шестерен. Подшипники насоса необходимо заменять при каждом капитальном ремонте; они подвержены наибольшему количеству повреждений, что приводит к несоосности и дисбалансу шестеренного насоса.

Проверяйте состояние подшипников при каждом техническом обслуживании и меняйте их при необходимости или при каждом капитальном ремонте. Любой ненормальный шум или внезапное увеличение шума насоса является явным признаком выхода из строя подшипника из-за износа или повреждения; его необходимо немедленно заменить.