3 secrets que vous ne connaissez pas sur les pompes à engrenages

Le pompe à engrenages est une pompe rotative qui repose sur le changement et le mouvement du volume utile formé entre le cylindre de la pompe et l'engrenage engrenant pour transporter le liquide ou le pressuriser.Deux espaces clos sont composés de deux engrenages, d'un corps de pompe et de couvercles avant et arrière.Lorsque les engrenages tournent, le volume de l'espace du côté du désengagement de l'engrenage augmente de petit pour former un vide pour aspirer le liquide, et le volume de l'espace du côté de l'engrenage augmente de petit et presse le liquide dans le pipeline.La cavité d'aspiration et la cavité de refoulement sont séparées par la ligne d'engrènement des deux engrenages.La pression à la sortie de la pompe à engrenages dépend entièrement de la résistance à la sortie de la pompe.

1. Principe de fonctionnement

Concepts de base:

Le concept d'une pompe à engrenages est très simple.Sa forme la plus basique est que deux engrenages de même taille s'engrènent et tournent l'un avec l'autre dans une coque bien ajustée.L'intérieur de la coque est similaire à la forme « 8 » et deux engrenages y sont installés.Le diamètre extérieur et les deux côtés de l'engrenage sont étroitement adaptés au boîtier.Le matériau de l'extrudeuse entre au milieu des deux engrenages au niveau de l'orifice d'aspiration, remplit cet espace, se déplace le long du boîtier avec la rotation des dents et est finalement déchargé lorsque les deux dents s'engrènent.

En termes de terminologie, une pompe à engrenages est également appelée dispositif volumétrique, qui ressemble à un piston dans un cylindre.Lorsqu'une dent pénètre dans l'espace fluide d'une autre dent, parce que le liquide est incompressible, le liquide et la dent ne peuvent pas occuper en même temps le même espace, de sorte que le liquide est mécaniquement expulsé.En raison de l'engrènement continu des dents, ce phénomène se produit en continu, de sorte qu'une quantité de refoulement continue est fournie à la sortie de la pompe, et la quantité de refoulement est la même pour chaque tour de la pompe.Grâce à la rotation ininterrompue de l'arbre d'entraînement, la pompe refoule du fluide en continu.Le débit de la pompe est directement lié à la vitesse de la pompe.

En fait, il y a une petite quantité de perte de fluide dans la pompe, car ces fluides sont utilisés pour lubrifier les roulements et les deux côtés des engrenages, et le corps de la pompe ne peut jamais s'adapter sans jeu, donc 100 % du fluide ne peut pas être évacué. de la sortie, donc une petite quantité de perte de fluide est inévitable, ce qui empêche l'efficacité de fonctionnement de la pompe d'atteindre 100 %.Cependant, la pompe peut toujours fonctionner correctement et pour la plupart des matériaux extrudés, elle peut toujours atteindre un rendement de 93 % à 98 %.

Pour les fluides dont la viscosité ou la densité change au cours du processus, cette pompe ne sera pas trop affectée.S'il y a un amortisseur, tel qu'une crépine ou un restricteur sur le côté de l'orifice de refoulement, la pompe poussera le fluide à travers eux.Si ce registre change pendant le fonctionnement, c'est-à-dire si le tamis du filtre devient sale, obstrué ou si la contre-pression du limiteur augmente, la pompe maintiendra un débit constant jusqu'à ce que la limite mécanique de la partie la plus faible de l'appareil soit atteinte.

Il existe en fait une limite à la vitesse d’une pompe, qui dépend principalement du fluide de procédé.Si l'huile est transportée, la pompe peut tourner à une vitesse très élevée, mais lorsque le fluide est un polymère fondu à haute viscosité lors de l'activité physique, cette restriction sera considérablement augmentée.

