高粘度转子泵的工作原理及基本性能参数

高粘度转子泵的工作原理及基本性能参数
在石化工业中，液体输送是重要的生产过程之一，而用来完成液体输送的机械则是各种形式的泵。化工生产的特殊性，使得经常需要处理高粘度的液体(如合成橡胶、树脂、纤维的聚合液等)，这些高粘度转子泵的液体增加了泵的吸液阻力，为了保证泵具有一定的自吸能力，故通常采用容积式泵。由于齿轮泵具有结构简单、造价低、输出流量均匀、自吸性能好等优点，所以在石化行业中广泛应用齿轮泵来输送高粘度介质。
1、齿轮泵的工作原理
外啮合齿轮泵泵体内有一对互相啮合的外齿轮，齿轮的两端由端盖密封。这样由泵体、齿轮的各个齿槽和端盖形成了多个密封腔，同时轮齿的啮合线又将密封腔隔开，形成了吸、压油腔。当齿轮旋转时，吸油腔内的轮齿相继脱离啮合，密封工作腔容积不断增大，形成部分真空，在大气压力作用下经吸油管从油箱吸进油液，并被旋转的轮齿带入压油腔。压油腔由于轮齿不断啮合，使密封工作腔容积减小，油液受到挤压被输出送往系统。这就是齿轮泵的吸油和压油过程。在齿轮泵的啮合过程中，啮合点沿啮合线移动，这样就把吸油区和压油区分开。
啮合重叠系数大于1，轮齿铣削和磨削精确，齿牙表面硬度高，这些都是确保齿轮泵工作良好的前提条件。为此，必须对整个齿轮本体以及密封齿轮的泵体壁面的尺寸精度和表面光洁度提出相应的要求。此外，考虑到热膨胀可能引起的尺寸变化和压力引起的变形，还必须精确的保持齿轮和泵体壁面之间的径向间隙和轴向间隙。对于低粘度的输送介质，间隙要求尽可能小，否则会造成过大的泄漏损失。对于高粘度的介质，则可适当放大间隙。增大间隙会使容积效率受到一定影响，但同时却大大的减小了摩擦损失。
2、齿轮泵的基本性能参数
齿轮泵的基本性能参数主要是指齿轮泵的压力、排量和流量、功率和效率等。
高粘度不锈钢泵的压力参数主要是工作压力和额定压力。齿轮泵的工作压力是指它在实际工作时输出油液的压力值，也称为系统压力。此压力取决于系统中阻止液体流动的阻力。阻力增大，则工作压力升高；反之则工作压力降低。
齿轮泵的额定压力是指在保证泵的容积效率、使用寿命和额定转速的前提下，泵连续运转时允许使用的压力限定值。它也就是在正常工作的条件下，按试验标准规定能连续运转的最高压力。当泵的工作压力超过额定压力时，泵就会过载。
随着齿轮研究和齿轮制造技术水平的提高，齿轮的修形技术有了很大的发展，齿形和齿向修形也得到了广泛的应用。通过修形可以明显地改善齿轮运转的平稳性，降低齿轮的噪声和振动，可以提高齿轮的承载能力，延长齿轮的使用寿命。实验研究证明，齿轮轮齿由于不可避免的制造和安装误差、轮齿的弹性变形、扭转变形等因素，使齿轮在啮合过程中，会产生冲击、振动和偏载。如仅考虑依靠提高齿轮制造和安装精度改善齿轮的运转质量，必然会增加齿轮的制造成本。
实验证明，当齿轮进入啮合和脱离啮合区时，由于轮齿误差和受载变形引起角速度脉动变化，会产生冲击和噪声，即使是制造精度很高的齿轮也是难以避免的。采用齿形、齿向修形，可有效地改善轮齿的啮合性能，使齿宽载荷均布，提高承载能力。齿顶、齿根或两端的修形量，一般并不大，但效果很好。一般修形量很小，修形量略大于齿轮的制造误差，就能达到明显改善啮合状况的实际效果。
对于直齿渐开线齿轮，修形的一般做法是：1)沿啮合线相距等于基节的段不修形，啮入段和啮出段长度相等；2)修形可以是一对齿轮的齿顶都修形，也可以单个齿轮齿顶和齿根同时修形，与之相配的另一个齿轮不修形。
用展成法加工齿轮时，轮齿的齿廓由三段曲线组成：刀具齿廓的包络、齿槽底部的圆弧、连接上述两曲线的过渡曲线。高粘度不锈钢齿轮泵在没有根切的情况下，过渡曲线和齿廓曲线在公共点处彼此相切；有根切时一，则破坏了两者之间的光滑连接。高粘度齿轮泵一般采用大模数、少齿数齿轮，齿轮齿数小于齿轮根切的最小齿数，齿轮根部被根切。若齿轮根部过渡曲线没有完全根切掉，齿轮工作时由于齿根处过渡曲线的存在，造成与配对齿轮的正常工作面相接触，致使轮齿不能正确啮合，就应该对齿轮修形，以改善啮合；如果齿轮根部过渡曲线在齿轮加工过程中完全被根切，那么与根切点相啮合的配对齿轮的啮合点至齿顶这部分渐开线，工作时无相应啮合点，因此可以对这部分渐开线进行修形。
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