目前捐晶,盡管國內(nèi)企業(yè)已生產(chǎn)出不少適于輸送高粘度液體的齒輪泵岳守,但由于測試手段不完善哼绑,在材料選擇肋乍、泄漏與噪聲防治方面仍存在一些問題囊陡。特別是國產(chǎn)高粘度齒輪泵在效率芬吸、可靠性與使用壽命等方面與國外產(chǎn)品存在較大差距嫩碘。因此,我國石油和化工等行業(yè)所使用的高粘度齒輪泵多數(shù)仍依賴進(jìn)口懒碍。
國內(nèi)外高粘度齒輪泵的發(fā)展特點(diǎn)如下:
齒輪結(jié)構(gòu)
高粘度齒輪泵的齒輪常見的有直齒葱妒、斜齒、人字齒缝驳、螺旋齒连锯,齒廓主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用狱,高溫齒輪泵常采用變位齒輪运怖,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夏伊。齒輪與軸制成一體摇展,其剛性及可靠性高于齒輪與軸單獨(dú)制造的齒輪泵。國外低壓齒輪泵的齒輪常采用方形結(jié)構(gòu)溺忧,即齒輪的齒寬等于齒頂圓直徑吗购。而高壓場合使用的高粘度齒輪泵的輪齒寬度小于其齒頂圓直徑,這是為了減小齒輪的徑向受壓面積砸狞,降低齒輪、軸承的載荷镀梭。
泵體及加熱方式
一般來說刀森,齒輪泵的泵殼越重,其耐溫度报账、耐壓強(qiáng)度也越高研底。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迄帘,或采用擠壓鋁合金型材加工制造修扁。當(dāng)輸送的介質(zhì)具有腐蝕性時,可采用成本較高的不銹鋼材料榔况。國外高粘度齒輪泵多采用含鎳峡逆、鉻量高的合金鋼作為泵殼材料,這種材料在強(qiáng)度钩榄、可靠性及成本方面的綜合性能較好念弧。為解決齒輪泵的困油現(xiàn)象,通常在泵蓋上開設(shè)對稱的卸荷槽,或向低壓側(cè)方向開設(shè)不對稱卸荷槽依播,吸液側(cè)采用錐形卸荷槽口愁,排液側(cè)為矩形卸荷槽,卸荷槽的深度也比液壓工業(yè)中所用的齒輪泵要深娱必。
由于高粘度齒輪泵輸送的介質(zhì)粘度較高鸿挠,為減小流動阻力,提高泵的吸液能力姻蚓,必須對介質(zhì)進(jìn)行加熱或保溫宋梧。通常采用電熱元件加熱,可使粘性液體受熱均勻史简。若溫度波動不大乃秀,輸送的高粘度液體容易發(fā)生降解時,建議采用流體加熱方式圆兵,特別是排量大的齒輪泵跺讯。流體加熱又分內(nèi)置、外置式結(jié)構(gòu)殉农。所謂內(nèi)置式是指在齒輪泵泵體或端蓋的內(nèi)部設(shè)計(jì)突熱套刀脏,外置式則是通過螺栓將夾熱套與泵體聯(lián)接在一起。往夾套內(nèi)通入蒸汽超凳、導(dǎo)熱油愈污,還是冷卻水,要根據(jù)介質(zhì)具體情況而定轮傍。內(nèi)置式適用于對輸送液體溫度均勻性要求較高暂雹,或要求對高溫液體進(jìn)行均勻冷卻的場合。當(dāng)電加熱方式缺乏安全性或?qū)囟瓤刂埔蟛桓邥r抱典,可采用外置式結(jié)構(gòu)衔耕。美國VIKING公司生產(chǎn)的內(nèi)嚙合齒輪泵,其泵頭部分的夾套可以對輸送流體的溫度進(jìn)行控制绵另,無論是在高溫或低溫環(huán)境下悬鲜,均可帶外置式夾套。
