{"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\/pl\/the-working-principle-of-gear-pump\/","title":{"rendered":"Zasada dzia\u0142ania pompy z\u0119batej"},"content":{"rendered":"

W trakcie moich bada\u0144 nad uk\u0142adami hydraulicznymi doceni\u0142em zasad\u0119 dzia\u0142ania pompy z\u0119bate<\/a>Pompy te s\u0105 niezb\u0119dne do przesy\u0142u p\u0142yn\u00f3w w r\u00f3\u017cnych zastosowaniach ze wzgl\u0119du na swoj\u0105 niezawodno\u015b\u0107 i wydajno\u015b\u0107. Zrozumienie dzia\u0142ania pomp z\u0119batych pozwala mi skutecznie rozwi\u0105zywa\u0107 problemy i optymalizowa\u0107 wydajno\u015b\u0107 systemu. W tym artykule zag\u0142\u0119bi\u0119 si\u0119 w podstawow\u0105 mechanik\u0119 pomp z\u0119batych, wyja\u015bniaj\u0105c ich konstrukcj\u0119, dzia\u0142anie i zalety. Moim celem jest dostarczenie cennych spostrze\u017ce\u0144, kt\u00f3re pomog\u0105 innym osobom w tej dziedzinie pog\u0142\u0119bi\u0107 wiedz\u0119 i wykorzysta\u0107 t\u0119 kluczow\u0105 technologi\u0119.<\/p>\n\n\n\n

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

\u25cfPodstawowa koncepcja pompy z\u0119batej<\/h2>\n\n\n\n

Koncepcja pompy z\u0119batej jest bardzo prosta. Jej najprostsza forma polega na tym, \u017ce dwa ko\u0142a z\u0119bate o tej samej wielko\u015bci zaz\u0119biaj\u0105 si\u0119 i obracaj\u0105 w \u015bci\u015ble dopasowanej obudowie. Wn\u0119trze obudowy ma kszta\u0142t zbli\u017cony do cyfry \u201e8\u201d, a wewn\u0105trz zamontowane s\u0105 dwa ko\u0142a z\u0119bate. \u015arednica zewn\u0119trzna i obie strony ko\u0142a z\u0119batego s\u0105 \u015bci\u015ble dopasowane do obudowy. Materia\u0142 z wyt\u0142aczarki trafia do \u015brodka dw\u00f3ch k\u00f3\u0142 z\u0119batych przez otw\u00f3r ss\u0105cy, wype\u0142nia przestrze\u0144, przemieszcza si\u0119 wzd\u0142u\u017c obudowy wraz z obrotem z\u0119b\u00f3w i jest ostatecznie odprowadzany, gdy z\u0119by si\u0119 zaz\u0119bi\u0105.<\/p>\n\n\n\n

Terminologicznie pompa z\u0119bata jest r\u00f3wnie\u017c nazywana urz\u0105dzeniem wyporowym, kt\u00f3re dzia\u0142a jak t\u0142ok w cylindrze. Gdy jeden z\u0105b wchodzi w przestrze\u0144 p\u0142ynow\u0105 drugiego z\u0119ba, poniewa\u017c ciecz jest nie\u015bci\u015bliwa, ciecz i z\u0105b nie mog\u0105 znajdowa\u0107 si\u0119 w tym samym czasie. Pompa zajmuje t\u0119 sam\u0105 przestrze\u0144, wi\u0119c ciecz jest mechanicznie wyciskana. <\/p>\n\n\n\n

Dzi\u0119ki ci\u0105g\u0142emu zaz\u0119bieniu si\u0119 z\u0119b\u00f3w, zjawisko to wyst\u0119puje w spos\u00f3b ci\u0105g\u0142y, co zapewnia sta\u0142\u0105 ilo\u015b\u0107 cieczy na wylocie pompy, kt\u00f3ra jest taka sama dla ka\u017cdego obrotu pompy. Dzi\u0119ki nieprzerwanemu obrotowi wa\u0142u nap\u0119dowego pompa nieprzerwanie t\u0142oczy ciecz. Przep\u0142yw pompy jest bezpo\u015brednio zale\u017cny od jej pr\u0119dko\u015bci obrotowej.<\/p>\n\n\n\n

