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淺析高粘度齒輪泵的發展特點

作者:AM8亚美来源:[AM8亚美公司]访问:736时间:2019-11-13

目前,盡管國內企業已生產出不少適於輸送高粘度液體的齒輪泵,但由於測試手段不完善,在材料選擇、泄漏與噪聲防治方麵仍存在一些題目。特別是國產高粘度齒輪泵在效率、可靠性與使用壽命等方麵與國外產品存在較大差距。是以,我國石油和化工等行業所使用的高粘度齒輪泵多數仍依靠進口。

國內外高粘度齒輪泵的發展特點如下:

齒輪結構

高粘度齒輪泵的齒輪常見的有直齒、斜齒、人字齒、螺旋齒,齒廓首要有漸開線和圓弧型式。通常小型齒輪泵多采用漸開線直齒輪,高溫齒輪泵常采用變位齒輪,輸送高粘度 、高壓聚合物熔體的熔體泵多采用漸開線斜齒輪。齒輪與軸製成一體,其剛性及可靠性高於齒輪與軸單獨製造的齒輪泵 。國外低壓齒輪泵的齒輪常采用方形結構 ,即齒輪的齒寬即是齒頂圓直徑 。而高壓場合使用的高粘度齒輪泵的輪齒寬度小於其齒頂圓直徑,這是為了減小齒輪的徑向受壓麵積 ,降低齒輪、軸承的載荷。

泵體及加熱方式

一般來說,齒輪泵的泵殼越重,其耐溫度 、耐壓強度也越高。泵體材料常采用球墨鑄鐵,亦可采用鑄造鋁合金硬模熔鑄而成,或采用擠壓鋁合金型材加工製造。當輸送的介質具有腐蝕性時,可采用本錢較高的不鏽鋼材料。國外高粘度齒輪泵多采用含鎳、鉻量高的合金鋼作為泵殼材料,這類材料在強度、可靠性及本錢方麵的綜合性能較好 。為解決齒輪泵的困油現象,通常在泵蓋上開設對稱的卸荷槽,或向低壓側方向開設不對稱卸荷槽,吸液側采用錐形卸荷槽 ,排液側為矩形卸荷槽,卸荷槽的深度也比液壓產業中所用的齒輪泵要深。

由於高粘度齒輪泵輸送的介質粘度較高 ,為減小活動阻力,進步泵的吸液能力,必須對介質進行加熱或保溫。通常采用電熱元件加熱,可使粘性液體受熱均勻。若溫度波動不大,輸送的高粘度液體輕易發生降解時,建議采用流體加熱方式,特別是排量大的齒輪泵。流體加熱又分內置、外置式結構。所謂內置式是指在齒輪泵泵體或端蓋的內部設計突熱套 ,外置式則是通過螺栓將夾熱套與泵體聯接在一起。往夾套內通進蒸汽、導熱油,還是冷卻水,要根據介質具體情況而定。內置式適用於對輸送液體溫度均勻性要求較高,或要求對高溫液體進行均勻冷卻的場合。當電加熱方式缺乏安全性或對溫度控製要求不高時,可采用外置式結構。美國VIKING公司生產的內齧合齒輪泵,其泵頭部分的夾套可以對輸送流體的溫度進行控製,無論是在高溫或低溫環境下,均可帶外置式夾套。

軸承材料、結構與潤滑

高粘度齒輪泵的軸承通常采用滑動軸承 ,並在軸承內壁的非承載麵上專門設計螺旋式流道,螺旋槽的旋向與齒輪軸的轉向相同。軸承外端與泵的進液口相通,軸承內真個螺旋槽與輪齒根部(真空部位)相通。當軸旋轉時,借助螺旋感化及軸承兩真個壓力差,將軸承外部的低溫液體吸進軸承 ,對軸承進行潤滑和冷卻後,流進剛脫開齧合的齒間 ,構成一個潤滑充分、散熱快的螺旋自吸式低壓潤滑係統。該潤滑方式的優點是:進進軸承的潤滑液全部是低溫介質,粘性潤滑液易於形成承載能力強的動壓油膜。大量的潤滑液循環不斷地帶走軸承的熱量,對軸承起到良好的潤滑和冷卻感化。由於有充足的液體往填充剛脫離齧合的輪齒根部,大大改善了齒輪泵的自吸性能,避免了吸空現象,不僅可以進步容積效率,也有益於減輕氣蝕、降低噪聲。四川省機械研究設計院采用將滑動軸承浸泡在介質中,並通過特殊孔道強製潤滑,該技術已在維綸 、滌綸、橡膠、樹脂、化肥等領域的齒輪泵上獲得成功利用。

軸承的材料常用工具鋼 ,並經表麵硬化處理 ,以進步它的抗膠合能力。假如輸送介質含磨損性顆粒,則應采用很硬的軸承材料 ,如陶瓷。近年來,GS-聚四氟乙烯鋼鐵複合材料被以為是較為理想的滑動軸承材料。它由冷軋薄鋼板(基體) 、燒結球形多孔青銅粉或銅網(中間層) 、聚四氟乙烯(表麵層)三層材料複合而成,兼有金屬和聚四氟乙烯塑料的優點 。在此材料的基礎上,上海材料研究所又研製出性能更優的SF型三層複合自潤滑材料,它以青銅絲網代替青銅粉層,表層的塑料配方經過精心篩選。這類軸承材料耐疲憊 、承載能力高 、摩擦係數小 、使用壽命長 ,是進步齒輪泵技術性能的新奇軸承材料。

吸排油口

高粘度齒輪泵的吸液口管徑一般較大,有時采用擴散形吸液口來擴大低壓區的容積,以降低進口液體的流速,減小泵的吸液阻力。這類結構還可以減小感化在軸頸及軸承上的徑向力,延長高粘度齒輪泵的使用壽命。

止回閥與安全閥

在齒輪泵的輸出管路上安裝有一個止回閥,如許在檢驗泵及輸出管道時,係統中的液體不至於倒流;齒輪泵帶負荷停車時,在其輸出管道內產生局部真空,可防止泵倒轉。高粘度齒輪泵的出口管路上還設置安全閥等保護裝配,如許一旦泵的出口通道發生堵塞,就可以打開安全閥卸壓。安全閥可以與泵體或泵蓋鑄成一體 ,也可以單獨裝配。

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