پمپ دنده ای یا پمپ غلیظ کش چیست ؟ و انواع آن کدامند ؟

پمپ دنده ای یا پمپ غلیظ کش چیست ؟

پمپ دنده ای یا پمپ غلیظ کش جزء انواع پمپ جابجایی مثبت می باشد و جابجایی سیال در این پمپ ها از طریق چرخش چرخ دنده ها صورت می گیرد. این پمپ ها دارای قدرت مکش بسیار بالایی می باشند و همزمان امکان پمپاژ سیالات با ویسکوزیته کم، متوسط و زیاد را دارا می باشند. پمپ های دنده ای جزء پمپ های خودمکش یا Self Prime می باشند.

ساختار پمپ دنده ای به این صورت است که دو چرخ دنده درون پوسته موجود می باشد، که یکی از چرخدنده ها به الکتروموتور متصل می باشد چرخ دنده محرک. چرخ دنده متحرک که در زیر چرخ دنده محرک قرار گرفته، با چرخ دنده محرک درگیر می باشند و باعث چرخش دورانی درون محفظه می شود. سیال موجود در محفظه بین دنده ها گیر افتاده و به سمت خروجی پمپ هدایت می شود. برای سرعت های زیر 700 دور در دقیقه از گیربکس استفاده می شود. پمپ های دنده ای به طور عمومی دارای پوسته چدنی، دنده فولاد آبکاری شده و محور فولادی می باشند. همچنین در این پمپ ها از بوش فولادی با پوشش برنزی استفده می شود. به طور کلی برای سیالات لزج با دور گردش پایین تر و برای سیالات رقیق با دور گردش بیشتر استفاده می شود. برای نمونه برای سیالات با ویسکوزیته 40-10 از سرعت 1000 دور در دقیقه، برای سیالات با ویسکوزیته 30-150 از سرعت 750 دور در دقیقه استافده می شود. برای مایعات سنگین، روغن ها، خمیرها و دیگر مایعات که دارای ویسکوزیته بسیار بالا می باشند، از سرعت 200-500 دور در دقیقه استفاده می شود. در پمپ های دنده ای از زانویی 45 درجه استفاده می شود، همچنین خروجی لوله ابتدا یک متر به صورت افقی و سپس به صورت عمودی طراحی می شود.

پمپ دنده ای Gear Pump  که با نام پمپ غلیظ کش نیز از آن یاد می‌شود، پمپی از نوع جابجایی مثبت است که حجم ثابتی از سیال را در خود محصور کرده و سپس آن را با استفاده از دنده‌ها انتقال می دهد. این پمپ در هنگام پمپاژ یک جریان یکنواخت و صاف را متناسب با سرعت چرخش دنده‌های خود فراهم می‌سازد.

پمپ‌های دنده ای از عمل چرخش دنده‌ها برای انتقال مایعات استفاده می‌کنند. دنده ها در ورودی پمپ ایجاد مکش می‌کنند که در نتیجه آن سیال، به داخل پمپ کشیده شده و در داخل حفره‌های دنده‌های پمپ قرار می‌گیرد و در نهایت به لوله خروجی و تخلیه مایع منتقل می‌شود.

همانطور که گفته شد پمپ دنده ای با استفاده از چرخش چرخدنده، انرژی مکانیکی را به انرژی سیال تبدیل می‌کند. این پمپ‌ها انواع سیال با ویسکوزیته پایین و بالا را پمپاژ می‌کنند و برای استفاده طولانی مدت برای پمپاژ مایعات چسبناک مانند روغن بسیار مؤثر هستند. در این مطلب علاوه بر معرفی انواع پمپ دنده ای، قسمت‌های اصلی و اجزای پمپ دنده ای که یکی از محبوب‌ترین پمپ‌های جابجایی مثبت است به تفصیل توضیح داده خواهد شد. پمپ جابجایی مثبت که پمپ PD نیز نامیده می‌شود، سیال را از طریق عمل مکانیکی فشرده می‌کند؛ درست برخلاف پمپ گریز از مرکز که سرعت را به فشار تبدیل می‌کند. این پمپ‌ها خودمَکِش Self Prime هستند.

