Wewnętrzne i pompy zębate zewnętrzne (hiszpański: bomba de engranajes interna/externa ; rosyjski: шестеренный насос внутреннего/внешнего зацепления ) to dwa podstawowe typy hydraulicznych pomp zębatych . Obydwa wykorzystują zazębiające się koła zębate do przemieszczania płynu, ale ich konstrukcja i charakterystyka działania różnią się w kluczowych aspektach. Ten obszerny przewodnik wyjaśnia, jak działa każda pompa, porównuje jej wydajność pod względem stabilności przepływu, hałasu, wydajności, ciśnienia i kompatybilności z płynami, a także podkreśla typowe przypadki użycia. Zaprezentujemy także zalety Pompy zębate wewnętrzne Blince IGP i Przykładowe pompy zębate zewnętrzne Blince OGP , które pomogą Ci wybrać odpowiednie rozwiązanie dla Twoich potrzeb.
Zrozumienie podstaw pomp zębatych
Pompy zębate to pompy wyporowe , które przenoszą płyn, zatrzymując go pomiędzy obracającymi się zębatkami a obudową pompy. Gdy koła zębate się obracają, płyn jest zasysany do wlotu, rozprowadzany wokół obudowy, a następnie pod ciśnieniem wypychany z wylotu. Mechanizm ten zapewnia stały, pozbawiony impulsów przepływ proporcjonalny do prędkości. Prostota i niezawodność pomp zębatych sprawia, że są one powszechnie stosowane w hydraulice przemysłowej i maszynach mobilnych.
Istnieją dwie główne konstrukcje pomp zębatych:
Pompy zębate zewnętrzne: Użyj dwóch identycznych kół zębatych zazębionych zewnętrznie (obok siebie). Jedno koło zębate napędza drugie, a płyn przemieszcza się po zewnętrznej stronie kół zębatych.
Pompy z zębatkami wewnętrznymi: Należy zastosować dwa koła zębate o różnych rozmiarach, w przypadku gdy mniejsze koło wewnętrzne zazębia się z większym kołem koronowym. Separator w kształcie półksiężyca często oddziela stronę ssawną i tłoczną.
Obydwa typy wykonują ten sam cykl pompowania podczas napełniania, przenoszenia i opróżniania, ale różnią się szczegółami konstrukcyjnymi i operacyjnymi. Zagłębmy się w każdy projekt.
praca pomp z zębatkami wewnętrznymi (konstrukcja z przekładnią wewnątrz przekładni)
Jakiś pompa z zębatką wewnętrzną składa się z dużego koła zewnętrznego (wirnika) z zębami wewnętrznymi i mniejszego koła zębatego wewnętrznego (koła napinającego) z zębami zewnętrznymi, umieszczonego poza środkiem wewnątrz wirnika. Gdy te koła zębate obracają się w tym samym kierunku , tworzą rozszerzające się i kurczące wnęki, w których przemieszcza się płyn. Kluczowe etapy operacji obejmują:
Wypełnianie: Gdy koła zębate rozłączają się po stronie wlotowej, tworzy się rozszerzająca się wnęka. To podciśnienie zasysa płyn do pompy.
Transfer: Płyn jest uwięziony pomiędzy zębami wirnika i koła napinającego i przenoszony wokół półksiężycowej przegrody w kierunku wylotu.
Wypływ: Po stronie wylotowej koła zębate ponownie się zazębiają, wnęka kurczy się, a płyn jest wypychany pod ciśnieniem.
Mały prześwit pomiędzy przekładnią a obudową zapewnia silne ssanie i minimalizuje przepływ wsteczny (wyciek wewnętrzny). Konstrukcja ta jest dwukierunkowa – może pompować w odwrotnym kierunku poprzez odwrócenie kierunku obrotów, co jest przydatne przy operacjach załadunku/rozładunku (pojedyncza pompa może napełnić lub opróżnić zbiornik). Wewnętrzne pompy zębate są również samozasysające i mogą usuwać powietrze i podnosić płyn podczas uruchamiania, zwłaszcza gdy są zawilgocone.
Cechy konstrukcyjne: Wiele pomp z zębatkami wewnętrznymi zawiera stacjonarny rozdzielacz w kształcie półksiężyca, który wypełnia szczelinę w miejscach, gdzie koła zębate nie zazębiają się, oddzielając komorę ssawną i tłoczną. Wewnętrzne koło zębate jest zwykle zamontowane na nieruchomym sworzniu, podczas gdy zewnętrzne koło zębate jest napędzane przez wał silnika. Tylko jedno łożysko (lub kilka) utrzymuje koła zębate w płynie, co zmniejsza liczbę łożysk zwilżonych w porównaniu do konstrukcji zewnętrznych. Może to sprawić, że pompy z zębatkami wewnętrznymi będą nieco bardziej tolerancyjne na niektóre płyny (np. mniejsze ryzyko zużycia łożysk w przypadku łagodnych materiałów ściernych) i przyczyni się do ich solidnej żywotności.
