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Perché le pompe a ingranaggi non sono adatte al trasporto di mezzi con particelle

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Micropompe | Pompe a ingranaggi Produttore | TOPSFLO

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La micropompa a ingranaggi della serie MG di TOPSFLO può raggiungere una differenza di pressione di 10 bar (1 MPa) quando trasporta liquidi a bassa viscosità (come acqua o altri solventi). Il gioco minimo nella pompa è controllato a circa 0,02 mm, il che significa che le particelle più grandi di questa dimensione causeranno l'inceppamento della pompa.

Le pompe a ingranaggi non sono adatte al trasporto di sostanze granulari. Il motivo principale è:
Il conflitto tra la struttura della fessura di precisione e le caratteristiche delle particelle può essere analizzato sotto i seguenti tre aspetti:

Le fessure di precisione sono facilmente intasate dalle particelle
1. Necessità di progettare le fessure Le pompe ad ingranaggi riducono le perdite interne attraverso minuscole fessure (di solito solo 0,01~0,05 mm) tra gli ingranaggi e i corpi pompa e tra gli ingranaggi per migliorare la pressione e l'efficienza.
La viscosità del fluido influisce sulle dimensioni della fessura:
- Quando si trasportano liquidi a bassa viscosità (come acqua e solventi), è necessario controllare che la fessura sia più piccola per evitare il riflusso del liquido nell'area ad alta pressione;
- Se il fluido contiene particelle, le particelle più grandi della dimensione della fessura bloccheranno direttamente gli ingranaggi, causando il mancato funzionamento della pompa.

2. Impatto fatale delle dimensioni delle particelle
- Anche se le dimensioni delle particelle sono leggermente inferiori alla fessura, possono rimanere bloccate nella fessura a causa dell'effetto di aggregazione di forme irregolari (come bordi e angoli, scaglie), causando inceppamenti meccanici o rumori anomali.

Le particelle aggravano l'usura meccanica
1. "Durante il funzionamento della pompa a ingranaggi, le superfici dei denti dell'ingranaggio motore e dell'ingranaggio condotto sono in contatto diretto e scorrono l'una rispetto all'altra, formando una coppia di ingranaggi ad alto attrito.
- Quando le particelle entrano nell'area di ingranamento, raschiano la superficie del dente come "abrasivi", provocando:
- La precisione del profilo del dente diminuisce e l'efficienza della pompa diminuisce; - Nei casi più gravi, si verificano guasti fatali, come lo spellamento della superficie del dente e la sua rottura.
2. Usura di cuscinetti e alberi Esiste un attrito ad alta velocità tra i cuscinetti (ad esempio quelli radenti) e gli alberi delle pompe a ingranaggi. Dopo l'ingresso delle particelle, esse
- Graffiano il perno e la superficie interna del cuscinetto, distruggendo il film lubrificante e causando attrito secco;
- Il gap di accelerazione si espande, causando una maggiore vibrazione della pompa, un aumento del rumore e persino la rottura dell'albero.

Le particelle distruggono la meccanica dei fluidi
1. Fluttuazioni del flusso e della pressione Quando il fluido granulare scorre nella cavità della pompa, distrugge la continuità del liquido a causa di collisioni e ostruzioni, provocando:
- Instabilità istantanea del flusso, che influisce sull'accuratezza del processo (ad esempio negli scenari di dosaggio);
- Aumento delle pulsazioni di pressione, che possono causare vibrazioni della tubazione o il distacco della valvola di sicurezza del sistema.
2. Cambiamenti nelle caratteristiche del fluido
- L'attrito tra le particelle e gli ingranaggi e i corpi delle pompe può causare l'aumento della temperatura del fluido, provocando variazioni del fluido o reazioni chimiche (ad esempio, fluttuazioni del fluido infiammabile);
- I frammenti metallici prodotti dall'usura si mescolano al fluido e possono contaminare il prodotto (ad esempio nelle industrie alimentari e farmaceutiche) o aggravare l'usura delle apparecchiature a valle.
Confronto: Tipo di pompa adatto ai fluidi granulari Se la condotta deve contenere i seguenti fluidi granulari, il tipo di pompa può essere preferito:

Tipo di pompa Caratteristiche:
Tipo di pompa Caratteristiche
Pompa a vite Il canale di flusso è ampio, lo spazio tra il rotore e lo statore è grande (<1mm) o il mezzo fibroso
Pompa a membrana Nessuna parte rotante, il fluido viene trasportato attraverso il movimento alternato della membrana, evitando completamente l'usura delle particelle, adatta per particelle ad alta concentrazione
Pompa a stantuffo Lo stantuffo oscilla nel corpo del cilindro, con buone prestazioni di tenuta, adatto a condizioni di lavoro ad alta pressione. La permeabilità delle particelle dipende dal design del gruppo valvola, che deve essere dotato di sedi valvola e anelli di tenuta resistenti all'usura, adatti per particelle fini (dimensione delle particelle <1 mm).

Riepilogo: confini di applicazione delle pompe a ingranaggi
Il vantaggio delle pompe a ingranaggi è che possono trasportare fluidi ad alta pressione e ad alta viscosità (come olio lubrificante e sciroppo), ma la loro precisa struttura a fessura le rende estremamente sensibili alle particelle. Quando si sceglie un modello, è necessario attenersi rigorosamente a quanto segue:
--Particelle di medie dimensioni < 1/3 della fessura della pompa (e durezza delle particelle < durezza del materiale del corpo della pompa);
--È preferibile utilizzare liquidi puliti e lubrificanti ed evitare mezzi contenenti solidi, fibre o componenti corrosivi.
Se è necessario trasportare sostanze granulari, è necessario scegliere un tipo di pompa più adatto (come una pompa a membrana o una pompa a vite) in base alle dimensioni delle particelle, alla concentrazione e ai requisiti del processo, per bilanciare l'efficienza e la durata dell'apparecchiatura.