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高端微型齿轮泵应用


发布时间:2018年11月1日  阅读次数:10075    

高端微型齿轮泵应用
引言:

在工业生产过程中,经常会遇到要求同时满足小流量、低粘度、高压差和无脉动输送精确的输送工艺,用户通常会考虑使用常规的多级离心泵、隔膜计量泵、普通油泵或者采用一些相对廉价的低端齿轮泵来使用。但使用后总是存在诸多工艺缺陷,如在涂布行业,光学膜助剂添加、微量喷雾等都要求输送的介质流量小、粘度低,需要无脉动精密输送,但采用常规泵却难以实现,那么要同时满足以上苛刻条件该选用什么泵呢?答案就是选择一款高性能的外啮合微型齿轮泵,这种泵通过优化材质、内部间隙控制及模块化设计,可以很好的处理以上工况。基于此本文将带你全面了解JONSN品牌微型齿轮泵在处理小流量、低粘度、高压差、无脉动输送的解决方案。



采用传统的泵输送液体主要有以下问题:
1.离心泵流量偏大、压力低且不稳定,在输送有粘度的介质时效率低下,适用于低粘度介质、大流量输送且无精度要求工况;
2.蠕动泵/软管泵可输送小流量定量添加工况,但输出压力较低,输送液体时脉动较大连续性较差;
3.隔膜泵/计量泵虽然计量准确,但也存在脉动较大,液体连续性较差。
4.普通齿轮油泵可以处理一些有润滑性、粘度较高的介质,但是输送低粘度、润滑性差的物料,会使齿轮磨损很快,缩短使用寿命。
通过以上分析采用常规泵,难以同时满足小流量、低粘度、高压差、无脉动输送精确输送工艺存在诸多工艺缺陷,接下来重点研究微型齿轮泵。

精密级 微型齿轮泵工作原理、设计要点:
微型齿轮泵是一种采用传统的外啮合齿轮泵工作原理, (见上图),液体进入泵吸入端,被未啮合的齿间空穴吸入,齿轮的外径及两侧与壳体紧密配合,随着齿牙沿壳体旋转运动,将齿间的液体带到出口端,周而复始将液体无脉冲连续的输送出去。齿轮泵也叫正位移泵,具有流量稳定、压力高且稳定等特点,理论上正位移泵的额定流量和压力无关,但是内泄漏问题是所有容积泵所固有的,特别在输送低粘度介质时表现就会更加明显,直接影响着流量和压力大小,为了达到高压差时满足所需要的流量,齿轮泵必须最大的克服内泄漏问题,内泄漏有四种途径(见下图)。为使泵的性能最大化,理论上讲这些部件的配合间隙必须越小越好以控制内泄漏,但是,只是缩小间隙并非说起来那样简单,还需要考虑不同工况下设计不同的间隙,如温度、粘度和材料特性。在齿轮泵中,有一定量的内泄漏对泵是有好处的,比如可以用来作内部轴承润滑,降低滑动轴承的摩擦温度,提升泵的使用寿命。间隙的控制是一个矛盾的过程,间隙大了内泄漏就大,间隙小了轴承润滑降温就不好,所以间隙的控制就需要大量的运用数据、经验来支撑。
 
材质的选用是微型齿轮泵选型中非常重要的部分,微型齿轮泵经常用来输送各种有机溶剂、腐蚀性介质,除了考虑泵体、齿轮轴、滑动轴承、密封件等选型与液体相匹配外,还要考虑齿轮轴动态受力分析情况,齿轮在快速啮合过程中受到接触应力及疲劳强度的考验,且运用场合大都在低粘度无润滑的条件下使用,这对齿轮轴提出了更高要求。
 
目前市场微型齿轮轴主流做法为聚苯硫醚PPS注塑齿轮内嵌不锈钢轴、聚醚醚酮PEEK注塑齿轮内嵌不锈钢轴和聚醚醚酮PEEK改性注塑齿轮内嵌陶瓷轴,见图。
1.齿轮首选 PEEK改性材料,PEEK是一种性能优异的特种工程塑料,与其他特种工程塑料相比具有更多显著优势,耐高温、机械性能优异、自润滑性好、耐化学品腐蚀、阻燃、耐剥离性、耐磨性等超强的机械性能。与金属材质相比PEEK具有很好的自润滑性能,因而在输送低粘度无润滑性介质时不需要额外加润滑系统也能保持长时间工作。通常金属齿轮主要运用于有粘度和有一定润滑性的介质,所以在输送低粘度润滑介质时采用普通的油泵就会出问题,磨损会很严重。
2.轴优选陶瓷轴,新型结构陶瓷具有耐腐蚀、高韧性、高抗弯强度、高耐磨性,热膨胀系数接近于钢等优点,已经广泛运用于航空、核工业领域。恶劣工况下采用不锈钢轴的泵无法与之媲美,实验表明采用陶瓷轴的泵,轴承寿命大幅提升,是不锈钢轴泵的2-3倍。

为什么处理小流量、低粘度、高压差、无脉动时选用JONSN微型齿轮泵是您的最佳方案?
 