Il est très important de pousser le fluide à haute viscosité dans l’espace à deux dents situé sur le côté de l’orifice d’aspiration.Si cet espace n'est pas rempli, la pompe ne sera pas en mesure de débiter un débit précis, la valeur PV est donc également un autre facteur limitant et une variable de processus.En raison de ces limitations, les fabricants de pompes à engrenages proposeront une série de produits, à savoir des spécifications et des cylindrées différentes.Ces pompes seront adaptées au processus d'application spécifique pour optimiser la capacité et le prix du système.

Périphérique d'entraînement :

La pompe à engrenages est entraînée par un moteur indépendant, qui peut bloquer efficacement les pulsations de pression en amont et les fluctuations de débit.La pulsation de pression à la sortie de la pompe à engrenages peut être contrôlée à 1 % près.L'utilisation d'une pompe à engrenages sur la ligne de production d'extrusion peut augmenter la vitesse de sortie du flux et réduire le cisaillement et le temps de séjour du matériau dans l'extrudeuse.

La pompe à engrenages extérieurs est la plus utilisée.Généralement, la pompe à engrenages fait généralement référence à la pompe à engrenages externe.Sa structure est représentée sur la figure, composée principalement d'un engrenage menant, d'un engrenage mené, d'un corps de pompe, d'un couvercle de pompe et d'une soupape de sécurité.L'espace scellé formé par le corps de la pompe, le couvercle de la pompe et l'engrenage constitue la salle de travail de la pompe à engrenages.Les axes des deux engrenages sont respectivement installés dans les trous de roulement sur les deux couvercles de pompe, et l'arbre de l'engrenage menant s'étend hors du corps de la pompe et est entraîné en rotation par le moteur.La pompe à engrenages externes est de structure simple, légère, peu coûteuse, fiable dans son fonctionnement et présente une large gamme d'applications.

Lorsque la pompe à engrenages fonctionne, la roue motrice tourne avec le moteur et entraîne la roue menée en rotation.Lorsque les dents en prise d'un côté de la chambre d'aspiration se séparent progressivement, le volume de la chambre d'aspiration augmente et la pression diminue, et le liquide dans le tuyau d'aspiration est aspiré dans la pompe ;le liquide d'aspiration est poussé de deux manières dans la chambre de refoulement par l'engrenage situé dans la rainure dentaire.Une fois que le liquide entre dans la chambre de décharge, les dents des deux engrenages s'engrènent continuellement, de sorte que le liquide soit pressé et pénètre dans le tuyau de décharge depuis la chambre de décharge.L'engrenage menant et l'engrenage mené tournent en continu, et la pompe peut continuellement aspirer et évacuer du liquide.

Le corps de la pompe est équipé d'une soupape de sécurité.Lorsque la pression de refoulement dépasse la pression spécifiée, le liquide transporté peut automatiquement ouvrir la soupape de sécurité pour renvoyer le liquide haute pression vers le tuyau d'aspiration.

La pompe à engrenages internes est composée d'une paire d'engrenages internes engrenant les uns avec les autres, des pièces en forme de croissant, des corps de pompe, etc. entre eux.Le rôle de la pièce en forme de croissant est de séparer la chambre d'aspiration de la chambre de refoulement.Lorsque l'engrenage d'entraînement tourne, un vide partiel se forme à l'endroit où les engrenages sont désengagés, et le liquide est aspiré dans la pompe pour remplir les dents de la chambre d'aspiration, puis pénètre dans la chambre de refoulement de deux manières le long des côtés intérieur et extérieur de la pièce en forme de croissant.Là où les dents de l'engrenage entrent dans la maille, le liquide existant entre les dents est pressé et envoyé dans le tuyau d'évacuation.

