Метод подбора Шестерёнчатые насосы 

Шестеренчатые насосы относятся к объемным насосам, они транспортируют среду за счет изменения объема при зацеплении пары шестерен. Их преимущества: хорошая самовсасывающая способность, простая конструкция и стабильное давление. В основном используются для перекачки вязких сред: смазочных масел, гидравлических масел, смол, лаков, мазута. Основной принцип подбора шестеренчатого насоса: сначала определить параметры рабочего режима, затем подобрать под характеристики среды, и в конце проверить давление, частоту вращения, материал и конструктивное исполнение. Нельзя выбирать насос только по расходу. Вязкость среды, температура и содержание примесей часто являются ключевыми факторами успешного подбора.

Шестерёнчатые насосы

Метод подбора Шестерёнчатые насосы

1. Сбор базовых параметров рабочего режима (первый этап)

1. Расход Q Различают номинальный расход и фактически требуемый расход. При подборе закладывают запас 10%~20% для компенсации износа и утечек в трубопроводе. Единицы измерения: м³/ч, л/мин.

Примечание: расход шестеренчатого насоса зависит от частоты вращения; при увеличении вязкости фактический расход снижается.

2. Давление P Включает сопротивление трубопровода, обратное давление на выходе и перепад давления в оборудовании. Различают рабочее давление и номинальное давление насоса. Номинальное давление насоса ≥ максимальное рабочее давление системы. Рекомендуется запас 15% для защиты насоса от повреждения кратковременным ударным давлением.
3. Характеристики среды (легко упускаемый пункт)

• Вязкость: шестеренчатые насосы подходят для сред со средней и высокой вязкостью. Слишком высокая вязкость вызывает трудности всасывания и резкий рост потребляемой мощности; при низкой вязкости (например, вода) появляются большие внутренние утечки и падает объемный КПД.
• Температура: температура среды определяет выбор уплотнений и материалов. Высокая температура ускоряет старение уплотнений и снижает прочность материалов.
• Коррозионная активность: наличие кислот, щелочей или растворителей определяет материал корпуса и шестерен (чугун, стальное литье, нержавеющая сталь).
• Твердые частицы: обычные шестеренчатые насосы с осторожностью применяются для сред с частицами, они быстро изнашивают шестерни и боковые пластины. Для сред с частицами используют износостойкую конструкцию или предварительный фильтр.
• Смазывающая способность: влияет на срок службы зацепления шестерен (масла обладают хорошей смазывающей способностью; вода и растворители практически не смазывают).

4. Условия всасывания Рассчитать располагаемый кавитационный запас NPSHa. Шестеренчатые насосы имеют лучшую самовсасывающую способность по сравнению с центробежными, но высоковязкие среды создают большое сопротивление на всасывании. Ограничить высоту всасывания, максимально укоротить всасывающий трубопровод и уменьшить количество отводов. При необходимости применяют подпорную подачу (уровень жидкости выше входа насоса).

2. Выбор конструктивного исполнения шестеренчатого насоса

1. Внешнезацепной шестеренчатый насос Наиболее распространенный. Простая конструкция, низкая стоимость, среднее давление. Подходит для чистых вязких жидкостей: гидравлических масел, смазочных масел, глицерина; недостаток — неуравновешенная радиальная сила, повышенный износ при высоком давлении.
2. Внутреннезацепной шестеренчатый насос Низкий уровень шума, малая пульсация расхода, лучшая самовсасывающая способность, подходит для высоковязких сред (асфальт, термоклей); сложная конструкция и более высокая цена.
3. Подбор материалов

• Чугун: обычные смазочные и моторные масла, неагрессивные чистые среды при нормальной температуре, экономичный вариант.
• Стальное литье: высокотемпературные нефтепродукты, режимы с повышенным давлением.
• Нержавеющая сталь (304/316L): пищевые среды, слабые кислоты и щелочи, чистые химические среды.
• Шестерни/втулки: бронза, твердый сплав, износостойкие, подходят для сред со следами примесей.

4. Выбор типа уплотнения

• Сальниковое уплотнение: низкая цена, допускает незначительное подтекание, для мазута и высокотемпературных масел.
• Механическое уплотнение: минимальные утечки, для чистых сред, химической и пищевой промышленности; легко повреждается при высокой температуре или наличии частиц.
• Шестеренчатый насос с магнитной муфтой: нулевые утечки, используется там, где недопустимо вытекание среды (токсичные, летучие среды); высокая цена, среда не должна содержать сильномагнитные примеси.

3. Проверка частоты вращения, электродвигателя и мощности

1. Частота вращения: чем выше вязкость, тем ниже допустимая частота вращения. Слишком высокая частота вращения для высоковязких сред приводит к недостаточному всасыванию и сильному перегреву. В каталогах производителя указаны рекомендуемые частоты вращения для разных вязкостей.
2. Расчет мощности на валу Мощность на валу зависит от расхода, перепада давления, вязкости среды и КПД насоса. Мощность электродвигателя = Мощность на валу × коэффициент запаса (обычно 1,1~1,5; для высокой вязкости берут большее значение).
3. Тип электродвигателя: стандартный электродвигатель, взрывозащищенный электродвигатель (для горючих и взрывоопасных сред).

4. Подбор трубопровода и комплектующих

• Диаметр входного трубопровода ≥ диаметр входа насоса для снижения сопротивления всасывания;
• На входе установить фильтр для защиты шестерен; на выходе обязательно предохранительный клапан (объемный насос, запрещено полное перекрытие выхода; предохранительный клапан — обязательная защита);
• Гибкие соединения на входе и выходе для снижения вибрации.

5. Проверка по каталогу и повторная проверка режима работы

Сверить по каталогу насоса номинальный расход, номинальное давление, диапазон допустимой вязкости, температурный диапазон и требуемый кавитационный запас. Проверить три ключевых момента:

1. Соответствует ли фактический расход насоса при реальной вязкости среды требуемым значениям;
2. Максимальное рабочее давление не превышает номинальное давление насоса;
3. Располагаемый кавитационный запас больше требуемого кавитационного запаса насоса, чтобы избежать кавитации.

Шестерёнчатые насосы

Подбор шестеренчатого насоса — это комплексный процесс согласования рабочего режима, среды и насоса. Сначала определяют четыре основные параметры: расход, давление, вязкость и температура среды. Затем выбирают внешне/внутреннезацепное исполнение, материал и уплотнение, проверяют кавитационный запас и мощность электродвигателя, комплектуют предохранительным клапаном и фильтром. Для высоковязких, загрязненных и коррозионных сред требуется аккуратный подбор; при необходимости снижают частоту вращения для увеличения срока службы. Не выбирайте насос только по расходу, игнорируя падение расхода и рост мощности из-за вязкости. Иначе возможны проблемы: плохое всасывание, перегрев и сгорание электродвигателя, быстрый износ.