Zubová čerpadla – podrobný popis, zařízení a princip činnosti Články

Zubová hydraulická čerpadla jsou typem hydraulického čerpadla, které k čerpání kapaliny používá dva nebo více rotujících prvků, nazývaných ozubená kola. Jedná se o dva převody – hnací a hnaný.

Jak se hnací kolo otáčí, kapalina je nasávána do prostoru mezi ozubenými koly a poté vytlačována ven pohybem ozubených ploch a vytvořením těsnění kolem nich. Tento proces zajišťuje nepřetržitý a rovnoměrný pohyb kapaliny bez otřesů a pulzací typických pro pístová čerpadla.

Zubová čerpadla jsou široce používána v různých oblastech – automobilový průmysl, průmyslové obráběcí stroje, hydraulické stroje a dokonce i některé domácí spotřebiče. Pracují velmi efektivně a mají vysokou produktivitu.

Princip činnosti

Zubová čerpadla jsou založena na principu otáčení dvou nebo více ozubených kol uvnitř uzavřené komory. Hnací kolo spojené s elektromotorem nebo spalovacím motorem se začne otáčet. Tento pohyb způsobí, že se otáčí i druhé ozubené kolo, nazývané hnané. V tomto případě je mezi zuby ozubeného kola vytvořeno těsnění, které vytváří uzavřený objem. Uvnitř krytu se vytváří přetlak, který tlačí olej přes ventil do hydraulického systému.

Jak se hnací kolo otáčí, nasává kapalinu do prostoru mezi ozubenými koly. Hnané kolo pak pokračuje v tomto procesu a vytlačuje tekutinu z komory. Neustálé otáčení ozubených kol tedy zajišťuje nepřetržitý pohyb kapaliny do sání a výstupu. Tento proces vytváří rovnoměrný tlak, který umožňuje, aby se kapalina pohybovala v požadovaném směru a plnila svou funkci čerpání.

Hlavní detaily a designové prvky

Zubová čerpadla se skládají z několika hlavních částí:

• Ozubená kola jsou hlavními rotačními prvky čerpadla. Obvykle mají podobu ozubených kol, které se otáčejí uvnitř uzavřené komory.
• Komora, ve které se nacházejí ozubená kola. Tato komora vytváří prostor pro pohyb ozubených kol a poskytuje těsnění pro čerpanou kapalinu.
• Hřídele a ložiska. Hřídele, na kterých jsou ozubená kola uložena, přenášejí rotaci z pohonu na ozubená kola. Ložiska zajišťují hladké otáčení hřídelí.
• Tělo je vyrobeno z kovu a slouží k ochraně vnitřních součástí a zajištění tuhosti konstrukce. Korba je vybavena upevňovacími prvky.
• Vstupní a výstupní otvory. Vstup umožňuje kapalině vstoupit do pouzdra a výstup umožňuje kapalině opustit jej po čerpání.
• Těsní kolem hřídelů převodovky, aby se zabránilo úniku kapaliny a zajistil efektivní provoz.
• Pohon – elektromotor, spalovací motor nebo jiné zařízení, které zajišťuje otáčení hnacího ozubeného kola.
• Ventily – přechodové, obtokové, pojistné a zpětné ventily, regulující pohyb kapaliny.
• Filtry a separátory: Filtry a separátory mohou být instalovány pro udržení čistoty a kvality kapaliny.

Konstrukční prvky jsou konfigurovány pro synchronní provoz a zajišťují efektivní a spolehlivý provoz zubových čerpadel v různých mechanismech.

Provozní parametry

Výkon vnitřního zubového čerpadla se posuzuje podle řady parametrů, které se u různých modelů liší. Tento:

• Produktivita je objem kapaliny čerpané čerpadlem za jednotku času, vyjádřený v litrech za minutu.
• Tlak vytvářený čerpadlem při čerpání kapaliny se měří v jednotkách tlaku, jako je bar, PSI nebo Pascal.
• RPM je rychlost, kterou se čerpadlo otáčí, vyjádřená v otáčkách za minutu (RPM) nebo Hz (Hertz, otáčky za sekundu).
• Účinnost je procentuální poměr mezi výkonem vynaloženým čerpadlem a výkonem přeneseným do kapaliny. Čím vyšší účinnost, tím menší energetické ztráty.
• Teplotní charakteristiky – rozsah provozních teplot a meze ohřevu.
• Maximální viskozita kapaliny, kterou může čerpadlo čerpat bez výrazného snížení výkonu.
• Hladiny hluku a vibrací generované čerpadlem během provozu a jejich dopad na životní prostředí a zařízení.

Před nákupem a montáží zubového čerpadla je nutné zkontrolovat jeho zaměnitelnost s kompletním. Je důležité dbát na shodu montážních rozměrů a průměrů hřídelí.

