پمپ دنده ای هیدرولیک چیست و چه کاربردی دارد؟
پمپ دنده ای هیدرولیک چیست
پمپ دنده ای از انواع پمپ‌های جابه‌جایی مثبت و یکی از پرکاربردترین انواع پمپ هیدرولیک محسوب می‌شوند و در وسایلی که نیاز به فشارهای نسبتا بالا دارد، از پمپ دنده ای هیدرولیک بطور وسیعی استفاده می‌شود. حرکت اصلی این پمپ ها به صورت دورانی بوده و حالت رفت و برگشت ندارد. چرخ دنده های این نوع پمپ از نظر ساختاری و تکنولوژیکی نسبت به قطعات دیگر دارای پیچیدگی‌های فراوانی می‌باشند.
زمانی که این چرخ‌دنده‌ها شروع به حرکت می‌کنند، دندانه‌ها از یکدیگر فاصله گرفته و مکشی ایجاد می‌شود که سیال به درون دندانه کشیده شده و از آنجا به سمت دریچه خروجی حرکت می‌کند. پمپ دنده ای قابلیت مکش بالایی دارد و قدرت پمپاژ سیالات با ویسکوزیته کم، متوسط و زیاد را هم دارد.
از منظر فنی در یک نگاه ساده و مقدماتی طراحی انواع پمپ هیدرولیک دنده ای بسیار ساده و قابل فهم است. هر چند قطعاً در بحث جزئیات مکانیکی و طراحی مهندسی شده این پمپ ها با انواع چالش‌ها مواجه هستیم؛ اما به هر صورت در این مقاله همراه با تجربیات علمی و فنی کارشناس مجرب مجموعه هیدرویار هستیم تا در بحثی ساده به تحلیل فنی انواع پمپ هیدرولیک دنده‌ای و کاربرد آن بپردازیم.
روش طراحی پمپ هیدرولیک دنده ای
در طراحی پمپ های هیدرولیک دنده ای از دو عدد چرخ دنده استفاده شده است. این چرخ دنده‌ها درگیر با هم هستند. یکی از آنها بر شفت مولد که می‌تواند یک موتور الکتریکی باشد، متصل است و چرخ دنده دیگر حرکتی هرزگرد دارد. طبعا چرخش یک چرخ دنده باعث چرخش چرخ دنده دیگر می‌شود. اما جهت چرخش چرخ دنده‌ها عکس یکدیگر است. این چرخ دنده‌ها در داخل یک پوسته فلزی آب بندی شده قرار دارند.
ماهیت عملکرد پمپ هیدرولیک دنده‌ای به این ترتیب است که با استفاده از مولد یکی از چرخ دنده‌ها را به چرخش در می‌آوریم. چرخ دنده دوم در جهت عکس چرخ دنده اول شروع به حرکت می کند. سیال از سمت مدخل ورودی پمپ وارد پوسته فلزی شده و با فضای چرخ دنده‌ها در ارتباط است. وقتی چرخ دنده‌ها حرکت می‌کنند، دنده‌ها در محل ورودی پمپ به هم نزدیک می‌شوند.
مدخل خروجی پمپ در سمت دیگر چرخ دنده ها تعبیه شده است. زمانی که چرخ دنده‌ها از هم باز می‌شوند، با ایجاد یک افزایش فشار، حجم سیال را به سمت دهانه خروجی پمپ هدایت می‌کنند.
انواع پمپ هیدرولیک دنده ای
ماهیت طراحی تمامی پمپ‌های دنده ای یکسان است و در آنها از دو چرخ دنده برای مکش سیال استفاده می‌شود. اما براساس چیدمان و شکل قرارگیری چرخ دنده‌ها به دو نوع خارجی (external gear pump) و داخلی (internal gear pump) تقسیم می شوند
1-پمپ هیدرولیک دنده‌ای خارجی (external gear pump)
2-پمپ هیدرولیک دنده‌ای داخلی (internal gear pump)
پمپ هیدرولیک دنده‌ای خارجی (external gear pump)
مدل پایه در طراحی پمپ‌های دنده‌ای است. در طراحی این مدل از دو چرخ دنده ساده که در یک نقطه دنده‌هایشان با هم درگیر هستند، استفاده شده است. پمپ هیدرولیک دنده‌ای خارجی کاربرد گسترده‌ای در سطح صنایع مختلف دارد. پمپ ها در حجم کم می‌توانند مقدار فشار بسیار بالایی تولید کنند ، قیمت پمپ هیدرولیک دنده ای خارجی تقریباً ارزان است ، قابلیت تنظیم سرعت و حجم دبی در آنها ساده است و می‌توانند در پمپاژ انواع سیالات ویسکوزیته و داغ استفاده شوند.
کاربرد پمپ هیدرولیک دنده ای خارجی
- انواع روغن های معدنی و روان کننده
- مواد افزودنی شیمیایی و اندازه گیری پلیمری
- اختلاط شیمیایی
- کاربرد های صنعتی، کشاورزی و هیدرولیک موبایل
- اسید ها
- الکل ها و حلال ها
پمپ هیدرولیک دنده‌ای داخلی (internal gear pump)
در طراحی این مدل ها از دو چرخ دنده استفاده شده است که چرخ دنده بزرگ با طراحی دنده های داخلی است و چرخ دنده کوچک با طراحی دنده های خارجی در داخل چرخ دنده بزرگتر قرار دارد. به این ترتیب وقتی چرخ دنده کوچک متصل شده بر محور مولد پمپ به چرخش در می آید، چرخ دنده بزرگتر را نیز، هم جهت با خود به چرخش می‌اندازد.
