پمپ دنده ای

پمپ دنده‌ای از حرکت چرخ‌دنده‌ها برای پمپاژ سیال با دبی مثبت استفاده می‌کند. این پمپ‌ها یکی از رایج‌ترین انواع پمپ‌ها در کاربردهایی هستند که در آنها نیروی سیال هیدرولیک مورد نیاز است. پمپ دنده‌ای در حدود سال 1600 میلادی توسط یوهانس کپلر اختراع شد.

پمپ‌های دنده‌ای علاوه بر کاربردهای گسترده‌ای که دارند، معمولاً در کارخانه‌های شیمیایی نیز برای پمپاژ مایعات بسیار چسبناک استفاده می‌شوند.

این پمپ‌ها از نوع دبی مثبت هستند، به این معنی که با هر چرخش، مقدار ثابتی سیال را پمپاژ می‌کنند. برخی از پمپ‌های دنده‌ای به‌طور خاص برای عملکرد به‌عنوان موتور یا پمپ طراحی شده‌اند.

انواع پمپ دنده ای

به طور کلی پمپ های دنده ای در دو نوع خارجی (external gear pump) و داخلی (internal gear pump) تقسیم می شوند:

پمپ دنده ای خارجی

پمپ دنده ای خارجی نوعی پمپ دبی مثبت دوار می باشد که به اواخر قرن شانزدهم باز می گردد. آنها اغلب توسط چرخ های آب هدایت می شدند زیرا می توانستند از چرخش ساده چرخ دنده ها برای انتقال سیالات استفاده کنند. این پمپ ها به عنوان ساده ترین و رایج ترین نوع پمپ دبی مثبت دوار شناخته می شدند. به طور معمول، پمپ های دنده ای خارجی دارای دو چرخ دنده در محورهای جداگانه هستند که یک شفت آن به یک موتور متصل است.

همچنین این پمپ ها را می توان با دبی 20 میلی لیتر در دقیقه تا بیش از 50 لیتر در دقیقه، با فشار تا 500 بار یافت.

عملکرد پمپ دنده ای خارجی

عملکرد پمپ دنده ای خارجی را می توان به سه عمل مجزا تقسیم کرد:

• عدم اتصال چرخ دنده ها باعث افزایش حجم در ورودی پمپ می شود. حجم منبسط شده،  خلاء ایجاد می کند و به فشار خارجی اجازه می دهد تا مایع را به داخل پمپ فشار دهد.
• با چرخش چرخ دنده ها، مایع بین دندانه های چرخ دنده و دیواره های بدنه محبوس می شود. این سیال را از سمت ورودی پمپ به سمت خروجی منتقل می کند. فاصله کم و سرعت چرخش، نشتی داخلی مایع به سمت عقب را به حداقل می رساند.
• مایع اضافی که به سمت خروجی تحویل داده می شود، همراه با کاهش حجم ایجاد شده در هنگام قفل شدن چرخ دنده ها، سیال را از خروجی تخلیه می کند.

پمپ دنده ای داخلی

پمپ دنده ای داخلی نوعی پمپ دبی مثبت است که از دو چرخ دنده به هم پیوسته استفاده می کند که به طور ویژه برای جابجایی و انتقال سیالات با ویسکوزته بالا طراحی شده اند. این پمپ ها شامل یک چرخ دنده بیرونی هستند که چرخ دنده کوچک تر به صورت خارج از مرکز درون آن قرار می گیرد تا بتواند با چرخ دنده بیرونی قفل شود، به طوری که دندانه های چرخ دنده در یک نقطه از چرخه پمپاژ درگیر شوند. یک بوش متصل به محفظه پمپ، چرخ دنده هرزگرد را در موقعیت خود نگه می دارد.

عملکرد پمپ دنده ای داخلی

چرخه با ورود سیال به درگاه مکش بین چرخ دنده بیرونی و چرخ دنده هرزگرد شروع می شود. همانطور که چرخ دنده بیرونی می چرخد، چرخ دنده هرزگرد را به حرکت در می آورد. هنگامی که چرخ دنده هرزگرد از تماس با چرخ دنده بیرونی خارج می شود، فشار ایجاد می شود. سیال به داخل پمپ کشیده می شود و به سمت تخلیه پمپ حرکت می کند. دندانه های چرخ دنده دوباره به هم متصل می شوند و سیال را مجبور می کنند از پمپ خارج شود.

نقاط قوت پمپ دنده ای

دقت بالا

پمپ‌های دنده ‌ای اندازه ای دقیق از سیالات را ارائه می‌دهند، زیرا چرخ‌دنده‌ها به هم متصل می‌شوند و حجم مشخصی را در هر دور تحویل می‌دهند.

نوسان کم

پمپ‌ های دنده ‌ای معمولاً سطحی یکنواخت با نوسان کم از جریان سیال را ایجاد می‌کنند که در بعضی از کاربرد ها بسیار مهم است.

سازگاری و تطبیق پذیری بالا

آنها را می توان برای طیف گسترده ای از سیالات و مواد چسبناک، از جمله مواد شیمیایی، روغن ها، روان کننده ها، رنگ ها، چسب ها و غیره استفاده کرد.

