高粘度齒輪幫浦發展特點

時間 2022-08-04 01:25:06

1樓:

齒輪幫浦是輸送高粘度液體較為理想的裝置,其應用範圍廣泛。

目前,儘管國內企業已生產出不少適於輸送高粘度液體的齒輪幫浦,但由於測試手段不完善,在材料選擇、洩漏與雜訊防治方面仍存在一些問題。特別是國產高粘度齒輪幫浦在效率、可靠性與使用壽命等方面與國外產品存在較大差距。因此,我國石油和化工等行業所使用的高粘度齒輪幫浦多數仍依賴進口。

國內外高粘度齒輪幫浦的發展特點如下:

齒輪結構

高粘度齒輪幫浦的齒輪常見的有直齒、斜齒、人字齒、螺旋齒,齒廓主要有漸開線和圓弧型式。通常小型齒輪幫浦多採用漸開線直齒輪,高溫齒輪幫浦常採用變位齒輪,輸送高粘度、高壓聚合物熔體的熔體幫浦多採用漸開線斜齒輪。齒輪與軸製成一體,其剛性及可靠性高於齒輪與軸單獨製造的齒輪幫浦。

國外低壓齒輪幫浦的齒輪常採用方形結構,即齒輪的齒寬等於齒頂圓直徑。而高壓場合使用的高粘度齒輪幫浦的輪齒寬度小於其齒頂圓直徑,這是為了減小齒輪的徑向受壓面積,降低齒輪、軸承的載荷。

幫浦體及加熱方式

一般來說,齒輪幫浦的幫浦殼越重,其耐溫度、耐壓強度也越高。幫浦體材料常採用球墨鑄鐵,亦可採用鑄造鋁合金硬模熔鑄而成,或採用擠壓鋁合金型材加工製造。當輸送的介質具有腐蝕性時,可採用成本較高的不鏽鋼材料。

國外高粘度齒輪幫浦多採用含鎳、鉻量高的合金鋼作為幫浦殼材料,這種材料在強度、可靠性及成本方面的綜合性能較好。為解決齒輪幫浦的困油現象,通常在幫浦蓋上開設對稱的卸荷槽,或向低壓側方向開設不對稱卸荷槽,吸液側採用錐形卸荷槽,排液側為矩形卸荷槽,卸荷槽的深度也比液壓工業中所用的齒輪幫浦要深。

由於高粘度齒輪幫浦輸送的介質粘度較高,為減小流動阻力,提高幫浦的吸液能力,必須對介質進行加熱或保溫。通常採用電熱元件加熱,可使粘性液體受熱均勻。若溫度波動不大,輸送的高粘度液體容易發生降解時,建議採用流體加熱方式,特別是排量大的齒輪幫浦。

流體加熱又分內建、外接式結構。所謂內建式是指在齒輪幫浦幫浦體或端蓋的內部設計突熱套,外接式則是通過螺栓將夾熱套與幫浦體聯接在一起。往夾套內通入蒸汽、導熱油,還是冷卻水,要根據介質具體情況而定。

內建式適用於對輸送液體溫度均勻性要求較高,或要求對高溫液體進行均勻冷卻的場合。當電加熱方式缺乏安全性或對溫度控制要求不高時,可採用外接式結構。美國viking公司生產的內嚙合齒輪幫浦,其幫浦頭部分的夾套可以對輸送流體的溫度進行控制,無論是在高溫或低溫環境下,均可帶外接式夾套

軸承材料、結構與潤滑

高粘度齒輪幫浦的軸承通常採用滑動軸承,並在軸承內壁的非承載面上專門設計螺旋式流道,螺旋槽的旋向與齒輪軸的轉向相同。軸承外端與幫浦的進液口相通,軸承內端的螺旋槽與輪齒根部(真空部位)相通。當軸旋轉時,借助螺旋作用及軸承兩端的壓力差,將軸承外部的低溫液體吸入軸承,對軸承進行潤滑和冷卻後,流入剛脫開嚙合的齒間,構成乙個潤滑充分、散熱快的螺旋自吸式低壓潤滑系統。

該潤滑方式的優點是:進入軸承的潤滑液全部是低溫介質,粘性潤滑液易於形成承載能力強的動壓油膜。大量的潤滑液迴圈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。

