齿轮泵，也称为浓缩泵，通过一组齿轮控制泵输出，以较低的公差（通常小于百分之一）产生指定的压力和流量。与蠕动泵和隔膜泵不同，输出流体的压力和流量波动很小，可以忽略不计。该泵的另一个重要特点是将流体与任何上游流量变化隔离。
齿轮泵是最常见的容积泵类型，在工业中有着非常悠久的使用历史。 1593年，一位名叫Nicolas Grolier的法国人首次绘制了这种泵的技术图纸。1636年，一位名叫Pappenheim的德国工程师发明了内啮合齿轮泵，至今仍用于润滑发动机。
齿轮泵功能：
已经提出并制造了多种齿轮泵的设计。本节回顾了一些常用的设计。
1- 旋回泵：
最简单的齿轮泵类型是转子泵。下图为该泵齿轮的整体结构。该泵内齿轮的齿轮数比外齿轮的齿轮数少一个。这种差异导致内齿轮绕外齿轮的旋转轴旋转。泵的几何形状是这样的，在每旋转半圈时，两个齿轮之间的距离在泵的一侧增加，在另一侧减小，而在下一个半圈时则发生相反的情况。
下图中有两个肾形，左边的是泵的出口，右边的是泵的入口。
如下图所示，随着入口处距离的增加，产生了空隙，并产生了吸力。由于内齿轮的齿轮数量较少，所以它的转数也较大，流体随之向出口方向运动。在出口处，由于距离缩短，流体在压力下被推出。
2- 内啮合齿轮泵：
该泵与回转泵非常相似。唯一的区别是月亮形状中有一个固定的部件。在这个泵中，两个齿轮都绕着固定轴旋转。该泵分三个阶段输送流体。在第一阶段，流体通过旋转内部齿轮并产生吸力进入泵。在第二阶段，流体沿着内部齿轮向出口移动，在第三阶段，流体被加压并离开泵。
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3-外啮合齿轮泵：
这种泵中有两个相似的齿轮，通常其中一个是驱动轮，另一个是惰轮。其工作步骤与内啮合齿轮泵的三个阶段完全相同，如下图所示。在这种类型的泵中，流体通过齿轮的两侧，因此其泵送的流量比内齿轮泵和回转泵更高。
齿轮泵用途：
各种齿轮泵的应用包括：
1- 旋回泵：
该泵通常用于低容量以及泵占用空间必须较小的情况。该泵可用于润滑曲轴等旋转轴。该泵还用于输送轻质油、食用油和液压油。
2- 内啮合齿轮泵：
该泵用于输送所有不同粘度的流体。这些泵更适合对 NPSH（总正吸入头）要求较低的应用。这种泵的常见应用已在许多行业中得到定义。它们用于食品工业中输送面食和浓酱汁、在石化工业中用于高压流体输送时的测量以及在发动机中用于润滑。它们还用于各种树脂、聚合物、酒精、溶液、聚氨酯泡沫、涂料、油墨、颜料、肥皂和乙二醇的传输管线。
3-外啮合齿轮泵：
该泵的应用与内啮合齿轮泵类似，但总体而言，由于使用两个齿轮，它可以传输更高的流量。它还用于运输各种油、化学品、腐蚀剂、化学添加剂、农产品、酸和腐蚀剂、酒精、溶液，以及用于测量聚合物和混合化学品。
注意：这些泵均不适合输送含有固体颗粒的液体。
齿轮泵的优点：
在齿轮泵中，输出是恒定的并且不依赖于压力。由于入口和出口对称，这些泵可以双向工作。泵机构的运行方式使得泵可以泵送粘度为 1 至 1,000,000 厘泊的流体。与某些正排量泵（例如活塞泵）不同，它只有两个运动部件，从而增加了泵的使用寿命。其设计和构造简单，易于使用和维护。
这些泵也适合用于所有类型的车辆。这些泵的另一个显著特点是它们对气蚀不敏感。由于齿轮转速不是很高，液体压降也很低，这种类型的泵不太可能进行校准。由于齿轮泵的广泛使用和大批量生产，其成本比大多数其他泵低。
齿轮泵的缺点：
齿轮泵的最大缺点是齿轮磨损。由于齿轮之间的金属接触或使用腐蚀性液体，齿轮会磨损，导致泵无法使用。这种泵虽然容易修理，但是由于各个零件的磨损，修理后泵将无法达到预期的性能，必须更换。
由于径向力不平衡和流量大，泵产生的噪声很大，这使其使用受到周围环境的限制。齿轮每转一圈传输的液体量取决于尺寸和公差，并且无法改变。
齿轮泵的组成部分：
由于齿轮泵设计的种类繁多，泵内设计的许多零件有所不同，但大多数泵的总体结构和主要零件是相同的。我们将在下面检查这些部分。
1-驱动齿轮：连接到主驱动轴。
2- 惰齿轮：该齿轮随驱动齿轮旋转。
3- 外壳：两个齿轮均位于外壳内部。
4- 泵入口
5- 泵出口
6- 主驱动轴：该轴将电动机或内燃机的动力传输到驱动齿轮。
7- 安全阀：此阀门位于出口处，当产生过大压力时，该阀门就会打开，防止泵损坏。
