{"id":31149,"date":"2024-10-08T09:10:20","date_gmt":"2024-10-08T09:10:20","guid":{"rendered":"https:\/\/www.harsle.com\/?p=31149"},"modified":"2024-12-17T05:11:48","modified_gmt":"2024-12-17T05:11:48","slug":"the-working-principle-of-gear-pump","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.harsle.com\/it\/the-working-principle-of-gear-pump\/","title":{"rendered":"Il principio di funzionamento della pompa ad ingranaggi"},"content":{"rendered":"

Nella mia esplorazione dei sistemi idraulici, ho imparato ad apprezzare il principio di funzionamento di pompe ad ingranaggi<\/a>Queste pompe sono essenziali per il trasferimento di fluidi in diverse applicazioni grazie alla loro affidabilit\u00e0 ed efficienza. Comprendere il funzionamento delle pompe a ingranaggi mi consente di risolvere efficacemente i problemi e ottimizzare le prestazioni del sistema. In questo articolo, approfondir\u00f2 i meccanismi fondamentali delle pompe a ingranaggi, spiegandone la progettazione, il funzionamento e i vantaggi. Il mio obiettivo \u00e8 fornire spunti preziosi che possano aiutare altri operatori del settore a migliorare la comprensione e l'applicazione di questa tecnologia fondamentale.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

\u25cfIl concetto di base della pompa ad ingranaggi<\/h2>\n\n\n\n

Il concetto di una pompa a ingranaggi \u00e8 molto semplice. La sua forma pi\u00f9 elementare \u00e8 quella di due ingranaggi delle stesse dimensioni che si ingranano e ruotano l'uno con l'altro in un guscio aderente. L'interno del guscio ha una forma simile a un "8" e al suo interno sono installati due ingranaggi. Il diametro esterno ed entrambi i lati dell'ingranaggio sono perfettamente allineati con l'alloggiamento. Il materiale proveniente dall'estrusore entra al centro dei due ingranaggi, all'altezza della porta di aspirazione, riempie lo spazio, si muove lungo l'alloggiamento con la rotazione dei denti e viene infine scaricato quando i due denti si ingranano.<\/p>\n\n\n\n

In termini tecnici, una pompa a ingranaggi \u00e8 anche chiamata dispositivo volumetrico, che funziona come un pistone in un cilindro. Quando un dente entra nello spazio fluido di un altro dente, poich\u00e9 il liquido \u00e8 incomprimibile, il liquido e il dente non possono trovarsi nello stesso momento. Occupano lo stesso spazio, quindi il liquido viene espulso meccanicamente. <\/p>\n\n\n\n

Grazie all'ingranamento continuo dei denti, questo fenomeno si verifica ininterrottamente, garantendo una portata continua all'uscita della pompa, costante per ogni giro della pompa. Grazie alla rotazione ininterrotta dell'albero motore, la pompa scarica fluido in modo continuo. La portata della pompa \u00e8 direttamente proporzionale alla velocit\u00e0 della pompa.<\/p>\n\n\n\n

In effetti, si verifica una piccola perdita di fluido nella pompa, poich\u00e9 questi fluidi vengono utilizzati per lubrificare i cuscinetti ed entrambi i lati degli ingranaggi, e il corpo della pompa non pu\u00f2 mai essere inserito senza gioco, quindi il fluido non pu\u00f2 essere scaricato dall'uscita 100%, quindi una piccola perdita di fluido \u00e8 inevitabile, il che impedisce all'efficienza operativa della pompa di raggiungere 100%. Tuttavia, la pompa pu\u00f2 ancora funzionare bene e, per la maggior parte dei materiali estrusi, pu\u00f2 ancora raggiungere un'efficienza da 93% a 98%.<\/p>\n\n\n\n

Per fluidi la cui viscosit\u00e0 o densit\u00e0 varia durante il processo, questa pompa non subir\u00e0 particolari variazioni. Se \u00e8 presente uno smorzatore, come un filtro o un limitatore sul lato della porta di mandata, la pompa spinger\u00e0 il fluido attraverso di essi. Se questo smorzatore cambia durante il funzionamento, ovvero se il filtro si sporca, si intasa o la contropressione del limitatore aumenta, la pompa manterr\u00e0 una portata costante fino al raggiungimento del limite meccanico del componente pi\u00f9 debole del dispositivo.<\/p>\n\n\n\n

Esiste un limite alla velocit\u00e0 di una pompa, che dipende principalmente dal fluido di processo. Se il fluido \u00e8 un olio, la pompa pu\u00f2 ruotare ad alta velocit\u00e0, ma quando il fluido \u00e8 un polimero fuso ad alta viscosit\u00e0, questa limitazione aumenta notevolmente durante l'attivit\u00e0 fisica.<\/p>\n\n\n\n