由於有充足的液體去填充剛脫離嚙合的輪齒根部,大大改善了齒輪幫浦的自吸效能,避免了吸空現象,不僅可以提高容積效率,也有利於減輕氣蝕、降低雜訊。四川省機械研究設計院採用將滑動軸承浸泡在介質中,並通過特殊孔道強制潤滑,該技術已在維綸、滌綸、橡膠、樹脂、化肥等領域的齒輪幫浦上獲得成功應用。

軸承的材料常用工具鋼,並經表面硬化處理,以提高它的抗膠合能力。如果輸送介質含磨損性顆粒,則應採用很硬的軸承材料,如陶瓷。近年來,gs-1聚四氟乙烯鋼鐵複合材料被認為是較為理想的滑動軸承材料。

它由冷軋薄鋼板(基體)、燒結球形多孔青銅粉或銅網(中間層)、聚四氟乙烯(表面層)三層材料復合而成,兼有金屬和聚四氟乙烯塑料的優點。在此材料的基礎上,上海材料研究所又研製出效能更優的sf型三層復合自潤滑材料,它以青銅絲網代替青銅粉層,表層的塑料配方經過精心篩選。這種軸承材料耐疲勞、承載能力高、摩擦係數小、使用壽命長,是提高齒輪幫浦技術效能的新穎軸承材料。

吸排油口

高粘度齒輪幫浦的吸液口管徑一般較大,有時採用擴散形吸液口來擴大低壓區的容積,以降低入口液體的流速,減小幫浦的吸液阻力。這種結構還可以減小作用在軸頸及軸承上的徑向力,延長高粘度齒輪幫浦的使用壽命。

止回閥與安全閥

在齒輪幫浦的輸出管路上安裝有乙個止回閥,這樣在檢修幫浦及輸出管道時,系統中的液體不至於倒流;齒輪幫浦帶負荷停車時,在其輸出管道內產生區域性真空,可防止幫浦倒轉。高粘度齒輪幫浦的出口管路上還設定安全閥等保護裝置,這樣一旦幫浦的出口通道發生堵塞,就可以開啟安全閥卸壓。安全閥可以與幫浦體或幫浦蓋鑄成一體,也可以單獨裝配

2樓:書中某頁

**高粘度齒輪幫浦的發展特點 :

1、齒輪幫浦是輸送高粘度液體較為理想的裝置,其應用範圍廣泛。

2、目前,儘管國內企業已生產出不少適於輸送高粘度液體的齒輪幫浦,但由於測試手段不完善,在材料選擇、洩漏與雜訊防治方面仍存在一些問題。

3、特別是國產高粘度齒輪幫浦在效率、可靠性與使用壽命等方面與國外產品存在較大差距。

因此,我國石油和化工等行業所使用的高粘度齒輪幫浦多數仍依賴進口。

國內外高粘度齒輪幫浦的發展特點如下:

1、齒輪結構

高粘度齒輪幫浦的齒輪常見的有直齒、斜齒、人字齒、螺旋齒,齒廓主要有漸開線和圓弧型式。

通常小型齒輪幫浦多採用漸開線直齒輪,高溫齒輪幫浦常採用變位齒輪,輸送高粘度、高壓聚合物熔體的熔體幫浦多採用漸開線斜齒輪。

齒輪與軸製成一體,其剛性及可靠性高於齒輪與軸單獨製造的齒輪幫浦。國外低壓齒輪幫浦的齒輪常採用方形結構,即齒輪的齒寬等於齒頂圓直徑。

而高壓場合使用的高粘度齒輪幫浦的輪齒寬度小於其齒頂圓直徑,這是為了減小齒輪的徑向受壓面積,降低齒輪、軸承的載荷。

2、幫浦體及加熱方式

一般來說,齒輪幫浦的幫浦殼越重,其耐溫度、耐壓強度也越高。幫浦體材料常採用球墨鑄鐵,亦可採用鑄造鋁合金硬模熔鑄而成,或採用擠壓鋁合金型材加工製造。當輸送的介質具有腐蝕性時,可採用成本較高的不鏽鋼材料。

國外高粘度齒輪幫浦多採用含鎳、鉻量高的合金鋼作為幫浦殼材料,這種材料在強度、可靠性及成本方面的綜合性能較好。

為解決齒輪幫浦的困油現象,通常在幫浦蓋上開設對稱的卸荷槽,或向低壓側方向開設不對稱卸荷槽,吸液側採用錐形卸荷槽,排液側為矩形卸荷槽,卸荷槽的深度也比液壓工業中所用的齒輪幫浦要深。

