POMPY ZĘBATE- CO TO JEST I JAK DZIAŁAJĄ?

Pompy zębate to urządzenia rotacyjne, które działają poprzez zmianę objętości cieczy roboczej pomiędzy cylindrem a zębatką. Mechanizm ten umożliwia transport cieczy oraz zwiększanie jej ciśnienia. Podczas obrotu kół zębatych, objętość po stronie wysprzęglającej wzrasta, co tworzy podciśnienie, które zasysa ciecz. Jednocześnie, po stronie siatki kół zębatych, objętość maleje, co powoduje wypychanie cieczy do przewodu transportowego. Dzięki temu procesowi pompy zębate są efektywnym rozwiązaniem w systemach hydraulicznych, gdzie wymagane jest precyzyjne sterowanie przepływem cieczy.

Jak działają pompy zębate?

Działanie pompy zębatej opiera się na prostej zasadzie. Otóż dwa zazębiające się koła zębate o jednakowych rozmiarach obracają się wewnątrz obudowy. Elementy te są precyzyjnie dopasowane do kształtu i wielkości obudowy, dzięki czemu możliwy jest przepływ cieczy przez otwór ssący. Płyn wypełnia przestrzeń pomiędzy zębami, a następnie, w wyniku ich obrotów, jest przemieszczany wzdłuż obudowy. Gdy zęby kół ponownie się zazębiają, ciecz zostaje wypchnięta na zewnątrz.

Technicznie pompa zębata to urządzenie wyporowe, działające podobnie do tłoka w cylindrze. Kiedy ząb wchodzi w kontakt z płynem, nie mogą one zajmować tej samej przestrzeni, co powoduje mechaniczne wypychanie cieczy. Proces ten zachodzi nieustannie, co zapewnia stały przepływ cieczy z pompy na każdym etapie jej działania. Dzięki stałej prędkości obrotów wału napędowego, pompa zębata zapewnia równomierny i ciągły przepływ oleju.

Jaką sprawność roboczą ma pompa zębata?

Podczas pracy pompy zębatej zawsze dochodzi do pewnej utraty płynu, ponieważ musi on smarować łożyska oraz powierzchnie kół zębatych. Dodatkowo, z uwagi na to, że korpus urządzenia nie jest idealnie spasowany, nigdy nie osiąga ona pełnej wydajności. Straty efektywności pracy oscylują zazwyczaj w granicach od dwóch do siedmiu procent.  Mimo tych strat, pompa zębata wciąż skutecznie spełnia swoje zadanie. Zmiany lepkości lub gęstości pompowanego płynu nie mają znaczącego wpływu na jej funkcjonowanie. W przypadku obecności przepustnicy, sitka lub ogranicznika na wylocie pompy, zmiana przepustowości podczas pracy może wskazywać na zabrudzenie lub zatkanie filtra.

Prędkość pracy pompy zębatej jest w dużej mierze uzależniona od właściwości transportowanego płynu. W przypadku oleju o niskiej lepkości pompa może pracować z dużą prędkością. Natomiast przy płynach o wyższej lepkości, tempo pracy pompy musi być ograniczone, aby zapewnić prawidłowy przepływ płynu. Istotne jest to, aby lepki płyn został skutecznie wciśnięty do przestrzeni między zębami po stronie ssącej pompy. Jeśli ta przestrzeń nie zostanie odpowiednio wypełniona, nie będzie możliwe osiągnięcie zamierzonego przepływu.

Wartość PV, czyli produkt ciśnienia i prędkości, również wpływa na możliwości pracy urządzenia. Z tego względu producenci oferują różne specyfikacje i ich modele, które można dostosować do konkretnych potrzeb procesowych. Pozwala to zoptymalizować zarówno wydajność, jak i koszty pracy układu.

Co to jest pompa zębata zewnętrzna?