Klasyczna konfiguracja „przekładnia w przekładni” została zapoczątkowana przez firmę Viking Pump w 1911 roku i pozostaje popularna ze względu na delikatne obchodzenie się z płynami. Konstrukcja zapewnia płynny, laminarny przepływ przy minimalnej pulsacji, ponieważ koła zębate są w niemal stałym kontakcie, co zmniejsza tętnienie przepływu. Ogólnie rzecz biorąc, pompy z zębatkami wewnętrznymi mają zwarty, cichy profil i są w stanie pracować w szerokim zakresie lepkości.
Jak działają pompy z zębatkami zewnętrznymi (konstrukcja z podwójną przekładnią)
Jakiś pompa z zębatkami zewnętrznymi składa się z dwóch identycznych kół zębatych (często czołowych), które zazębiają się zewnętrznie wewnątrz obudowy. Jedno koło zębate jest połączone z wałem napędowym (przekładnia napędzana), a drugie jest kołem napinającym. Operacja przebiega w następujący sposób:
Wypełnienie wlotu: Gdy zęby przekładni rozłączają się po stronie wlotu, tworzą się podciśnienie. Płyn wpada do wnęk między zębami a osłonką.
Przenoszenie: Obracające się koła zębate przenoszą te kieszenie płynu na obwodzie od wlotu do wylotu, uszczelnione pomiędzy zębami koła zębatego a korpusem pompy.
Wylot wylotowy: Kiedy koła zębate ponownie zazębią się po stronie wylotowej, objętość między zębami zmniejsza się, a płyn jest wydalany pod ciśnieniem.
Wąskie tolerancje między zębami przekładni a obudową zapobiegają znacznemu przepływowi wstecznemu, zapewniając wypchnięcie większości płynu do przodu. Zewnętrzne pompy zębate zazwyczaj mają każde koło zębate wsparte na łożyskach po obu stronach obudowy (dwa wały), co zapewnia wytrzymałość i wyrównanie przy dużych prędkościach obrotowych.
Rodzaje przekładni: Pompy zewnętrzne mogą wykorzystywać proste koła zębate czołowe lub bardziej zaawansowane formy zębów:
Przekładnie czołowe są powszechne, łatwe w produkcji i pozwalają na duże prędkości, ale mogą być hałaśliwe.
Przekładnie śrubowe i koła zębate w jodełkę (podwójne spiralne) zazębiają się stopniowo, redukując wibracje i hałas. Przekładnie w jodełkę równoważą również siły osiowe, zapewniając płynniejszą i trwalszą pracę.
Wiele nowoczesnych pomp zewnętrznych wykorzystuje przekładnie śrubowe lub zębate w kształcie jodełki, aby uzyskać cichszą pracę, eliminując tradycyjną wadę związaną z hałasem przekładni czołowej.
Praca dwukierunkowa: Niektóre pompy z zębatkami zewnętrznymi (szczególnie z przekładniami czołowymi) mogą również pracować w kierunku przepływu wstecznego, chociaż nie wszystkie są zaprojektowane do pracy symetrycznej. Może to być przydatne w niektórych obwodach (na przykład przy użyciu pompy zębatej jako silnika hydraulicznego poprzez napędzanie jej płynem do tyłu).
Podsumowując , pompy z zębatką zewnętrzną mają prostą, wytrzymałą konstrukcję z kilkoma ruchomymi częściami. Niezawodnie generują przepływ różnych płynów i są znane ze swojej stałej wydajności i niezawodności w trudnych warunkach.
Porównanie wskaźników wydajności pomp zębatych wewnętrznych i zewnętrznych
Wybór pomiędzy pompą zębatą wewnętrzną i zewnętrzną sprowadza się do dopasowania ich mocy do potrzeb danego zastosowania. Poniżej porównujemy kluczowe aspekty wydajności:
Stabilność przepływu i hałas
Pompy zębate wewnętrzne zapewniają wyjątkowo płynny, stały przepływ przy bardzo niskiej pulsacji. Ich mechanizm przekładni w przekładni oznacza, że zawsze występuje pewne zazębienie zębów, co wyrównuje dostarczanie płynu. Pulsacja przepływu w konstrukcjach wewnętrznych może być o połowę mniejsza niż w przypadku równoważnej zewnętrznej pompy zębatej. Przekłada się to na niższy poziom hałasu i wibracji , ponieważ wahania ciśnienia są minimalne. również W rzeczywistości pompy zębate wewnętrzne są znane z cichej pracy , często preferowanej w środowiskach wrażliwych na hałas. Wielu inżynierów uważa je za pompy hydrauliczne „o niskim poziomie hałasu” , idealne tam, gdzie poziom hałasu musi być niski.