由於高粘度齒輪幫浦輸送的介質粘度較高,為減小流動阻力,提高幫浦的吸液能力,必須對

介質進行加熱或保溫。

通常採用電熱元件加熱,可使粘性液體受熱均勻。

若溫度波動不大,輸送的高粘度液體容易發生降解時,建議採用流體加熱方式,特別是排量大的齒輪幫浦。流體加熱又分內建、外接式結構。

所謂內建式是指在齒輪幫浦幫浦體或端蓋的內部設計突熱套,外接式則是通過螺栓將夾熱套與幫浦體聯接在一起。往夾套內通入蒸汽、導熱油,還是冷卻水,要根據介質具體情況而定。

內建式適用於對輸送液體溫度均勻性要求較高,或要求對高溫液體進行均勻冷卻的場合。當電加熱方式缺乏安全性或對溫度控制要求不高時,可採用外接式結構。

美國viking公司生產的內嚙合齒輪幫浦,其幫浦頭部分的夾套可以對輸送流體的溫度進行控制,無論是在高溫或低溫環境下,均可帶外接式夾套。

軸承材料、結構與潤滑 高粘度齒輪幫浦的軸承通常採用滑動軸承,並在軸承內壁的非承載面上專門設計螺旋式流道,螺旋槽的旋向與齒輪軸的轉向相同。

軸承外端與幫浦的進液口相通,軸承內端的螺旋槽與輪齒根部(真空部位)相通。當軸旋轉時,借助螺旋作用及軸承兩端的壓力差,將軸承外部的低溫液體吸入軸承,對軸承進行潤滑和冷卻後,流入剛脫開嚙合的齒間,構成乙個潤滑充分、散熱快的螺旋自吸式低壓潤滑系統。

該潤滑方式的優點是:進入軸承的潤滑液全部是低溫介質,粘性潤滑液易於形成承載能力強的動壓油膜。

大量的潤滑液迴圈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。由於有充足的液體去填充剛脫離嚙合的輪齒根部,大大改善了齒輪幫浦的自吸效能,避免了吸空現象,不僅可以提高容積效率,也有利於減輕氣蝕、降低雜訊。

四川省機械研究設計院採用將滑動軸承浸泡在介質中,並通過特殊孔道強制潤滑,該技術已在維綸、滌綸、橡膠、樹脂、化肥等領域的齒輪幫浦上獲得成功應用。 軸承的材料常用工具鋼,並經表面硬化處理,以提高它的抗膠合能力。

如果輸送介質含磨損性顆粒,則應採用很硬的軸承材料,如陶瓷。近年來,gs-1聚四氟乙烯鋼鐵複合材料被認為是較為理想的滑動軸承材料。它由冷軋薄鋼板(基體)、燒結球形多孔青銅粉或銅網(中間層)、聚四氟乙烯(表面層)三層材料復合而成,兼有金屬和聚四氟乙烯塑料的優點。

在此材料的基礎上,上海材料研究所又研製出效能更優的sf型三層復合自潤滑材料,它以青銅絲網代替青銅粉層,表層的塑料配方經過精心篩選。

這種軸承材料耐疲勞、承載能力高、摩擦係數小、使用壽命長,是提高齒輪幫浦技術效能的新穎軸承材料。 吸排油口 高粘度齒輪幫浦的吸液口管徑一般較大,有時採用 擴散形吸液口來擴大低壓區的容積, 以降低入口液體的流速,減小幫浦的吸液阻力。

這種結構還可以減小作用在軸頸及軸承上的徑向力,延長高粘度齒輪幫浦的使用壽命。 止回閥與安全閥 在齒輪幫浦的輸出管路上安裝有乙個止回閥,這樣在檢修幫浦及輸出管道時,系統中的液體不至於倒流;齒輪幫浦帶負荷停車時,在其輸出管道內產生區域性真空,可防止幫浦倒轉。

高粘度齒輪幫浦的出口管路上還設定安全閥等保護裝置,這樣一旦幫浦的出口通道發生堵塞,就可以開啟安全閥卸壓。安全閥可以與幫浦體或幫浦蓋鑄成一體,也可以單獨裝配。

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