Внутренние шестеренчатые насосы — это специализированный тип объемных гидравлических насосов, в которых жидкость перемещается посредством взаимодействия двух зубчатых колёс: внутреннего (обычно ведущего) и наружного (ведомого), установленных в корпусе таким образом, что их зацепление происходит внутри одной шестерни. Такой принцип работы обеспечивает стабильный, непрерывный поток жидкости с минимальными пульсациями.В гидравлической и промышленной технике внутренние шестеренчатые насосы ценятся за свою энергетическую эффективность, плавность подачи и способность работать с широким диапазоном вязкостей — от тонких масел до густых, вязких сред.
Этот тип насосов широко используется в различных областях — от гидравлических систем промышленного и мобильного оборудования до точных технологических процессов в пищевой, химической и нефтехимической отраслях. В следующих разделах мы подробно разберём принцип работы, преимущества и реальные области применения этих насосов, а также поможем ответить на ключевые вопросы, которые возникает у инженеров и закупщиков при выборе оборудования.
Внутренние шестеренчатые насосы основаны на принципе объёмной передачи жидкости через вращающиеся шестерни, где одна большая шестерня с внутренними зубьями (ротора) вращается вокруг меньшей внешней шестерни (идлера), расположенной внутри неё. Эта конструкция создаёт закрытые камеры, которые перемещают жидкость от всасывающей стороны к нагнетательной.
Ротор (outer/drive gear): большая шестерня с внутренними зубьями, которая напрямую соединена с приводным валом.
Идлер (idler gear): меньшая шестерня, находящаяся внутри ротора; она вращается под действием ротора и создаёт движение жидкости.
Полулунная перегородка (crescent): неподвижная перегородка между впускной и выпускной сторонами внутри корпуса, которая разделяет зоны и формирует герметичные камеры.
Корпус и крышки: обеспечивают структурную жёсткость и направляют поток жидкости.
Работа внутреннего шестеренчатого насоса проходит в несколько последовательных фаз:
Фаза всасывания:
Когда ротор и идлер вращаются, на стороне всасывания зубья начинают расходиться, создавая увеличенный объём между зубьями и корпусом. Это вызывает падение давления и жидкость втягивается в камеры.
Транспортировка жидкости:
Захваченная жидкость перемещается вокруг полулунной перегородки в герметичных полостях, образованных между зубьями и корпусом. Перегородка предотвращает возврат жидкости в сторону всасывания и направляет поток к выпуску.
Фаза нагнетания:
На выходной стороне зубья роторa и идлера снова входят в зацепление, уменьшая объём камеры. Это сжимает жидкость и выталкивает её через нагнетательный патрубок под давлением.
Такой принцип обеспечивает плавную, непрерывную подачу жидкости без значительных пульсаций, а объём перекачиваемой жидкости прямо пропорционален числу оборотов ротора — что делает насосы точными в подаче и удобными для дозирования.
Внутренние шестеренчатые насосы обладают рядом ключевых преимуществ, которые делают их предпочтительным выбором в широком спектре задач — от промышленной гидравлики до химической и пищевой промышленности. Ниже — подробный разбор этих достоинств на основе проверенных технических источников и отраслевых данных.
Благодаря точной подгонке зубьев шестерён и минимальным зазорам между ними и корпусом, внутренние шестеренчатые насосы демонстрируют очень низкие внутренние утечки и высокий объёмный КПД. Это означает, что практически весь объём жидкости, захваченный в рабочей камере, действительно перемещается, а не теряется зазорами. Такая эффективность снижает энергозатраты на работу насоса и повышает общую производительность системы.
Одно из ключевых преимуществ — способность эффективно работать с жидкостями самых разных вязкостей: от тонких растворителей и масел до высоковязких смол, паст и пищевых продуктов. Такая универсальность делает внутренние насосы одним из самых гибких решений для промышленных процессов, где свойства среды могут значительно варьироваться.
Внутренние шестеренчатые насосы обеспечивают почти непрерывный, плавный поток жидкости без значительных пульсаций давления.
Конструкция с минимальным количеством движущихся частей (обычно это две шестерни и перегородка) повышает надёжность и упрощает обслуживание. Меньше движущихся элементов — меньше точек износа, что положительно сказывается на долговечности и снижении расходов на техобслуживание. Дополнительно, плавное зацепление зубьев снижает вибрацию и шум в работе.