Zewnętrzne pompy zębate również zapewniają stały przepływ, ale ze względu na charakter zazębiania się dwóch oddzielnych kół zębatych, przy każdym zazębieniu się zębów może wystąpić lekkie tętnienie. Pulsacja przepływu jest większa w pompach zewnętrznych (szczególnie z prostymi zębatkami czołowymi), co może powodować większy hałas i wibracje. Jednakże zastosowanie przekładni śrubowych lub w jodełkę znacznie zmniejsza ten problem, zapewniając ciągłość i gładkość zazębienia. Poziom hałasu pomp zewnętrznych jest na ogół wyższy niż pomp wewnętrznych, co zazwyczaj wymaga dodatkowych środków redukcji hałasu w instalacjach wrażliwych na dźwięk. Na przykład pompy z zębami zewnętrznymi „Elika” firmy Casappa wykorzystują specjalny profil przekładni, który zmniejsza hałas o ~15 dB w porównaniu ze standardowymi pompami z zębatkami czołowymi. Krótko mówiąc, pompy z zębatkami wewnętrznymi zwykle pracują ciszej niż pompy zewnętrzne, chociaż zaawansowane konstrukcje zewnętrzne zmniejszyły tę różnicę.
Wydajność i możliwości ciśnieniowe
Obydwa typy pomp mogą osiągnąć wysoką wydajność w odpowiednich warunkach. Sprawność objętościowa – miara strat wyciekowych – jest w przypadku pomp zębatych bardzo dobra, często przekraczająca 90%. Pompy z zębatkami wewnętrznymi utrzymują wysoką wydajność nawet przy niskich prędkościach i przy lepkich płynach , ponieważ ich szczelne uszczelnienie i często mechanizm kompensacji szczeliny uszczelniającej minimalizują wewnętrzne wycieki. Działają również dobrze w całym zakresie ciśnień, zapewniając niemal stały przepływ niezależnie od ciśnienia wylotowego, aż do osiągnięcia limitu projektowego. Jedną z zalet elementów wewnętrznych jest to, że mają tendencję do mniejszej utraty wydajności pompowania płynów o dużej lepkości; gęsty płyn faktycznie pomaga w uszczelnieniu luzów, a charakterystyczna konstrukcja pompy umożliwia powolne pompowanie przy wysokim momencie obrotowym.
Zewnętrzne pompy zębate wyróżniają się wydajnością w przypadku płynów o niższej lepkości i przy wyższych prędkościach/ciśnieniach. Ich małe prześwity i solidne podparcie umożliwiają transport rzadkich płynów przy minimalnym poślizgu i wytrzymują pracę przy wysokich obrotach, co czyni je bardzo wydajnymi w zastosowaniach wymagających dużych przepływów. Przy bardzo wysokich lepkościach pompy zewnętrzne mogą stać się mniej wydajne lub trudniejsze w obsłudze (więcej energii potrzebnej do ścinania płynu), podczas gdy pompa wewnętrzna poradziłaby sobie z tym łatwiej. Pod względem sprawności mechanicznej (ilość mocy wejściowej tracona na skutek tarcia) obie konstrukcje są porównywalne – obie charakteryzują się niskim tarciem wewnętrznym, jeśli są odpowiednio smarowane płynem.
Jeśli chodzi o zakres ciśnień , pompy z zębatkami zewnętrznymi mają zazwyczaj przewagę w zakresie najwyższych ciśnień . Dzięki łożyskom po obu stronach każdego koła zębatego i prostej ścieżce siły wiele pomp zewnętrznych jest przystosowanych do pracy z bardzo wysokimi ciśnieniami – często 250–300 barów w modelach standardowych, a w niektórych konstrukcjach o dużej wytrzymałości do około 500 barów (7250 psi) . Są szeroko stosowane w wysokociśnieniowych układach hydraulicznych maszyn. Wewnętrzne pompy zębate zazwyczaj wytrzymują średnie i wysokie ciśnienie, zwykle w zakresie 150–300 barów, w zależności od modelu. Nowoczesne pompy z przekładnią wewnętrzną (takie jak pompy z serwonapędem) są zbudowane tak, aby osiągać ciągłe ciśnienie do ~315 barów (około 31,5 MPa) , co pokrywa większość potrzeb przemysłowych. Ogólnie rzecz biorąc, jeśli system wymaga ekstremalnych poziomów ciśnienia powyżej 300 barów, pompy zewnętrzne o tych wartościach znamionowych są łatwiej dostępne . Ze względów bezpieczeństwa oba typy powinny być zawsze używane z odpowiednim zaworem nadmiarowym , ponieważ pompy zębate są wyporowe i będą nadal wytwarzać ciśnienie, jeśli wyjście zostanie zablokowane.
Podsumowanie wydajności i ciśnienia: W odpowiednich zastosowaniach oba typy pomp mogą przekraczać 90% wydajności objętościowej. stosować pompy z zębatkami wewnętrznymi W przypadku gęstych płynów lub przy niskich prędkościach i wysokim momencie obrotowym należy , w przypadku zastosowań przy wysokim ciśnieniu i dużych prędkościach, należy stosować pompy z zębatkami zewnętrznymi . Każdy projekt jest energooszczędny, jeśli jest używany w optymalnych warunkach, dlatego kluczowe znaczenie ma dopasowanie pompy do wymagań dotyczących cieczy i ciśnienia.
