Konštrukcia zubových čerpadiel
Zubové čerpadlá patria medzi čerpadlá, ktoré sa technicky ľahko realizujú. Podľa základného princípu sa tieto čerpadlá skladajú z troch komponentov:
- Teleso čerpadla
- Pohon
- Ozubené koleso s hnaným prevodom
- prípadne kosák (často zabudovaný do krytu)
Ako fungujú zubové čerpadlá
Zubové čerpadlá pracujú na princípe objemového posunu. Preto patria tiež k objemovým čerpadlám. Kvapalina je nasávaná na jednej strane a lineárnym tlakom vedená ďalej na stranu výstupu. Celkovo sa z jednoduchého zubového čerpadla vyvinuli rôzne konštrukcie:
- Vonkajšie zubové čerpadlá
- Vnútorné zubové čerpadlá (tiež kosáčikové čerpadlo)
- Vnútorné zubové čerpadlá (tiež rotory alebo čerpadlá Eaton)
- Skrutkové čerpadlá (tiež skrutkové kompresory)
Funkcia externého zubového čerpadla a skrutkového kompresora
V prípade externého zubového čerpadla bežia dve susedné ozubené kolesá s vonkajšími zubami, čo znamená, že obe ozubené kolesá bežia k sebe. Na opačných stranách sú ozubené kolesá usporiadané vo vhodne zaoblenom kryte. Vďaka tomu puzdro zodpovedá obdĺžniku s dvoma protiľahlými zaoblenými stranami. Na rovných stranách sú tiež vstup a výstup oproti.
Ak sú ozubené kolesá poháňané, vytvára sa podtlak, ktorý nasáva kvapalinu. Potom sa kvapalina dopravuje medzi puzdro a ozubené kolesá. S týmto princípom sa obe ozubené kolesá navzájom plnia kvapalinou, čo zaisťuje rovnomerné dávkovanie čerpadla bez pulzácií. Medzi hrotmi prevodovky a stenou krytu však vznikajú únikové prúdy, ktoré závisia od faktorov, ako sú konštrukcia (presnosť), teplota, hustota kvapaliny atď.
Na rovnakom princípe funguje pri pohľade zhora aj závitovkové čerpadlo, ktoré má ozubené koleso vybavené stúpaním závitu proti skrutkám, ktoré proti sebe tiež bežia ako ozubené koleso. Táto konštrukcia umožňuje ešte vyššie pracovné tlaky ako bežné externé zubové čerpadlo, a preto sa mu hovorí aj skrutkový kompresor.
Zubové a vnútorné ozubené čerpadlá
Na prvý pohľad fungujú oba typy čerpadiel podobne - okolo malého prevodu, väčšieho prevodu alebo ozubeného krúžku beží excentricky. V gerotorovom čerpadle krúžok obieha, podstatne menší vnútorný prevodový stupeň zaberá iba v jednom bode vnútorného prevodového stupňa krúžku, takže sa nad ním (alebo na opačnej strane prenosu sily) vytvorí dutina, cez ktorú sa čerpá kvapalina.
V prípade vnútorného zubového čerpadla je medzi menším vonkajším a veľkým vnútorným ozubeným kolesom kosák (aj tu ozubené kolesá prebiehajú excentricky), oba ozubené kolesá dopravujú kvapalinu do medzier medzi zubami. S vnútorným ozubeným čerpadlom s vnútorným krúžkom má malý ozubený koleso o jeden zub viac, s vnútorným zubovým čerpadlom môže byť na malom prevode podstatne viac zubov.
Aplikácie pre zubové čerpadlá
Typické aplikácie sú ako olejové čerpadlo (automobil), palivové čerpadlo (automobil) alebo prevodník hydraulického výkonu v mnohých remeselných a priemyselných aplikáciách. Skrutkový kompresor sa používa aj tam, kde je potrebné dopravovať kvapaliny s vysokými teplotami. Pre svoju robustnú konštrukciu sú zubové čerpadlá vhodné aj na čerpanie veľmi viskóznych kvapalín. Stredné pracovné tlaky zubových čerpadiel môžu byť až 400 barov.
tipy a triky
Vďaka jednoduchej konštrukcii je možné zubové čerpadlá v zásade ľahko opraviť. To je však u mnohých čerpadiel neobvyklé (napríklad palivové čerpadlá). Ak sú pre zubové čerpadlo ponúkané zodpovedajúce náhradné diely, oprava sa dá vykonať pomerne ľahko.
