食品和饮料应用中的齿轮泵
为食品和饮料应用选择合适的泵，可以起到很大的作用。泵送碎牛肉、橙汁和芝麻酱需要不同风格的泵。每种类型的泵都有不同的机械设计，这使其具有特定的运行特性。在食品加工中，齿轮泵是一种受欢迎的选择，原因有很多。为了帮助选择合适的泵，本文将帮助工程师充分了解齿轮泵是如何工作的，以及在哪些情况下它们将是理想的选择。
让我们从食品和饮料应用的齿轮泵的概述开始。
高粘度流体受益于泵的机械输送，而不是增加出口压力。而齿轮齿提供的作用，就是捕获大量流体并使其向前移动（这一过程称为正位移量）。在其他一些类型的泵中，粘稠的食物可能会卡住或泵出不均匀。当液体中含有脂肪、油或甘油时，齿轮泵的工作效果最好，这有助于密封和润滑动齿之间的间隙。
齿轮的连续转动动作产生了稳定的流体运动。相比之下，其他一些泵，如气动双隔膜泵(AODD)，也适用于高粘度的流体)，但双隔膜泵具有脉冲流。
通过控制齿轮的速度和转速，包括反向移动，可以精确地管理材料流动。这意味着齿轮泵是精确计量的理想选择。
轴偏转可能会损坏泵，这是某些泵类型的一个问题，但齿轮泵可以消除轴偏转的风险。因此，相同的泵可以在不同的流量下处理一系列粘度的食物。
齿轮泵设计紧凑，易于集成到生产环境中。
齿轮泵具有卫生设计，对食品安全和遵守食品安全标准至关重要。卫生齿轮泵将使用食品级密封件和特氟隆齿轮，从而消除了金属屑进入食物流的风险。卫生泵不会有堆积物质的空间。因为被困住的食物可能会成为细菌的滋生地。
齿轮泵的工作原理
齿轮泵有两种设计：内齿轮泵和外齿轮泵。内齿轮泵有一个小齿轮，它在齿向内的较大齿轮内旋转。小齿轮驱动泵，外面的齿轮相应地转动。流体通过进气口进入泵。流体夹在齿轮齿之间，沿泵壳内侧输送，并通过出口排出。内置式齿轮泵可处理多种粘度，并可自吸。它提供了比外部齿轮设计更好的吸力，更适合高粘度和剪切敏感的流体。
外置齿轮泵有两个啮合和旋转方向相反的齿轮。一个是主动齿轮，另一个是从动齿轮。流体通过进口进入，并滞留在齿轮齿之间。然后，流体绕齿轮外部（齿轮与壳体之间）输送，并通过出口排出。这种设计的泵比内齿轮设计的泵提供更高的流量和更高的压力。
在这两种设计中，齿轮都安装在短轴上，摩擦衬套在两侧轴向固定齿轮。泵的湿端用密封件隔开。
低流量工艺中的齿轮泵
在食品和饮料加工中，当原料进行混合时，低流速是很常见的。一个精确计量的泵是必不可少的。流量必须是可预测的，并且液体的体积必须是可控的。例如，操作员想知道能够可靠分配的哈巴诺浓缩液的确切数量。
正排量泵，就像齿轮泵一样，随着齿轮齿的每次移动提供固定的体积。输出与齿轮的速度和齿轮腔内的液体体积成正比。流量很容易通过变速调节，控制程度很好。
齿轮泵可以与伺服电机驱动的点胶设备兼容。传感器或流量计可以安装在齿轮泵上，以提供反馈和闭环控制。
通常，低流量应用需要稳定的流体流动，在这种情况下，自吸是必不可少的。齿轮泵是可以自吸的，它们产生的吸力能将液体吸进泵中，而不需要辅助的吸油机构。
根据粘度选择齿轮泵
当谈到泵的选择时，理论和实践之间存在着差异。泵的指定流量可能不是管道上看到的流量，因为工艺流体的粘度会影响流量和压力。随着粘度的增加，流量和压力可能会降低。这就是为什么指定一种能够处理预期粘度以实现所需流量和压力的齿轮泵是很重要的。
齿轮泵可以处理高达100,000厘泊(CPS是粘度的测量单位)，大约相当于碎肉的粘度。
对于低粘度流体，如轻油或水，可以选择齿轮之间以及齿轮与机壳之间具有相对较小间隙的齿轮泵。更紧密的密封意味着随着齿轮齿的推进，泵送的液体更多。对于重油或糖蜜等高粘度流体，请选择齿轮和外壳之间有较大间隙的泵。这可能会防止泵遇到堵塞，最终可能损坏泵。
齿轮和泵壳之间的空间可能会允许回流和旁路，这会影响计量应用中的精度。在低流量、计量应用中，泵制造商的严格公差对限制这种影响很重要。
清洗齿轮泵
虽然食品加工中使用的泵最好是通过循环热清洗液进行就地清洗(CIP)，但对于高粘度的食品，手动摩擦清洗可能是唯一的选择。产品可以收集，尤其是在衬套附近。这需要对泵进行拆卸、清洗和重新组装。有些泵的设计考虑了清洁错位(COP)。它们易于拆卸，部件较少，并且是为单向组装而设计的。
与螺杆泵的比较
齿轮泵并不是用于食品加工的唯一类型的泵。螺杆泵是粘性材料的另一种流行选择。在齿轮泵和齿轮泵之间进行选择时，工程师应考虑精度、成本和清洁度。
与齿轮泵相比，螺杆泵的腔体更大。这使得他们擅长移动厚重的材料，但不太擅长准确计量工艺流体。
转子泵的成本更高。类似尺寸的齿轮泵的价格可能只有转子泵的一半，因为转子泵使用的是昂贵的不锈钢波瓣，而不是特氟隆齿轮。
齿轮泵在与CIP系统一起使用时，且清洗液超过200度时，齿轮泵中基于特氟龙的齿轮会膨胀。如果齿轮和腔壁之间的公差很紧，那么螺杆泵可能是唯一的选择。
如果这个工艺流体是具有研磨性的，那么钢材质的齿轮会比特氟龙齿轮更耐磨损。
Zenith具有高计量精度、无脉冲流量以及在各种流体和压力条件下的长磨损寿命，是最佳性能和可靠性的代名词。