Kompatybilność płynów i zakres lepkości
Jedną z głównych różnic jest to, jak dobrze każda pompa radzi sobie z lepkością płynu i specjalnymi typami płynów:
Pompy zębate wewnętrzne: Niezwykle wszechstronne w zakresie lepkości. Mogą pompować gęste, lepkie płyny (takie jak melasa, asfalt, żywice, syropy), które byłyby trudne dla innych pomp. Delikatne działanie siatkowe zapewnia również niskie ścinanie, co chroni ciecze wrażliwe na ścinanie (np. farby, polimery, produkty spożywcze) przed degradacją. Jednocześnie dobrze zaprojektowana pompa z przekładnią wewnętrzną może również tłoczyć płyny o niskiej lepkości, takie jak rozpuszczalniki lub oleje opałowe – na przykład pompy wewnętrzne firmy Viking mogą tłoczyć płyny o ciśnieniu od <1 cP do 1 000 000 cP (bardzo gęste) przy odpowiednich prześwitach i regulacji prędkości. Mają doskonałą zdolność samozasysania nawet w przypadku cięższych płynów, często będąc w stanie uzyskać dużą siłę ssania w razie potrzeby. Elementy wewnętrzne są również najlepszym wyborem do zastosowań higienicznych i przeznaczonych do kontaktu z żywnością , ponieważ ich łatwa do demontażu konstrukcja umożliwia dokładne czyszczenie, a płynny przepływ jest idealny do dozowania i mieszania.
Ciecze specjalne: Pompy z przekładnią wewnętrzną mogą być wykonane ze stali nierdzewnej lub innych stopów przeznaczonych do stosowania z żrącymi chemikaliami , a nawet mogą być wyposażone w płaszcze grzewcze dla płynów, które krzepną pod wpływem zimna (np. bitumu). Nie nadają się do płynów z dużymi cząstkami stałymi lub bardzo ściernych zawiesin, ponieważ wąskie tolerancje mogą szybko zużywać się w przypadku materiałów ściernych. Ogólnie rzecz biorąc, pomyśl o pompach z przekładnią wewnętrzną do ciężkich, lepkich lub delikatnych płynów – radzą sobie z nimi z łatwością.
Pompy z przekładnią zewnętrzną: tłoczą szeroką gamę płynów , szczególnie ciecze o średniej do niskiej lepkości, takie jak woda, rozpuszczalniki, oleje lekkie, benzyna itp. Są powszechnie stosowane do przesyłu paliwa, olejów smarowych, olejów hydraulicznych i chłodziw. Pompy zewnętrzne mogą być również zbudowane z materiałów odpornych chemicznie (żeliwo, stal nierdzewna, powłoka PTFE) do pompowania agresywnych substancji chemicznych, takich jak kwasy, zasady i rozpuszczalniki. W rzeczywistości nowoczesne pompy z przekładnią zewnętrzną można zaprojektować do pracy z agresywnymi mediami, takimi jak kwas siarkowy, podchloryn sodu lub zasady, jeśli zostaną użyte odpowiednie materiały i prześwity. Dobrze radzą sobie również z czystymi płynami o niskiej lub średniej lepkości, nawet przy wysokich ciśnieniach.
Jednakże pompy zewnętrzne są mniej wydajne w przypadku wyjątkowo gęstych płynów – bardzo lepkie ciecze mogą powodować straty przepływu, a nawet uszkodzenie pompy, jeśli pompa nie może pobrać płynu wystarczająco szybko. Mają również ograniczoną zdolność samozasysania w przypadku bardzo rzadkich płynów (takich jak rozpuszczalniki o niskiej lepkości), ponieważ małe odstępy, które umożliwiają wysokie ciśnienie, mogą początkowo utrudniać zasysanie rzadkich płynów. Podobnie jak w przypadku pomp wewnętrznych, pompy z zębatkami zewnętrznymi nie są przeznaczone do dużych cząstek stałych lub materiałów ściernych – zanieczyszczenia należy odfiltrować, aby zapobiec zarysowaniu kół zębatych i obudowy. W przypadku płynów zawierających cząstki stałe lub o większej ścieralności inne typy pomp (takie jak pompy krzywkowe lub pompy z progresywną wnęką) mogą być lepsze, chociaż pompy z przekładnią wewnętrzną mają niewielką przewagę w transporcie materiałów ściernych ze względu na mniejszą liczbę łożysk na ścieżce płynu.
