Fogaskerekes szivattyú

A fogaskerekes szivattyú a legegyszerűbb és legolcsóbb energiaátalakító, mérete és fajlagos tömege a legkisebb. Jelentős szerepe volt a hidrosztatikus rendszerek elterjedésében. Napjainkban is a leggyakrabban alkalmazott szivattyútípus.
A folyadékszállítás elve egyszerű. A homlokoldaluknál síklapokkal határolt fogaskerekek szétgördülésekor a szívótérben vákuum keletkezik, mert ott térfogat-növekedés jön létre. Ezt a teret a külső nyomás hatására a szállítandó folyadék (pl.: hidraulika olaj) kitölti, majd az így bejutó folyadék a fogaskerekek forgásakor a fogárkokban átkerül a nyomótérbe, ahonnan a fogak összegördülésének mértékében kiszorul (egy kis része azonban a fogárokban marad).
A fogaskerék szivattyú működési elvéből következik néhány megállapítás:
  • Munkaterét a kapcsolódó fogaskerekek fogai és a fogárkai képezik. A szívó- és a nyomóteret a kapcsolódó fogak választják el egymástól. Azonos fejkör-átmérő mellett a geometriai munkatérfogat a fogszám csökkentésével növelhető.
  • A fogaskerekek összegördülésekor a kiszoruló térfogat az elfordulási szög függvényében változik, tehát ennek megfelelően a szivattyú által szállított folyadék-mennyiség is ingadozik. Minél nagyobb fogszámú a szivattyú, annál kisebb a folyadékszállítás ingadozása.
  • A fogaskerékpár geometriai kialakítása a szivattyú működése közben nem változtatható, vagyis a szivattyú geometriai munkatérfogata állandó, így a fogaskerekes szivattyúk elméleti folyadékszállítása – adott fordulatszámon – nem változtatható, e szivattyútípus állandó folyadékszállítású.

Kialakítás

Külső fogazású fogaskerekes szivattyú

Külső fogazású fogaskerekes szivattyú Külső fogazású fogaskerekes szivattyú

1. ház
2. karima
3. tengely
4. csapágygyűrű
5. csapágygyűrű
6. fedél
7. fogaskerék
8. fogaskerék
9. tömítés





A berendezés üzembe helyezésekor a kamrák először a szívóvezetékben levő levegőt szállítják az „S” szívócsonktól a „P” nyomócsonkig. A szívóvezetékben ezáltal depresszió keletkezik. A növekvő depresszió hatására a folyadék a tartályból a szívóvezetékbe áramlik, amíg a szivattyút el nem éri. Ekkor a folyadék a fogak által közrefogott kamrákban áramlik tovább, és a szivattyú nyomócsonkján keresztül jut a hidraulikus rendszerbe. A szivattyú működésének előfeltétele tehát az, hogy a levegőt, ill. a folyadékot (hidraulika olaj) csaknem veszteség-mentesen szállíthassák.
A külső fogazású fogaskerekes szivattyúk réstömítéssel rendelkeznek, ezáltal az üzemi nyomástól függően a nyomócsonktól a szívócsonkig veszteség keletkezik. Ahhoz, hogy a résen keresztül növekvő nyomás esetén is csak kevés folyadék jusson a nyomócsonktól a szívócsonkig, a fedél felőli (5) csapágygyűrűt egy axiális nyomómezőn keresztül a fogaskerék homlokfelületéhez nyomják. Ennek eredményeképpen az illesztési játék a mindenkori nyomáshoz igazodik, és jó hatásfokot biztosít.
Tovább a Hidraulika kereskedelem oldalra

Belső fogazású fogaskerekes szivattyú

Belső fogazású fogaskerekes szivattyú Belső fogazású fogaskerekes szivattyú


1. Ház
1.1. Csatlakozó-fedél
1.2. Csapágyfedél
2. Belső fogazású üreges kerék
3. Fogazott forgórész
4. Csapágyazás
5. Axiális réskiegyenlítés
6. Töltődarab, radiális réskiegyenlítés






A belső fogazású energiaátalakítókat többnyire szivattyúként használják. A jellemzők tekintetében a teljesítmény-sűrűség, a zajszint, a volumetrikus hatásfok lényegesen jobb, mint a külső fogazású fogaskerekes energiaátalakítóké, üzemi nyomástartományuk is nagyobb.
A fogazott forgórész a hajtóműhöz kapcsolódik. A fogazott forgórész és az üreges kerék (belső fogazatú gyűrű) forgómozgása közben a fogoldalak által közrezárt térfogat nő. A hidraulika szivattyú „szívóhatást fejt ki”. A térfogat-növekedés kb. 120°-os elfordulási szögben történik. A kiszorítandó térfogat nem lökésszerűen, hanem viszonylag lassan telítődik, mely rendkívüli futási nyugalmat és nagyon jó szívóhatást eredményez.
A töltődarabnál a folyadék térfogatváltozás nélkül halad tovább. A töltődarab utáni tér a nyomócsonkra van kötve. A fogoldalak által közrezárt térfogat itt csökken, a folyadék kiszorul innen. A fogkapcsolódásoknál van igazán pozitív hatása a fogak alakjának, mert a fogazott forgórész és az üreges kerék között (a külső fogazású fogaskerék-szivattyúkkal ellentétben) gyakorlatilag nincsen holttér, így nincs folyadék összenyomódás, ezáltal nem keletkezik nyomáslengés és zaj.
A réskiegyenlített belső fogazatású fogaskerekes szivattyú igen halk, megbízható, jól viseli el a gyors nyomás-változásokat is, így élettartama nagy, gyakran több, mint radiáldugattyús vagy axiáldugattyús szivattyú esetén. Nagy nyomásokon is igen kedvező a volumetrikus hatásfoka (pl. 30 MPa-on is eléri a 97%-ot). E szivattyútípus igazi alternatívát jelent az állandó folyadékszállítású dugattyús szivattyúkkal szemben is. Általában drágábbak mint a külső fogazású fogaskerekes szivattyú, sőt részben csúszólapátos szivattyú estén is.
Tovább a Hidraulika kereskedelem oldalra