انواع پمپ دنده ای یا پمپ غلیظ کش کدامند ؟

پمپ دنده ای بر اساس ساختار دنده ها در انواع زیر عرضه می گردد:

الف ) پمپ دنده ای خارجی :

میزان دبی با توجه به دور و ساختمان داخلی، در پمپ های دنده خارجی قابل تنظیم می باشد و بنابراین برای پمپاژ میزان دقیق از انواع سیالات مثل اسید ها و بازها، پلیمر ها، سوخت و افزودنی های شیمیایی کاربرد دارند و همچنین در ماشین ابزار، سیستم هیدرولیک و انتقال قدرت استفاده می شوند. سایز بزرگ این محصولات غالبا در 650 دور در دقیقه و سایزهای کوچک آن در 1450 و یا 3000 دور کار می کنند. از دیگر محاسن این پمپ ها پر کاربرد می توان به طول عمر و کارکرد بالا، پوشش طیف وسیعی از سیالات و قیمت پایین اشاره نمود.

پمپ دنده ای خارجی External Gear Pump شامل دو دنده یکپارچه و متصل به یکدیگر است که هر کدام از آن‌ها، توسط شافت مستقل و جداگانه ای پشتیبانی می‌شوند. به طور کلی، یکی از دنده‌ها توسط موتور به حرکت در آمده محرک و سپس این دنده، دنده دیگر متحرک را می‌چرخاند. البته در برخی موارد، هر دو شفت ممکن است توسط موتورهای مستقل و مخصوص به خود به حرکت درآیند. شفت‌ها با استفاده از یاتاقان‌ها در هر طرف کِیسینگ پشتیبانی می‌شوند.

نحوه کار این پمپ‌ها بدین صورت است که دنده‌ها در قسمت خارج پمپ یعنی در سمت ورودی پمپ اقدام به مکش سیال به داخل پمپ می‌کنند و حجم گسترده‌ای از مایع را به درون حفره‌ها وارد می‌کنند. در این هنگام مایع توسط دندانه‌های چرخدنده‌ها به دام می‌افتد و این در حالی است که چرخدنده‌ها بر خلاف کیسینگ همچنان به چرخیدن ادامه می‌دهند. مایع به دام افتاده از ورودی، به لوله تخلیه، در اطراف کیسینگ پمپ منتقل می‌شود. همانطور که دندانه‌های چرخدنده‌ها در طرف تخلیه پمپ قرار می‌گیرند، حجم سیال کاهش یافته و سیال تحت فشار قرار می‌گیرد.

به دلیل اتصال کامل دنده‌ها به یکدیگر، هیچ مایعی از داخل مدار، بین دنده ها منتقل نمی‌شود. رابطه نزدیک بین دنده‌ها و کیسینگ به پمپ اجازه می‌دهد تا در طرف ورودی پمپ، اقدام به مکش کرده و در طرف خروجی و تخلیه پمپ نیز از نشت مایع جلوگیری نماید؛ اگر چه احتمال نشت صرفاً در مورد مایعاتی مطرح است که دارای ویسکوزیته کم باشند.

همانطور که توضیح داده شد در پمپ دنده ای خارجی سیال از قسمت مکش وارد پمپ می‌شود. در سمت مکش، با چرخش چرخدنده‌ها، فضای حجمی بین دندانه‌های چرخدنده افزایش می‌یابد. فشار منفی مکش داخل حفره‌ها به مایع اجازه می‌دهد تا به فضا‌ها / حفره‌های بین دندانه‌ها وارد شوند. با ادامه چرخش و بالا رفتن فشار، مایع محبوس‌شده در حفره‌ها مجبور می‌شود بین چرخ‌دنده‌ها و بدنه جریان یابد.