Zgodność chemiczna i temperaturowa: Zarówno wewnętrzne, jak i zewnętrzne pompy zębate mogą być wyposażone w odpowiednie uszczelnienia, uszczelki i materiały odporne na szereg chemikaliów i temperatur. Pompy wewnętrzne często można wyposażyć w płaszcze do podgrzewania w celu pompowania wosków lub ciężkich olejów w podwyższonych temperaturach. Pompy zewnętrzne, ze swoją prostszą geometrią, czasami z natury radzą sobie z wyższymi zakresami temperatur, ale oba typy są używane do gorących płynów (ograniczenia można znaleźć w specyfikacji producenta). Na przykład wiadomo, że pompy z przekładnią wewnętrzną radzą sobie z olejami przenoszącymi ciepło do wysokich temperatur (przy odpowiednich luzach), ponieważ mogą nawet ulegać rozszerzeniom w celu uwzględnienia wzrostu temperatury.
Podsumowując, pompy z przekładnią wewnętrzną obejmują szersze spektrum lepkości (od rzadkich rozpuszczalników po ciecze podobne do melasy) i zapewniają delikatną obsługę , podczas gdy pompy z przekładnią zewnętrzną idealnie nadają się do szerokiej gamy standardowych płynów, szczególnie w zakresie lepkości od niskiej do średniej oraz do kompatybilności chemicznej, jeśli są wykonane ze specjalnych materiałów.
Konserwacja, koszt i żywotność
Obydwa typy pomp są stosunkowo proste i wytrzymałe. Zewnętrzne pompy zębate wyróżniają się prostotą – dwie przekładnie i dwa wały w obudowie – co często przekłada się na niższy koszt początkowy i łatwiejszą konserwację. Mają więcej punktów łożyskowych (zwykle cztery tuleje/łożyska), ale można je łatwo wymienić. Pompy z zębatkami wewnętrznymi , mające bardziej złożoną geometrię (sworzeń koła pasowego, półksiężyc itp.), zazwyczaj kosztują nieco więcej na początku, a naprawa może wymagać nieco więcej umiejętności (wyrównanie półksiężyca i kół zębatych jest krytyczne). Jednakże pompy wewnętrzne mają tylko jedno lub dwa łożyska w płynie, co potencjalnie zmniejsza punkty zużycia w niektórych zastosowaniach.
Przy właściwym użytkowaniu (czysty płyn, nie wysychający, zgodnie ze specyfikacjami) oba typy pomp mogą służyć przez wiele lat . Zewnętrzne pompy zębate pracujące pod wysokim ciśnieniem lub przy dużych prędkościach z czasem ulegają zużyciu zębów przekładni i łożysk, co może zwiększyć wycieki wewnętrzne. Pompy z zębatkami wewnętrznymi mogą ulegać zużyciu, jeśli są używane z niefiltrowanymi płynami lub pracują w ekstremalnych warunkach, co ostatecznie obniża wydajność. Wdrożenie dobrej filtracji i użycie odpowiednich płynów smarujących wydłuży żywotność każdej pompy. Ponadto ciśnieniowe zawory bezpieczeństwa są koniecznością w każdym obwodzie pompy zębatej, aby zapobiec uszkodzeniom spowodowanym nadmiernym ciśnieniem.
Ogólnie rzecz biorąc, konserwacja obejmuje okresowe sprawdzanie, czy nie występują zwiększone wycieki lub zmniejszona wydajność (oznaki zużycia), kontrola/wymiana łożysk i uszczelek oraz sprawdzanie, czy koła zębate i obudowa nie uległy uszkodzeniu. Pompy zewnętrzne mogą wymagać częstszej konserwacji w przypadku pracy pod bardzo wysokim ciśnieniem (ze względu na większe obciążenie łożysk), podczas gdy pompy wewnętrzne mogą wymagać kontroli, jeśli są używane w zmiennych temperaturach (rozszerzalność cieplna może wpływać na luzy). Mimo to oba są uważane za wymagające niewielkiej konserwacji w porównaniu z bardziej złożonymi pompami.
Typowe zastosowania i przypadki użycia w branży
Zarówno pompy zębate wewnętrzne, jak i zewnętrzne są stosowane w różnych gałęziach przemysłu – czasami nawet w tym samym systemie i do różnych celów. Oto jak zazwyczaj się dzielą:
Zastosowania pomp z przekładnią wewnętrzną: Preferowane w zastosowaniach wymagających cichego, precyzyjnego tłoczenia cieczy lub cieczy o dużej lepkości . Na przykład pompy z zębatkami wewnętrznymi są powszechne w przetwórstwie chemicznym (dozowanie dodatków, polimerów, żywic), produkcji żywności i napojów (syropy, czekolada, oleje, aromaty), gdzie potrzebne są konstrukcje o niskim ścinaniu i sanitarne, oraz farmaceutyczne systemy dozowania. Stosowane są także w układach smarowania (przepompowywanie lepkiego oleju smarowego w dużych maszynach), palnikach na olej opałowy (przetłaczanie ciężkich olejów opałowych) oraz układach hydraulicznych w maszynach przemysłowych, dla których priorytetem jest niski poziom hałasu (np. wtryskarki tworzyw sztucznych, obrabiarki z agregatami hydraulicznymi). W sektorze ropy i gazu pompy z przekładnią wewnętrzną doskonale radzą sobie z tłoczeniem ropy naftowej, bitumu i innych lepkich mediów bez zatykania. Mogą nawet służyć w sprzęcie mobilnym, jeśli potrzebne jest ciche źródło zasilania (niektóre maszyny budowlane z hybrydowymi układami hydraulicznymi wykorzystują wewnętrzne pompy zębate, aby zapewnić cichą pracę). Podsumowując, pompy wewnętrzne sprawdzają się w zastosowaniach związanych z lepkością, wrażliwością na ścinanie lub precyzyjnym pomiarem oraz w branżach takich jak żywność, chemikalia, kosmetyki i olej ciężki, gdzie te cechy są krytyczne.
