Sisäinen ja ulkoinen hammaspyöräpumppu eroavat toisistaan pääasiassa rakenteensa ja toimintaperiaatteensa osalta. Ulkoisessa hammaspyöräpumpussa on kaksi samankokoista hammaspyörää, jotka pyörivät rinnakkain erillisillä akseleilla, kun taas sisäisessä hammaspyöräpumpussa on erikokoiset hammaspyörät, joista pienempi pyörii suuremman sisällä. Nämä rakenteelliset erot vaikuttavat pumppujen suorituskykyyn, soveltuvuuteen eri nesteille ja käyttökohteisiin teollisuudessa.
Mitä tarkoittaa sisäinen ja ulkoinen hammaspyöräpumppu?
Hammaspyöräpumput ovat syrjäytyspumppuja, jotka siirtävät nestettä sulkemalla sitä toistuvasti hammaspyörien väliin ja siirtämällä sen mekaanisesti eteenpäin. Ne tuottavat tasaisen, sykkimättömän virtauksen, joka on verrannollinen hammaspyörien pyörimisnopeuteen.
Ulkoinen hammaspyöräpumppu koostuu kahdesta identtisestä, lomittain toimivasta hammaspyörästä, jotka on tuettu erillisillä akseleilla. Yleensä moottori pyörittää toista hammaspyörää, joka puolestaan pyörittää toista (joutopyörää). Joissain tapauksissa molempia akseleita voidaan pyörittää moottoreilla.
Sisäinen hammaspyöräpumppu puolestaan toimii samalla periaatteella, mutta siinä kaksi lomittuvaa hammaspyörää ovat erikokoisia, ja pienempi pyörii suuremman sisällä. Suurempi hammaspyörä (roottori) on sisähammaspyörä, jonka hampaat ovat sisäpuolella. Sen sisällä on pienempi ulkohammaspyörä (joutopyörä), joka on asennettu epäkeskisesti ja lomittuu roottorin kanssa.
Miten sisäisen ja ulkoisen hammaspyöräpumpun toimintaperiaatteet eroavat toisistaan?
Ulkoisessa hammaspyöräpumpussa neste virtaa seuraavasti:
- Kun hammaspyörät erkanevat toisistaan imupuolella, ne luovat laajentuvan tilan. Neste virtaa onteloihin ja jää hammaspyörien hampaiden väliin pyöriessään pumpun kotelon sisällä.
- Nestettä siirretään imuaukolta poistoaukolle kotelon ympäri.
- Kun hammaspyörien hampaat lomittuvat pumpun poistopuolella, tilavuus pienenee ja neste pakotetaan ulos paineella.
Sisäisessä hammaspyöräpumpussa neste virtaa hieman eri tavalla:
- Pumpun imupuolella hammaspyörien erkaantuessa syntyy laajeneva tilavuus. Neste virtaa onteloihin ja jää hampaiden väliin.
- Kiinteä puolikuun muotoinen välikappale täyttää joutopyörän epäkeskisen asennuksen luoman tyhjän tilan ja toimii tiivisteenä imu- ja poistoaukkojen välillä.
- Nestettä siirretään kotelon ympäri imuaukolta poistoaukolle.
- Kun hammaspyörien hampaat lomittuvat poistopuolella, tilavuus pienenee ja neste pakotetaan ulos paineella.
Mitkä ovat sisäisen hammaspyöräpumpun edut ja haitat?
Sisäisen hammaspyöräpumpun etuja ovat:
- Parempi imukyky, mikä tekee siitä ihanteellisen korkean viskositeetin nesteille
- Soveltuu hyvin leikkausherkkien nesteiden käsittelyyn alhaisilla nopeuksilla
- Mekaaninen yksinkertaisuus ja helppo purkaa, puhdistaa ja koota uudelleen
- Vain yksi tai kaksi laakeria, jotka toimivat nesteessä, mikä tekee niistä kestävämpiä
- Soveltuvuus laajalle viskositeettialueelle (1cP – yli 1 000 000cP)
Sisäisen hammaspyöräpumpun haittoja ovat:
- Ei pysty ylläpitämään yhtä korkeita paineita kuin ulkoinen hammaspyöräpumppu
- Yleensä pienempi virtausnopeus verrattuna ulkoisiin hammaspyöräpumppuihin
- Monimutkaisempi rakenne voi tehdä joistakin korjauksista haastavampia
Mitkä ovat ulkoisen hammaspyöräpumpun edut ja haitat?