JONSN微型齿轮泵属于后起之秀,总结了国内外同行齿轮泵的设计不足及优点,通过对前几代(或市场上)齿轮泵的了深度研究和对客户的长期使用情况走访,我们对泵进行深度优化改进,在设计、研制及生产上全部进行精益化管理,采用改性PEEK材料,选用进口陶瓷齿轮组件,让我们的齿轮泵使用寿命达到了质的飞跃。在工况相同的情况下,我们的齿轮泵是常规齿轮泵使用寿命的2-3倍以上。
 
 
 
在设计产品当中,我们特别注意了以下几点:
 
- 标准化、模块化结构
- 内部和外部尺寸小型化
- 精确、可互换性
- 高可靠性
- 低功耗
 
 
售前专业化选型

数万台微型齿轮泵运用经验,积累了大量实验数据,专业化的选型评估,为您制定解决方案,降低风险。
有了完美的内部结构优化和高性能材质作支撑,接下来就是将泵运用于适合的场合,低粘度、小流量、高压差、要求无脉动工况:常见于精细化工、高分子特种材料、SCR工业尾气处理系统、锂电池涂布、电子光学薄膜等行业,下面列举几个行业的实际应用。

锂电池涂布应用:

工况说明:
1、介质N-甲基吡咯烷酮、粘度低、要求实时输送的流量精确,
2、要求在出口压力稳定的情况下,不允许泵在输送时产生压力波动,
JONSN品牌微型齿轮泵通过控制加工精度及间隙,具备输送低粘度、小流量、高精度、无脉动输送的能力,我们的泵在宁德时代新能源已经得到了广泛的应用。
 
光学薄膜应用:

工况说明:助剂添加,要求流体输送精度高,重复性高,能连续无脉动小流量添加,保证产品机理的一致性。
JONSN品牌微型齿轮泵已成功运用于康得新光学膜生产上。
 
SCR工业尾气处理系统应用:

工况说明:输送尿素溶液,介质没有粘度、流量小、压力高,要求获得良好的雾化效果。
JONSN品牌微型齿轮泵可以长时间在10Bar-15Bar 压力下工作,通过电机的转速来控制输送流量精度,在没有气源的情况下,也能获得非常好的喷雾效果,我们已经和国内几家大型的环保公司在合作,有较多成功业绩。

JONSN微型齿轮泵在核工业重水行业运用:

早在2012年时我们有一个用户主要是生产重水,重水是有水中黄金的美称,用于核工业,需要从大量的水中提取,要求生产装置全年24不间断运行,输送水量为220L/H,工作压力6bar,建厂初期采用日本技术,生产工艺上配的泵全是某日本品牌涡流泵,一开一备,由于涡流泵不属于正排量容积泵,在这么高的压力下,效率极低,全部泵要满负荷运行,每两个月必须更换新的备件,让维修工程师苦不堪言,由于备件全部要日本进口过来,每年备件费用达几十万元,我司工程师得知后,进行实地勘察,给他们提供了专业选型方案,选用的泵型号MRB170SZKLF,电机采用ABB高效370W变频电机,转速设定为2300rpm,经过了长达2年的运行,不仅没有更换备件,流量还非常稳定没有波动,同时提升了管线后段仪器仪表使用寿命,业主对我司的泵及服务赞美有加,陆续把以前装置上的涡流泵全部替换,并在2015年新的项目上全部采用JONSN微型齿轮泵。
 

小结:当你碰到同时满足低粘度、小流量、高压差、无脉动输送精确输送工艺时,很多型式的泵并不能满足,那么请选择精密级 微型齿轮泵。

目前生产微型齿轮泵厂家也很多,但能有优化齿轮齿型设计、采用高性能材料、间隙计算和间隙控制能力和相关行业应用经验的并不多,而这些往往就是企业软实力的体现,也是高端微型齿轮泵所应具备的品格。

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