Концепция шестеренного насоса довольно проста. Его основная форма состоит из двух одинаковых шестерен, сцепляющихся и вращающихся внутри плотно подогнанного корпуса. Внутренняя часть корпуса имеет форму цифры «8», в которой расположены две шестерни, их внешние диаметры и стороны плотно прилегают к корпусу. Материал из экструдера поступает между двумя шестернями через входное отверстие, заполняя это пространство. Когда шестерни вращаются, материал перемещается вдоль корпуса и, наконец, выгружается, когда две шестерни зацепляются.
Технически шестеренный насос также называют устройством объемного действия. Это как поршень в цилиндре. Когда одна шестерня входит в пространство для жидкости другой шестерни, поскольку жидкость несжимаема, жидкость и шестерня не могут одновременно занимать одно и то же пространство. Таким образом, жидкость механически выдавливается. Благодаря непрерывному зацеплению шестерен это явление происходит непрерывно, обеспечивая непрерывный объем нагнетания на выходе насоса. Количество, сбрасываемое за один оборот насоса, одинаково. Поскольку приводной вал постоянно вращается, насос непрерывно сбрасывает жидкость. Производительность насоса напрямую зависит от скорости его вращения.
На самом деле внутри насоса теряется небольшое количество жидкости. Это связано с тем, что жидкость используется для смазки подшипников и шестерен, а корпус насоса никогда не может быть идеально промыт, поэтому 100% жидкости не может быть слито из выпускного отверстия. Поэтому неизбежна небольшая потеря жидкости, не позволяющая насосу достичь 100% эффективности. Тем не менее, насос по-прежнему может работать хорошо, достигая эффективности 93–98% для большинства экструдированных материалов.
Для жидкостей, вязкость или плотность которых изменяется во время процесса, этот тип насоса существенно не страдает. Если на выпускной стороне есть демпфер, например фильтр или ограничитель, насос будет проталкивать жидкость через них. Если этот демпфер изменится во время работы-т. е. если фильтр загрязнится или засорится или противодавление ограничителя увеличится-, насос все равно будет поддерживать постоянный расход до тех пор, пока не достигнет механического предела самого слабого компонента агрегата (обычно оснащенного ограничителем крутящего момента).
Существуют ограничения на скорость вращения насоса, в первую очередь зависящие от технологической жидкости. Если жидкость представляет собой масло, насос может вращаться с очень высокой скоростью, но это ограничение значительно возрастает, если жидкость представляет собой расплав полимера с высокой-вязкостью.
Крайне важно протолкнуть жидкость высокой-вязкости в пространство между двумя-зубами на стороне всасывания. Если это пространство не заполнено, насос не сможет обеспечить точную скорость потока. Следовательно, значение PV (давление × скорость) является еще одним ограничивающим фактором и переменной процесса. Из-за этих ограничений производители шестеренных насосов предлагают ряд продуктов с различными характеристиками и рабочим объемом (объемом, сбрасываемым за оборот). Эти насосы адаптированы к конкретным процессам применения для оптимизации производительности и цены системы.
Насос PEP-II оснащен встроенными шестернями и валами, прошедшими сквозную-закалку для увеличения срока службы. Подшипник типа «D» оснащен механизмом принудительной смазки, позволяющим полимеру проходить через поверхность подшипника и возвращаться на входную сторону насоса, обеспечивая эффективную смазку вращающегося вала. Эта особенность снижает возможность удержания и деградации полимера. Прецизионный-корпус насоса обеспечивает точную посадку между подшипником типа «D» и валом шестерни, гарантируя отсутствие смещения вала шестерни и предотвращая износ шестерни. Конструкция уплотнения Parkool вместе с манжетным уплотнением из ПТФЭ образует уплотнение с водяным-охлаждением. Это уплотнение фактически не контактирует с поверхностью вала; принцип его герметизации основан на охлаждении полимера до полу-расплавленного состояния для создания эффекта само-герметизации. В качестве альтернативы можно использовать уплотнение Rheoseal, имеющее обратные спиральные канавки, выточенные на внутренней поверхности уплотнения вала, что позволяет полимеру возвращаться -под давлением обратно во впускное отверстие. Для удобства установки производитель спроектировал поверхность для крепления кольцевых болтов для крепления фланцев к другому оборудованию, что упрощает изготовление цилиндрических фланцев.
Шестеренчатый насос PEP-II поставляется с нагревательными элементами, соответствующими техническим характеристикам насоса, которые доступны пользователям в качестве опции. Это обеспечивает быстрый нагрев и контролируемое распределение тепла. В отличие от методов внутреннего нагрева внутри корпуса насоса, повреждение этих элементов ограничивается одной пластиной и не затрагивает весь насос.
