پمپ دنده ای چیست؟

پمپ دنده ای نوعی پمپ جابجایی مثبت (positive displacement PD) میباشد.در این نوع پمپ، سیال توسط حرکت مداوم دو چرخدنده بر روی یکدیگر به شکل مکانیکی به جلو رانده میشود.این فرآیند یک جریان روان و ثابت از سیال را ایجاد میکند که با سرعت حرکت دنده ها متناسب است.پمپ دنده ای چگونه کار میکند؟

پمپ دنده ای یا چرخش دنده ها روی هم مواد را حرکت میدهند.عناصر چرخان(دنده ها) با دیواره ی پمپ محفظه ی بسته ای را شکل میدهندکه منجر به ایجاد مکش در قسمت ورودی پمپ میشود.سیالی که وارد پمپ شده، میان دنده های چرخنده ها گیرافتاده و با چرخش آن ها به دهانه ی تخلیه هدایت میشود.در حالت کلی دو نوع پمپ دنده ای وجود دارد:

خارجی و داخلی پمپ های دنده ای خارجی:

این  پمپ شامل دو چرخدنده ی  مجزا میشودکه هر کدام توسط یک شافت جداگانه در جای خود ثابت گشته و با یکدیگردرگیر هستند.عموما، یکی از چرخدنده ها توسط موتور چرخانده شده(محور محرک) و دیگری(محور متحرک) با دریافت نیرو از چرخدنده ی اولی به حرکت می افتد.اما گاهی اوقات هر دوی این ها ممکن است موتوری جداگانه برای حرکت داشته باشند.معمولا هرکدام از شافت ها توسط بلبرینگ به دیواره ی پمپ متصل هستند.

هنگامی که دنده ها در قسمت ورودی از هم جدا میشوندحجمی گسترده را ایجاد میکنند.سیال بدرون حفره های چرخدندها جریان میابد و در حالی که چرخدند ه ها گردش میکنند سیال توسط دنده ها محبوس میشود.سیال محبوس شده، از دهانه ی ورودی به دهانه ی تخلیه منتقل میشودبا نزدیک شدن دنده ی چرخدنده ها در ناحیه خروج به یکدیگر، حجم کاهش یافته و سیال با فشار خارج میشود.چرخدنده ها در قسمت اتصال کاملا به هم دیگر قفل شده اند و سیال نمیتواند به درون پمپ بازگردد. فاصله ی بسیار کمی که بین چرخدنده ها و پوسته ی پمپ وجود دارد به پمپ اجازه میدهد که سادگی در دهانه ی ورودی عمل مکش را انجام داده و بخوبی سیال را در قسمت خروجی، به بیرون بفرستد( با این حال ممکن است در هنگام کار با سیالاتی که ویسکوزیته ی کمی دارند نشتی رخ دهد).

در طراحی پمپ های دنده ای خارجی میتوان از چرخدنده های جناغی، ملخی و مارپیچ استفاده کرد

پمپ های دند ه ای داخلی

پمپ دنده ای داخلی با همان اصول پمپ های خارجی کار میکندبا این تفاوت که چرخدنده ها اندازه ی متفاوتی دارند و یکی از آن ها داخل دیگری چرخش میکند.دنده های چرخدنده ی بزرگتر(روتور) رو به سمت داخل است و در داخل آن یک چرخدنده ی کوچکتر(دلاله) قرار گرفته، این دو چرخدنده هم مرکز نیستند.

شیوه ی عملکرد چرخدنده ی داخلی

در این طراحی روتور طوری با چرخدنده ی داخلی درگیر است که تنها یک نقطه اتصال دارند.یک عدد پین بعلاوه ی بوش که به پوسته ی پمپ متصل است دلاله را در جای ثابت نگه میدارد.قطعه ای هلالی شکل خلا میان دلاله و روتور را پر کرده و دهانه های خروجی و ورودی را آب بندی میکند.هنگامی که دنده ها در قسمت ورودی از هم جدا میشوند، یک حجمی گسترده را ایجاد میکنند.سیال بدرون حفره های چرخدندها جریان میابد و در حالی که چرخدند ه ها گردش میکنند سیال توسط دنده ها محبوس میشود.سیال محبوس شده، از دهانه ی ورودی به دهانه ی تخلیه منتقل میشودبا نزدیک شدن دنده ی چرخدنده ها در ناحیه خروج به یکدیگر، حجم کاهش یافته و سیال با فشار خارج میشود.چرخدنده ها در قسمت اتصال کاملا به هم دیگر قفل شده اند و سیال نمیتواند به درون پمپ بازگردد.فاصله ی بسیار کمی که بین چرخدنده ها و پوسته ی پمپ وجود دارد به پمپ اجازه میدهد که سادگی در دهانه ی ورودی عمل مکش را انجام داده و بخوبی سیال را در قسمت خروجی، به بیرون بفرستد( با این حال ممکن است در هنگام کار با سیالاتی که ویسکوزیته ی کمی دارند نشتی رخ دهد).

مزایای استفاده از پمپ های دنده ای؟

پمپ های دنده ای جمع و جور بوده و قطعات کمتری در ساخت آنها بکار رفته است. پمپ های دنده ای در ایجاد فشاری که پمپ های معکوس کننده ایجاد میکنند عاجز هستند و نمیتوانند جریانی برابر با پمپ های سافتریفیوژ ایجاد کنند، اما فشار و خروجی بیشتری نسبت به پمپ های تیغه ای دارند.  این نوع پمپ بویژه برای جابجای روغن و مواد با ویسکوزیته ی بالا مناسب هستند.

پمپ های خارجی بدلیل وجود تکیه گاه محکمتر شافت و فاصله ی کم دنده ها با بدنه، میتوانند فشار بیشتری را تاب آورده و نرخ جریان بالاتری داشته باشند( تا psi  ۳۰۰ ( . پمپ های داخلی دارای مکشی قویتر بوده و سازگار با مواد با ویسکوزیته یالا هستند.از آنجایی که میزان مواد خارج شده به سرعت چرخش شافت وابسته است.از پمپ های دنده ای در مخلوط کردن مواد و سنجش آن ها(برای مثال میزان غلظت) نیز استفاده میشود.میتوان این خانواده از پمپ ها را به شکلی طرح ریزی کرد تا در کار با مواد خطرناک و خورنده نیز بکار آیند.با اینکه در ساخت این نوع پمپ عموما از چدن و استینلس استیل به کار میرود، بکار بردن آلیاژها و ترکیبات جدیدتر آنها را قادر میسازد تا بسادگی از پس انتقال مواد خورنده مانند:سولفوریک اسید، سدیم هیپوکلرید، فریک کلراید و سدیم هیدروکسید برآیند.همچنین پمپ های دنده ای دوجداره دارای این قابلیت هستند.که برای مواد مانند قیر که باید در دمای بالایی انتقال یابند محیطی مناسب(دمای ۳۰۰ درجه) فراهم آورده و شرایط سخت این محیط را نیز تحمل کنند