W rzeczywisto\u015bci, w pompie wyst\u0119puje niewielka utrata p\u0142ynu, poniewa\u017c p\u0142yny te s\u0142u\u017c\u0105 do smarowania \u0142o\u017cysk i obu stron przek\u0142adni, a korpus pompy nigdy nie mo\u017ce by\u0107 dopasowany bez luzu, co uniemo\u017cliwia wyp\u0142yw p\u0142ynu z wylotu 100%. Niewielka utrata p\u0142ynu jest nieunikniona, co uniemo\u017cliwia osi\u0105gni\u0119cie wydajno\u015bci roboczej pompy na poziomie 100%. Pompa mo\u017ce jednak nadal pracowa\u0107 prawid\u0142owo, a w przypadku wi\u0119kszo\u015bci wyt\u0142aczanych materia\u0142\u00f3w mo\u017ce osi\u0105gn\u0105\u0107 wydajno\u015b\u0107 od 93% do 98%.<\/p>\n\n\n\n

W przypadku cieczy, kt\u00f3rych lepko\u015b\u0107 lub g\u0119sto\u015b\u0107 zmienia si\u0119 w trakcie procesu, pompa nie b\u0119dzie mia\u0142a wi\u0119kszego wp\u0142ywu na jej prac\u0119. Je\u015bli po stronie kr\u00f3\u0107ca t\u0142ocznego znajduje si\u0119 przepustnica, taka jak filtr siatkowy lub ogranicznik, pompa b\u0119dzie przepycha\u0107 przez ni\u0105 ciecz. Je\u015bli ta przepustnica zmieni si\u0119 podczas pracy, tj. je\u015bli sitko filtra ulegnie zabrudzeniu, zatkaniu lub wzro\u015bnie przeciwci\u015bnienie w ograniczniku, pompa b\u0119dzie utrzymywa\u0107 sta\u0142\u0105 wydajno\u015b\u0107, a\u017c do osi\u0105gni\u0119cia mechanicznej granicy wytrzyma\u0142o\u015bci najs\u0142abszego elementu urz\u0105dzenia.<\/p>\n\n\n\n

Istnieje ograniczenie pr\u0119dko\u015bci pompy, kt\u00f3re zale\u017cy g\u0142\u00f3wnie od rodzaju cieczy roboczej. Je\u015bli t\u0142oczony jest olej, pompa mo\u017ce obraca\u0107 si\u0119 z du\u017c\u0105 pr\u0119dko\u015bci\u0105, ale gdy ciecz\u0105 jest stopiony polimer o wysokiej lepko\u015bci, to ograniczenie znacznie wzrasta podczas aktywno\u015bci fizycznej.<\/p>\n\n\n\n

Bardzo wa\u017cne jest wt\u0142oczenie cieczy o wysokiej lepko\u015bci do przestrzeni dwuz\u0119bowej z boku kr\u00f3\u0107ca ssawnego. Je\u015bli ta przestrze\u0144 nie zostanie wype\u0142niona, pompa nie b\u0119dzie w stanie zapewni\u0107 dok\u0142adnego przep\u0142ywu, dlatego warto\u015b\u0107 PV jest kolejnym czynnikiem ograniczaj\u0105cym i zmienn\u0105 procesow\u0105. Ze wzgl\u0119du na te ograniczenia producenci pomp z\u0119batych oferuj\u0105 szereg produkt\u00f3w, r\u00f3\u017cni\u0105cych si\u0119 specyfikacj\u0105 i wydajno\u015bci\u0105. Pompy te b\u0119d\u0105 dopasowywane do konkretnego procesu aplikacji, aby zoptymalizowa\u0107 wydajno\u015b\u0107 i cen\u0119 systemu.<\/p>\n\n\n\n

Ko\u0142o z\u0119bate i wa\u0142 pompy PEP-II s\u0105 zintegrowane, a proces hartowania ca\u0142ego korpusu zapewnia d\u0142u\u017csz\u0105 \u017cywotno\u015b\u0107. \u0141o\u017cysko typu \u201eD\u201d posiada mechanizm wymuszonego smarowania, kt\u00f3ry umo\u017cliwia polimerowi przep\u0142yw przez powierzchni\u0119 \u0142o\u017cyska i powr\u00f3t do strony wlotowej pompy, zapewniaj\u0105c skuteczne smarowanie obracaj\u0105cego si\u0119 wa\u0142u. Ta cecha zmniejsza ryzyko zatrzymywania i degradacji polimeru. Precyzyjnie obrobiony korpus pompy pozwala na dok\u0142adne dopasowanie \u0142o\u017cyska typu \u201eD\u201d do wa\u0142u przek\u0142adni, co zapobiega jego mimo\u015brodowemu dzia\u0142aniu i zu\u017cyciu przek\u0142adni. Uszczelnienie Parkwood i uszczelka wargowa PTFE tworz\u0105 uszczelnienie ch\u0142odzone wod\u0105. <\/p>\n\n\n\n