به‌دلیل افزایش شکاف بین چرخ‌دنده‌ها و بدنه، سیال از حفره‌ها خارج می‌شود. در حالی که چرخ‌دنده‌ها در حال چرخش هستند، در هم قفل می‌شوند و سیال باقی‌مانده در حفره‌ها را با فشار به بیرون هدایت می‌کنند. با جدا شدن چرخ‌دنده‌ها در سمت مکش، سیال می‌تواند مجدد وارد فضا‌های خالی شود و چرخه پمپاژ شکل بگیرد.

طراحی و دیزاین دنده ها در پمپ‌های دنده ای خارجی به یکی از سه صورت ساده و صاف، هلیکال یا جناغی می‌باشد.

کاربرد پمپ دنده ای خارجی :

پمپاژ مواد غذایی

پمپاژ روانکارها

پمپاژ انواع روغن خوراکی

پمپاژ انواع روغن خوراکی

جنس پمپ دنده خارجی :

جنس بدنه و چرخدنده: استنلس استیل، چدن داکتیل و خاکستری، برنزی، پلیمری تفلونی

جنس شافت: استیل، سرامیکی،‌ آلومینیوم، فولاد آلیاژی

جنس بوش: برنزی، کربنی، استیل سیلیکون كاربايد

نوع آب بندی: مکانیکال سیل تک و دوبل، پکینگی، لیپ سیل، مگنتی

مزایای پمپ دنده ای خارجی :

پوشش طیف وسیعی از سیالات

امکان اضافه کردن ژاکت حرارتی و سرمایشی

به دلیل دقت و کارایی بالا امکان کارکرد به جای دوزینگ پمپ را دارند.

هماهنگی با انواع اتصالات چه در ورودی و چه در خروجی، مانند فلنج و رزوه

متریال متنوع، چدن، استیل و غیره

تعمیرات و نگهداری آسان برای مونتاژ و دمونتاژ نیاز به ابزار خاصی نمی باشد.

بی صدا و کارکرد آرام و مداوم

حساسیت کم نسبت به گرد و غبار

سرعت و فشار بالا

قیمت مناسب

معایب پمپ دنده ای خارجی :

در نوع بوشی، یاتاقانها درون سیال قرار دارند.

ذرات جامد و ساینده درون سیال باعث خوردگی چرخدنده می شود.

ب) پمپ دنده ای داخلی :

به پمپ دنده داخلی، ماه و ستاره نیز گفته می شود. این پمپ ها خود مکش بوده و در هر دو جهت امکان چرخش دارند یعنی هم برای پر کردن می توان از این نوع پمپ استافده نمود هم برای خالی کردن. پمپ دنده داخلی هم جهت پمپاژ سیالات رقیق مانند حلال ها، روغن ها و… مناسب است، و هم برای سیالات غلیظی چون آسفالت، شکلات و چسب را نیز به خوبی عمل می کند. همچنین می توان به پمپاژ موادی همچون انواع روغن ها و روغن داغ، روان کارهای صنعتی، سوخت گاز مایع، بنزین، گازوئیل، مازوت، نفت سیاه و غیره، انواع رزین ها و مواد پلیمری، الکل و انواع حلال ها، آسفالت، قیر، تار، فوم پلی يورتان ایزوسیانات و پلیول، مواد غذایی مانند شکلات، کره بادام زمینی، رنگ ، جوهر، رنگ دانه ها، گلیکول، صابون ها اشاره نمود.