軸承材料姨莽、結(jié)構(gòu)與潤滑
高粘度齒輪泵的軸承通常采用滑動軸承厉源,并在軸承內(nèi)壁的非承載面上專門設(shè)計(jì)螺旋式流道,螺旋槽的旋向與齒輪軸的轉(zhuǎn)向相同仲侈。軸承外端與泵的進(jìn)液口相通豆蝠,軸承內(nèi)端的螺旋槽與輪齒根部(真空部位)相通。當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時秆惑,借助螺旋作用及軸承兩端的壓力差项蝉,將軸承外部的低溫液體吸入軸承舆飒,對軸承進(jìn)行潤滑和冷卻后,流入剛脫開嚙合的齒間白找,構(gòu)成一個潤滑充分能真、散熱快的螺旋自吸式低壓潤滑系統(tǒng)。該潤滑方式的優(yōu)點(diǎn)是:進(jìn)入軸承的潤滑液全部是低溫介質(zhì)扰柠,粘性潤滑液易于形成承載能力強(qiáng)的動壓油膜粉铐。大量的潤滑液循環(huán)不斷地帶走軸承的熱量,對軸承起到良好的潤滑和冷卻作用卤档。由于有充足的液體去填充剛脫離嚙合的輪齒根部蝙泼,大大改善了齒輪泵的自吸性能,避免了吸空現(xiàn)象劝枣,不僅可以提高容積效率汤踏,也有利于減輕氣蝕、降低噪聲舔腾。四川省機(jī)械研究設(shè)計(jì)院采用將滑動軸承浸泡在介質(zhì)中溪胶,并通過特殊孔道強(qiáng)制潤滑,該技術(shù)已在維綸稳诚、滌綸哗脖、橡膠、樹脂扳还、化肥等領(lǐng)域的齒輪泵上獲得成功應(yīng)用才避。
軸承的材料常用工具鋼,并經(jīng)表面硬化處理掰废,以提高它的抗膠合能力棕优。如果輸送介質(zhì)含磨損性顆粒,則應(yīng)采用很硬的軸承材料敢添,如陶瓷敢薄。近年來,GS-1聚四氟乙烯鋼鐵復(fù)合材料被認(rèn)為是較為理想的滑動軸承材料挎茂。它由冷軋薄鋼板(基體)、燒結(jié)球形多孔青銅粉或銅網(wǎng)(中間層)剧鹏、聚四氟乙烯(表面層)三層材料復(fù)合而成热轨,兼有金屬和聚四氟乙烯塑料的優(yōu)點(diǎn)。在此材料的基礎(chǔ)上盔惑,上海材料研究所又研制出性能更優(yōu)的SF型三層復(fù)合自潤滑材料梨耽,它以青銅絲網(wǎng)代替青銅粉層,表層的塑料配方經(jīng)過精心篩選律坎。這種軸承材料耐疲勞统岭、承載能力高、摩擦系數(shù)小、使用壽命長草添,是提高齒輪泵技術(shù)性能的新穎軸承材料驶兜。
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(kuò)散形吸液口來擴(kuò)大低壓區(qū)的容積远寸,以降低入口液體的流速抄淑,減小泵的吸液阻力。這種結(jié)構(gòu)還可以減小作用在軸頸及軸承上的徑向力驰后,延長高粘度齒輪泵的使用壽命肆资。
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,這樣在檢修泵及輸出管道時灶芝,系統(tǒng)中的液體不至于倒流郑原;齒輪泵帶負(fù)荷停車時,在其輸出管道內(nèi)產(chǎn)生局部真空夜涕,可防止泵倒轉(zhuǎn)犯犁。高粘度齒輪泵的出口管路上還設(shè)置安全閥等保護(hù)裝置,這樣一旦泵的出口通道發(fā)生堵塞钠乏,就可以打開安全閥卸壓衙猾。安全閥可以與泵體或泵蓋鑄成一體,也可以單獨(dú)裝配诽祠。