Zewnętrzne pompy zębate Zastosowania: Wszechobecne w mobilnych maszynach hydraulicznych i ogólnej hydraulice przemysłowej . Znajdziesz pompy zębate zewnętrzne zasilające hydraulikę w ciągnikach, koparkach, wózkach widłowych, ładowarkach i innym sprzęcie budowlanym lub rolniczym – zapewniają wysokie ciśnienie potrzebne do siłowników w kompaktowej formie. Są one również szeroko stosowane w układach motoryzacyjnych : na przykład wiele pojazdów wykorzystuje zewnętrzne pompy zębate do pomp oleju silnikowego, pomp przekładniowych i układów wspomagania kierownicy ze względu na ich niezawodność i zdolność do dużych prędkości. Zewnętrzne pompy zębate obsługują również transport paliwa (pompy oleju napędowego lub benzyny na płozach paliwowych), zastosowania morskie (pompowanie oleju lub paliwa na statkach) oraz obwody chłodzące/smarujące (krążący płyn chłodzący lub olej smarowy w maszynach). W produkcji pojawiają się w systemach dozowania i mieszania chemikaliów lub farb, gdzie pożądany jest stały przepływ. Ponieważ można je wykonać tak, aby były odporne na działanie płynów korozyjnych, pompy z zębatkami zewnętrznymi można znaleźć w niektórych systemach dozowania chemikaliów (przetwarzanie kwasów lub rozpuszczalników), gdzie wymagane jest wysokie ciśnienie. Ich wytrzymałość, wysokie obroty i opłacalność sprawiają, że są one idealnym rozwiązaniem do pompowania ogólnego przeznaczenia w zakładach przemysłowych i systemach zasilania cieczą. Zasadniczo pompy z zębatkami zewnętrznymi są końmi pociągowymi do zastosowań wymagających wysokiego ciśnienia i dużych prędkości w rolnictwie, budownictwie, przemyśle naftowo-gazowym oraz w przemyśle wytwórczym..
Warto zauważyć, że w pewnym stopniu się pokrywają – np. oba typy mogą być stosowane w zasilaczach hydraulicznych (HPU) maszyn. Często decyzja sprowadza się do konkretnych wymagań: jeśli system wymaga niskiego poziomu hałasu i precyzyjnego sterowania , można wybrać pompę zębatą wewnętrzną; jeśli potrzebne jest maksymalne ciśnienie lub ekonomiczne rozwiązanie standardowe , prawdopodobnie zastosuje się zewnętrzną pompę zębatą.
Zalety pomp zębatych Blince IGP w porównaniu z pompami zębatymi serii OGP
Aby zilustrować te różnice w porównaniu z rzeczywistymi produktami, rozważmy serię Blince IGP (pompy o zębach wewnętrznych) i serię Blince OGP (pompy o zębach zewnętrznych) :
Seria Blince IGP – Pompy o zębach wewnętrznych: Seria IGP stanowi przykład zalet pomp o zębach wewnętrznych, oferując niski poziom hałasu podczas pracy i minimalną pulsację przepływu . Oznacza to cichszą i płynniejszą pracę układów hydraulicznych – kluczowy czynnik w fabrykach lub urządzeniach, w których ceniona jest redukcja hałasu. Pompy Blince IGP utrzymują również wysoką wydajność nawet przy niskich prędkościach i przy płynach o niskiej lepkości , dzięki zoptymalizowanej kompensacji szczeliny uszczelniającej. W praktyce pompy IGP można używać w szerokim zakresie prędkości i lepkości cieczy bez znaczącej utraty wydajności. Pompy te charakteryzują się doskonałym samozasysaniem i mogą pracować nawet z mniej smarującymi płynami (na przykład niektóre modele obsługują płyny HFC – płyny hydrauliczne typu woda-glikol – co wskazuje na solidną konstrukcję i kompatybilność uszczelek). Typowe zastosowania pomp wewnętrznych IGP firmy Blince obejmują maszyny do obróbki tworzyw sztucznych, obrabiarki, prasy i inny sprzęt, w którym stabilne, ciche źródło zasilania hydraulicznego . potrzebne jest Wytrzymują ciśnienie ciągłe do ~31,5 MPa (około 315 barów), co pokrywa większość wymagań dotyczących wysokiego ciśnienia w hydraulice przemysłowej. Podsumowując, pompy serii Blince IGP zapewniają precyzję i niski poziom hałasu , co czyni je idealnymi dla inżynierów, którzy potrzebują niezawodnej mocy hydraulicznej przy minimalnych zakłóceniach.
