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齿轮泵的工作原理


齿轮泵的概念是很简单的, 即它的最基本形式就是两个尺寸相同的齿 轮在一个紧密配合的壳体内相互啮合旋转,这个壳体的内部类似“8” 字形,两个齿轮装在里面,齿轮的外径及两侧与壳体紧密配合。来自 于挤出机的物料在吸入口进入两个齿轮中间,并充满这一空间,随着 齿的旋转沿壳体运动,最后在两齿啮合时排出。

在术语上讲,齿轮泵也叫正排量装置,即像一个缸筒内的活塞, 当一个齿进入另一个齿的流体空间时,液体就被机械性地挤排出来。 因为液体是不可压缩的, 所以液体和齿就不能在同一时间占据同一空 间,这样,液体就被排除了。由于齿的不断啮合,这一现象就连续在 发生,因而也就在泵的出口提供了一个连续排除量,泵每转一转,排 出的量是一样的。随着驱动轴的不间断地旋转,泵也就不间断地排出 流体。泵的流量直接与泵的转速有关。

实际上,在泵内有很少量的流体损失,这使泵的运行效率不能达 到 100%,因为这些流体被用来润滑轴承及齿轮两侧,而泵体也绝不 可能无间隙配合,故不能使流体 100%地从出口排出,所以少量的流 体损失是必然的。然而泵还是可以良好地运行,对大多数挤出物料来 说,仍可以达到 93%~98%的效率。

对于粘度或密度在工艺中有变化的流体, 这种泵不会受到太多影 响。如果有一个阻尼器,比如在排出口侧放一个滤网或一个限制器,

泵则会推动流体通过它们。如果这个阻尼器在工作中变化,亦即如果 滤网变脏、堵塞了,或限制器的背压升高了,则泵仍将保持恒定的流 量,直至达到装置中最弱的部件的机械极限(通常装有一个扭矩限制 器)。

对于一台泵的转速, 实际上是有限制的, 这主要取决于工艺流体, 如果传送的是油类,泵则能以很高的速度转动,但当流体是一种高粘 度的聚合物熔体时,这种限制就会大幅度降低。

推动高粘流体进入吸入口一侧的两齿空间是非常重要的, 如果这 一空间没有填充满,则泵就不能排出准确的流量,所以 PV 值(压力× 流速)也是另外一个限制因素,而且是一个工艺变量。由于这些限制, 齿轮泵制造商将提供一系列产品,即不同的规格及排量(每转一周所 排出的量)。这些泵将与具体的应用工艺相配合,以使系统能力及价 格达到最优。


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