Čerpaná média

Konstrukce zubového čerpadla umožňuje jejich použití s ​​různými druhy kapalin s velkým rozdílem viskozity, od čisté vody, benzínu a motorové nafty až po topný olej a bitumen. Hlavní prostředí:

• Oleje – hydraulické, motorové, mazací a další druhy maziv.
• Palivo všech druhů.
• Voda a vodné roztoky.
• Chemické roztoky – kyseliny, zásady, rozpouštědla.
• Potravinářské výrobky – mléko, džusy, oleje, sirupy a další tekutiny určené ke spotřebě.

Je důležité vybrat čerpadlo, které je kompatibilní s konkrétním typem kapaliny a zajistit, aby materiály čerpadla odpovídaly chemickým vlastnostem čerpané kapaliny, aby byl zajištěn spolehlivý a bezpečný provoz.

Aplikace

Hydraulické zubové čerpadlo lze nalézt v široké řadě strojů a mechanismů. Hlavní oblasti použití:

• Hydraulika. Zubová čerpadla se často používají v hydraulických systémech k pohybu hydraulické kapaliny, která řídí pohyb různých mechanismů a zařízení, jako jsou hydraulické válce a hydraulické motory, v různých průmyslových a mobilních zařízeních.
• Strojírenství. Používají se ve strojírenství k mazání a chlazení zařízení a také k čerpání mazacích olejů v různých strojích a mechanismech.
• Automobilový průmysl. Zubová čerpadla se používají v automobilovém průmyslu k mazání motorů, převodovek, diferenciálů a dalších komponentů a také k čerpání paliva a jiných kapalin.
• Výroba a zpracování. Používají se v různých výrobních procesech pro čerpání maziv a chladicích kapalin, chemických činidel a dalších kapalných materiálů.
• Potravinářský a farmaceutický průmysl. Zubová čerpadla se používají k čerpání potravinářských produktů, olejů, šťáv, sirupů a dalších kapalin v potravinářských a farmaceutických výrobních procesech.
• Zemědělství a zahradnictví. Zubová čerpadla se používají pro zavlažování, čerpání hnojiv a pesticidů a další úkoly související s pěstováním půdy a rostlin.

Typy zapojení

Zubová čerpadla se vyrábí v různých konstrukčních variantách, lišících se způsobem vzájemného působení ozubených kol. Existují dva hlavní typy čerpadel – vnější a vnitřní převod. U prvního typu provedení ozubená kola spolupůsobí s plochami s ozubenými výbrusy. Jsou jednoduchého designu, ale poměrně objemné. U čerpadel s vnějším ozubením se jako pracovní prvek používají válcová ozubená kola s rybí kostí, přímými nebo šikmými zuby. Zuby typu Chevron jsou navrženy tak, aby snižovaly hluk během provozu čerpadla a minimalizovaly negativní dopad na jeho výkon.

Zubová čerpadla s vnitřním ozubením používají systém s dvojitým ozubením: jedno s vnějším ozubeným věncem a druhé s vnitřním ozubeným věncem. Obě ozubená kola jsou umístěna excentricky v tělese jednotky a jsou ve vzájemném záběru. Pohon je obvykle vnitřní ozubené kolo. Proces čerpání kapaliny u čerpadla s vnitřním ozubením je téměř shodný s procesem u čerpadla s vnějším ozubením.

Značky zubových čerpadel

Na trhu existuje několik známých značek, které vyrábějí hydraulická zubová čerpadla. Některé z nich zahrnují:

• Bosch Rexroth – řada hydraulických čerpadel včetně zubových čerpadel, která mají široké využití v průmyslu a mobilních zařízeních.
• Parker Hannifin nabízí širokou škálu hydraulických zařízení, včetně zubových čerpadel, pro použití v různých průmyslových odvětvích včetně průmyslu, stavebnictví a zemědělství.
• Eaton – zubová čerpadla, která se používají v automobilovém průmyslu, strojírenství a dalších oblastech.
• Poclain Hydraulics je známá svými inovativními hydraulickými řešeními, včetně zubových čerpadel používaných v různých mobilních a stacionárních aplikacích.
• IndustrialTechniс SC — zubová čerpadla různých typů pro speciální techniku, komunální techniku, zemědělské stroje a další stroje pracující ve ztížených podmínkách.
• Yuken – zubová čerpadla, která se používají v průmyslu, hydraulických strojích a dopravě.

To jsou jen některé ze známých značek, které nabízejí hydraulická zubová čerpadla. Každý z nich má své vlastní jedinečné vlastnosti, výhody a oblasti použití.

