پمپ دنده ای

پمپ دنده ای از گروه پمپ جابجایی مثبت بوده  که با درگیرشدن و چرخش چرخدنده ها، مقدار ثابتی از سیال را  جابه جا می کنند. وسرعت آن بستگی به دور الکترو موتور میباشد.

پمپ دنده ای در دو نوع دنده خارجی و دنده داخلی  ساخته می شوند.

موارد استفاده پمپ دنده ای داخلی

این پمپ در عین حال که جهت پمپاژ سیالات رقیق مانند حلال ها، روغن ها و… مناسب می باشد.

کاربرد پمپ های دنده ای:

انواع روغن ها و روغن داغ، روان کارهای صنعتی، سوخت (گاز مایع، بنزین، گازوئیل، مازوت، نفت سیاه و …)

انواع رزین ها و مواد پلیمری

الکل و انواع حلال ها

فوم پلی یورتان (ایزوسیانات و پلیول)

مواد غذایی مانند شکلات، کره بادام زمینی، رنگ ، جوهر، رنگ دانه ها

گلیکول

صابون ها

متریال پمپ دنده ای:

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

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

شافت: فولاد آلیاژی، استنلس استیل

پمپ های دنده ای ازجمله پمپ های جابجایی مثبت هستند .موسسه هیدرولیک (Hydraulic Institute) این پمپها را به این صورت تعریف می کند :
این پمپ ها دارای یک پوسته بوده که در درون انها دنده های نزدیک به یکدیگر قرار گرفته واین نوع قرارگیری باعث حرکت وانتقال سیال میگردد.حرکت اصلی این پمپ ها بصورت چرخشی بوده ورفت و برگشتی نمی باشد.در این پمپ ها به ازای هر دور چرخش، حجم محدودی از سیال جابجا میگردد.درتشریح این پمپها معمولا از واژه سیال (fluid) بیشتر در معنا ومفهوم مایع استفاده می شود.البته سیال نه تنها می تواند بعنوان یک مایع درنظر گرفته شود بلکه به مفهوم مخلوطی ازمایعات ،گازها،بخارات ،دوغابه ها وذرات جامد موجود درترکیبات نیز تلقی می شود.
پمپ های دنده ای (Gear pumps) بر اساس طرحها ونوشته های باقیمانده از قرن 16 میلادی ،پمپهای دنده ای یکی از قدیمی ترین انواع پمپ ها می باشند.این پمپ ها همچنین معروف ترین پمپ ازگروه پمپ های دوار بوده واین نیز به دلیل تنوع و وسعت کاربرد این نوع پمپ ها می باشد.پمپ های دنده ای دارای دو چرخ دنده می باشند که این چرخ دنده ها در یکدیگر درگیر شده ونهایتا باعث پمپاژ سیال میگردند.از بین این دو چرخ دنده، یکی از انها محرک بوده وباعث چرخش دیگری میگردد.تماس فیزیکی بین چرخ دنده ها باعث حرکت قسمتی از سیال بین پورت های ورودی وخروجی میگردد.لبه های شعاعی خارجی چرخ دنده ها وقسمتهای کناری چرخ دنده ها باعث تشکیل قسمتی ازسیال حرکتی شده که بین پورت های ورودی وخروجی اب بند شده است.مکان هندسی نقاط تماس چرخ دنده در راستای صفحات دندانه ها حرکت کرده وهنگامیکه چرخ دنده ها درطول زمان چرخش بایکدیگر درگیر شده ویا درگیر نشوند آنگاه این نقاط تماس دنده ها از دندانه ای به دندانه دیگر بصورت غیر پیوسته پرش میکند.این دو ویژگی شناخته شده پمپهای دنده ای نسبت به پمپهای گوشواره ای است بگونه ای که درپمپهای گوشواره ای روتورها قادر به چرخاندن یکدیگر نبوده ومکان هندسی نقاط تماس سیال اب بند شده دربین گوشواره ها (lobes) بصورت کاملا پیوسته درسرتاسر سطوح شعاعی گوشواره ها حرکت می کند.

