Zubová čerpadla – definice, funkce a vlastnosti

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.

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.

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.

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.