Шестеренчатые насосы

Шестерёнчатые насосы предназначены для перекачивания масел, нефтепродуктов, мазута и других жидкостей, обладающих подходящей вязкостью и смазывающей способностью. Оборудование применяется в нефтяной промышленности, котельных, технологических установках, системах смазки и перекачивания жидкого топлива. В зависимости от назначения используются шестерённые насосы НМШ, фланцевые исполнения НМШФ, агрегаты НМШГ с обогревом или охлаждением корпуса и другие модели объёмного типа.

Промышленные роторные насосы с зубчатым механизмом подачи жидкости

Шестерённый насос представляет собой объёмную роторную гидравлическую машину, в которой перемещение жидкости обеспечивается вращением зубчатых колёс внутри корпуса. При работе насоса жидкость захватывается полостями между зубьями и корпусом, переносится из всасывающей зоны в нагнетательную и вытесняется в напорный трубопровод. Такая конструкция применяется для транспортирования жидкостей с подходящими смазывающими свойствами, в том числе продуктов повышенной вязкости.

Основные технические характеристики шестерённых насосов

Виды промышленных шестерёнчатых насосов

Шестерёнчатые насосы различаются способом крепления, конструкцией корпуса, расположением зубчатой пары и условиями эксплуатации. Для масляных систем и перекачивания нефтепродуктов используются насосы НМШ, НМШФ и НМШГ. Отдельную группу составляют насосы с внутренним зацеплением и гидравлические насосы НШ, которые могут иметь другое конструктивное исполнение и назначение.

Основные разновидности шестерённого насосного оборудования

Шестерённые масляные насосы НМШ

Насосы НМШ предназначены для перекачивания масел и других неагрессивных смазывающих жидкостей в пределах характеристик выбранного исполнения. Типовая конструкция включает корпус, ведущую и ведомую шестерни, подшипниковые элементы и уплотнение вала. Насос устанавливается на опорах и может соединяться с электродвигателем посредством муфты. Допустимые давление, температура и вязкость определяются паспортом конкретного агрегата.

Фланцевые шестерёнчатые насосы НМШФ

Насосы НМШФ отличаются фланцевым конструктивным исполнением и применяются для подачи соответствующих масляных и нефтяных жидкостей. Такой вариант компоновки используется при определённых требованиях к размещению насосного узла и соединению с приводом. При подборе необходимо учитывать не только производительность и давление, но и присоединительные размеры, частоту вращения, тип уплотнения и конструкцию электродвигателя.

Шестерённые насосы НМШГ с обогревом корпуса

Исполнения НМШГ предусматривают конструктивные элементы для обогрева или охлаждения корпуса насоса. Температурная подготовка может быть необходима при работе с продуктами, вязкость которых существенно изменяется в зависимости от температуры. Обогрев способствует поддержанию необходимой текучести жидкости при пуске и эксплуатации в предусмотренных условиях. Допустимая температура и схема подключения теплоносителя определяются технической документацией насоса.

Насосы с внешним и внутренним зацеплением

В насосах с внешним зацеплением используются две шестерни с наружными зубьями, которые вращаются в корпусе и перемещают жидкость по его периферийным каналам. В конструкциях с внутренним зацеплением одна шестерня работает внутри другой. Эти схемы отличаются геометрией рабочих полостей, характеристиками подачи, допустимой вязкостью и эксплуатационными особенностями. Конкретный тип выбирается по свойствам жидкости и требованиям насосной системы.

Принцип работы шестерёнчатого насоса

При вращении ведущей и ведомой шестерён в зоне всасывания происходит раскрытие межзубовых полостей, вследствие чего жидкость поступает в рабочую часть насоса. Затем продукт переносится в замкнутых объёмах вдоль стенок корпуса к стороне нагнетания. В зоне зацепления зубьев объём рабочих полостей уменьшается, и жидкость вытесняется в напорный патрубок. Зубчатая пара обеспечивает объёмную подачу при соблюдении условий заполнения насоса.

Основные стадии работы шестерённого насоса:

• Поступление жидкости во всасывающий патрубок.
• Вращение ведущей и ведомой шестерён.
• Заполнение межзубовых полостей жидкостью.
• Перемещение продукта вдоль внутренних стенок корпуса.
• Вытеснение жидкости в зоне зацепления.
• Подача продукта в напорный трубопровод.
• Ограничение давления предусмотренной системой защиты.

Конструкция промышленного шестерённого насосного агрегата

Основными узлами шестерённого насоса являются корпус, крышки, ведущая и ведомая шестерни, валы или оси, опорные элементы и уплотнение приводного вала. Электронасосный агрегат дополнительно комплектуется электродвигателем, соединительной муфтой и основанием в зависимости от исполнения. Для отдельных моделей предусматриваются предохранительные клапаны, рубашки обогрева и вспомогательные присоединения.