در پمپ های دنده خارجی ،دندانه های چرخ دنده آنها درقسمت قطر بیرونی یا خارجی قرارگرفته ودرگیری بین دندانه ها نیز درقطرهای بیرونی انها بوجود می اید. یاتاقان ها نیز در هر دو انتهایی که چرخ دنده ها درسیال آنها قرار گرفته اند باعث نگهداری وحفظ محور می شوند.این حالت باعث مقاومت محور دربرابر خیز یا چرخش زاویه ای (deflection) شده و درنتیجه تماس بین چرخ دنده ها با دیواره پوسته از بین رفته وپمپ را قادر می سازدکه در فشارهای بالاتری کار کرده وسایش کلی کمتری درکل زمان کارکرد وجود داشته باشد.
از طرف دیگر پمپ های با چرخ دنده داخلی دارای یک چرخ دنده بزرگ (روتور) بوده که دندانه چرخ دنده آن درداخل و بر روی قطر اصلی آن قرار گرفته ودرگیری آن با یک چرخ دنده کوچکتر که دندانه های آن بر روی قطر بیرونی اش قرار گرفته می باشد.(چرخ دنده هرزگرد).پمپ های از این نوع جهت تعریف مناطق OTO,CTIO وOTI می توانند دارای قطعه هلالی شکل بوده ویا فاقد ان باشند.
حجم OTI محفظه پمپ در پمپهای دنده ای بوسیله دیواره های بدنه و جائیکه هر نقطه بالای دندانه به آن رسیده وبوسیله دیواره بدنه (درهنگام ترکOTI) آب بند می کند تعریف می شود.سیالی که بین دندانه های چرخ دنده ودیواره های بدنه به تله افتاده وهم از طرف محفظه ورودی وهم ازطرف محفظه خروجی آب بند می شود(بسته شده) درواقع همان حجم CTIO می باشد.حجم OTO نیز بوسیله دیواره های بدنه وسطوح دندانه های چرخ دنده دربین نقاط آب بند شده (بسته شده) سیال تعریف شده ودرواقع این نقاط جایی هستند که هر نوک دندانه از دیواره بدنه جدا شده و وارد حجم OTO می شود.بخشی از سطوح چرخ دنده ها ویا تمامی ان با یک خلاصی کوچکی با صفحات محوری محفظه پمپاژ حرکت می کنند.دندانه چرخ دنده ها نیز با خلاصی نسبتا کوچکی با یکدیگر درقسمتی که با هم درگیر می شوند حرکت میکنند.نوک چرخ دنده ها نیز با خلاصی کوچکی با سطوح شعاعی محفظه های پمپاژ درحرکت انها از حجم OTI به OTO حرکت می کنند.ممکن است که در هرسه منطقه بین روتورها ویا بین روتورها واستاتور نیروهایی وجود داشته باشد و لذا تعریف خلاصی های حرکتی دراین مناطق می تواند مقدار لغزش جریان (نشتی جریان) بین حجم OTO و OTI رابرای هر اختلاف فشار معین و ویسکوزیته بین انها تعیین کند.
در همه چرخ دنده های موجود در داخل پمپ ،میزان گشتاور پمپاژ تقسیم شده و مقدار نسبی گشتاور نهایی که بوسیله هر چرخ دنده آزموده می شود در هرلحظه بوسیله مکان هندسی نقاط اب بند شده سیال (گرفتار شده ازسیال) دربین دندانه های چرخ دنده بدست می اید.هنگامیکه این سیال اب بند شده (گرفتار شده) به طرف مرکز چرخش چرخ دنده حرکت می کند، آنگاه گشتاور پمپاژ در آن چرخ دنده افزایش می یابد وهنگامیکه این حجم ازسیال از مرکز چرخش چرخ دنده فاصله گرفته ودور شود آنگاه این گشتاورکاهش می یابد.هنگامی که از چرخ دنده های تنظیمی (timing gear) بیرونی استفاده شود انگاه این چرخ دنده ها باعث انتقال گشتاور از یک مجموعه گردنده به دیگر مجموعه میگردد.انتقال گشتاور از این طریق درهنگامیکه پمپ بصورت خشک کارکرده (بدون سیال کارکند) ویا هنگامی که سیال مورد استفاده درپمپاژ دارای خاصیت روانکاری کمی بوده و یا در مواردیکه سیال دارای ذرات ساینده باشد باعث میگردد که اجزای پمپ درمقابل سایش حاصله از موارد فوق محافظت شود.یک نمونه ویژه و خاص از پمپهای دنده ای درشکل زیر نشان داده شده است که به این نوع پمپ ها اصطلاحا پمپ های پیچی وچرخی (screw and wheel) گفته می شود.چرخ دنده گردنده انها یک چرخ دنده مارپیچ بوده وچرخ دنده متحرک (driven) آنها بصورت یک چرخ دنده ساده (spur gear) می باشد.دراین پمپ ها همیشه چرخ دنده مارپیچی درحال چرخش بوده وبه ان چرخ دنده قدرت یا روتور نامیده می شود.در این قبیل پمپها هیچگاه از چرخ دنده تنظیمی استفاده نمی شود.