En plus des caractéristiques de capacité d'auto-amorçage, de débit et de pression de refoulement, la pompe à engrenages n'a pas de soupape d'aspiration ni de soupape de refoulement sur le corps de la pompe.Il présente les caractéristiques d'une structure simple, d'un débit uniforme et d'un fonctionnement fiable, mais il a un faible rendement, un bruit et des vibrations élevés et est facile à porter., Il est principalement utilisé pour transporter diverses huiles qui sont des particules non corrosives et non solides et qui ont la capacité lubrifiante, et la température ne dépasse généralement pas 70 ℃, comme l'huile lubrifiante, l'huile végétale comestible, etc. la plage est de 0,045 à 30 ms/h, la plage de pression est de 0,7 à 20 MPa et la vitesse de travail est de 1 200 à 4 000 tr/min.

Caractéristiques structurelles :

● Structure simple et prix bas ;

● Faibles exigences de travail et large application ;

● Les capuchons d'extrémité et les rainures inter-dents des engrenages forment de nombreuses chambres de travail fixes et étanches, qui ne peuvent être utilisées que comme pompes quantitatives.

L'engrenage adopte la nouvelle technologie du niveau avancé international dans l'arc de profil de dent à double courbe sinusoïdale des années 1990.Par rapport aux engrenages à développante, son avantage le plus important est qu'il n'y a pas de glissement relatif sur la surface du profil de la dent pendant l'engrènement des engrenages, de sorte que la surface de la dent n'a pas d'usure, d'équilibre de fonctionnement, pas de piégeage de liquide, un faible bruit, une longue durée de vie et un rendement élevé.La pompe se débarrasse des chaînes de la conception traditionnelle, faisant entrer la pompe à engrenages dans un nouveau domaine en matière de conception, de production et d'utilisation.

La pompe est équipée d'une soupape de sécurité à pression différentielle comme protection contre les surcharges, et la pression de retour totale de la soupape de sécurité est 1,5 fois la pression de refoulement nominale de la pompe.Il peut également être ajusté en fonction des besoins réels dans la plage de pression de refoulement autorisée.Cependant, cette soupape de sécurité ne peut pas être utilisée comme réducteur de pression pendant une longue période, et la soupape de réduction de pression peut être installée séparément si nécessaire.

Le joint d'extrémité d'arbre de pompe est conçu sous deux formes, l'une est une garniture mécanique et l'autre est un joint d'étanchéité, qui peut être déterminé en fonction des conditions d'utilisation spécifiques et des exigences de l'utilisateur.

2. Caractéristiques du travail

Avantages : Structure simple et compacte, petite taille, poids léger, bonne fabricabilité, prix bas, forte auto-aspiration, insensible à la pollution par les hydrocarbures, large plage de vitesse, résistance aux charges de choc, entretien facile et travail fiable.

Désavantages: Force radiale déséquilibrée, artères à grand débit, bruit élevé, faible rendement, mauvaise interchangeabilité des pièces, difficile à réparer après usure et ne peut pas être utilisée comme pompe variable.

Piégeage d'huile :

Raison: Pendant le fonctionnement de la pompe à engrenages à développante, étant donné que le volume enfermé à l'intersection des engrenages change avec le temps, une partie de l'huile hydraulique est souvent scellée entre les dents.Comme le montre la figure, c’est ce qu’on appelle le phénomène de piégeage du pétrole.L'huile hydraulique incompressible provoquera d'importantes vibrations et bruits sur l'engrenage externe, ce qui affectera le fonctionnement normal du système.

Mesures: Rainures de déchargement ouvertes sur les plaques de recouvrement avant et arrière ou les manchons flottants, et principe d'ouverture des rainures de déchargement : la distance entre les deux rainures est le volume fermé minimum, et le volume fermé passe de grand à petit pour communiquer avec la pression chambre à huile et le volume fermé Il communique avec la cavité d'aspiration d'huile lorsqu'elle passe de petite à grande.

Fuite:

La fuite de la pompe à engrenages est relativement importante.Le chemin de fuite de l'engrenage à prise externe est le suivant : l'un est le jeu de la tête d'engrenage, le deuxième est le test de jeu et le troisième est le jeu d'engrènement.