Ten rodzaj uszczelnienia nie styka si\u0119 bezpo\u015brednio z powierzchni\u0105 wa\u0142u. Zasada jego dzia\u0142ania polega na sch\u0142odzeniu polimeru do stanu p\u00f3\u0142p\u0142ynnego, tworz\u0105c uszczelnienie samouszczelniaj\u0105ce. Mo\u017cna r\u00f3wnie\u017c zastosowa\u0107 uszczelnienie Rheoseal, kt\u00f3re posiada spiralne rowki odwr\u00f3cone na wewn\u0119trznej powierzchni uszczelnienia wa\u0142u, co umo\u017cliwia zwrotne t\u0142oczenie polimeru do wlotu. Aby u\u0142atwi\u0107 monta\u017c, producent zaprojektowa\u0142 powierzchni\u0119 monta\u017cow\u0105 \u015bruby pier\u015bcieniowej, dopasowan\u0105 do mocowania ko\u0142nierzowego w innych urz\u0105dzeniach, co u\u0142atwia produkcj\u0119 ko\u0142nierzy cylindrycznych.<\/p>\n\n\n\n

Pompa z\u0119bata PEP-II jest wyposa\u017cona w elementy grzejne dopasowane do specyfikacji pompy, kt\u00f3re u\u017cytkownik mo\u017ce dobra\u0107 samodzielnie. Zapewnia to szybkie nagrzewanie i kontrol\u0119 temperatury. W przeciwie\u0144stwie do metody grzania w korpusie pompy, uszkodzenie tych element\u00f3w ogranicza si\u0119 do jednej p\u0142ytki i nie ma wp\u0142ywu na ca\u0142\u0105 pomp\u0119.<\/p>\n\n\n\n

\u25cfUrz\u0105dzenie nap\u0119dowe<\/h2>\n\n\n\n

Pompa z\u0119bata jest nap\u0119dzana niezale\u017cnym silnikiem, kt\u00f3ry skutecznie blokuje pulsacje ci\u015bnienia i wahania przep\u0142ywu po stronie wlotowej. Pulsacj\u0119 ci\u015bnienia na wylocie pompy z\u0119batej mo\u017cna kontrolowa\u0107 za pomoc\u0105 sterownika 1%. Zastosowanie pompy z\u0119batej w linii wyt\u0142aczania pozwala zwi\u0119kszy\u0107 nat\u0119\u017cenie przep\u0142ywu oraz skr\u00f3ci\u0107 czas \u015bcinania i przebywania materia\u0142u w wyt\u0142aczarce.<\/p>\n\n\n\n

Pompa z\u0119bata zewn\u0119trzna jest najcz\u0119\u015bciej stosowan\u0105 pomp\u0105 z\u0119bat\u0105 i og\u00f3lnie odnosi si\u0119 do pompy z\u0119batej zewn\u0119trznej. Jej konstrukcja przedstawiona jest na rysunku 1 i sk\u0142ada si\u0119 g\u0142\u00f3wnie z ko\u0142a z\u0119batego nap\u0119dzaj\u0105cego, ko\u0142a z\u0119batego nap\u0119dzanego, korpusu pompy, pokrywy pompy i zaworu bezpiecze\u0144stwa. Szczelna przestrze\u0144 utworzona przez korpus pompy, pokryw\u0119 pompy i ko\u0142o z\u0119bate to przestrze\u0144 robocza pompy z\u0119batej. Osie dw\u00f3ch k\u00f3\u0142 z\u0119batych s\u0105 odpowiednio zamontowane w otworach \u0142o\u017cyskowych na obu pokrywach pompy, a wa\u0142 ko\u0142a z\u0119batego nap\u0119dowego wystaje z korpusu pompy i jest nap\u0119dzany silnikiem. Pompa z\u0119bata zewn\u0119trzna charakteryzuje si\u0119 prost\u0105 konstrukcj\u0105, lekko\u015bci\u0105, niskim kosztem, niezawodno\u015bci\u0105 dzia\u0142ania i szerokim zakresem zastosowa\u0144.<\/p>\n\n\n\n

