Zubová čerpadla – definice, funkce a vlastnosti

Zubové čerpadlo je mechanické dopravní zařízení, které se používá k přesnému a kontrolovanému dávkování kapalin nebo viskózních materiálů. Tvoří jej dvě vzájemně propojená ozubená kola, která se otáčejí v jednom pouzdře. Během otáčivého pohybu ozubených kol dochází k uzavření dopravovaného materiálu mezi zuby kol a jeho transportu ze strany vstupu na stranu výstupu. Zubové čerpadlo je známé svou vysokou přesností, opakovatelností a spolehlivostí a nachází využití v různých průmyslových odvětvích, v kterých je vyžadováno přesné dávkování pro zajištění kvality výrobků a řízení procesů.

Jak funguje zubové čerpadlo?

Zubové čerpadlo funguje na principu dvou ozubených kol ve vzájemném záběru otáčejících se uvnitř tělesa čerpadla. V následujícím textu je vysvětlen základní princip funkce zubového čerpadla:

Vstupní fáze:
Na začátku čerpacího cyklu jsou obě ozubená kola v těsném kontaktu a prostor čerpadla je naplněn dopravovaným materiálem. Vstupní ventil je otevřen a přes přívodní systém je do čerpadla přiváděn materiál.

Dávkovací fáze:
Když se ozubená kola otáčejí, plní se mezery mezi zuby na vstupní straně materiálem. Na výstupní straně je materiál vytlačován z čerpadla záběrem zubů jednoho ozubeného kola do mezer mezi zuby druhého ozubeného kola a tím dopravován.

Fáze čerpání:
Zatímco se ozubená kola dále otáčejí, je vytlačený materiál dopravován do oblasti dávkování ve směru výstupu. Otevře se vypouštěcí ventil a materiál je z čerpadla veden do dávkovacího systému nebo dávkovacího bodu.

Opakování:
Tento cyklus vstupu, dávkování, čerpání a výstupu se nepřetržitě opakuje, aby bylo k dispozici požadované množství materiálu, který má být dávkován. Rychlost a množství dávkování lze přesně nastavit regulací rychlosti otáčení ozubených kol.
Je důležité si uvědomit, že přesné dávkování v zubových čerpadlech závisí na přesnosti ozubených kol a řízení rychlosti otáčení. Zubová čerpadla nabízejí výhodu relativně konstantního dávkování s nízkou pulzací, což je výhodné v mnoha aplikacích dávkovací techniky.
Zubová čerpadla se používají v různých průmyslových odvětvích, včetně chemického, potravinářského, farmaceutického, ropného a plynárenského průmyslu a mnoha dalších, kde je vyžadováno přesné dávkování kapalin nebo viskózních materiálů.

Jaké jsou výhody zubového čerpadla?

Zubová čerpadla nabízejí řadu výhod v různých aplikacích, zejména v situacích, kdy je vyžadováno přesné dávkování nebo spolehlivé čerpání kapaliny. Níže jsou uvedeny některé z předností zubových čerpadel:

Vysoká přesnost:
Zubová čerpadla nabízejí přesné dávkování kapalin nebo viskózních materiálů, protože ozubená kola do sebe těsně zabírají a dodávají přesně definovaný objem na jednu otáčku.

Nízká pulzace:
Zubová čerpadla vytvářejí zpravidla rovnoměrnou a nízkou míru pulzace proudu kapaliny, což je důležité v aplikacích s citlivými přístroji nebo zařízeními.

Všestrannost:
Mohou být použity pro širokou škálu kapalin a viskózních materiálů, včetně chemikálií, olejů, maziv, barev, lepidel a dalších.

Spolehlivost:
Zubová čerpadla jsou obvykle spolehlivá a mají dlouhou životnost. Vyžadují méně údržby a mají krátké prostoje.

Snadná údržba:
Údržba zubových čerpadel je často nekomplikovaná, protože mají méně pohyblivých částí a jsou snadno přístupné.

Účinnost:
Zubová čerpadla jsou zpravidla energeticky účinná a dosahují vysokého dávkovacího výkonu při nízké spotřebě energie.

Dobré samonasávání:
Dokáží nasávat kapaliny z nízkých hladin nebo proti mírnému podtlaku, což je užitečné v některých aplikacích.

Nízké náklady na údržbu:
Díky své spolehlivosti a nízké potřebě náhradních dílů jsou dlouhodobé náklady na údržbu často nízké.

Přizpůsobitelnost:
Mohou být přizpůsobena pro různé aplikace a prostředí, včetně vysokoteplotních a vysokotlakých aplikací.

Kompaktní konstrukce:
Zubová čerpadla mají často kompaktní konstrukci a lze je proto instalovat i v omezených prostorových podmínkách.

Výběr správného čerpadla závisí na konkrétních požadavcích aplikace. Všude tam, kde je důležité přesné dávkování a nízká pulzace, jsou zubová čerpadla oblíbenou volbou. Používají se v různých průmyslových odvětvích, včetně chemického, potravinářského, farmaceutického, ropného a plynárenského průmyslu a mnoha dalších.

Jaké druhy zubových čerpadel existují?

