Konstrukce zubových čerpadel
Zubová čerpadla patří mezi čerpadla, která se technicky snadno implementují. Podle základního principu se tato čerpadla skládají ze tří složek:
- Skříň čerpadla
- Pohon
- Ozubené kolo s hnaným ozubeným kolem
- případně srp (často integrovaný v krytu)
Jak fungují zubová čerpadla
Zubová čerpadla pracují na principu objemového posuvu. Proto také patří k objemovým čerpadlům. Kapalina je nasávána na jedné straně a dopravována dále na výstupní straně lineárním tlakem. Celkově vzešly z jednoduchého zubového čerpadla různé konstrukce:
- Vnější zubová čerpadla
- Vnitřní zubová čerpadla (také srpkové čerpadlo)
- Interní zubová čerpadla (také rotory nebo čerpadla Eaton)
- Šneková čerpadla (také šroubové kompresory)
Funkce externího zubového čerpadla a šroubového kompresoru
V případě externího zubového čerpadla běží dvě ozubená kola ležící vedle sebe s vnějšími zuby, což znamená, že oba převody běží proti sobě. Na opačných stranách běží ozubená kola ve vhodně zaobleném krytu. Výsledkem je, že pouzdro odpovídá obdélníku se dvěma protilehlými zaoblenými stranami. Na rovných stranách jsou také vstup a výstup naproti.
Pokud jsou ozubená kola poháněna, vytváří se vakuum, které nasává kapalinu. Poté je kapalina čerpána mezi skříň a ozubená kola. S tímto principem se obě ozubená kola navzájem naplňují kapalinou, což zajišťuje rovnoměrné čerpání čerpadla bez pulzací. Mezi hroty převodovky a stěnou krytu však dochází ke svodovým proudům, které závisí na faktorech, jako je konstrukce (přesnost), teplota, hustota kapaliny atd.
Šnekové čerpadlo pracuje podle stejného principu při pohledu shora, pouze to, že ozubená kola jsou vybavena stoupáním závitu proti šroubům, které také běží proti sobě jako ozubené kolo. Tato konstrukce umožňuje ještě vyšší pracovní tlaky než obvyklé externí zubové čerpadlo, a proto se mu také říká šroubový kompresor.
Čerpadla s vnitřním ozubením a vnitřním ozubeným kolem
Na první pohled fungují oba typy čerpadel podobně - kolem malého ozubeného kola, většího ozubeného kola nebo ozubeného věnce běží excentricky. V gerotorovém čerpadle kroužek obíhá, výrazně menší vnitřní ozubené kolo zabírá pouze v jednom bodě vnitřního ozubeného kola kroužku, takže nad ním (nebo na opačné straně přenosu energie) je vytvořena dutina, kterou je čerpána kapalina.
V případě vnitřního zubového čerpadla je mezi menším vnějším a velkým vnitřním ozubeným kolem srp (zde také ozubená kola probíhají excentricky), obě ozubená kola dopravují kapalinu do zubních mezer. V případě čerpadla s vnitřním ozubeným věncem má malé ozubené kolo ještě jeden zub, v případě čerpadla s vnitřním ozubením může být na malém převodu výrazně více zubů.
Aplikace pro zubová čerpadla
Typické aplikace jsou jako olejové čerpadlo (automobil), palivové čerpadlo (automobil) nebo převodník hydraulického výkonu v mnoha řemeslných a průmyslových aplikacích. Šnekový kompresor se také používá tam, kde musí být dopravovány kapaliny s vysokými teplotami. Zubová čerpadla jsou díky své robustní konstrukci vhodná také k čerpání velmi viskózních kapalin. Průměrné pracovní tlaky zubových čerpadel mohou být až 400 barů.
tipy a triky
Díky jednoduché konstrukci lze zubová čerpadla v zásadě snadno opravit. U mnoha čerpadel (například palivových čerpadel) je to však neobvyklé. Pokud jsou pro zubové čerpadlo nabízeny odpovídající náhradní díly, je oprava relativně snadná.