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齿轮和外壳之间的间隙非常小（在 0.005 到 0.007 英寸之间），甚至一张纸都难以穿过这个间隙。保持这个距离对于确保液体在泵送过程中不会回流并产生适当的压力至关重要。
选择标准和机械规格：
选择增稠泵的标准是：
1- 流体输出流量及压力：
齿轮泵与离心泵不同，其流体流量与泵速成正比。小型泵的容量非常低（每分钟几升），而大型泵的容量则达到每分钟几千升。流体出口压力在0.6至170 bar之间变化。较宽的输出压力范围拓宽了该泵在各个领域的应用。
2-汽蚀余量（NPSH）：
这个数量是选择泵的最重要的标准之一。该数量的值必须根据使用条件计算，并且必须小于制造商声明的值。
3- 零件材质：
对于腐蚀性流体，最好使用不锈钢等耐腐蚀材料。如果流体无腐蚀性，可以使用其他材料来降低价格。另外，如果需要将泵用于车辆或一般用途，泵的重量是一个重要标准，建议使用铝制机身和零件的泵。
齿轮泵的维修与保养：
为了使泵正常运行并延长其使用寿命，必须制定定期、准确的泵维护计划，并记录所有泵性能信息。
轴承被认为是泵维护中最重要的部分，因为它们在运动过程中会产生不平衡和任何缺陷，因此应定期检查。应检查齿轮和壳体之间的间隙。如果该距离不在0.005到0.007英寸的范围内，泵的运行就会出现问题；因此，必须不断检查外壳和齿轮是否腐蚀。要检查距离，请尝试将一张纸穿过它。
如果纸张轻松通过，则表明已失去适当的间隙并且泵需要维修。通过正确实施维护计划，泵将运行良好并具有足够的效率。使用齿轮泵的重点是，由于齿轮之间直接接触，泵绝不能无液体运转。在这些条件下操作泵将导致严重的齿轮磨损。解决此问题的最佳方法是使用流体钥匙。该开关安装在入口处，如果没有流体通过，则关闭泵。
故障排除：
增稠泵可能出现的问题的一些示例：
1- 壳体与齿轮之间的间隙因磨损而超出标准：
该问题可能是由于外壳上的齿轮磨损或使用腐蚀性液体引起的。如果该问题严重，则应更换泵。
2- 齿轮泵噪音和振动过大：此问题发生的原因如下：
- 吸入管或排出管连接不正确或支撑不正确。在这种情况下，管道必须按照制造商的标准进行安装。
- 泵支架刚性不够。
- 泵或电机轴承磨损。在这种情况下，必须更换新轴承。
- 泵内出现气蚀现象。有多种方法可以解决这个问题。最简单的方法是降低泵的高度和电动机的转速。
3- 过多的液体泄漏可能由以下原因造成：
- 由于温度和化学条件不兼容而导致泄漏。在这种情况下，请使用适合用途的 O 形圈。
- 连接不当造成泄漏。在这种情况下，请将 O 形圈安装到位，不要扭曲或弯曲。另外，检查所有安装说明。
- 因阀体腐蚀、裂缝造成泄漏。仅使用与泵兼容的流体。降低温度也可以降低腐蚀速度。
4-齿轮泵输出液体流量低：
- 入口处的空气可能会导致此问题。如果液体没有充满整个泵腔，泵就不能正常工作。
- 输出头过多也会引起这个问题。为了解决这个问题，必须检查出口是否有任何堵塞。还应检查安全阀是否正常运行。
- 根据制造商的说明检查旋转方向。
5- 下列情况下应更换泵：
- 噪音过大
- 高功耗
- 压力降
类似泵：
与增稠泵类似的泵包括：
1- 泵叶:
凸轮泵的工作原理和整体结构与齿轮泵相似，只是用凸轮代替齿轮，并且与齿轮泵不同的是，凸轮泵没有金属与金属的接触。该类型泵的价格也较高。此外，该泵的流量范围较高，压力范围较低。该泵还适用于不同粘度的流体。
2-叶片泵：
该泵不使用齿轮，而是使用类似齿轮但叶片更大的物体来传输流体。与齿轮泵不同，该泵用于低粘度的流体，并用于输送中等流量的流体。对于腐蚀性流体，该泵更容易损坏并且使用寿命更短。它的设计也很复杂，需要很多零件。该泵的独特之处在于叶片的膨胀，以补偿腐蚀并减少叶片和腔体之间的距离。
最后的话：
齿轮泵将流体限制在一定体积内并通过齿轮传输，从而均匀、无振动地泵送流体。此外，流体流速与泵速成正比。该泵在工业中有着悠久的使用历史，被认为是一种常见的泵。根据预期用途，有各种设计，包括内部、外部和回转齿轮泵，每种设计都有其独特的特点。该泵效率高，适用于不同粘度的多种流体，且寿命长。
如果您所需的流量较高并且使用的流体粘度较低，最好使用其他类型的泵，例如离心泵，但如果您需要中低流量流体的泵，则齿轮泵可以满足您的需求。另外，制定适当的泵维护程序，以确保泵的使用寿命。