\u00c8 molto importante spingere il fluido ad alta viscosit\u00e0 nello spazio a due denti sul lato della porta di aspirazione. Se questo spazio non viene riempito, la pompa non sar\u00e0 in grado di erogare la portata corretta, quindi il valore PV \u00e8 un altro fattore limitante e una variabile di processo. A causa di queste limitazioni, i produttori di pompe a ingranaggi offrono una serie di prodotti, ovvero con specifiche e cilindrate diverse. Queste pompe saranno abbinate allo specifico processo applicativo per ottimizzare la capacit\u00e0 e il prezzo del sistema.<\/p>\n\n\n\n

L'ingranaggio e l'albero della pompa PEP-II sono integrati e l'intero processo di indurimento del corpo \u00e8 stato adottato per ottenere una maggiore durata. Il cuscinetto di tipo "D" incorpora un meccanismo di lubrificazione forzata, che consente al polimero di passare attraverso la superficie del cuscinetto e di tornare al lato di ingresso della pompa per garantire un'efficace lubrificazione dell'albero rotante. Questa caratteristica riduce la possibilit\u00e0 di ritenzione e degradazione del polimero. Il corpo della pompa, lavorato con precisione, pu\u00f2 abbinare con precisione il cuscinetto di tipo "D" all'albero dell'ingranaggio per garantire che quest'ultimo non sia eccentrico e prevenire l'usura degli ingranaggi. La struttura della tenuta Parkwood e la tenuta a labbro in PTFE costituiscono insieme una tenuta raffreddata ad acqua. <\/p>\n\n\n\n

Questo tipo di tenuta non tocca effettivamente la superficie dell'albero. Il suo principio di tenuta consiste nel raffreddare il polimero fino a uno stato semi-fuso per formare un'autosigillatura. \u00c8 possibile utilizzare anche la tenuta Rheoseal, che presenta scanalature a spirale inversa sulla superficie interna della tenuta dell'albero, in modo che il polimero possa essere sottoposto a contropressione verso l'ingresso. Per facilitare l'installazione, il produttore ha progettato una superficie di montaggio con bullone ad anello che si adatta al montaggio della flangia di altre apparecchiature, semplificando la produzione di flange cilindriche.<\/p>\n\n\n\n

La pompa a ingranaggi PEP-II \u00e8 dotata di elementi riscaldanti che corrispondono alle specifiche della pompa, selezionabili dall'utente, garantendo un riscaldamento rapido e un controllo ottimale della temperatura. A differenza del metodo di riscaldamento nel corpo pompa, il danneggiamento di questi componenti \u00e8 limitato a una singola scheda e non ha alcun impatto sull'intera pompa.<\/p>\n\n\n\n

\u25cfDispositivo di guida<\/h2>\n\n\n\n

La pompa a ingranaggi \u00e8 azionata da un motore indipendente, in grado di bloccare efficacemente le pulsazioni di pressione a monte e le fluttuazioni di portata. La pulsazione di pressione all'uscita della pompa a ingranaggi pu\u00f2 essere controllata entro 1%. L'utilizzo di una pompa a ingranaggi sulla linea di estrusione pu\u00f2 aumentare la portata e ridurre il tempo di taglio e di permanenza del materiale nell'estrusore.<\/p>\n\n\n\n

La pompa a ingranaggi esterni \u00e8 la pompa a ingranaggi pi\u00f9 utilizzata e generalmente si riferisce alla pompa a ingranaggi esterna. La sua struttura \u00e8 mostrata in Figura 1, composta principalmente da ingranaggio conduttore, ingranaggio condotto, corpo pompa, coperchio pompa e valvola di sicurezza. Lo spazio sigillato formato dal corpo pompa, dal coperchio pompa e dall'ingranaggio costituisce la camera di lavoro della pompa a ingranaggi. Gli assi dei due ingranaggi sono installati rispettivamente nei fori dei cuscinetti sui due coperchi pompa e l'albero dell'ingranaggio conduttore fuoriesce dal corpo pompa ed \u00e8 azionato in rotazione dal motore. La pompa a ingranaggi esterni ha una struttura semplice, peso leggero, basso costo, funzionamento affidabile e un'ampia gamma di applicazioni.<\/p>\n\n\n\n

