Bơm bánh răng là thuật ngữ không còn xa lạ đối với chúng ta, đặc biệt là trong lĩnh vực công nghiệp. Trước khi sở hữu một máy bơm bánh răng chất lượng, bạn cần phải tìm hiểu thật kỹ để lựa chọn cho đúng ứng dụng của mình.

Máy bơm bánh răng là gì?

Bơm bánh răng ngoài thuộc nhóm máy bơm dịch chuyển xoay. Họ có thể quản lý các chất lỏng có độ nhớt thấp như rượu, dung môi hoặc khí lỏng cũng như các chất lỏng có độ nhớt trung bình và cao như tan chảy polymer, gumbase hoặc cao su. Và có các đặc điểm sau:

• Chất lỏng chứa chất rắn không thực sự phù hợp cho hộp số trừ khi các hạt thực sự nhỏ.
• Một máy bơm bánh răng bao gồm thân máy với hai nắp.
• Các bánh răng được cung cấp năng lượng và bánh răng dẫn động được sinh ra trong bốn vòng bi ma sát. Trục ổ đĩa nhô ra được niêm phong.
• Các bánh răng chia lưới được bao quanh bởi thân máy. Lượng khe hở giữa các đầu răng và vỏ là cực kỳ nhỏ và được xác định chính xác
• Có các cổng trong vỏ. Một cổng ở phía hút (đầu vào) và cổng còn lại ở phía áp suất của bơm (xả).

Một bánh răng thường được điều khiển bởi một động cơ kết nối với trục truyền động, nhô ra khỏi vỏ. Khi các bánh răng đang quay, một buồng chứa đầy môi trường được bơm, được hình thành giữa hai răng và vỏ. Do đó môi trường được truyền từ phía hút sang phía áp suất của bơm. Môi trường được bơm được dịch chuyển từ giữa khoảng cách giữa các răng tại điểm mà răng lưới. Vì lý do này, bơm bánh răng còn được gọi là bơm chuyển.

Lợi ích của bơm bánh răng 

• Độ chính xác cao

• Hiệu quả cao

• Chi phí vòng đời thấp

• Mức độ bảo trì thấp

Đặc điểm hoạt động của bơm bánh răng

• Công suất lên tới 200 m³ / giờ

• Áp suất lên tới 550 bar

• Tốc độ lên tới 4000 vòng / phút

• Độ nhớt lên tới 1 triệu mPas

Phạm vi ứng dụng của bơm bánh răng

Máy bơm bánh răng ăn khớp ngoài được sử dụng tốt nhất cho các chất lỏng không chứa bất kỳ chất rắn nào. Phạm vi độ nhớt là từ 0,2 mPas đến 1 triệu mPas. Các chất lỏng nên có đặc tính bôi trơn.

Tính năng kỹ thuật của bơm bánh răng

• Thiết kế nhỏ gọn

• Nhiều vật liệu khác nhau có sẵn

• Áp suất chênh lệch cao (lên tới 550 bar)

• Áp suất sytem cao (lên đến 700 bar)

Vấn đề được đặt ra

Quy trình mới được phát triển tạo ra nhu cầu cao đối với thiết bị: áp suất hệ thống cao, hàm lượng khí trong sản phẩm, tăng nhiệt độ tối thiểu cho phép cũng như xả nước của hệ thống bằng dung môi.

Ngoài các khía cạnh an toàn và yêu cầu của một con dấu kín, việc sử dụng khớp nối từ là hoàn toàn cần thiết để đảm bảo hoạt động bơm đáng tin cậy.

Áp lực ở phía hút sẽ gây áp lực lớn theo hướng dọc trục của trục truyền động nếu sử dụng phốt trục thông thường do một trong các mặt cuối phải chịu áp suất hệ thống, mặt kia chịu áp suất khí quyển.

Việc sử dụng tách kim loại có thể tự nhiên tạo ra dòng điện xoáy và do đó truyền nhiệt cho sản phẩm. Do việc tách gốm không mất mát không phải là một lựa chọn, mục đích là tìm ra một cách hiệu quả để cho phép nhiệt sinh ra tiêu tan càng gần càng tốt đến điểm mà nó được tạo ra.