Seria Blince OGP – pompy z przekładnią zewnętrzną: Seria OGP reprezentuje linię pomp z zębatkami zewnętrznymi firmy Blince, zbudowanych z myślą o solidnej wydajności i wszechstronności . Pompy te zostały zaprojektowane w celu zapewnienia stabilnej wydajności, wysokiej niezawodności i możliwości dostosowania do zastosowań w maszynach przemysłowych i mobilnych . Na przykład typowa pompa z zębatką zewnętrzną Blince z rodziny OGP może mieć pojemność skokową około 16 cm3/obr. i ciśnienie znamionowe 25 MPa (250 barów), zapewniając stałą moc hydrauliczną do pracy w ciężkich warunkach. Pompy serii OGP wykorzystują zalety konstrukcji przekładni zewnętrznej – mogą pracować przy dużych prędkościach (do ~3000+ obr./min) i wytrzymywać wysokie ciśnienia wymagane w urządzeniach dźwigowych, prasach hydraulicznych lub systemach montowanych na pojazdach. Są zbudowane z solidnych materiałów zapewniających trwałość (wiele z nich jest wymiennych z produktami Parker, Danfoss lub innymi markami, wskazując sprawdzone konstrukcje). Chociaż pompy zewnętrzne z natury charakteryzują się nieco wyższym poziomem hałasu niż pompy wewnętrzne, zastosowanie przez firmę Blince inżynierii wysokiej jakości (prawdopodobnie konstrukcje przekładni śrubowych lub wąskie tolerancje produkcyjne) pomaga zapewnić cichą i płynną pracę pomp, jak to tylko możliwe w swojej klasie. Pompy te są proste w montażu i konserwacji, cenione ze względu na opłacalność i niezawodność w hydraulice ogólnego zastosowania . Jeśli potrzebujesz mocnej hydraulicznej pompy zębatej do zadań takich jak napędzanie cylindrów w ciężarówce, napędzanie narzędzi ciągnika lub cyrkulacja oleju w układzie smarowania , pompy serii Blince OGP są dobrym wyborem. Stanowią przykład, dlaczego pompy z zębatkami zewnętrznymi pozostają bardzo popularne – zapewniają wysokie ciśnienie i przepływ w kompaktowym, ekonomicznym opakowaniu.
Wykorzystując zalety każdej konstrukcji, serie IGP i OGP firmy Blince pokrywają szerokie spektrum potrzeb pomp hydraulicznych . Niezależnie od tego, czy projekt wymaga precyzji pompy zębatej wewnętrznej, czy też brutalnej siły pompy zębatej zewnętrznej, dostępne jest rozwiązanie. Często decyzja będzie zależeć od czynników omówionych powyżej: wrażliwości na hałas, wymaganego ciśnienia, rodzaju płynu i budżetu.
Często zadawane pytania (FAQ)
P: Jaka jest główna różnica między pompą zębatą wewnętrzną a pompą zębatą zewnętrzną?
Odp.: Główna różnica polega na rozmieszczeniu i działaniu przekładni. Wewnętrzna pompa zębata ma jedno koło zębate w drugim (konstrukcja koła zębatego w kole z separatorem półksiężycowym), co zapewnia płynny przepływ o niskim pulsowaniu. Zewnętrzna pompa zębata wykorzystuje dwa zazębione obok siebie koła zębate, co zapewnia prostszą konstrukcję przystosowaną do pracy pod wysokim ciśnieniem. Pompy wewnętrzne doskonale radzą sobie z cichą pracą z lepkimi płynami, podczas gdy pompy zewnętrzne doskonale radzą sobie z pracą pod wysokim ciśnieniem i dużą prędkością.
P: Który typ pompy zębatej jest lepszy w przypadku płynów o dużej lepkości lub gęstych olejów?
Odp.: Pompy z zębatkami wewnętrznymi są na ogół lepsze w przypadku płynów o bardzo dużej lepkości. Ich konstrukcja pozwala z łatwością transportować gęste, lepkie ciecze, takie jak syropy, melasa, żywice lub ciężkie oleje, bez utraty właściwości gruntujących. Powodują również mniejsze ścinanie, chroniąc wrażliwe płyny. Zewnętrzne pompy zębate mogą tłoczyć płyny o średniej lepkości, ale przy ekstremalnych lepkościach mogą mieć trudności z zasysaniem cieczy i utratą wydajności.
P: Czy pompy z zębatkami wewnętrznymi są cichsze niż pompy z zębatkami zewnętrznymi?