پمپ دنده ای داخلی Internal Gear Pump که به خاطر شکل قرارگیری دنده‌ها با نام پمپ ماه و ستاره نیز شناخته می‌شود، عملکرد مشابهی با پمپ دنده ای خارجی دارد؛ این پمپ دارای دو چرخدنده متصل به یکدیگر و با سایز متفاوت است که یکی در درون دیگری می‌چرخد. چرخدنده بزرگتر روتور یک چرخدنده داخلی است به این معنا که دندانه‌هایش در داخل آن قرار دارند. در داخل این چرخدنده داخلی، یک چرخدنده کوچکتر از نوع خارجی دندانه‌ها در محیط بیرونی است قرار گرفته است.

چرخدنده کوچکتر، طراحی شده تا به روتور متصل شود به گونه‌ای که دندانه‌های چرخدنده‌ها در یک نقطه با هم درگیر شوند. پیستون و بوشین متصل به پمپ محفظه را در موقعیت قرار می‌دهد. یک قطعه یا اسپیسر ثابت هلالی شکل، فضای خالی ایجاد شده به دلیل حالت قرارگیری خارج از مرکز چرخدنده داخلی را پر کرده و مثل یک سیل آب‌بند بین مسیر ورودی و خروجی عمل می‌کند.

اجزای پمپ دنده ای داخلی با اجزای پمپ دنده ای خارجی یکسان است، تنها تفاوت در جایگیری و نحوه درگیر شدن دو چرخ‌دنده با یکدیگر است. مکانیسم‌های محرک موتور‌های الکتریکی، باتری و … چرخدنده متصل به روتور دنده محرک را می‌چرخانند. چرخ‌دنده دورگرد دنده متحرک همراه با چرخ‌دنده متصل به روتور، شروع به چرخش می‌کند. سیال از سمت قسمت مکش وارد پمپ می‌شود و به سمت داخل حفره‌های بین دو چرخ‌دنده حرکت می‌کند.

در همان حال که چرخ‌دنده‌ها به چرخش ادامه می‌دهند، توسط یک مهروموم ثابت هلالی از هم جدا می‌شوند. بین چرخ‌دنده محرک و سطح هلالی داخلی و همچنین بین چرخ‌دنده متحرک و سطح هلالی بیرونی که در آن سیال به دام افتاده است، حفره‌هایی وجود دارد.

با هر چرخش چرخ‌دنده‌ها، دندانه‌های دو چرخ‌دنده به هم نزدیک می‌شوند. هنگامی که چرخ‌دنده‌ها مشبک می‌شوند، مایع از حفره‌ها شروع به جریان می‌کند و از پمپ خارج می‌شود. سپس کل فرآیند تکرار می‌شود.

پمپ دنده ای داخلی از نظر طراحی دنده‌ها فقط می‌تواند به صورت دنده ساده باشد.

کاربرد پمپ دنده داخلی :

پمپاژ مواد غذایی

پمپاژ روانکارها

پمپاژ انواع روغن خوراکی

پمپاژ سوخت

پمپاژ رزین، پلیمر

جنس پمپ دنده ای داخلی :

جنس بدنه و چرخدنده: فولاد آلیاژی، چدن، استنلس استیل، برنز، پلیمری تفلونی

جنس بوش: کربن گرافیت، سیلیکون کارباید، سرامیک، برنز، کارباید تنگستن

جنس شافت: استنلس استیل، فولاد آلیاژی

جنس آب بندی: مکانیکال سیل تک و دوبل، کارتریجی، مگنتی، پکینگی

مزایای پمپ دنده ای داخلی :

خودمکش

پمپاژ طیق وسیعی از ویسکوزیتی

جنس بدنه متنوع و بسته به کاربرد

جریانی یکنواخت و بدون پالس

قابلیت کارکرد خشک در یک زمان کوتاه

توانایی گردش در دو جهت پرکردن و تخلیه یک مخزن

مناسب جهت سیالات با ویسکوزیته بالا

NPSH بسیار پایین در نتیجه کاهش احتمال کاویتاسیون

تعمیرات و نگهداری آسان

هماهنگی با انواع اتصالات چه در ورودی و چه در خروجی، مانند فلنج و رزوه

معایب پمپ دنده ای داخلی :

