מהי משאבת הילוכים? | כיצד פועלת משאבת הילוכים?

2022,07,24

מהי משאבת הילוכים? | כיצד פועלת משאבת הילוכים?

18 בינואר 2022 מאת Jignesh Sabhadiya

מהי משאבת הילוכים?

משאבת גלגלי שיניים משתמשת בשילוב של גלגלי שיניים כדי לשאוב נוזל על ידי תזוזה חיובית. הם אחד מסוגי המשאבות הנפוצים ביותר ליישומי כוח נוזל הידראולי. משאבת ההילוכים הומצאה על ידי יוהנס קפלר בסביבות שנת 1600.

משאבות גלגלי שיניים משמשות בדרך כלל גם במפעלים כימיים לשאיבת נוזלים צמיגיים מאוד. קיימות שתי וריאציות עיקריות: משאבות גלגלי שיניים חיצוניות, המשתמשות בשני גלגלי שיניים חיצוניים, ומשאבות גלגלי שיניים פנימיות, המשתמשות בגיר גלגלי חיצוני ופנימי.

משאבות גלגלי שיניים הן משאבות עם תזוזה חיובית (או תזוזה קבועה), מה שאומר שהן שואבות כמות קבועה של נוזל בכל סיבוב. כמה משאבות גלגלי שיניים מתוכננות לתפקד כמנוע או כמשאבה.

עוד: מהי משאבה והסוגים שלה?

מהי משאבת הילוכים חיצונית?

משאבת גלגלי שיניים חיצונית מורכבת משני גלגלי שיניים זהים ומשתלבים הנתמכים על ידי פירים נפרדים. בדרך כלל, גיר אחד מונע על ידי מנוע וזה מניע את הגיר השני (הבטלן). במקרים מסוימים, שני הצירים עשויים להיות מונעים על ידי מנועים. הצירים נתמכים על ידי מיסבים בכל צד של המעטפת.

כאשר גלגלי השיניים יוצאים מרשת בצד הכניסה של המשאבה, הם יוצרים נפח מורחב. נוזל זורם לתוך החללים ונלכד על ידי שיני גלגל השיניים כאשר גלגלי השיניים ממשיכים להסתובב כנגד מעטפת המשאבה.
הנוזל הכלוא מועבר מהכניסה, אל הפריקה, סביב המעטפת.
כאשר השיניים של גלגלי השיניים ננעלות זו בזו בצד הפריקה של המשאבה, הנפח מצטמצם והנוזל נדחף החוצה בלחץ.

שום נוזל לא מועבר חזרה דרך המרכז, בין גלגלי השיניים, כי הם שלובים זה בזה. סובלנות קרובה בין גלגלי השיניים והמעטפת מאפשרת למשאבה לפתח יניקה בכניסה ולמנוע נזילות חזרה מצד הפריקה (אם כי דליפה סביר יותר עם נוזלים בעלי צמיגות נמוכה).

עיצובי משאבת ציוד חיצונית יכולים להשתמש בגלגלי שיניים דורבנים, סלילניים או אדרה.

עוד: מהו Spur Gear?

מהי משאבת הילוכים פנימית?

משאבת גלגלי שיניים פנימית פועלת על אותו עיקרון אך שני גלגלי השיניים המשתלבים הם בגדלים שונים כאשר אחד מסתובב בתוך השני. גלגל השיניים הגדול יותר (הרוטור) הוא גלגל שיניים פנימי כלומר יש לו שיניים בולטות מבפנים.

בתוך זה נמצא גיר חיצוני קטן יותר (הבטלן - רק הרוטור מונע) המותקן מחוץ למרכז. זה נועד להשתלב עם הרוטור כך ששיני ההילוכים יתחברו בנקודה אחת. פיניון ותותב המחוברים למארז המשאבה מחזיקים את הבטלפון במקומו.

מחיצה או מרווח קבוע בצורת חצי סהר ממלאים את החלל שנוצר על ידי מיקום ההרכבה החוץ-מרכזי של הבטלפון ופועל כאטם בין יציאות הכניסה והיציאה.

כאשר גלגלי השיניים יוצאים מרשת בצד הכניסה של המשאבה, הם יוצרים נפח מורחב. נוזל זורם לתוך החללים ונלכד על ידי שיני גלגל השיניים כאשר גלגלי השיניים ממשיכים להסתובב כנגד מעטפת המשאבה והמחיצה.
הנוזל הכלוא מועבר מהכניסה, אל הפריקה, סביב המעטפת.
כאשר השיניים של גלגלי השיניים ננעלות זו בזו בצד הפריקה של המשאבה, הנפח מצטמצם והנוזל נדחף החוצה בלחץ.