První vozy takovou jednotku neměly. Palivová nádrž byla umístěna přímo nad motorem a palivo se do motoru dostávalo samospádem hadicí. V pozdějších konstrukcích byly nádrž a motor umístěny v opačných částech vozu. Pro nepřetržité dodávání paliva do válců bylo zapotřebí čerpací zařízení. Jinými slovy čerpadlo. Jak se motor zlepšoval, palivové čerpadlo se stalo prvkem palivového systému vozu.

Princip činnosti palivového čerpadla

• Odstředivá čerpadla. Turbína s lopatkami (nebo klec s válečky) sedí na rotoru. Při otáčení vlivem odstředivé síly zachycuje palivo ze sacího potrubí a žene ho do výtlačného potrubí. Když se turbína zastaví, palivo se může vrátit do vstupního kanálu – na vstupu nejsou žádné ventily. Tlak vytvářený čerpadlem je nízký – až 3 atm.

• Objemová čerpadla. Je zde více druhů – jsou to ozubené, šroubové a talířové. Palivo čerpají změnou objemu pracovní komory, která se střídavě otevírá na vstup a výstup. Například pár ozubených kol s vnitřním ozubením je namontován v zubovém čerpadle. Ozubené kolo usazené na rotoru se odvaluje po kroužku excentricky upevněném ke skříni (statoru). Pokaždé se mezi jejich zuby vytvoří pracovní komora, do které se palivo nejprve nasaje a poté z ní vytlačí. Taková čerpadla vytvářejí tlak v hlavním potrubí až 6,5 atm. Když je motor zastaven, zpětný tok paliva v takových čerpadlech je vyloučen.

Zařízení palivového čerpadla

Mechanické čerpadlo se skládá z pouzdra, uvnitř kterého běží tyč s pevnou membránou. Těleso má páku pro ruční čerpání a vstupní a výstupní ventily s armaturou. U vozů s karburátorem je čerpadlo umístěno přímo na motoru. Sestava elektrického čerpadla se skládá ze dvou bloků – pohonu a samotného čerpadla, které má na vstupu síťový filtr, přívod paliva a snímač průtoku paliva. Jemný filtr je instalován na výstupu, blíže k tryskám. U většiny automobilů je toto čerpadlo ponořeno v nádrži. Lépe se tam chladí. Nemá žádné ztráty na sacím potrubí, protože tam nejsou vůbec žádné. Se všemi výhodami je tu i nevýhoda: výtlačné potrubí je velmi dlouhé, a to zvyšuje riziko poškození. Dieselová auta mívají dvě čerpadla najednou. Jako první bylo instalováno čerpadlo s názvem nízkotlaké palivové čerpadlo. Pouze čerpá palivo do okruhu, a proto může být jakéhokoli typu. Druhým je vysokotlaké elektrické čerpadlo (HPEP). Ten pumpuje palivo do motoru.

Proč nefunguje palivové čerpadlo?

• Motor běží nejistě a přerušovaně. Je pozorováno prudké zrychlení, na zrychlení není žádná odezva. Auto se zastaví, někdy nepředvídatelně. Častými důvody jsou ucpané sítko a/nebo palivový filtr kvůli nekvalitnímu palivu. Filtr je potřeba vyměnit.
• Zapnuli jste zapalování, ale ještě jste nenastartovali motor. Čerpadlo by mělo bzučet a vytvářet tlak. Ale nejsou tam žádné zvuky – nezapne se. Pravděpodobné příčiny: shořel motor nebo bylo poškozeno relé.
• Když čerpadlo nečerpá, bylo by dobré zkontrolovat obvod: zda není spálená pojistka čerpadla a zda jsou kontakty vodičů v pořádku. Jsou známy případy, kdy reléový blok vyskočil z konektoru: jakmile byl zasunut na místo, čerpadlo se zapnulo.
• Z pumpy jsou slyšet zvuky: vytí, praskání, praskání. Verdikt: naléhavě musíte jít do autoservisu. Náhradní čerpadlo!
• Startér se točí dlouho, ale motor startuje s obtížemi. Důvod: čerpadlo nevytváří požadovaný tlak v systému. Bylo by potřeba to změřit tlakoměrem. Mimochodem, zkušení řidiči provádějí měření při volnoběhu a mačkají zpětné vedení kleštěmi. Manometr ukazuje maximální tlak, kterého je čerpadlo schopno. Pokud je hodnota 5-6 atm, pak je čerpadlo v dobrém stavu a vydrží dlouhou dobu. Hodnota pod 4 atm je známkou odumírajícího čerpadla.

Kde diagnostikovat a opravit palivové čerpadlo

• údržba a počítačová diagnostika závad;
• opravy motoru, automatické převodovky a dalších součástí vozidel
• opravy karoserie;
• seřizování kol a montáž pneumatik.