高粘度齒輪泵的齒輪常見(jiàn)的有直齒、斜齒、人字齒、螺旋齒,齒廓主要有漸開(kāi)線(xiàn)和圓弧型式。通常小型齒輪泵多采用漸開(kāi)線(xiàn)直齒輪,高溫齒輪泵常采用變位齒輪,輸送高粘度、高壓聚合物熔體的熔體泵多采用漸開(kāi)線(xiàn)斜齒輪。齒輪與軸制成一體,其剛性及可靠性高于齒輪與軸單獨制造的齒輪泵。國外低壓齒輪泵的齒輪常采用方形結構,即齒輪的齒寬等于齒頂圓直徑。而高壓場(chǎng)合使用的高粘度齒輪泵的輪齒寬度小于其齒頂圓直徑,這是為了減小齒輪的徑向受壓面積,降低齒輪、軸承的載荷。
齒輪泵的泵殼越重,其耐溫度、耐壓強度也越高。泵體材料常采用球墨鑄鐵,亦可采用鑄造鋁合金硬模熔鑄而成,或采用擠壓鋁合金型材加工制造。當輸送的介質(zhì)具有腐蝕性時(shí),可采用成本較高的不銹鋼材料。國外高粘度齒輪泵多采用含鎳、鉻量高的合金鋼作為泵殼材料,這種材料在強度、可靠性及成本方面的綜合性能較好。為解決齒輪泵的困油現象,通常在泵蓋上開(kāi)設對稱(chēng)的卸荷槽,或向低壓側方向開(kāi)設不對稱(chēng)卸荷槽,吸液側采用錐形卸荷槽,排液側為矩形卸荷槽,卸荷槽的深度也比液壓工業(yè)中所用的齒輪泵要深。
齒輪泵是輸送高粘度液體較為理想的設備,其應用范圍廣泛。目前,盡管?chē)鴥绕髽I(yè)已出不少適于輸送高粘度液體的齒輪泵,但由于測試手段不完善,在材料選擇、泄漏與噪聲防治方面仍存在一些問(wèn)題。特別是國產(chǎn)高粘度齒輪泵在效率、可靠性與使用壽命等方面與國外產(chǎn)品存在較大差距。因此,我國石油和化工等行業(yè)所使用的高粘度齒輪泵多數仍依賴(lài)進(jìn)口。
高粘度齒輪泵的軸承通常采用滑動(dòng)軸承,并在軸承內壁的非承載面上專(zhuān)門(mén)螺旋式流道,螺旋槽的旋向與齒輪軸的轉向相同。軸承外端與泵的進(jìn)液口相通,軸承內端的螺旋槽與輪齒根部(真空部位)相通。當軸旋轉時(shí),借助螺旋作用及軸承兩端的壓力差,將軸承外部的低溫液體吸入軸承,對軸承進(jìn)行潤滑和冷卻后,流入剛脫開(kāi)嚙合的齒間,構成一個(gè)潤滑充分、散熱快的螺旋自吸式低壓潤滑系統。該潤滑方式的優(yōu)點(diǎn)是:進(jìn)入軸承的潤滑液全部是低溫介質(zhì),粘性潤滑液易于形成承載能力強的動(dòng)壓油膜。大量的潤滑液循環(huán)不斷地帶走軸承的熱量,對軸承起到良好的潤滑和冷卻作用。由于有充足的液體去填充剛脫離嚙合的輪齒根部,大大改善了齒輪泵的自吸性能,避免了吸空現象,不僅可以提高容積效率,也有利于減輕氣蝕、降低噪聲。四川省機械研究院采用將滑動(dòng)軸承浸泡在介質(zhì)中,并通過(guò)特殊孔道強制潤滑,該技術(shù)已在維綸、滌綸、橡膠、樹(shù)脂、化肥等領(lǐng)域的齒輪泵上獲得成功應用。
在齒輪泵的輸出管路上安裝有一個(gè)止回閥,這樣在檢修泵及輸出管道時(shí),系統中的液體不至于倒流;齒輪泵帶負荷停車(chē)時(shí),在其輸出管道內產(chǎn)生局部真空,可防止泵倒轉。高粘度齒輪泵的出口管路上還設置閥等保護裝置,這樣一旦泵的出口通道發(fā)生堵塞,就可以打開(kāi)閥卸壓。閥可以與泵體或泵蓋鑄成一體,也可以單獨裝配。