Основные элементы шестерёнчатого насоса

Насосы для масла и смазочных систем

Шестерённые масляные насосы применяются для подачи и циркуляции смазочных жидкостей в соответствующих промышленных установках. Объёмный принцип действия позволяет использовать их в системах с определённой вязкостью продукта и требуемым давлением. При выборе учитываются марка масла, температура, вязкость, допустимое содержание примесей и режим работы. Для гидравлических систем машин могут применяться специальные насосы НШ, отличающиеся от общепромышленных агрегатов НМШ.

Шестерённые насосы для мазута и вязких нефтепродуктов

При перекачивании мазута и других вязких нефтепродуктов большое значение имеют температура продукта, сопротивление всасывающей линии и возможность предварительного подогрева. Для таких условий могут использоваться специальные шестерённые насосы, включая обогреваемые исполнения. Подбор выполняется с учётом фактической вязкости при рабочей температуре, необходимого давления и совместимости уплотнительных материалов.

Материалы проточной части шестерённых насосов

Для изготовления корпусов и шестерён применяются чугун, конструкционные стали, бронза и другие металлы или сплавы по технической документации. Выбор материала зависит от состава жидкости, температуры, механических нагрузок и требований к износостойкости. Для химически активных сред необходимо отдельно проверять стойкость всех смачиваемых деталей. Наличие металлического корпуса не означает универсальной пригодности насоса для кислот, щелочей или растворителей.

Материалы основных конструктивных элементов

Подача шестерёнчатого насоса и частота вращения

Теоретическая подача шестерённого насоса определяется рабочим объёмом за один оборот и частотой вращения. Фактический расход отличается от теоретического из-за внутренних перетоков жидкости через технологические зазоры. Величина этих потерь зависит от перепада давления, вязкости, износа деталей и температуры среды. При выборе необходимо использовать рабочие характеристики конкретного агрегата, а не только геометрическую подачу.

Давление нагнетания и предохранительный клапан

Шестерённые насосы относятся к объёмному оборудованию, поэтому при перекрытии напорной линии давление может быстро возрастать до опасных значений. Для защиты насоса и трубопроводов необходимо предусматривать систему ограничения давления, рассчитанную на соответствующую подачу. Предохранительный клапан может входить в конструкцию насоса или устанавливаться отдельно. Нельзя эксплуатировать агрегат с закрытой напорной задвижкой без предусмотренного безопасного пути отвода жидкости.

Основные требования к защите насосной системы:

• Наличие предусмотренного проектом устройства защиты от избыточного давления.
• Соответствие пропускной способности защитного устройства расходу насоса.
• Размещение защиты до возможного перекрытия напорной линии.
• Соблюдение допустимого давления корпуса и трубопроводов.
• Контроль давления при пуске и эксплуатации.
• Исключение длительной работы на внутреннем перепуске без соответствующего расчёта.
• Предотвращение перегрева жидкости при циркуляции через клапан.

Вязкость жидкости и условия всасывания

Шестерёнчатые насосы часто применяются для вязких жидкостей, но допустимый диапазон вязкости ограничен конструкцией и частотой вращения. При увеличении вязкости возрастают потери давления во всасывающей линии и потребляемая мощность. Для густых продуктов может потребоваться уменьшение частоты вращения, увеличение диаметра трубопровода или предварительный подогрев. Условия всасывания проверяют с учётом риска недостаточного заполнения межзубовых полостей и кавитации.

Преимущества и ограничения шестерённого насосного оборудования

Объёмный принцип работы обеспечивает сравнительно равномерную подачу жидкости при постоянной частоте вращения и подходящих условиях эксплуатации. Шестерённые насосы используются для масел и вязких продуктов, однако чувствительны к абразивным частицам и работе без необходимой смазки. Износ зубчатой пары и рабочих поверхностей увеличивает внутренние утечки. Для жидкостей с твёрдыми включениями или низкой смазывающей способностью необходимо специальное конструктивное решение.

Шестерённые и центробежные насосы — основные отличия

Шестерённый насос перемещает определённый объём жидкости за оборот, тогда как центробежный сообщает потоку энергию вращающимся рабочим колесом. У объёмного насоса расход сравнительно слабо зависит от сопротивления системы до достижения эксплуатационных ограничений, а у центробежного заметно изменяется по напорной характеристике. Это определяет различия в регулировании подачи и защите от избыточного давления.

