フォクスラーのギアポンプについて簡単に紹介し、ギアポンプについて理解してみましょう

Thread Content

フルウッドのギアポンプは、ポンプシリンダーと噛み合うギア間に生じる作業容積の変化と移動を利用して、液体を送液したり圧力を上げたりする回転式ポンプです。2つの歯車、ポンプ本体、および前後のカバーによって2つの閉じた空間が形成される。歯車が回転すると、歯車が離れている側の空間の体積は小さくなり大きくなり、真空が生じて液体が吸い込まれる。一方、歯車が噛み合っている側の空間の体積は大きくなり小さくなり、液体が配管内に押し出される。吸気室と排気室は、2つの歯車の噛み合い線によって仕切られている。ギアポンプの吐出側の圧力は、ポンプ出口での抵抗の大きさに完全に依存します。ギアポンプの概念は非常にシンプルで、その最も基本的な形態としては、同じサイズの2つの歯車が密着したケーシング内で互いに噛み合いながら回転するものです。このケーシングの内部は「8」字型のような形状をしており、2つの歯車がその中に収められています。歯車の外径および両側面はケーシングと密接にフィットしています。押出機から出た材料は吸入口から2つの歯車の間に入り、その空間を満たす。歯車が回転するにつれてケーシングに沿って移動し、最終的に2つの歯車が噛み合う際に排出される。用語上、ギアポンプは正排出量装置とも呼ばれ、つまりシリンダー内のピストンのように、ある歯が別の歯の流体空間に入ると、液体が機械的に押し出されるのです。液体は圧縮不可能なため、液体と歯は同時に同じ空間を占めることができず、その結果、液体は押し出されるのです。歯の絶え間ない噛み合いにより、この現象は連続して起こり、その結果ポンプの出口には連続した排出量が得られ、ポンプが1回転するごとに排出される量は一定である。駆動軸が絶え間なく回転するにつれて、ポンプも絶え間なく流体を排出する。ポンプの流量は、ポンプの回転速度に直接関係しています。実際、ポンプ内にはわずかな量の流体損失があり、これによりポンプの運転効率は100％には達しません。なぜなら、その流体はベアリングや歯車の両側を潤滑するために使用されるからです。また、ポンプ本体も隙間なく噛み合っているわけではないため、流体を100％出口から排出することはできず、したがってわずかな流体損失は避けられないのです。しかし、ポンプは依然として良好に動作し、ほとんどの押出し材料に対して93％～98％の効率を達成することができる。粘度や密度がプロセス中に変化する流体に対して、このポンプはあまり影響を受けません。もしダンパーがあって、例えば排出口側にフィルターやリミッターを設置すれば、ポンプは流体をそれらの間を通して押し出します。もしこのダンパーが動作中に変化した場合、つまりフィルターが汚れたり詰まったり、またはリミッターの背圧が上昇した場合でも、ポンプは装置内で最も弱い部品の機械的限界（通常はトルクリミッターが取り付けられている）に達するまで、一定の流量を維持し続けます。ポンプの回転速度には実際に制限があり、これは主に処理対象の流体によって決まります。油類を送る場合はポンプは非常に高い速度で回転できますが、流体が高粘度のポリマー溶融物の場合、この制限は大幅に低下します。高粘度流体を吸入口側の二つの歯の間の空間に押し込むことは非常に重要であり、この空間が十分に満たされていない場合、ポンプは正確な流量を排出することができない。したがって、PV値（圧力×流速）もまた制約要因となり、かつプロセス変数でもある。これらの制約により、ギアポンプメーカーは、異なる仕様や排量（1回転あたりに排出される量）を持つ一連の製品を提供することになります。これらのポンプは、具体的な適用工程に合わせて使用されることで、システムの性能とコストが最適化されます。PEP-IIポンプの歯車とシャフトは一体となっており、全体を焼入れする工程により、より長い使用寿命が得られます。“D型ベアリングは強制潤滑機構を組み合わせており、ポリマーをベアリング表面を通してポンプの入口側に戻すことで、回転軸の効果的な潤滑を確保します。この特性により、ポリマーの残留や分解の可能性が低減される。精密加工されたポンプ本体により、「D」型ベアリングとギアシャフトが正確に噛み合い、ギアシャフトの偏心を防ぎ、ギアの摩耗を抑制します。パルクールのシール構造とポリテトラフルオロエチレン製のリップシールが組み合わさって、水冷シールを形成します。このシールは実際には軸の表面に接触せず、そのシールの原理はポリマーを半溶融状態に冷却することで自己シールを形成するものです。Rheosealシールを使用することもでき、これは軸封の内面に逆方向の螺旋溝が加工されており、ポリマーを逆圧で入口側に戻すことができる。取り付けを容易にするため、メーカーは他の機器のフランジ取り付けと連携できるような環状のボルト取り付け面を設計し、これによって円筒形フランジの製造がより簡単になります。PEP-IIギアポンプには、ポンプの仕様に合わせたヒーター要素が装備されており、ユーザーが選択して使用できるため、迅速な加熱と温度制御が可能です。ポンプ本体の加熱方式とは異なり、これらの部品の損傷は1枚の板に限られ、ポンプ全体には影響しません。