Một bức tường đôi có thể được sử dụng cho mục đích này thường được sử dụng để làm nóng các khớp nối từ tính. Việc tách có thể được sửa đổi một chút để tăng tính chất trao đổi nhiệt.

Tuy nhiên, sự đổi mới mang tính quyết định nằm ở chính máy bơm thực tế: trong khi máy bơm thường được trang bị vòng bi trượt bôi trơn sản phẩm, máy bơm này có ổ trục được bôi trơn bằng sản phẩm. Khi sử dụng loại ổ trục này, ba trong số các nhu cầu có liên quan có thể được đáp ứng.

Giải pháp

Nhiệt đáng kể được tạo ra trong vòng bi lăn so với vòng bi trượt có kích thước tương tự. Việc tạo ra ít nhiệt cũng quan trọng như trong bối cảnh này vì nó có thể ngăn chặn sự kết hợp của từ tính. Nhiệt độ tăng sẽ dẫn đến sự phát sinh của CO2 và do đó sẽ bị tách ra.

Hình dạng của máy bơm có lợi cho đầu vào nhiệt thấp vì nó đã được tối ưu hóa quyết định liên quan đến hiệu quả tổng thể của nó. Điều này có nghĩa là chỉ một phần nhỏ năng lượng vận hành được chuyển thành năng lượng nhiệt do tổn thất ma sát. Đây là một lợi thế lớn của thiết kế máy bơm này.

Mặc dù bong bóng khí kiểm soát nhiệt độ cẩn thận có thể hình thành trong sản phẩm trong các giai đoạn riêng lẻ. Khi sử dụng vòng bi trượt bôi trơn phương tiện, loại đệm khí này có thể dẫn đến sự cố vỡ màng bôi trơn thủy động lực và do đó làm khô ma sát và mài mòn và trong trường hợp xấu nhất thậm chí là hỏng.

Như trường hợp của đệm khí, việc sử dụng dung môi có độ nhớt thấp cũng dẫn đến nguy cơ màng bôi trơn không bền vững, đặc biệt là do kích thước bơm không phù hợp với điểm vận hành này. Sử dụng một bơm duy nhất cho phạm vi độ nhớt lớn như vậy có thể dễ dàng đạt được với vòng bi trượt.

Công nghệ màng đáng tin cậy

Máy bơm sử dụng vòng bi lăn không nhất thiết là một phát minh mới. Tuy nhiên, điều đặc biệt trong trường hợp này là việc sử dụng vòng bi lai. Điều này có nghĩa là vòng bi lăn với vòng kim loại bên trong và bên ngoài và các bộ phận lăn bằng gốm làm từ silicon nitride (Si3, N4) được sử dụng.Sự kết hợp vật liệu này đảm bảo hoạt động đáng tin cậy ngay cả khi chúng được bôi trơn không đầy đủ như có thể xảy ra trong các ứng dụng được mô tả ở trên.

Không giống như vòng bi lăn được bôi trơn bằng dầu hoặc mỡ, khi sử dụng vòng bi lai có bôi trơn phương tiện, không cần có con dấu tinh vi để ngăn việc đưa chất bôi trơn vào môi trường hoặc ngược lại.

Do đó, nguy cơ ô nhiễm được loại bỏ và chất lượng sản phẩm phù hợp có thể được đảm bảo trong mọi điều kiện hoạt động. Trong bối cảnh này, điều đáng nói là các bơm tự nhiên có vòng bi ngoài, tức là buồng sản phẩm và vòng bi được tách ra, để ứng dụng cho các ứng dụng khác nhau, ví dụ, nếu sản phẩm sẽ bị hỏng trong vòng bi.

Kích thước bơm được sử dụng trong trường hợp này có thể dễ dàng mở rộng. Tất cả các thành phần cần thiết cũng có thể được cung cấp cho lớn hơn nhiều và cũng có thể áp dụng cho các máy bơm nhỏ hơn nhiều.