Podczas pracy pompy z\u0119batej ko\u0142o nap\u0119dowe obraca si\u0119 wraz z silnikiem i nap\u0119dza ko\u0142o nap\u0119dzane. Stopniowe rozsuwanie si\u0119 zaz\u0119biaj\u0105cych si\u0119 z\u0119b\u00f3w po jednej stronie komory ss\u0105cej powoduje wzrost obj\u0119to\u015bci komory ss\u0105cej i spadek ci\u015bnienia, a ciecz z rury ss\u0105cej jest zasysana do pompy. Ciecz zasysana jest wt\u0142aczana do komory t\u0142ocznej przez ko\u0142o z\u0119bate w rowku z\u0119ba na dwa sposoby. <\/p>\n\n\n\n

Po wp\u0142yni\u0119ciu cieczy do komory t\u0142ocznej, z\u0119by obu k\u00f3\u0142 z\u0119batych zaz\u0119biaj\u0105 si\u0119 w spos\u00f3b ci\u0105g\u0142y, dzi\u0119ki czemu ciecz jest wyciskana z komory t\u0142ocznej do rury t\u0142ocznej. Ko\u0142o nap\u0119dowe i ko\u0142o nap\u0119dzane obracaj\u0105 si\u0119 w spos\u00f3b ci\u0105g\u0142y, dzi\u0119ki czemu pompa mo\u017ce nieprzerwanie zasysa\u0107 i t\u0142oczy\u0107 ciecz.<\/p>\n\n\n\n

Korpus pompy jest wyposa\u017cony w zaw\u00f3r bezpiecze\u0144stwa. Gdy ci\u015bnienie t\u0142oczenia przekroczy okre\u015blon\u0105 warto\u015b\u0107, t\u0142oczona ciecz mo\u017ce automatycznie otworzy\u0107 zaw\u00f3r bezpiecze\u0144stwa, aby ciecz pod wysokim ci\u015bnieniem wr\u00f3ci\u0142a do rury ssawnej.<\/p>\n\n\n\n

Pompa z\u0119bata wewn\u0119trzna sk\u0142ada si\u0119 z pary zaz\u0119biaj\u0105cych si\u0119 ze sob\u0105 wewn\u0119trznych k\u00f3\u0142 z\u0119batych, p\u00f3\u0142ksi\u0119\u017cycowatych cz\u0119\u015bci, obud\u00f3w pompy itp. Zadaniem p\u00f3\u0142ksi\u0119\u017cycowatej cz\u0119\u015bci jest oddzielenie komory ss\u0105cej od t\u0142ocznej. Podczas obrotu ko\u0142a nap\u0119dowego powstaje cz\u0119\u015bciowa pr\u00f3\u017cnia, w kt\u00f3rej ko\u0142o si\u0119 roz\u0142\u0105cza, a ciecz jest zasysana do pompy, wype\u0142niaj\u0105c z\u0119by komory ss\u0105cej, a nast\u0119pnie przedostaje si\u0119 do komory t\u0142ocznej na dwa sposoby, wzd\u0142u\u017c wewn\u0119trznej i zewn\u0119trznej strony p\u00f3\u0142ksi\u0119\u017cycowatej cz\u0119\u015bci. W miejscu, gdzie z\u0119by ko\u0142a z\u0119batego wchodz\u0105 w zaz\u0119bienie, ciecz znajduj\u0105ca si\u0119 mi\u0119dzy z\u0119bami jest \u015bciskana i t\u0142oczona do rury t\u0142ocznej.<\/p>\n\n\n\n