Zubová čerpadla dělíme na různé druhy v závislosti na konstrukci a použití. Hlavní druhy zubových čerpadel lze rozdělit takto:

Zubová čerpadla s vnitřním ozubením:
U zubových čerpadel s vnitřním ozubením je hnací ozubené kolo (vnitřní ozubené kolo) umístěno uvnitř tělesa a zabírá do výstupního ozubeného kola (vnější ozubené kolo). Tato čerpadla se často používají v aplikacích s vysokou viskozitou.

Zubová čerpadla s vnějším ozubením:
U zubových čerpadel s vnějším ozubením se hnací i výstupní ozubené kolo nachází mimo těleso čerpadla. Materiál je dopravován otáčením ozubených kol na stejné ose.

Dávkovací zubová čerpadla s vnitřním ozubením:
Tato čerpadla jsou koncipována speciálně pro dávkovací aplikace. Často využívají dvě do sebe zabírající vnitřní ozubená kola a zajišťují přesné dávkování kapalin.

Dávkovací zubová čerpadla s vnějším ozubením:
Tato čerpadla jsou podobná vnějším zubovým čerpadlům, používají se však speciálně pro aplikace dávkování a dávkovací techniky. Vyznačují se vysokou mírou přesnosti při dávkování.

Zubová čerpadla s vnitřním a vnějším ozubením:
Některá zubová čerpadla využívají ve své konstrukci vnitřní i vnější ozubená kola, aby mohla splnit specifické požadavky, jako je vysoká viskozita nebo vysoký tlak.

Zubová čerpadla s více sadami ozubení:
Tato čerpadla mají několik párů ozubených kol, které pracují současně, aby dosáhly vyššího dávkovacího výkonu. Často jsou využívána v průmyslových aplikacích vyžadujících přísun velkých množství kapaliny.

Gerotorová čerpadla:
Gerotorová čerpadla využívají vnitřní a vnější ozubené kolo se speciální geometrií. Nabízejí dobrou kombinaci výkonu a kompaktnosti.

Dvouvřetenová čerpadla:
Tato čerpadla používají k čerpání tekutin dvě ozubená kola, která jsou ve vzájemném záběru. Používají se v aplikacích s vysokým objemovým průtokem a nízkou viskozitou.

Zubová čerpadla pro vysokotlaké aplikace:
Speciálně konstruovaná zubová čerpadla mohou vytvářet velmi vysoké tlaky a používají se v aplikacích, jako jsou vysokotlaké čističe a stroje na řezání vodním paprskem.

Výběr správného zubového čerpadla závisí na specifických požadavcích aplikace, včetně druhu dopravovaného materiálu, přesnosti dávkování, rozsahu tlaku a teploty a dalších faktorů. Každý druh čerpadla má své vlastní přednosti a nevýhody a hodí se na konkrétní úlohy.

Jaké jsou typické aplikace zubového čerpadla?

Zubová čerpadla se používají v široké škále aplikací, zejména tam, kde je vyžadováno přesné dávkování. Zde jsou některé typické aplikace zubových čerpadel:

Medicínská technika:
Zubová čerpadla se v medicínské technice používají například ke spolehlivému zpracování odlitků, například při výrobě umělých plic nebo dialyzačních filtrů.

Automobilový průmysl:
Zubová čerpadla se v automobilovém průmyslu používají ke zpracování maziv, lepidel a těsnicích materiálů.

Elektronický průmysl:
Dávkovací zařízení se zubovými čerpadly se často používají při zalévání elektronických součástek, protože umožňují zajistit precizní nanášení materiálu.

Tyto příklady ukazují, že zubová čerpadla jsou široce používána v celé řadě průmyslových odvětví a aplikací, v nichž je vyžadováno přesné dávkování a vysoká míra přesnosti. Často se používají v kombinaci s průtokoměry a řídicími systémy pro další zlepšení dávkování.

Které produkty METER MIX jsou vybaveny zubovým čerpadlem?

Naše řada LiquidFlow je vybavena zubovými čerpadly a pokrývá jak přesné nanášení malých množství, tak i velké objemy. Stejně tak jsou použita v řadě PasteFlow umožňující nanášení vysoce viskózních materiálů.

LiquidFlow 30
LiquidFlow 40
LiquidFlow 50

Dávkovací systémy se zubovými čerpadly pro vysoce viskózní materiály
PasteFlow 20
PasteFlow 200

Materiál dávkovaný kontinuálním průtokem
METER MIX Liquidflow 2PC

LiquidFlow 2

Všestranné zařízení k přesnému nanášení malého množství materiálu

METER MIX Liquidflow 30m

LiquidFlow 30

Přesná technologie na principu zubových čerpadel pro aplikace s malým až středním množstvím nanášeného materiálu

METER MIX Liquidflow 40

LiquidFlow 40

Technologie zubových čerpadel středního rozsahu pro aplikace se středním průtokem

METER MIX Liquidflow 50A

LiquidFlow 50

Vysoce výkonný stroj pro větší požadavky na průtokovou výrobu

Materiál dávkovaný kontinuálním průtokem
meter-mix-pasteflow-20g

PasteFlow 20

Vysoce jakostní zařízení určené k nanášení vysoce viskózních materiálů přímo z 20litrových nádrží

meter-mix-pasteflow-200g20

PasteFlow 200

Vysoce výkonný stroj pro dávkování kuliček vysoce viskózního materiálu přímo z 200litrových sudů