سرعت و فشار کارکرد پایین و متوسط

آب بندی پمپ های دنده ای :

در نقاط عبوری شفت از داخل پوسته امکان نشتی سیال پمپ شونده و ورود هوا به داخل پمپ وجود دارد که این نقاط از پوسته را آب بندی می کنند. در پمپ های دنده ای آب بندی از نوع پکینگ و مکانیکال سیل استفاده می شود. اگر یاتاقان ها، درونی باشند در محل وارد شدن شفت محرک به درپوش نیاز به آب بندی دارد. در صورت استفاده از یاتاقان بیرونی دو سر محور باید آب بندی گردد.

آب بندی مکانیکال سیل :

مکانیکال سیل از دو قسمت ثابت و دوار تشکیل شده است. قسمت ثابت به پوسته متصل می باشد و قسمت دوار با حرکت شفت حرکت می کند و با قسمت ثابت در تماس است. بر روی شفت دوار از فنر استفاده می شود که باعث اتصال قسمت محرک و ثابت می شود. سیال پمپ شونده لقی بین این دو قسمت را پر می کند و باعث روانکاری و خنک کاری می شود. اگر نیروی محوری زیاد شود و یا فشار بیش از حد فنر منجر به از بین رفتن سیال روانکار شود، سبب فرسایش سطوح و افزایش دمای مکانیکال سیل شده و در نهایت سبب خرابی آن می شود. مکانیکال سیل می تواند داخلی یا خارجی نصب شود، که قسمت های دوار مکانیکال سیل در تماس مستقیم با سیال می باشد. در صورتی که سیال خورنده باشد، از مکانیکال سیل خارجی استفاده می شود، در غیر این صورت می توان از مکانیکال سیل داخلی استفاده کرد. در مواقعی که خورندگی سیال بسیار زیاد باشد می توان از مکانیکال سیل دوبل استفاده کرد.

آب بندی پکینگ :

در صورتی که سیال پمپ شونده قابل اشتعال نباشد و نشتی ایرادی نداشته باشد، می توان از آب بندی پکینگ استفاده کرد. نشتی مجاز برای آب بندی پکینگ 8 الی 10 قطره در دقیقه می باشد. این نوع آب بندی از پکینگ، کاسه نمد و درپوش تشکیل شده است. برای جلوگیری از بالا رفتن دمای پکینگ از Lantern Ring استفاده می شود. این حلقه، مابین پکینگ ها قرار گرفته و جریانی از سیال پمپ شونده را به پکینگ ها انتقال می دهد و باعث خنک کاری می شود.

اجزای پمپ دنده‌ ای :

اجزای پمپ دنده ای از 8 قسمت اصلی تشکیل می‌شوند که به شرح زیر هستند:

منبع تغذیه Prime Mover

دنده محرک Driver gear

دنده متحرک Driven gear

بدنه پمپ Housing

درگاه ورودی یا سمت مکش Inlet port or suction side

درگاه خروجی یا سمت تخلیه Outlet port or discharge side

شیر کاهش فشار یا شیر اطمینان Pressure relief valve or safety valve  به منظور جلوگیری از آسیب‌دیدن پمپ، این شیر در قسمت خروجی تعبیه شده است تا در صورت فشار بیش از حد، سیال را آزاد کند.

آب‌ بند Seal

کاربرد و مزایای پمپ دنده ای :

از انواع پمپ دنده ای برای پمپاژکردن سیال‌هایی مانند اسیدها، بازها، پلیمرها، سوخت، افزودنی‌های شیمیایی و همچنین موادی مانند رنگ، رزین حلال‌ها و الکل، صابون مایع، مواد غذایی مانند کره بادام زمینی و شربت ذرت، انواع روغن خوراکی و روان‌کارهای صنعتی، سیستم انتقال قدت و سیستم‌های هیدرولیک استفاده می‌کنند. حداکثر فشار کاری برای پمپ دنده‌ای معمولاً ۲۱۰ بار ۲۱۰۰۰ کیلو پاسکال و حداکثر سرعت ۳۰۰۰ دور در دقیقه است.

