پمپ های دنده ای از خانواده پمپ های جابه جایی مثبت و از نوع گردشی می باشند که برای انتقال و افزایش فشار مایعات بسیار غلیظ طراحی شده اند بنابراین به پمپ های غلیظ کش نیز معروف اند. این پمپ ها شامل دو چرخدنده می باشند که یکی محرک و دیگری متحرک است. سرعت شفت ورودی در پمپ های دنده ای متناسب با ویسکوزیته مایع تعیین می شود که برای مایعات با غلظت بالا از الکتروگیربکس یا پولی و تسمه استفاده می شود. جنس پمپ های دنده ای از استیل، چدن و برنج می باشد که مقاومت بالایی در مقابل خوردگی دارند و متناسب با مایع پمپ شونده انتخاب می شوند. در صورت بسته شدن مسیر خروجی در این پمپ ها ممکن است سبب آسیب های جدی به لوله کشی ، شیرآلات و حتی خود پمپ شود. در مواردی که نیاز به بستن مسیر خروجی باشد توصیه می شود حتما از شیر فشارشکن یا شیر اطمینان در این مسیر استفاده شود. پمپ های دنده ای به مدل های دنده داخلی ( ماه و ستاره ) و دنده خارجی ( خورشیدی ) تقسیم می شوند که در ادامه به تشریح عملکرد ، کاربرد و اجزای هر یک می پردازیم

پمپ های دنده ای از یک پوسته ثابت و دو چرخدنده به هم پیوسته تشکیل شده اند که یکی از چرخ دنده ها به واسطه شفت به محرک خارجی یا موتور متصل می شود و به آن Drive gear یا چرخ دنده محرک گفته می شود. چرخدنده دیگر در اثر درگیری با چرخدنده اول به گردش در می آید و به آن Idler gear یا اصطلاحا چرخدنده ی هرز گرد می گویند. اساس کار پمپ های دنده ای به گونه ای است  که به دلیل چرخش در قسمت ورودی ، دو چرخ دنده از یکدیگر فاصله می گیرند در نتیجه یک فضای خالی در سمت مکش مایع ایجاد و مایع داخل این فضا کشیده می شود. سپس مایع توسط چرخدنده ها به دام افتاده و با حرکت دورانی این قسمت ها به سمت خروجی فرستاده می شود. در این پمپ ها تغییرات فشار به واسطه ی قسمت دوار صورت می گیرد. فشار و سرعت سیال در خروجی برخلاف پمپ های پیستونی به صورت ثابت می باشد. پمپ های دنده ای به صورت گسترده در تاسیسات شیمیایی برای پمپاژ مایعات با وسیکوزیته بالا و عاری از ذرات جامد کاربرد دارند.

پمپ های دنده خارجی 

قسمت دوار پمپ های دنده خارجی از دو چرخدنده ی هم اندازه تشکیل شده است که دندانه های هر دو به سمت خارج مانند شکل خورشید طراحی شده اند بنابراین به پمپ های خورشیدی نیز معروف هستند. سیکل کاری پمپ های دنده ای شامل سه مرحله پر شدن انتقال و تحویل می باشد.

در پمپ های دنده خارجی هر یک از چرخدنده ها دارای شفت و دو یاتاقان جداگانه می باشند و قسمت مکش و رانش در یک راستا و در امتداد یکدیگر  قرار دارند. این پمپ ها توانایی کار در سرعت های نسبتا بالا و همچنین انتقال سیالات در محدوده ویسکوزیته‌ 100 الی 25000 سانتی پویز را دارند. فشار خروجی سیال در پمپ های دنده خارجی می تواند تا 25 بار افزایش یابد. ایجاد صدای بسیار کم و استهلاک ناچیز از مزایای این پمپ ها می باشد. در ویدیو زیر اساس کار و مسیر حرکت سیال به طور کامل نمایش داده شده است.

پمپ های دنده داخلی 

قسمت دوار در پمپ های دنده داخلی شامل دو چرخدنده بهم پیوسته با اندازه متفاوت می باشد. چرخدنده محرک با اندازه بزرگتر به شفت محرک متصل می شود و دندانه های آن به سمت داخل طراحی شده است. چرخ دنده ی هرزگرد با سایز کوچک تر و با دندانه های خارجی طراحی شده است و در داخل چرخدنده محرک قرار می گیرد. همچنین در پمپ های دنده داخلی برای جلوگیری از برگشت مایع در قسمت مکش از یک حفره هلالی شکل مانند ماه استفاده می شود که به پوسته متصل است و در اثر تماس دیواره ی آن با چرخ دنده ها، حفره هایی ایجاد می شود که سیال را حبس می کند. پمپ های دنده داخلی به پمپ های ماه و ستاره ای نیز معروف هستند.

پمپ های دنده داخلی برای انتقال سیالات بسیار ویسکوز در محدوده ی 30 تا 80,000 سانتی پویز کاربرد دارند، همچنین این پمپ ها قادر به ایجاد دبی های نسبتا بالایی هستند. قسمت مکش و رانش در آن ها به صورت عمود می باشد و با یکدیگر زاویه 90 درجه را می سازند. معمولا قسمت مکش از جانب و قسمت رانش در بالای پمپ طراحی شده است. در ویدیو زیر اساس کار و مسیر حرکت سیال به طور کامل نمایش داده شده است.

