Che cos'è una pompa a ingranaggi?
Una pompa a ingranaggi è una pompa meccanica che sposta i liquidi mediante l'uso di due ingranaggi rotanti. Il liquido scorre sotto pressione dall'aspirazione della pompa allo scarico nello spazio formato dai denti degli ingranaggi. Il liquido serve anche a lubrificare gli ingranaggi. I piccoli giochi tra le pareti della camera della pompa e i denti degli ingranaggi creano una tenuta ermetica, impedendo così al liquido di rifluire attraverso l'aspirazione. A differenza di altri tipi di pompe, le pompe a ingranaggi non devono essere adescate e possono funzionare a secco per brevi periodi senza danneggiare la pompa. Sono in genere utilizzati per pompare acqua, olio e altri liquidi.
Le pompe a ingranaggi sono in grado di produrre pressioni interne molto elevate e sono spesso utilizzate per pompare liquidi densi come pece e petrolio greggio. Le velocità della pompa devono essere ridotte all'aumentare della viscosità per consentire al liquido di riempire i vuoti tra i denti degli ingranaggi per un tempo sufficiente. Una pompa a ingranaggi è in grado di pompare quantità molto precise di liquido ad alta pressione ed è spesso utilizzata per pompare carburante e olio combustibile, gasolio e benzina. Le pompe a ingranaggi sono comunemente utilizzate nelle pompe dell'olio per automobili e nelle pompe di pozzetto domestiche.
Una pompa a ingranaggi funziona secondo il principio della cilindrata. Mentre gli ingranaggi ruotano all'interno della camera della pompa ad ingranaggi, creano aree di bassa e alta pressione. Un'area di bassa pressione o vuoto viene creata tra i denti degli ingranaggi quando si staccano. Il liquido scorre in quest'area di pressione più bassa. Mentre l'ingranaggio continua a ruotare, il liquido rimane intrappolato nella tasca formata dai denti dell'ingranaggio e dalla parete della camera della pompa. Infine, viene creata un'area di pressione più elevata quando gli ingranaggi iniziano a ingranare, forzando il liquido dai denti degli ingranaggi e nell'uscita di scarico. Sono necessari spazi estremamente piccoli tra i denti degli ingranaggi e la parete affinché la pompa funzioni in modo efficace. Nel corso del tempo, la pompa a ingranaggi perderà gradualmente efficienza man mano che le distanze aumentano a causa della normale usura.
Esistono due tipi principali di pompe ad ingranaggi, interne ed esterne. La pompa a ingranaggi interna, nota anche come gerotor, ha due marce. Un ingranaggio interno più piccolo si inserisce all'interno di un ingranaggio più grande ed entrambi ruotano nella stessa direzione. L'ingranaggio più piccolo ha sempre un dente in meno rispetto a quello più grande ed è montato fuori centro rispetto all'albero dell'ingranaggio più grande. Ciò consente all'ingranaggio interno di ruotare liberamente all'interno dell'ingranaggio esterno, fornendo allo stesso tempo lo spazio necessario per pompare il liquido dall'aspirazione allo scarico della pompa ad ingranaggi. L'alimentazione viene applicata all'albero dell'ingranaggio interno, che quindi guida l'ingranaggio esterno.
Le pompe ad ingranaggi esterni hanno due ingranaggi identici che ruotano in direzioni opposte. Il liquido viene trasportato nello spazio creato tra i denti dell'ingranaggio e i lati della camera della pompa. L'alimentazione viene applicata all'albero della trasmissione, che a sua volta guida l'altra marcia. Gli ingranaggi cilindrici vengono solitamente utilizzati nelle pompe ad ingranaggi esterni, sebbene gli ingranaggi elicoidali e a spina di pesce siano talvolta utilizzati quando il rumore eccessivo della pompa è un problema.