Шестеренные насосы внешнего и внутреннего зацепления: разница, применение и характеристики

Шестеренные насосы – это объемные насосы, использующие вращающиеся шестерни для перекачки жидкости. Они широко применяются в различных отраслях промышленности благодаря своей надежности, простоте конструкции и способности работать с жидкостями различной вязкости. Среди шестеренных насосов выделяются две основные конструкции: с внутренним и внешним зацеплениями. В этой статье мы подробно рассмотрим различия между ними, особенности применения и ключевые характеристики.

1. Принцип работы и конструкция:

Шестеренный насос с внешним зацеплением:

Принцип работы: Две шестерни, расположенные внутри корпуса, вращаются в противоположных направлениях. Жидкость захватывается между зубьями шестерен и переносится от всасывающего патрубка к нагнетательному. При вращении шестерен в зоне нагнетания зубья входят в зацепление, вытесняя жидкость под давлением в нагнетательный трубопровод.

Конструкция: основные элементы - две шестерени (ведущая и ведомая), корпус с всасывающим и нагнетательным патрубками, а также уплотнения, втулки, подшипники (возможны другие опции). Шестерни обычно прямозубые или косозубые.

Шестеренный насос с внутренним зацеплением:

Принцип работы: Использует две шестерни: большую шестерню с внутренними зубьями (ротор) и меньшую шестерню с внешними зубьями (паразитная шестерня). Паразитная шестерня расположена эксцентрично внутри ротора. Между зубьями шестерен и корпусом насоса (или специальным серповидным элементом) создаются камеры, в которые захватывается жидкость. При вращении шестерен жидкость перемещается от всасывающего патрубка к нагнетательному, а серповидный элемент предотвращает возвращение жидкости обратно.

Конструкция: основные элементы - вал, паразитная и ведущая шестерня, корпус, серповидный элемент, всасывающий и нагнетательный патрубки, а также уплотнения, втулки, подшипники (возможны другие опции).

2. Ключевые различия:

3. Сферы применения:

Шестеренные насосы с внешним зацеплением:

• Гидравлические системы мобильной техники (тракторы, экскаваторы).
• Системы смазки двигателей внутреннего сгорания.
• Перекачка топлива.
• Системы охлаждения.
• Некоторые виды пищевой промышленности (например, перекачка масел) и т.д.

Шестеренные насосы с внутренним зацеплением:

• Перекачка высоковязких жидкостей: масла, смолы, полимеры, шоколад, клей.
• Химическая промышленность (перекачка агрессивных жидкостей при использовании соответствующих материалов).
• Пищевая промышленность (перекачка патоки, меда, сиропов).
• Косметическая промышленность (перекачка кремов, лосьонов).
• Машиностроение (системы смазки с высокими требованиями к стабильности потока).

4. Преимущества и недостатки шестеренных насосов в целом:

Преимущества:

• Простота конструкции: Относительно простая конструкция, что обуславливает их надежность и ремонтопригодность.

• Компактность: Небольшие габариты по сравнению с другими типами насосов (особенно с внешним зацеплением).

• Высокая эффективность: Относительно высокий КПД в оптимальном диапазоне рабочих параметров.

• Универсальность: Могут перекачивать широкий спектр жидкостей, включая масла, топливо, химикаты и вязкие продукты.

• Самовсасывание (в определенной степени): Способны создавать вакуум, необходимый для подъема жидкости из резервуара. (Внутреннее зацепление лучше в этом плане).

Недостатки:

• Чувствительность к твердым включениям: Загрязнения в перекачиваемой жидкости могут привести к износу шестерен и снижению производительности насоса. (Внутреннее зацепление менее чувствительно).

• Пульсации потока: (особенно в насосах с внешним зацеплением) Пульсации потока могут вызывать вибрацию и шум в трубопроводной системе.

• Ограниченное давление: Максимальное давление, которое могут создавать шестеренные насосы, обычно ниже, чем у поршневых или центробежных насосов.

• Износ: Подвержены износу зубьев шестерен при работе с абразивными жидкостями или при высоких нагрузках.

5. Выбор подходящего шестеренного насоса:

При выборе шестеренного насоса необходимо учитывать следующие факторы:

Тип жидкости: Вязкость, химические свойства, наличие твердых частиц.

Производительность: Необходимый расход жидкости.

Давление: Требуемое давление в нагнетательном трубопроводе.

Условия эксплуатации: Температура окружающей среды и перекачиваемой жидкости, влажность, наличие агрессивных сред.

Бюджет: Стоимость насоса, затраты на монтаж, эксплуатацию и обслуживание.

В большинстве случаев, для работы с высоковязкими жидкостями и там, где важна плавность потока, предпочтительнее использовать шестеренные насосы с внутренним зацеплением. Для менее требовательных приложений, с жидкостями с низкой и средней вязкостью, где важна стоимость, можно использовать насосы с внешним зацеплением.

6. Заключение:

Шестеренные насосы с внутренним и внешним зацеплением – это надежные и эффективные устройства, используемые в различных отраслях промышленности. Понимание различий между этими двумя типами насосов, их характеристик и областей применения позволяет сделать правильный выбор для конкретной задачи. Правильный выбор насоса обеспечивает оптимальную производительность, долговечность и экономичность всей системы.

Дополнительную информацию по данным типам насосов можно посмотреть здесь: ЗДЕСЬ