Pompa zębata napędzana jest przez niezależny silnik, który skutecznie redukuje pulsacje ciśnienia przed pompą oraz wahania przepływu. Pulsacje ciśnienia na wylocie urządzenia mogą być w pewnym stopniu kontrolowane, co przyczynia się do zwiększenia wydajności w procesach przemysłowych, takich jak np. wytłaczanie oleju, gdzie pompa zębata przyspiesza przepływ i skraca czas przebywania materiału w maszynie.

Najczęściej stosowanym typem jest zewnętrzna pompa zębata, która składa się z takich elementów jak przekładnia napędowa, przekładnia napędzana, korpus, pokrywa oraz zawór bezpieczeństwa. Przestrzeń robocza jest w niej  utworzona przez korpus, pokrywę i koła zębate, a osie tych kół zębatych są osadzone w otworach łożyskowych. Wał napędowy jest połączony z silnikiem i wystaje z korpusu. Dzięki temu możliwe jest napędzanie całego układu. Prosta konstrukcja zewnętrznej pompy zębatej, jej lekkość, przystępna cena oraz niezawodność sprawiają, że jest ona wykorzystywana w wielu aplikacjach.

Podczas pracy pompy koło napędowe obraca się zgodnie z ruchem silnika. W momencie, gdy zęby po jednej stronie komory ssącej rozdzielają się, objętość komory wzrasta, a ciśnienie spada, co powoduje zassanie cieczy. Następnie ciecz jest przesuwana do komory tłocznej, skąd, za sprawą zazębiających się kół zębatych, jest wtłaczana do rury spustowej. Ze względu na to, że przekładnia napędowa obraca się bez przerwy, pompa działa w sposób ciągły, zasysając i odprowadzając ciecz.

W korpusie pompy znajduje się zawór bezpieczeństwa, który otwiera się automatycznie, gdy ciśnienie tłoczenia przekroczy ustaloną wartość. Pozwala to skierować nadmiaru cieczy z powrotem do rury ssącej, zapobiegając przeciążeniu układu.

Co to jest pompa zębata wewnętrzna?

Wewnętrzna pompa zębata składa się z wewnętrznych kół zębatych, półksiężycowatego elementu oraz obudowy. Zadaniem elementu w kształcie półksiężyca jest oddzielenie komory ssącej od komory tłocznej. W momencie obrotu koła napędowego powstaje podciśnienie, które powoduje zasysanie cieczy do komory ssącej, a następnie jej przemieszczenie do komory tłocznej. Tam ciecz, znajdująca się między zębami kół, jest ściskana i przekazywana dalej do rury odprowadzającej.

Pompy tego typu cechują się brakiem zaworów ssących i tłocznych, prostą konstrukcją oraz równomiernym przepływem, który zapewnia niezawodne działanie. Jednak ich wadami są niższa wydajność, a także wyższy poziom hałasu i wibracji. Pompy zębate wewnętrzne są stosowane głównie do przesyłania niekorozyjnych olejów smarujących, które nie zmieniają swoich właściwości, a ich temperatura nie przekracza zazwyczaj 70°C.

Zastosowanie pomp hydraulicznych zębatych w rolnictwie

Pompy hydrauliczne są niezwykle ważnym elementem układów hydraulicznych, wykorzystywanym w różnych branżach przemysłu i rolnictwa. Wśród nich popularnością cieszą się pompy zębate, które działają dzięki kołom zębatym, współpracującym ze sobą, aby tłoczyć płyny, takie jak np. oleje o różnej lepkości. Ze względu na swoją trwałość i niezawodność, są one często stosowane w układach hydraulicznych maszyn rolniczych oraz w systemach, które nie podlegają nadmiernej eksploatacji.

Ich konstrukcja sprawia, że idealnie nadają się do pracy w mniejszych układach, a przykładem może być ich wykorzystanie w maszynach do produkcji pasz dla zwierząt. Działanie pomp zębatych umożliwia sprawną zamianę energii mechanicznej na hydrauliczną. Pompy hydrauliczne zębaty znajdują zastosowanie także w zasilaczach oraz agregatach hydraulicznych.