עיצובי משאבת גלגלי שיניים פנימיים משתמשים רק בהילוכים בעלי גלגלים.

כיצד פועלת משאבת הילוכים?

משאבות גלגלי שיניים משתמשות בפעולות של גלגלי שיניים או גלגלי שיניים מסתובבים כדי להעביר נוזלים. האלמנט המסתובב מפתח אטימה נוזלית עם מעטפת המשאבה ויוצר יניקה בכניסת המשאבה. נוזל, שנמשך לתוך המשאבה, סגור בתוך החללים של גלגלי השיניים המסתובבים שלו ומועבר לפריקה.

משאבות גלגלי שיניים פועלות על ידי לכידת נוזל בין השיניים של שניים או שלושה גלגלי שיניים מסתובבים. לעתים קרובות, הם מונעים מגנטית, מה שאומר שהם משתמשים בפחות חומרים [רטובים" לתאימות כימית רבה יותר. משאבות גלגלי שיניים מניעות חלל שמסתובב ולא חוזר.

משאבות אלו מניעות חללים קטנים רבים בכל סיבוב, כך שהן אינן דופקות כמעט באותה תדירות כמו משאבות דיאפרגמה. החיסרון העיקרי של משאבות גלגלי שיניים הוא שהגברת לחץ הגב אכן מפחיתה את קצב הזרימה.

הם פועלים בצורה הטובה ביותר בעת שאיבה נגד לחץ גב יציב. מכיוון שמשאבות גלגלי שיניים פועלות על ידי נשיאת נוזל בין שיניהם של שניים או שלושה גלגלי שיניים מסתובבים, הן מתאימות ביותר ליישומים שבהם גזירת נוזלים או זיהום חלקיקים משחיקת ציוד אינם מהווים דאגה.

משאבות אלו פועלות היטב עם יישומי לחץ מערכת גבוהים והן משמשות בדרך כלל לשימושים בכוח נוזל הידראולי, למשל בטרקטורים ומשאיות אשפה, ועם נוזלים בעלי צמיגות כבדים יותר, כגון שמן, שאינם ניתנים לדחיסה.

משאבות הילוכים כוללות תזוזה חיובית אמיתית כאשר כל מהפכה מספקת נפח מדויק. מכיוון שכל כיס נוזל שעובר בתא הוא קטן וכל כך הרבה כיסים עוברים ליחידת זמן, קצב הזרימה הוא כמעט ללא דופק.

למה לבחור משאבות גיר?

הם מציעים יתרונות רבים, בעיקר:

גזירה נמוכה. העיצוב ומהירות הפעולה שלהם נמוכים כלומר התנועה היא גזירה נמוכה.
פרימה עצמית . הם מפעילים את עצמם עד 6.5M.
הָפִיך. בשל העיצוב שלהם, הם יכולים לפעול בשני הכיוונים, להבטיח ריקון צינורות ולאפשר התאוששות מלאה של כל מוצר. עם זאת, שסתום ההקלה יפעל רק בכיוון אחד.
יָעִיל. הדגמים יעילים עד 85%.
צָפוּי. הזרימה פרופורציונלית למהירות המבטיחה קצב זרימה שניתן לחזור עליו ולצפוי.
לא פועם. התנועה הסיבובית החלקה בסל"ד נמוך פירושה שהפעימות אינן נחויות כפי שמקובל יותר בעיצובי תזוזה חיוביים אחרים.
חומרים. העיצובים הם במתכת שלמה, כלומר יחידות יכולות להיות מדורגות Atex (חסינות פיצוץ), ממיסים ידית כיוון שחלקים פנימיים אינם גומי כמו במשאבות תזוזה חיוביות אחרות. הם יכולים גם להכיל טמפרטורות גבוהות של עד 350 מעלות צלזיוס.
ריצה יבשה מוגבלת. יחידות יכולות להתייבש לזמן מוגבל בתנאי שהגלגלים היו שקועים בנוזל סיכה.
NPSH נמוך. דרישות NPSH נמוכות מאוד בגלל פעולתן האיטית. משאבות גלגלי שיניים פנימיות NPSH נעות בין 0.5M ל-4M על בסיס מים, כאשר עיצובים חיצוניים הם בדרך כלל עד 3M.

יישום של משאבות ציוד

משאבות ציוד משמשות בדרך כלל לשאיבת נוזלים בצמיגות גבוהה כגון שמן, צבעים, שרפים או מוצרי מזון. הם מועדפים בכל יישום שבו נדרש מינון מדויק או פלט בלחץ גבוה.

התפוקה של משאבת גלגלי שיניים לא מושפעת מאוד מלחץ ולכן הם גם נוטים להיות מועדפים בכל מצב בו האספקה אינה סדירה.