Сравнение шестерённого и центробежного насосов

Маркировка насосов НМШ, НМШФ и НМШГ

Условные обозначения распространённых промышленных шестерённых насосов включают буквенный индекс конструкции и числовые характеристики. Например, в обозначении НМШ 5-25-4/4 число 5 характеризует геометрическую подачу в литрах на 100 оборотов, 25 — наибольшее давление насоса в кгс/см², 4 перед дробью — подачу агрегата в м³/ч, а 4 после дроби — давление на выходе в кгс/см². Дополнительные буквенные и цифровые индексы определяются документацией изготовителя.

Расшифровка распространённых обозначений

ГОСТ 19027-89 для промышленных шестерённых насосов

ГОСТ 19027-89 «Насосы шестеренные. Основные параметры» распространяется на соответствующие насосы внешнего зацепления для перекачивания нефтепродуктов и других неагрессивных жидкостей без абразивных примесей, обладающих смазывающей способностью. Область стандарта включает подачу от 0,25 до 36 м³/ч и давление от 1 до 4 МПа при других установленных ограничениях. Документ предусматривает типы НМШ, НМШФ и НМШГ. Он не распространяется на шестерённые насосы станочных и автотракторных гидросистем.

Применение шестерёнчатых насосов в промышленности

Шестерённое насосное оборудование используется для перекачивания смазочных масел, жидкого топлива, нефтепродуктов и других совместимых продуктов. Такие агрегаты применяются в производственных системах, где необходима заданная подача вязкой жидкости при определённом перепаде давления. В зависимости от технологической схемы насосы могут использоваться для циркуляции, транспортирования между ёмкостями и подачи продукта к оборудованию.

Основные направления применения:

• Котельные установки — перекачивание мазута соответствующими исполнениями.
• Нефтепереработка — транспортирование совместимых нефтепродуктов.
• Промышленные системы смазки — подача масел.
• Машиностроение — работа в соответствующих масляных контурах.
• Резервуарные хозяйства — перекачивание совместимых жидких продуктов.
• Технологические установки — подача вязких смазывающих жидкостей.
• Системы подготовки жидкого топлива — транспортирование продукта по технологической схеме.

Техническое обслуживание и контроль состояния насосов

При эксплуатации контролируют давление нагнетания, температуру корпуса, герметичность уплотнений, состояние подшипников и стабильность подачи. Износ зубчатой пары и внутренних поверхностей корпуса приводит к увеличению перетоков и снижению объёмного КПД. Важно исключать попадание абразивных частиц, проверять состояние фильтрующих устройств и соблюдать предусмотренные условия смазки. Периодичность осмотров определяется руководством по эксплуатации.

Как выбрать шестерёнчатый насос для масла или мазута

Подбор начинается с определения состава жидкости, необходимой подачи и требуемого перепада давления. Затем уточняют температуру, кинематическую или динамическую вязкость и смазывающие свойства продукта. Для вязких нефтепродуктов проверяют необходимость обогрева корпуса, для опасных жидкостей — герметичность уплотнения и требования к приводу. Окончательный выбор выполняют по паспортным характеристикам и расчётным условиям трубопроводной системы.

Исходные данные для технического задания:

• Назначение насоса и технологическая схема установки.
• Наименование и состав перекачиваемой жидкости.
• Требуемая подача, м³/ч.
• Рабочее давление нагнетания.
• Давление на входе и расчётный перепад давления.
• Рабочая и максимальная температура продукта.
• Плотность жидкости.
• Кинематическая или динамическая вязкость.
• Смазывающая способность перекачиваемой среды.
• Наличие твёрдых включений и их характеристики.
• Необходимость обогрева корпуса или трубопровода.
• Предпочтительная серия — НМШ, НМШФ, НМШГ или другое исполнение.
• Материал корпуса и шестерён.
• Тип уплотнения приводного вала.
• Необходимость предохранительного клапана и схема отвода жидкости.
• Частота вращения и мощность привода.
• Параметры электропитания.
• Требования к взрывозащите при необходимости.
• Размеры присоединительных патрубков.
• Условия всасывания и монтажное положение.
• Режим работы и возможность регулирования подачи.
• Требования к контролю качества, испытаниям и документации.

Для подбора промышленного шестерённого насоса рекомендуется предоставить техническое задание с характеристиками жидкости, необходимой подачей, давлением и условиями эксплуатации. При согласовании уточняются типоразмер, материал проточной части, конструкция уплотнения, параметры электродвигателя и необходимость обогрева. Наличие, стоимость, комплектация и окончательные технические характеристики определяются по конкретному исполнению оборудования.

Для покупки обратитесь к нашим менеджерам по номеру телефона +375 (25) 941-85-89 или электронной почте grodno@metatorg.ru