پمپ های دنده ای تعداد محدودی قطعات متحرک دارند و بسیار جمع و جور و ساده هستند. این پمپ‌ها از نظر مقایسه‌ای قادر به پمپاژ سیالات با فشار تولید شده توسط پمپ های رفت و برگشتی یا دبی پمپ های گریز از مرکز نیستند، اما فشار و بازدهی بالاتری نسبت به پمپ های پره‌ای یا پمپ های گوشواره ای دارند. پمپ‌های دنده ای به طور ویژه و خاص برای پمپاژ روغن اویل پمپ دنده ای و سایر مایعات دارای ویسکوزیته بالا مناسب هستند.

پمپ های دنده خارجی به دلیل پشتیبانی از شفت سفت‌تر و تحمل بیشتر، قادر به حفظ فشار و دبی بالاتر هستند. پمپ های دنده‌ای داخلی دارای قابلیت مکش بهتری بوده و برای مایعات ویسکوزیته بالا مناسب هستند. هرچند این پمپ‌ها دارای دامنه عملیاتی مفید برای ویسکوزیته از 1 تا بیش از 1 میلیون سانتی پواز هستند.

از آنجا که خروجی با سرعت چرخش ارتباط مستقیم دارد، پمپ های دنده ای معمولا برای عملیات مترینگ و مخلوط سازی مورد استفاده قرار می‌گیرند. پمپ های دنده ای می‌توانند برای پمپاژ مایعات تهاجمی طراحی شوند. اگرچه این پمپ ها معمولا از آهن یا استنلس استیل ساخته می‌شوند، اما آلیاژها و کامپوزیت‌های جدیدی نیز وجود دارند که اجازه می‌دهد تا این پمپ ها مایعات خورنده مثل اسید سولفوریک، هیپوکلرید سدیم، کلرید آهن و هیدروکسید سدیم را نیز پمپاژ کنند.

علاوه بر این، پمپ های دنده ای خارجی می‌توانند در کاربردها و مصارف هیدرولیکی، که به طور معمول در وسایل نقلیه، ماشین‌های مخصوص بلند کردن اجسام و تجهیزات کارخانه مورد نیاز است، بکار روند.

چرخش معکوس یک پمپ دنده ای با استفاده از روغن پمپاژ شده از بخش‌های دیگر در یک سیستم، یک موتور هیدرولیک پمپ دنده‌ ای هیدرولیک ایجاد می‌کند. این قابلیت برای تامین نیرو در مواردی که استفاده از تجهیزات الکتریکی نیازمند فضا، پرهزینه یا غیرممکن است؛ بسیار مفید است. برای مثال، تراکتورها و دستگاه‌های تراش به پمپ های دنده ای خارجی با موتور محرک مجهز می شوند، تا نیروی مورد نیاز برای سرویس‌های خود را تأمین کنند.

انواع برندهای پمپ دنده ای :

پمپ دنده ای ایران تولید

پمپ دنده ای KRACHT

پمپ دنده ای کوپار Kupar

پمپ دنده ای مس MAS

پمپ دنده ای Oberdorfer

پمپ دنده ای پارکر Parker

پمپ دنده ای RICKMEIER

پمپ دنده ای روتوس ROTOS

پمپ دنده ای سیگما SIGMA

پمپ دنده ای استیمل Steimel

پمپ دنده ای آلبین Albin

پمپ دنده ای وایکینگ Viking Pump

پمپ دنده ای ROTO FLUID

جهت مشاوره فنی، خرید و استعلام قیمت پمپ دنده ای با کارشناسان شرکت مدکو | مهر البرز دیاکو تماس حاصل فرمایید.