O: Tak. Pompy z zębatkami wewnętrznymi zazwyczaj pracują ciszej i charakteryzują się mniejszą pulsacją przepływu niż pompy z zębatkami zewnętrznymi. Wewnętrzne zazębienie kół zębatych zapewnia ciągły transfer płynu, który minimalizuje tętnienia ciśnienia, co skutkuje niższym poziomem hałasu. Zewnętrzne pompy zębate (szczególnie z zębatkami czołowymi) są zwykle głośniejsze ze względu na minutowe impulsy przepływu przy każdym zazębieniu zębów. Jednakże nowoczesne pompy zewnętrzne z przekładnią śrubową lub w jodełkę mają lepszy poziom hałasu i mogą być dość ciche, choć w większości przypadków nadal nie tak ciche jak pompy wewnętrzne.
P: Czym są pompy serii Blince IGP i OGP?
Odp.: Seria Blince IGP odnosi się do firmy Blince pomp o zębach wewnętrznych , a seria Blince OGP odnosi się do pomp o zębach zewnętrznych . Pompy Blince IGP zostały zaprojektowane z myślą o niskim poziomie hałasu, płynnym przepływie i wydajności – idealnie nadają się do precyzyjnych zastosowań hydraulicznych. Pompy Blince OGP zostały zaprojektowane z myślą o wysokiej wydajności i niezawodności w ogólnych zastosowaniach hydraulicznych – idealnie nadają się do sprzętu wymagającego dużej mocy wyjściowej. Zasadniczo IGP = typ przekładni wewnętrznej (projekt przekładni wewnętrznej) i OGP = typ przekładni zewnętrznej (koła zębate zewnętrzne), każdy zoptymalizowany przez Blince'a pod kątem różnych potrzeb.
P: Który typ pompy może wytrzymać wyższe ciśnienia w układzie hydraulicznym?
Odp.: Zewnętrzne pompy zębate są zwykle używane w przypadku wyższych wymagań ciśnieniowych. Standardowe pompy z zębatką zewnętrzną często wytrzymują ciśnienie do ~250–300 barów, a niektóre modele do dużych obciążeń osiągają nawet 500 barów. Wewnętrzne pompy zębate zwykle pracują przy ciśnieniu od niskich do średnich setek barów (np. w zakresie 150–315 barów w przypadku wielu modeli) i wybiera się je bardziej ze względu na płynny przepływ niż przy ekstremalnym ciśnieniu. Zawsze sprawdzaj parametry konkretnej pompy, ale jeśli potrzebne jest bardzo wysokie ciśnienie, zewnętrzne pompy zębate mają więcej opcji w tym zakresie.
P: Czy pompy zębate nadają się do cieczy korozyjnych lub ściernych?
Odp.: Płyny korozyjne: Tak, pompy zębate (zarówno wewnętrzne, jak i zewnętrzne) mogą być wykonane z materiałów odpornych na korozję (takich jak stal nierdzewna, Hastelloy lub ze specjalnymi powłokami) w celu obsługi żrących chemikaliów. Zewnętrzne pompy zębate są powszechnie stosowane do chemikaliów, takich jak kwasy i rozpuszczalniki, jeśli są odpowiednio skonfigurowane. Ciecze lub ciała stałe powodujące ścieranie: Ani pompy zębate wewnętrzne, ani zewnętrzne nie są dobrze przystosowane do tłoczenia płynów zawierających cząstki ścierne lub zawierające ciężkie cząstki stałe. Wąskie luzy szybko się zużywały. Jeśli występują niewielkie cząstki ścierne, pompa z przekładnią wewnętrzną może sobie z nią poradzić nieznacznie lepiej (mniej łożysk w płynie), ale ogólnie zaleca się inny typ pompy (np. pompa szlamowa). Zawsze należy zapewnić odpowiednią filtrację przed pompą zębatą, aby usunąć cząstki stałe.
P: Czy pompa zębata wewnętrzna może pracować na sucho lub obsługiwać porywane powietrze?
Odp.: Wewnętrzne pompy zębate są samozasysające i mogą odprowadzać powietrze z przewodów ssących, dzięki czemu dobrze radzą sobie z niewielkim napowietrzeniem. Jednakże, podobnie jak w przypadku wszystkich pomp hydraulicznych, praca na sucho (bez płynu) na dłużej niż bardzo krótki czas może spowodować zużycie lub uszkodzenie. Do smarowania wykorzystują pompowaną ciecz. Zaleca się unikanie długotrwałej pracy na sucho zarówno w przypadku pomp z zębatkami wewnętrznymi, jak i zewnętrznymi, aby zapobiec zacieraniu się kół zębatych i utracie luzów. Jeśli sporadycznie przedostaną się pęcherzyki powietrza (np. gdy zbiornik będzie niski), pompa z przekładnią wewnętrzną zazwyczaj zaleje się sama i będzie kontynuować pompowanie po przywróceniu poziomu płynu, o ile nie ulegnie przegrzaniu. Zawsze postępuj zgodnie z wytycznymi producenta dotyczącymi zalewania i w miarę możliwości unikaj rozruchu na sucho (przed pierwszym użyciem napełnij pompę płynem).