در طراحی پمپ هیدرولیک دنده ای داخلی، چرخ دنده کوچک در مرکز چرخ دنده بزرگ قرار ندارد؛ بلکه با اندک انحراف رو به یک سمت محفظه پمپ نصب شده است. به این ترتیب چرخ دنده کوچک از یک سمت با دنده های داخلی چرخ دنده بزرگ در ارتباط استاین پمپ ها سبک وزن هستندو قابلیت استفاده در پمپاژ سیالات ویسکوزیته را دارند ،در حین کار صدای تولید شده آنها کم است و شرایط تعمیر و نگهداری ساده‌ای دارند.
کاربرد پمپ هیدرولیک دنده ای داخلی
- انواع روغن های معدنی و روان کننده
- رزین ها و پلیمر ها
- الکل ها و حلال ها
- آسفالت و قیر
- فوم پلی اورتان
- صنایع غذایی
- رنگ، جوهر و رنگدانه
- صابون ها و سورفکتانت ها
- گلیکول
مزایای پمپ های دنده ای
- طراحی و ساخت ساده: پمپ های دنده ای دارای طراحی ساده با قطعات متحرک کمتر هستند که ساخت، نگهداری و تعمیر آنها را آسان تر می کند.
- راندمان بالا: آنها در انتقال سیالات بسیار کارآمد هستند و جریان و فشار ثابت را با حداقل لغزش ارائه می دهند.
- دوام و طول عمر: پمپ های دنده ای قوی هستند و می توانند فشارهای بالا و طیف وسیعی از ویسکوزیته را تحمل کنند. ساختار جامد آنها اغلب به عمر طولانی منجر می شود.
- قابلیت خود پرایمینگ: پمپ های دنده ای می توانند خود پرایم شوند، به این معنی که می توانند مایع را بدون نیاز به پر شدن از قبل با مایع پمپ کنند، که برای کاربردهایی که ممکن است منبع سیال همیشه ثابت نباشد مفید است.
- خروجی ثابت: آنها یک جریان ثابت و بدون ضربان را ارائه می دهند که برای کاربردهایی که نیاز به تحویل دقیق و ثابت سیال دارند مفید است.
- طیف وسیعی از کاربردها: پمپ های دنده ای همه کاره هستند و می توانند در صنایع مختلف از جمله خودروسازی، مواد شیمیایی، مواد غذایی و آشامیدنی و سیستم های هیدرولیک استفاده شوند.
- اندازه فشرده: طراحی جمع و جور آنها به آنها اجازه می دهد تا به راحتی در سیستم هایی که در آن فضا محدود است ادغام شوند.
معایب پمپ های دنده ای
- محدود به سیالات با ویسکوزیته پایین: پمپ های دنده ای برای جابجایی سیالات با ویسکوزیته بالا ایده آل نیستند زیرا می توانند منجر به افزایش سایش و پارگی و کاهش راندمان شوند.
- برای سیالات ساینده مناسب نیستند: برای پمپاژ سیالات ساینده یا خورنده مناسب نیستند، زیرا می توانند آسیب قابل توجهی به چرخ دنده های داخلی و سایر اجزای آن وارد کنند.
- محدوده فشار محدود: اگرچه این پمپ ها می توانند فشارهای بالا را تحمل کنند، اما در مقایسه با انواع دیگر پمپ ها مانند پمپ های پیستونی برای کاربردهای بسیار پرفشار مناسب نیستند.
- عملکرد پر سر و صدا: پمپ های دنده ای در حین کار می توانند نویز داشته باشند، که ممکن است در محیط های حساس به نویز نگران کننده باشد.
- نشتی و سایش: با گذشت زمان، پمپ های دنده ای می توانند نشت داخلی را به دلیل سایش و پارگی تجربه کنند، که می تواند کارایی آنها را کاهش دهد و نیاز به تعمیر و نگهداری مکرر دارد.
- انتقال سیالات پیچیده: آنها ممکن است با سیالات حاوی ذرات جامد یا آنهایی که بسیار فرار یا قابل اشتعال هستند مبارزه کنند، زیرا مکانیسم پمپاژ می تواند باعث برش و گرم شدن سیال شود.
- نرخ جریان ثابت: دبی پمپ های دنده ای به طور کلی ثابت است و نمی توان آن را به راحتی تنظیم کرد، که ممکن است انعطاف پذیری آنها را در برخی از کاربردها محدود کند.
کلام آخر
پمپ هیدرولیک دنده ای به دلیل استفاده از حرکت چرخ‌دنده‌ها برای پمپاژ سیالات با دبی مثبت، یکی از رایج‌ترین انتخاب‌ها در سیستم‌هایی هستند که به نیروی سیال هیدرولیک نیاز دارند و به دلیل کاربرد گسترده و قابلیت‌های منحصر به فرد خود در صنایع مختلف، از جمله کارخانه‌های شیمیایی برای پمپاژ مایعات بسیار چسبناک، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
ساختار ساده اما موثر این پمپ‌ها، عملکردی پایدار و دقیق ارائه می‌دهد که به دلیل ماهیت دبی مثبت آنها، مقدار ثابتی از سیال در هر چرخش انتقال می‌یابد و این ویژگی آنها را به ابزاری قابل اعتماد برای انتقال سیالات خاص و حتی در مواردی برای عملکرد به عنوان موتور تبدیل کرده است.
دیدگاهتان را بنویسید