Parmi eux, les fuites de jeu des faces d'extrémité sont relativement importantes, représentant 80 à 85 % des fuites totales.Lorsque la pression augmente, la première ne changera pas, mais la seconde augmentera considérablement la déflexion.C'est la principale raison des fuites des pompes à engrenages externes, leur efficacité volumétrique est faible, elles ne conviennent donc pas aux pompes à haute pression.

Efficacité:

Les pompes à engrenages sont efficaces pour traiter les fluides visqueux et fournissent un débit constant. Elles sont généralement moins efficaces avec des fluides fluides ou à faible viscosité en raison de fuites internes accrues.

Solution: La compensation de l'écartement des faces d'extrémité adopte des mesures d'équilibre de pression statique, et une pièce de compensation est ajoutée entre l'engrenage et le couvercle, telle qu'une bague flottante et une plaque latérale flottante.

Force déséquilibrée :

Le côté droit est la chambre de pression d’huile et le côté gauche est la chambre d’aspiration d’huile.Les pressions des deux chambres sont déséquilibrées ;De plus, la pression de la chambre de pression d'huile diminue progressivement en raison des fuites au sommet des dents.Les deux déséquilibres de pression agissent sur le déséquilibre radial de l'engrenage et de la graduation de l'arbre.Plus la pression d'huile est élevée, plus la force accélérera l'usure des roulements, réduira la durée de vie des roulements, pliera l'arbre et augmentera l'usure des sommets des dents et des trous d'arbre.

Mesures préventives: Utilisez des rainures d'équilibrage de pression ou réduisez la pression des chambres d'huile.

3. Défauts courants

Impossible de décharger

Phénomène problématique : La pompe ne peut pas se décharger.

La cause de la panne : Le sens de rotation est opposé ;la vanne d'aspiration ou de refoulement est fermée ;l'entrée n'a pas de matériau ou la pression est trop faible ;la viscosité est trop élevée et la pompe ne peut pas mordre le matériau.

Contre-mesures : Confirmer le sens de rotation ;confirmer si la vanne est fermée ;vérifier la vanne et le manomètre ;vérifier la viscosité du liquide, si le débit proportionnel à la vitesse apparaît lors d'un fonctionnement à basse vitesse s'il y a du débit, l'arrivée est insuffisante.

Débit insuffisant :

Phénomène problématique : Débit de pompe insuffisant.

La cause de la panne : La vanne d'aspiration ou de refoulement est fermée ;la pression d'entrée est faible ;le pipeline de sortie est bloqué ;le presse-étoupe fuit ;la vitesse est trop faible.

Contre-mesures : Confirmez si la vanne est fermée ;vérifiez si la vanne est ouverte ;confirmer si le volume de décharge est normal ;serrer;lorsqu'une grande quantité de fuite affecte la production, l'opération doit être arrêtée et démontée pour inspection ;vérifier la vitesse réelle de l'arbre de la pompe.

Son anormal :

Phénomène problématique : Son anormal.

Raisons de l'échec : Excentricité importante de l’accouplement ou mauvaise lubrification ;panne de moteur ;réducteur anormal ;mauvaise installation du joint d'arbre ;déformation ou usure de l'arbre.

Contre-mesures : aligner ou remplir de graisse ;vérifiez le moteur ;vérifier les roulements et les engrenages ;vérifier le joint d'arbre ;vérifier le démontage du véhicule.

Surintensité :

Phénomène problématique : Courant excessif.

La cause de la panne : La pression de sortie est trop élevée ;la viscosité à l'état fondu est trop élevée ;l'ensemble d'arbres est mal adapté ;l'arbre ou le roulement est usé ;le moteur est défectueux.

Contre-mesures : Vérifier les équipements et les canalisations en aval ;vérifier la viscosité ;vérifier le joint d'arbre et l'ajuster en conséquence ;vérifiez après l'arrêt si la manivelle est trop lourde ;vérifiez le moteur.