Opr\u00f3cz samozasysaj\u0105cej wydajno\u015bci, wysokiego przep\u0142ywu i ci\u015bnienia t\u0142oczenia, pompa z\u0119bata nie posiada zaworu ss\u0105cego ani t\u0142ocz\u0105cego na obudowie. Charakteryzuje si\u0119 prost\u0105 konstrukcj\u0105, r\u00f3wnomiernym przep\u0142ywem i niezawodn\u0105 prac\u0105, ale nisk\u0105 wydajno\u015bci\u0105, wysokim poziomem ha\u0142asu i wibracji oraz \u0142atwo\u015bci\u0105 w zu\u017cyciu. Jest wykorzystywana g\u0142\u00f3wnie do transportu r\u00f3\u017cnych olej\u00f3w, kt\u00f3re nie powoduj\u0105 korozji, nie zawieraj\u0105 cz\u0105stek sta\u0142ych i maj\u0105 w\u0142a\u015bciwo\u015bci smarne, a ich temperatura pracy zazwyczaj nie przekracza 70\u00b0C, takich jak olej smarowy i jadalny olej ro\u015blinny. Zakres przep\u0142ywu wynosi 0,045\u201330 ms\/h, ci\u015bnienie 0,7\u201320 MPa, a pr\u0119dko\u015b\u0107 robocza 1200\u20134000 obr.\/min.<\/p>\n\n\n\n

\u25cfCechy konstrukcyjne<\/h2>\n\n\n\n

\u2474 Prosta konstrukcja i niska cena;<\/p>\n\n\n\n

\u2475 Niskie wymagania dotycz\u0105ce pracy i szerokie zastosowanie;<\/p>\n\n\n\n

\u2476 Za\u015blepki i rowki mi\u0119dzyz\u0119bne ko\u0142a z\u0119batego tworz\u0105 wiele sta\u0142ych, uszczelnionych kom\u00f3r roboczych, kt\u00f3re mog\u0105 by\u0107 stosowane wy\u0142\u0105cznie jako pompy ilo\u015bciowe.<\/p>\n\n\n\n

Przek\u0142adnia wykorzystuje najnowocze\u015bniejsz\u0105 technologi\u0119 lat 90. XX wieku, o profilu z\u0119ba o podw\u00f3jnym \u0142uku sinusoidalnym. W por\u00f3wnaniu z przek\u0142adniami ewolwentowymi, jej najwa\u017cniejsz\u0105 zalet\u0105 jest brak wzgl\u0119dnego po\u015blizgu na powierzchni z\u0119ba podczas zaz\u0119biania, co zapobiega zu\u017cyciu powierzchni z\u0119ba, zapewnia r\u00f3wnowag\u0119 w ruchu, zapobiega gromadzeniu si\u0119 cieczy, niski poziom ha\u0142asu, d\u0142ug\u0105 \u017cywotno\u015b\u0107 i wysok\u0105 wydajno\u015b\u0107. Pompa pozbywa si\u0119 ogranicze\u0144 tradycyjnej konstrukcji, co otwiera przed pomp\u0105 z\u0119bat\u0105 nowy obszar projektowania, produkcji i u\u017cytkowania.<\/p>\n\n\n\n

\u25cfKlasyfikacja pomp z\u0119batych<\/h2>\n\n\n\n

Je\u015bli chodzi o g\u0142\u00f3wne elementy przek\u0142adni, sk\u0142adaj\u0105 si\u0119 one g\u0142\u00f3wnie ze zwyk\u0142ych normalnych pompy z\u0119bate<\/a> i pompy z\u0119bate \u0142ukowe. Zwyk\u0142e pompy z\u0119bate s\u0105 trwalsze ni\u017c pompy z\u0119bate \u0142ukowe w transporcie medi\u00f3w zanieczyszczonych, a pompy z\u0119bate \u0142ukowe maj\u0105 specjaln\u0105 konstrukcj\u0119, transportuj\u0105 czyste media, s\u0105 ciche i maj\u0105 d\u0142ug\u0105 \u017cywotno\u015b\u0107. Ka\u017cda z nich ma swoje zalety.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

W trakcie moich bada\u0144 nad uk\u0142adami hydraulicznymi doceni\u0142em zasad\u0119 dzia\u0142ania pomp z\u0119batych. Pompy te s\u0105<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":53949,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[180],"tags":[1762,1763,1764,1765,1761],"class_list":["post-31149","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-blog","tag-gear-pump","tag-gear-pump-components","tag-gear-pump-function","tag-the-basic-concept-of-gear-pump","tag-the-working-principle-of-gear-pump"],"jetpack_featured_media_url":"https:\/\/www.harsle.com\/wp-content\/uploads\/2024\/10\/Working-Principle-of-Gear-Pump.png","jetpack_sharing_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.harsle.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/31149","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.harsle.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.harsle.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.harsle.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.harsle.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=31149"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.harsle.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/31149\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.harsle.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/media\/53949"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.harsle.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=31149"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.harsle.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=31149"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.harsle.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=31149"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}