قابل اطمینان بودن

پمپ های دنده ای معمولا قابل اعتماد هستند و عمر مفید بالایی دارند. آنها نیاز به تعمیر و نگهداری کمتری دارند و زمان خرابی کمی دارند.

نگهداری آسان

تعمیر و نگهداری پمپ دنده ای اغلب ساده است زیرا قطعات متحرک کمتری دارند و به راحتی قابل دسترسی هستند.

راندمان بالا

پمپ‌ های دنده ‌ای معمولاً در مصرف انرژی کارآمد هستند و راندمان بالایی دارند.

هزینه پایین

به واسطه ساختار این پمپ ها و نیاز کمی که به نگهداری دارند، در هزینه های شما صرفه جویی می شود.

طراحی جمع و جور

پمپ های دنده ای اغلب دارای طراحی جمع و جور هستند و می توانند در فضای محدود نصب شوند.

کاربرد های پمپ دنده ای

پمپ های دنده ای معمولاً برای پمپاژ سیالات با ویسکوزیته بالا استفاده می شوند. لیست زیر برخی از کاربردهای معمول پمپ های دنده ای خارجی و داخلی را فهرست می کند:

پمپ دنده خارجی

• انواع روغن های معدنی و روان کننده
• مواد افزودنی شیمیایی و اندازه گیری پلیمری
• اختلاط شیمیایی
• کاربرد های صنعتی، کشاورزی و هیدرولیک موبایل
• اسید ها
• الکل ها و حلال ها

پمپ دنده ای داخلی

• انواع روغن های معدنی و روان کننده
• رزین ها و پلیمر ها
• الکل ها و حلال ها
• آسفالت و قیر
• فوم پلی اورتان
• صنایع غذایی
• رنگ، جوهر و رنگدانه
• صابون ها و سورفکتانت ها
• گلیکول

نکات قابل توجه قبل از خرید پمپ دنده ای

همانطور که توضیح داده شد، تفاوت‌های عمده ‌ای بین پمپ‌ های دنده‌ ای داخلی و خارجی وجود دارد و درک این تفاوت‌ ها در انتخاب محصول مناسب بسیار مهم است.

هنگام انتخاب پمپ دنده ای، چند نکته کلیدی وجود دارد که باید در نظر گرفته شود:

نوع سیال

درک درست از خواص سیال مورد استفاده در سیستم هنگام انتخاب پمپ بسیار مهم است. دو ویژگی اصلی که باید ارزیابی شوند عبارتند از:

• ویسکوزیته: غلظت مایع چقدر است؟ سیالات چسبناک تر، فشار بیشتری تولید می کنند و برای راندن آنها از طریق سیستم به مقدار بیشتری نیرو نیاز است. پمپ های دنده ای داخلی با سیالات ویسکوزیته بالا عملکرد بهتری نسبت به پمپ های خارجی دارند.
• قوام: مایع حاوی چه مواد شیمیایی است؟ آیا حاوی مواد جامد حل نشده است؟ بیشتر پمپ های دنده ای معمولاً برای کار با مواد شیمیایی خورنده یا آنهایی که دارای مواد جامد معلق هستند به دلیل سایش و آسیبی که ممکن است ایجاد شود طراحی نشده اند.

دمای سیال

در حالی که پمپ‌های دنده ای داخلی برای مدیریت سیالات با دمای بالا طراحی شده اند، ملاحظات خاصی باید برای دماهای بسیار بالا یا پایین در نظر گرفته شود.

فشار

تعیین فشاری که انتظار می رود پمپ در آن کار کند بسیار مهم است. پمپ های دنده ای دارای درجه بندی فشاری هستند که نشان می دهد چقدر فشار را می توانند تحمل کنند که بر حسب بار یا psi نشان داده شده است.

به عنوان یک قانون کلی، فشار کاری پمپ باید برابر یا بیشتر از فشار مورد نیاز سیستم باشد.

نرخ جریان

پمپ‌ های دنده‌ ای دارای نرخ جریانی هستند که ظرفیت یا حجم سیالی را که می‌توانند از طریق سیستم در یک بازه زمانی معین (بر حسب لیتر در دقیقه یا گالن در دقیقه اندازه‌گیری می‌شود) تحمل کنند.

وقتی نوبت به انتخاب پمپ می رسد، دبی سیستم و پمپ باید با هم مطابقت داشته باشد.

متریال به کار رفته در پمپ

جدای از خواص خود سیال، باید به موادی که برای ساخت خود پمپ استفاده می شود نیز توجه کرد.

پمپ های دنده ای با استفاده از مواد مختلفی ساخته می شوند و همه چیز از نوع سیال گرفته تا شرایط محیطی باید در هنگام انتخاب مناسب ترین پمپ برای سیستم شما برای تضمین سازگاری در نظر گرفته شود.

برخی از رایج ترین مواد پمپ دنده ای مورد استفاده عبارتند از:

• چدن: معمولاً به دلیل استحکام، دوام و مقاومت در برابر سایش، در فشار های بالا استفاده می شوند.
• فولاد ضد زنگ: از اجزای پمپ در برابر خوردگی شیمیایی و زنگ زدگی محافظت می کند و معمولاً دارای فشار بالاتری نسبت به پلاستیک است.
• آلومینیوم: دارای خواص مقاوم در برابر خوردگی است و نسبت استحکام به وزن بالایی دارد.