Quando la pompa a ingranaggi \u00e8 in funzione, la ruota motrice ruota insieme al motore e aziona la ruota condotta. Quando i denti ingrananti su un lato della camera di aspirazione si separano gradualmente, il volume della camera di aspirazione aumenta e la pressione diminuisce, e il liquido nel tubo di aspirazione viene aspirato nella pompa; il liquido di aspirazione viene spinto nella camera di mandata dall'ingranaggio nella scanalatura del dente in due modi. <\/p>\n\n\n\n

Dopo che il liquido entra nella camera di scarico, i denti dei due ingranaggi si ingranano continuamente, in modo che il liquido venga spinto dalla camera di scarico nel tubo di scarico. L'ingranaggio conduttore e quello condotto ruotano continuamente e la pompa pu\u00f2 aspirare e scaricare il liquido ininterrottamente.<\/p>\n\n\n\n

Il corpo pompa \u00e8 dotato di una valvola di sicurezza. Quando la pressione di mandata supera il valore specificato, il liquido di trasporto pu\u00f2 aprire automaticamente la valvola di sicurezza per riportare il liquido ad alta pressione nel tubo di aspirazione.<\/p>\n\n\n\n

La pompa a ingranaggi interni \u00e8 composta da una coppia di ingranaggi interni che si ingranano tra loro, tra elementi a forma di mezzaluna, corpi pompa, ecc. Il ruolo dell'elemento a forma di mezzaluna \u00e8 quello di separare la camera di aspirazione da quella di mandata. Quando l'ingranaggio conduttore ruota, si forma un vuoto parziale nel punto in cui l'ingranaggio si disinnesta e il liquido viene aspirato nella pompa per riempire i denti della camera di aspirazione, per poi entrare nella camera di mandata in due modi, lungo i lati interno ed esterno dell'elemento a forma di mezzaluna. Nel punto in cui i denti dell'ingranaggio entrano nell'ingranaggio, il liquido presente tra i denti viene compresso e inviato al tubo di mandata.<\/p>\n\n\n\n

Oltre alle caratteristiche di capacit\u00e0 autoadescante, portata e pressione di scarico, la pompa a ingranaggi non ha valvole di aspirazione e di scarico sul corpo pompa. Presenta le seguenti caratteristiche: struttura semplice, flusso uniforme, funzionamento affidabile, ma bassa efficienza, elevata rumorosit\u00e0 e vibrazioni, e facile usura. Viene utilizzata principalmente per il trasporto di vari oli non corrosivi, non solidi e con capacit\u00e0 lubrificante, e la cui temperatura generalmente non supera i 70 \u00b0C, come olio lubrificante e olio vegetale commestibile. L'intervallo di portata generale \u00e8 0,045-30 ms\/h, l'intervallo di pressione \u00e8 0,7-20 MPa e la velocit\u00e0 di lavoro \u00e8 1200-4000 giri\/min.<\/p>\n\n\n\n

\u25cfCaratteristiche strutturali<\/h2>\n\n\n\n

\u2474 Struttura semplice e prezzo economico;<\/p>\n\n\n\n

\u2475 Bassi requisiti di lavoro e ampia applicazione;<\/p>\n\n\n\n

\u2476 Le calotte terminali e le scanalature tra i denti dell'ingranaggio formano numerose camere di lavoro fisse e sigillate, che possono essere utilizzate solo come pompa quantitativa.<\/p>\n\n\n\n

L'ingranaggio adotta la nuova tecnologia di livello avanzato internazionale degli anni '90: il profilo del dente a doppia curva arcoseno. Rispetto agli ingranaggi evolventi, il suo vantaggio principale \u00e8 l'assenza di scorrimento relativo sulla superficie del profilo del dente durante il processo di accoppiamento, quindi la superficie del dente non presenta usura, equilibrio di funzionamento, nessun intrappolamento di liquidi, bassa rumorosit\u00e0, lunga durata ed elevata efficienza. La pompa elimina i vincoli del design tradizionale, consentendo alla pompa a ingranaggi di entrare in un nuovo campo di progettazione, produzione e utilizzo.<\/p>\n\n\n\n

\u25cfClassificazione delle pompe ad ingranaggi<\/h2>\n\n\n\n

Per quanto riguarda gli ingranaggi dei componenti principali, essi sono composti principalmente da ingranaggi normali comuni pompe ad ingranaggi<\/a> e pompe ad ingranaggi ad arco. Le comuni pompe ad ingranaggi normali sono pi\u00f9 resistenti delle pompe ad ingranaggi ad arco circolare quando trasportano fluidi con impurit\u00e0, e le pompe ad ingranaggi ad arco circolare hanno una struttura speciale, trasportano fluidi puliti, sono silenziose e hanno una lunga durata. Ognuna ha i suoi vantaggi.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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