Каковы ограничения шестеренного насоса?
Шестеренные насосы являются самовсасывающими и могут работать всухую, хотя их характеристики улучшаются, если шестерни смачиваются. Зубчатые колеса должны быть смазаны перекачиваемой жидкостью и не должны работать всухую в течение длительных периодов времени. Некоторые конструкции шестеренных насосов могут работать в любом направлении, поэтому один и тот же насос можно использовать, например, для загрузки и разгрузки.
Тесные допуски между шестернями и корпусом означают, что насосы этих типов подвержены износу, особенно при использовании с абразивными жидкостями или материалами, содержащими захваченные твердые частицы. Тем не менее, некоторые конструкции шестеренных насосов, особенно внутренние варианты, допускают обращение с твердыми частицами. Внешние шестеренные насосы имеют четыре подшипника в перекачиваемой среде и жесткие допуски, поэтому они меньше подходят для работы с абразивными жидкостями. Внутренние шестеренные насосы более надежны, поскольку в жидкости работает только один подшипник (иногда два). На шестеренчатом насосе всегда должен быть установлен фильтр на стороне всасывания, чтобы защитить его от крупных, потенциально повреждающих твердых частиц.
Как правило, если ожидается, что насос будет обрабатывать абразивные твердые частицы, рекомендуется выбирать насос с большей производительностью, чтобы он мог работать на более низких скоростях для уменьшения износа. Однако следует иметь в виду, что объемный КПД шестеренного насоса снижается при более низких скоростях и расходах. Шестеренный насос не должен работать слишком далеко от рекомендуемой скорости.
Для высокотемпературных применений важно убедиться, что диапазон рабочих температур соответствует спецификации насоса. Тепловое расширение корпуса и зубчатых колес уменьшает зазоры внутри насоса, что также может привести к повышенному износу и, в крайнем случае, к отказу насоса.
Несмотря на лучшие меры предосторожности, шестеренные насосы, как правило, со временем подвержены износу шестерен, корпуса и подшипников. По мере увеличения зазоров происходит постепенное снижение эффективности и увеличение проскальзывания потока: утечка перекачиваемой жидкости из нагнетания обратно на сторону всасывания. Смещение потока пропорционально кубу зазора между зубьями зуба и кожухом, поэтому на практике износ имеет небольшой эффект, пока не будет достигнута критическая точка, из-за которой рабочие характеристики быстро ухудшаются.
Шестеренные насосы продолжают нагнетать противодавление и, если они подвергаются блокировке ниже по потоку, будут продолжать повышать давление в системе до тех пор, пока не выйдет из строя насос, трубопровод или другое оборудование. Хотя большинство шестеренных насосов по этой причине оборудованы предохранительными клапанами, всегда рекомендуется устанавливать предохранительные клапаны в других частях системы для защиты оборудования, расположенного ниже по потоку.
Насосы с внутренним зацеплением, работающие на низкой скорости, обычно предпочтительнее для чувствительных к сдвигу жидкостей, таких как продукты питания, краски и мыло. Более высокие скорости и меньшие зазоры конструкций внешних зубчатых передач делают их непригодными для этих применений. Насосы с внутренним зацеплением также предпочтительны, когда гигиена важна из-за их механической простоты и того факта, что их легко снять, очистить и собрать.