פטרוכימיקלים: ביטומן טהור או מלא, זפת, סולר, שמן גולמי, שמן סיכה וכו'.
כימיקלים: נתרן סיליקט, חומצות, פלסטיק, כימיקלים מעורבים, איזוציאנטים וכו'.
צבע ודיו.
שרפים ודבקים.
עיסת נייר: חומצה, סבון, לורית, ליקר שחור, קאולין, ליים, לטקס, בוצה וכו'.
מזון: שוקולד, חמאת קקאו, חומרי מילוי, סוכר, שומנים ושמנים צמחיים, מולסה, מזון מהחי וכו'.

יתרונות משאבת הילוכים

קל לשימוש ולתחזוקה. משאבת ההילוכים קומפקטית ומורכבת משני הילוכים בלבד, גוף המשאבה והכיסוי הקדמי והאחורי. לכן, בהשוואה למשאבות אחרות, למשאבת הגלגלים משקל קטן, נוח להובלה יומיומית ואינו דורש עבודה רבה. זה גם בגלל משקלה הקל, משאבת הציוד נוחה יותר לשימוש, והיא נוחה יותר כאשר תכולת העבודה זהה. יחד עם זאת, בגלל המבנה הפשוט שלו ופחות רכיבים, נוח יותר לתקן כאשר נתקלים בבעיות.
עלות נמוכה. בהשוואה למשאבה הקונבנציונלית, משאבת ההילוכים קטנה יותר במשקל וקלה להובלה, מה שחוסך במידה מסוימת עלויות הובלה. בנוסף, משאבת ההילוכים זולה יותר בגלל המבנה הפשוט שלה ועלות הייצור הנמוכה יותר. הליך התחזוקה פשוט בעתיד ועלות התחזוקה נמוכה. לכן, באופן כללי, משאבות ציוד חסכוניות יותר ויכולות לחסוך ביעילות בעלויות.
יעילות עבודה גבוהה. למעשה, איבוד הנוזלים במשאבת ההילוכים קטן. למרות שחלק מהנוזל משמש לשימון שני צידי המיסב והגיר, לעולם לא ניתן להתאים את גוף המשאבה ללא מרווח, וכתוצאה מכך יעילות פעולת משאבת גלגל השיניים של 100%. עם זאת, המשאבה עדיין יכולה לפעול היטב ויכולה להגיע ליעילות של 93% עד 98%.
לא רגיש לצמיגות וצפיפות הנוזלים. אם הצמיגות או הצפיפות של הנוזל משתנה, משאבת ההילוכים לא תושפע יותר מדי. אם מסננת או מגביל מונחים בצד פתח הפריקה, משאבת ההילוכים תדחוף את הנוזל דרכם. אם המסנן מלוכלך או סתום, משאבת ההילוכים תשמור על זרימה קבועה עד שתגיע לגבול המכני של החלק החלש ביותר של היחידה. זה גם גורם למשאבת גלגלי השיניים להיות חסרת רגישות לזיהום שמן ומתאימה יותר לשימוש בתעשיות פטרוכימיות.

החסרונות של משאבת הילוכים

לא קל לתקן לאחר בלאי. מכיוון שחלקי משאבת ההילוכים ניתנים להחלפה גרועה, זה לא קל לתקן לאחר בלאי. למרות שתהליך תיקון משאבת הגלגלים הוא פשוט, אם החלקים שחוקים, כמעט בלתי אפשרי לתקן את משאבת הגלגלים כולה.
רעש גדול. מכיוון שלמשאבת ההילוכים יש מאפיינים של חוסר איזון בכוח רדיאלי ועורק זרימה גדול, היא יוצרת רעש חזק מאוד. אם היא נמצאת באזור שיש בו דרישה לדציבלים לסביבה שמסביב, או אם משתמשים בה באמצע הלילה, משאבת הגלגלים תשפיע על העבודה או על שאר האחרים, ותגרום לאי נוחות. קיומם של כוחות רדיאליים לא מאוזנים ישפיע גם על חיי השירות של המסבים במידה מסוימת.
תזוזה לא מותאמת . החריץ בין השיניים של מכסה הקצה וגלגל השיניים מהווה מספר תאי עבודה אטומים קבועים, ולכן העקירה של משאבת הגלגלים אינה מתכווננת וניתן להשתמש בה רק כמשאבת מינון. זה לא אפשרי אם אתה רוצה להגדיל את העקירה של המשאבה.

קודם

הַבָּא

צור קשר

Author:

Mr. John

E-mail:

john@grhcn.com

Phone/WhatsApp:

+86 13905116886