Ulkoisen hammaspyöräpumpun etuja ovat:
- Kykenee ylläpitämään korkeampia paineita, jopa 7500 psi (noin 517 bar)
- Suuremmat virtausnopeudet jäykemmän akselituen ja tiukempien toleranssien ansiosta
- Yksinkertainen ja kompakti rakenne vähäisellä liikkuvien osien määrällä
- Tuotto on suoraan verrannollinen pyörimisnopeuteen, mikä tekee niistä sopivia annostelu- ja sekoitustoimintoihin
Ulkoisen hammaspyöräpumpun haittoja ovat:
- Neljä laakeria pumpatussa aineessa ja tiukat toleranssit tekevät niistä vähemmän sopivia hankaavien nesteiden käsittelyyn
- Korkeammat nopeudet ja pienemmät välykset tekevät niistä sopimattomia leikkausherkille nesteille
- Vähemmän sopiva elintarvikkeille ja hygieenisille sovelluksille verrattuna sisäisiin hammaspyöräpumppuihin
- Alttiimpi kulumiselle hankaavien nesteiden kanssa
Millaisiin teollisuuden sovelluksiin kumpikin pumpputyyppi parhaiten soveltuu?
Ulkoiset hammaspyöräpumput soveltuvat erityisesti seuraaviin sovelluksiin:
- Erilaiset polttoöljyt ja voiteluöljyt
- Kemikaalien lisäaineiden ja polymeerien annostelu
- Kemikaalien sekoitus
- Teollisuuden, maatalouden ja liikkuvien laitteiden hydrauliset sovellukset
- Hapot ja syövyttävät aineet (ruostumattomasta teräksestä tai komposiitista valmistettuina)
- Alkoholit ja liuottimet
Sisäiset hammaspyöräpumput soveltuvat erityisesti seuraaviin sovelluksiin:
- Hartsit ja polymeerit
- Asfaltti, bitumi ja terva
- Polyuretaanivaahto (isosyanaatti ja polyoli)
- Elintarviketuotteet: maissisiirappi, maapähkinävoi, kaakaovoi, suklaa, sokeri, kasvisrasvat, kasviöljyt
- Maalit, musteet ja pigmentit
- Saippuat ja pinta-aktiiviset aineet
- Glykolit
Teollisuudessa, kuten paperi-, kartonki- ja selluteollisuudessa, oikean pumpputyypin valinta riippuu käsiteltävien aineiden ominaisuuksista ja prosessin vaatimuksista. Tarjoamme asiantuntevaa apua sopivimman pumpun valinnassa teollisuuden varaosatoimituksissa.
Mitä huoltotoimenpiteitä eri hammaspyöräpumput vaativat?
Hammaspyöräpumput ovat itseimeviä ja voivat nostaa kuivana, vaikka niiden ominaisuudet paranevat, kun hammaspyörät ovat kosteat. Kummankin pumpputyypin huollossa on huomioitava seuraavat asiat:
Yleiset huoltotoimenpiteet molemmille pumpputyypeille:
- Hammaspyörien tulee olla pumpatun nesteen voitelemia, eikä niitä pidä käyttää kuivana pitkiä aikoja
- Siivilä tulisi aina asentaa imupuolelle suojaamaan pumppua suurilta, mahdollisesti vaurioittavilta kiintoaineilta
- Jos pumpun odotetaan käsittelevän hankaavia kiintoaineita, on suositeltavaa valita suuremman kapasiteetin pumppu, jotta sitä voidaan käyttää alhaisemmilla nopeuksilla kulumisen vähentämiseksi
Erityishuomioita sisäisille hammaspyöräpumpuille:
- Kestävämpiä ja vähemmän herkkiä kulumiselle, koska niissä on vain yksi tai kaksi laakeria
- Helpompi purkaa, puhdistaa ja koota uudelleen, mikä tekee niistä soveltuvia hygieenisiin sovelluksiin
Erityishuomioita ulkoisille hammaspyöräpumpuille:
- Alttiimpia kulumiselle niiden neljän laakerin ja tiukkojen toleranssien vuoksi
- Eivät sovellu yhtä hyvin hankaavien nesteiden käsittelyyn
Kulumisesta huolimatta hammaspyöräpumput yleensä altistuvat ajan myötä hammaspyörien, kotelon ja laakereiden kulumiselle. Kun välykset kasvavat, tehokkuus laskee asteittain ja virtausliukuma (pumpatun nesteen vuoto poistopuolelta imupuolelle) lisääntyy. Virtausliukuma on verrannollinen hammaspyörien hampaiden ja kotelon välisen välyksen kuutioon, joten käytännössä kulumisella on vähäinen vaikutus, kunnes kriittinen piste saavutetaan, josta suorituskyky heikkenee nopeasti.