Многие внутренние шестеренчатые насосы обладают способностью к самовсасыванию, то есть могут начинать работу без предварительного заполнения всасывающей линии. Кроме того, возможность реверса потока (при изменении направления вращения) добавляет гибкости при проектировании систем, например, для операций CIP (очистка на месте) в пищевой промышленности.
В химической переработке внутренние шестеренчатые насосы используются для перекачки различных химических веществ, смол, полимеров, адгезивов и агрессивных сред благодаря своей устойчивости к химическому воздействию и стабильному потоку при высокой вязкости. Их применяют также для метролого-дозирующих операций в химических линиях.
В нефтехимии такие насосы востребованы для перекачки мазута, битума, тёплых масел и тяжёлых нефтепродуктов, где требуется работа с вязкими средами при устойчивой температуре. В некоторых конструкциях корпус может быть с подогревом, чтобы поддерживать оптимальную вязкость среды.
низкое сдвиговое воздействие на продукт и точность дозирования. Внутренние шестеренчатые насосы используются для перекачки сиропов, шоколада, паст, жиров, масел и других вязких пищевых сред. Возможность обратного хода потока полезна для операций CIP (очистка на месте).
В гидравлических системах промышленного и мобильного оборудования такие насосы применяются как источники давления для цилиндров, исполнительных механизмов и приводов, особенно когда важна низкая пульсация потока и точность подачи. Внутренние шестеренные насосы также эффективно используются в смазочных системах машин и механизмов для подачи масел и технических жидкостей.
В машиностроении внутренние шестеренчатые насосы применяются в оборудовании для:
Точной подачи технологических жидкостей;
Охлаждения и циркуляции рабочих сред;
Питательных систем для автоматизированных линий.
Они также находят применение в производстве пластиков, литьевых форм, машин для резки и штамповки, где требуется стабильное, непрерывное перемещение жидкости.
В нефтегазовой отрасли внутренние шестеренчатые насосы применяются для перекачки как сырая нефть и тяжёлые продукты, так и смазочные масла, а также в технологических линиях, требующих работы с вязкими углеводородами.
Технологические процессы фармацевтического производства требуют высокой точности дозирования и бережной обработки чувствительных сред. Внутренние шестеренчатые насосы обеспечивают равномерный поток без значительного сдвигового воздействия на среду, что делает их подходящими для работы с лекарственными растворами и компонентами.
Чтобы помочь вам объективно понять различия между внутренними и внешними шестеренчатыми насосами и сделать оптимальный выбор для конкретной задачи, ниже приведено профессиональное сравнение по ключевым параметрам.
Внешний шестеренный насос использует две одинаковые внешние шестерни, которые вращаются навстречу друг другу и перемещают жидкость вокруг внешнего контура зубьев.
Внутренний шестеренный насос имеет одну шестерню внутри другой: меньший ротор и большая шестерня-идлер, что создаёт иной рабочий цикл перекачки.
| Параметр / Свойство | Внутренние шестеренчатые насосы | Внешние шестеренчатые насосы |
|---|---|---|
| Принцип зацепления | Внутренний и внешний зубчатый механизм | Две внешние шестерни |
| Плавность потока | Очень низкие пульсации, устойчивый поток | Низкие пульсации, но чуть выше чем у внутренних |
| Работа с вязкими жидкостями | Отлично подходят для сред средней и высокой вязкости | Предпочтительны для низкой и средней вязкости |
| Способность к высокому давлению | Средний уровень давления | Часто лучше подходят при более высоких давлениях |
| Стабильность и шум | Плавная, тихая работа | Может быть выше шум при абразивных условиях |
| Устойчивость к абразивным условиям | Более прощающие зазоры, лучше выдерживают твёрдые частицы | Требуют более чистой среды, чувствительны к абразиву |
| Цена и простота обслуживания | Обычно сложнее с конструктивной точки зрения | Проще и дешевле в производстве и обслуживании |
| Самовсасывание | Хорошие характеристики | Хорошие, но зависит от конструкции |
Такое утверждение встречается довольно часто, но это не вполне верно. Внутренние шестеренчатые насосы действительно могут работать с очень широким диапазоном вязкостей — от тонких масел до очень густых сред (до более чем 1 000 000 cP) — и обладают лучшей способностью к всасыванию по сравнению с некоторыми другими типами насосов.
Однако у каждого конкретного типа среды есть требования по чистоте, температуре и вязкости, которые нужно учитывать. Например, при наличии твёрдых частиц или абразивов в жидкости насос может изнашиваться быстрее, если качество фильтрации недостаточно. Это справедливо как для внутренних, так и для других типов шестерённых насосов.
