聚合物齿轮泵的开发与应用

　聚合物熔体是随着化工业发展大面积应用的一个物类，聚合物熔体齿轮泵已经广泛应用于化纤、薄膜、型材、管材、板材、线缆、复合挤出、造粒等生产线，可加工的物料涵盖了大部分高分子材料，如：PE、PC、PP、PVC、HIPS、PS、PET、PUR、含氟聚合物、聚碸、聚酯、热塑性弹性体、橡胶以及热粘合剂等。
　　聚合物熔体齿轮泵作为一种具有正位移输送特性的静压式容积泵，它是按照容积封闭输送的原理操作的。通过由齿轮的齿与齿之间的缝隙构成的多个几乎成封闭的腔室，将输送介质（聚合物熔体）由低压侧向高压侧输送。通过这些齿的动作使低压侧与高压侧在齿的顶端相互分开从而起到密封作用。通过一对齿轮的旋转啮合，使进料端的齿槽自由松开，容积增大并充满物料。在出料端，齿槽容积通过齿的啮合又重新变小，从而挤出物料。
　　塑料熔体齿轮泵主要用于加工粘度相对较低的热塑性聚合物熔体，在国内外得到广泛的应用，可用于大部分塑料制品的挤出成型中。尤其在双向拉伸薄膜、无纺布、涂层、电线电缆、多层复合膜、化纤等精密挤出成型领域，塑料熔体齿轮泵得到了广泛的应用。目前，国内外对塑料熔体齿轮泵的原理、性能、结构特点和应用技术等方面均有一定程度的研究。
　　北京化工大学橡塑机械研究所经过多年对熔体齿轮泵的系统研究，已成功完成塑料熔体齿轮泵的系列开发和研制，现已能够设计制造塑料熔体齿轮泵产品如28/28（中心距/齿宽）、56/56、70/70、90/90等，***大出入口压力差可达30MPa，能够满足各种产量的要求，并已在实际中得到应用，取得良好的效果。
　　塑料熔体齿轮泵主要采用由聚合物熔体自润滑的滑动轴承结构形式，这是塑料熔体齿轮泵***显著的结构特点，也是熔体齿轮泵中***主要的一种结构形式。一台完整的齿轮泵装置包括电机、减速器、联轴器、控制部分和泵体。泵体部分由主泵体、前后侧盖、齿轮轴、滑动轴承和密封轴承构成。
　　齿轮是齿轮泵的关键部分。齿轮按齿向分有直齿、斜齿和人字齿三种。斜齿轮与直齿轮相比，齿轮啮合的重合度增加，啮合时能对物料进行连续、平稳的挤压，减小压力的波动，同时由于其旋转时的自洁作用，可以保持齿根的清洁，避免物料的沉积分解，但工作时会产生轴向力，影响轴承的使用寿命，也会加剧齿侧间隙内熔体的剪切，因此斜角不能太大。直齿轮工作时产生均衡的轴承载荷，而且加工费用低。其主要缺点是压力波动幅度较大。人字齿轮既能实现较为平稳的挤压，同时又能平衡轴向力，兼有斜齿轮和直齿轮的优点，但是人字齿轮在齿根处容易使物料滞留，且加工成本较高。
　　在聚合物熔体齿轮泵中大都采用“D”型滑动轴承，这是因为滑动轴承结构简单，安装方便、工作噪声低、抗冲击性能好，而且高聚物本身就是很好的润滑剂，可以形成良好的动润滑膜，能承受齿轮轴上相当高的载荷。
　　橡胶熔体齿轮泵主要用于橡胶的挤出成型中。与塑料熔体齿轮泵类似，由于橡胶熔体齿轮泵的工作特性硬，对不同胶料的种类、机头阻力和操作工艺条件适应性强，因此应用范围非常广泛，尤其在精密挤出成型和滤胶工艺以及压延喂料中具有明显的优势，已成为国际橡胶和热塑性弹性体加工领域中的一个新的热点，引起业内人士的广泛关注。相关的研究表明：橡胶齿轮泵挤出机可应用于橡胶的过滤、预热、塑化和成型，向压延机进行挤出供料，与热喂料挤出机、冷喂料挤出机以及冷喂料排气挤出机相配，进行轮胎胶胚的复合挤出、输送、牵引带、平板制品、胶管、胶条、内胎、电线电缆的挤出成型和胶辊的包胶以及高容量铸模的填充。（高粘度泵）