این پمپ‌ها نوعی از پمپ‌های دورانی یا روتاری می‌باشند. پمپ‌های چرخ‌دنده‌ای از دو قسمت متمایز تشکیل شده‌اند، یکی قسمت جداره ثابت و دیگری قسمت دوار که شامل یک محور گردان با چرخ دنده می‌باشد. در پمپ‌های چرخ دنده‌ای مقداری مایع بین دنده‌های چرخ دنده پمپ به اصطلاح به تله می‌افتد و در اثر چرخیدن چرخ دنده‌ها این مایع به قسمت خروجی پمپ رانده می‌شود. این پمپ‌ها به گونه‌ای ساخته می‌شوند که در آن‌ها فاصله میان اجزاء گردنده و جداره ثابت بسیار کم می‌باشد.

کاربرد این پمپ‌ها برای جابه‌جایی مایع با حجم کم و فشار متوسط می‌باشد. نکته مهم در مورد این پمپ‌ها آن است که هرگز نباید آن‌ها را در حالیکه شیر خروجی پمپ (دیسشارژ پمپ) بسته‌است روشن نمود؛ چرا که در این حالت، اگر هیچ شیر اطمینانی در مسیر دیسشارژ پمپ وجود نداشته باشد، یا خود پمپ از بین می‌رود یا اینکه لوله دیسشارژ می‌شکند.

در پمپ دنده داخلی دو عضو گردنده وجود دارد. این دو عضو گردنده وظیفه‌دارند تا جریانی یکنواخت و بدون پالس ایجاد کنند. به همین علت است که سرعت کارکرد این نوع از پمپ دنده‌ای پایین‌تر است. یکی از ویژگی‌های پمپ دنده‌ای داخلی این است که به‌صورت خودمکش کار می‌کند. همچنین امکان کارکرد خشک این نوع پمپ نیز وجود دارد. البته زمان کارکرد خشک پمپ دنده‌ای داخلی نباید از زمانی کوتاه فراتر رود. از مهم‌ترین ویژگی‌های پمپ دنده‌ای داخلی این است که این نوع پمپ در دو جهت کار می‌کند. در نتیجه هم به‌عنوان تخلیه یک مخزن مورد استفاده قرار می‌گیرد هم به عنوان پمپ پرکننده آن. همچنین این نوع از پمپ دنده‌ای برای سیالات مختلف با ویسکوزیته بالا کاربرد دارد.

یکی از نکات مهمی که در هنگام خرید پمپ دنده‌ای باید مورد توجه قرار گیرد، تعمیر و نگهداری پمپ است. تعمیر پمپ دنده داخلی بسیار ساده است. در نتیجه نگهداری از این پمپ هزینه کمتری برای مجموعه به همراه خواهد داشت. کاربرد این نوع پمپ هم برای سیالات رقیق مثل انواع روغن و هم برای سیالات غلیظ مثل شکلات، چسب و حتی آسفالت است. انواع صابون‌ها، رزین‌ها، روانکارها، مواد غذایی مختلف مثل شکلات و کره بادام‌زمینی و انواع رنگ‌ها با استفاده از این پمپ قابل‌جابه‌جایی است.