Как решить:
Проводите анализ рабочей среды перед подбором насоса — учитывайте размер частиц, диапазон температур и вязкость. Правильный подбор фильтрации и материалов корпуса продлит срок службы оборудования.
Это тоже распространённое заблуждение. Хотя способность работать под определённым давлением важна, не каждый внутренний шестерёнчатый насос оптимизирован для очень высоких давлений. Внутренние насосы хорошо работают в умеренных давлениях (часто до ~16–20 бар в типичных конструкциях), но для экстремально высоких давлений в гидравлике предпочтительнее конструкции с более жёсткими опорами и дополнительными подшипниками, как у внешних шестерённых насосов или поршневых насосов.
Как решить:
Сначала определите целевое рабочее давление системы. Если оно превышает средний диапазон, стоит рассмотреть насосы другого типа или конструктивные модификации (усиленные корпуса, дополнительный опорный узел).
Хотя внутренняя конструкция действительно снижает пульсации потока и может работать тише, чем некоторые внешние модели, «без вибраций» — это упрощение реальности. Любой насос при неправильной установке, несоосности вала, плохой балансировке двигателя или несоответствующей вязкости среды будет генерировать вибрации и шум.
Как решить:
Следите за качественной установкой (соосность валов, демпфирование), применяйте виброизоляцию и соблюдайте рекомендации производителя по диапазону скоростей.
Это опасное заблуждение. Несмотря на простоту конструкции, их тоже нужно обслуживать: проверять зазоры, смазывать подшипники (если это предусмотрено конструкцией), контролировать износ уплотнений и состояние фильтра. Пренебрежение этими операциями приводит к падению КПД, утечкам и преждевременному выходу из строя.
Как решить:
Регулярно планируйте техосмотр согласно рекомендациям производителя — даже самые надёжные насосы должны подвергаться профилактике.
Чтобы выбрать внутренний шестеренчатый насос правильно и быстро, следуйте по шагам:
Соберите параметры вашей системы
Определите требуемый расход (л/мин), рабочее давление, тип жидкости, её вязкость и рабочую температуру. Эти данные задают основу для всех следующих решений.
Выберите тип насоса
Внутренний шестеренчатый насос подходит, если жидкость вязкая, требуется плавный поток и низкий уровень шумов.
Оцените совместимость жидкости
Проверьте, подходит ли материал корпуса и уплотнений к химии, температуре и чистоте вашей рабочей среды. При наличии твёрдых частиц или агрессивных компонентов может потребоваться особая обработка или фильтрация.
Проверьте условия всасывания и нагнетания
Убедитесь, что конструкция насоса сможет обеспечить всасывание на вашей высоте и рассчитана на необходимое давление без кавитации и чрезмерных нагрузок.
Сопоставьте параметры с характеристиками модели
Используйте данные производителей — кривые подачи и давления — чтобы выбрать конкретную модель, устойчивую к вашим условиям работы и обеспечивающую заданный расход.
Внутренние шестеренчатые насосы — это эффективные и надёжные гидравлические устройства, которые обеспечивают стабильную, почти без пульсаций подачу жидкости и устойчивы к широкому диапазону вязкостей, от тонких масел до густых смол и паст. Они подходят для множества промышленных задач благодаря высокой объёмной эффективности, минимальному уровню шума и вибраций, а также способности работать с различными средами при умеренных давлениях. Основные преимущества включают низкие внутренние утечки, высокую надёжность и простоту обслуживания.
Однако правильный выбор внутреннего шестеренчатого насоса требует учёта характеристик жидкости и условий эксплуатации. Эти насосы лучше всего подходят для чистых сред без абразивных включений и при умеренных давлениях. В средах с грубыми частицами или экстремальными рабочими давлениями могут потребоваться другие типы насосов или специальные конфигурации.
Если вы ищете решение для своей гидравлической системы — будь то обработка высоковязких сред, обеспечение стабильной подачи масла или интеграция в автоматизированную технологическую линию — внутренний шестеренчатый насос может стать идеальным вариантом. Его преимущества особенно заметны там, где важны плавность потока, энергоэффективность и надёжность.
Наша команда Lexmua готова помочь вам с техническим подбором и расчётом оптимального решения. Напишите нам параметры вашей системы — характеристики жидкости, требуемый расход, давление и условия эксплуатации — и мы предложим насос, который максимально эффективно решит вашу задачу, обеспечит долгий срок службы и лучшую экономическую отдачу.
Свяжитесь с нашими инженерами для бесплатной консультации, расчёта и коммерческого предложения.