• پمپ های دنده خارجی سطح صدا و استهلاک کمتری نسبت به پمپ های دنده داخلی دارند.
• پمپ های دنده خارجی قابلیت کوپل شدن با الکتروموتورهای ساعت گرد و پاد ساعت گرد را دارند در حالیکه پمپ های دنده داخلی تنها با الکتروموتور های پاد ساعتگرد کوپل می شوند.
• پمپ های دنده داخلی قابلیت پمپاژ سیالات با ویسکوزیته بیشتری نسبت به پمپ های دنده خارجی دارند.
• پمپ های دنده خارجی در محدوده فشار بیشتر در حالیکه پمپ های دنده داخلی در محدوده دبی بیشتر کار می کنند.
• پمپ های دنده خارجی از دو چرخدنده هم سایز تشکیل شده اند در حالیکه در پمپ های دنده داخلی یک چرخدنده از دیگری بزرگتر است.
• پمپ های دنده داخلی طول عمر بیشتری نسبت به پمپ های دنده خارجی دارند زیرا در دورهای پایین تری کار می کنند.
• در سایز ورودی و خروجی یکسان پمپ های دنده خارجی نسبت به پمپ های دنده داخلی بزرگتر می باشند و فضای بیشتری را اشغال می کنند.
• پمپ های دنده داخلی در ورودی دارای مکش مثبت می باشند و در قسمت خروجی جریان یکنواخت تری را نسبت به پمپ های دنده خارجی ایجاد می کنند.

پمپ های دنده ای قابلیت انتقال مایعات بسیار غلیظ تا ویسکوزیته 80000 سانتی پویز و عاری از ذرات جامد را دارند زیرا در صورتی که غلظت سیال از حد مجاز کمتر باشد اصطکاک بین دنده ها به شدت بالا رفته و موجب خوردگی دنده ها و ایجاد صدا و لرزش بسیار زیادی می شود. همچنین وجود ذرات جامد در فاصله بین دو چرخدنده موجب فرسایش قطعات و خرابی پمپ می شود، لذا برای عملکرد صحیح پمپ و طول عمر بیشتر در قسمت مکش بهتر است از یک صافی استفاده شود تا مانع از ورود ذرات جامد بزرگ شود. سایز ورودی و خروجی در پمپ های دنده ای برخلاف پمپ های گریز از مرکز با هم برابرند و در اندازه های 8/3 تا 8 اینچ طراحی و تولید می شوند. فشار کاری در این پمپ می تواند از 2 تا 25 بار متغییر باشد. دبی خروجی در پمپ های دنده ای رابطه مستقیم با سرعت چرخدنده ها دارد و متناسب با ویسکوزیته مایع تعیین می شود. دمای سیال در این پمپ ها می تواند بین 20 تا 180 درجه سانتی گراد باشد.

چرخدنده ها یکی از مهمترین اجزای پمپ های دنده ای هستند که هر دو و یا حتی یکی از آن ها می تواند از جنس فلز ساخته شده باشد. این پمپ ها دارای یک بدنه نگهدارنده می باشند که چرخ دنده ها در داخل آن نصب می شوند. دهانه مکش و رانش در مرکز بدنه نگهدارنده قرار دارد. در این پمپ ها دو شفت محرک و متحرک وجود دارد که چرخ دنده محرک یا drive gear بر روی شفت محرک نصب می شود و از انتها به موتور متصل است و شفت متحرک به چرخ دنده هرزگرد متصل می شود. پمپ های دنده ای مانند پمپ های سانتریفیوژ در ساختمان خود دارای آب بند مکانیکی می باشند زیرا در نقطه ی عبوری شفت از پوسته امکان خروج مایع وجود دارد. جنس آب بند مکانیکی یا اصطلاحا مکانیکال سیل متناسب با سیال پمپ شونده تعیین می شود. در پمپ های دنده ای از شیر اطمینان برای محافظت پمپ و لوله ها در مقابل فشار بیش از حد استفاده می شود. این پمپ ها دارای چهار یاتاقان می باشند که در دو طرف چرخدنده ها قرار می گیرند. از آنجایی که تنها بار وارد بر پمپ های دنده ای بار شعایی می باشد پس از یاتاقان های شعایی در این پمپ ها استفاده می شود.

• پمپ های دنده ای قابلیت ایجاد خلا در پشت دنده ها و یا مکش منفی را ندارند، بنابراین قبل از راه اندازی باید هواگیری شوند.
• سرعت دورانی موتور در پمپ های دنده ای متناسب با ویسکوزیته سیال تعیین می شود و برای مایعات بسیار غلیط سرعت موتور با استفاده از الکتروگیربکس کاهش می یابد.
• در پمپ های دنده ای حداقل تا یک متر قبل از ورودی پمپ از زانویی در مسیر لوله کشی استفاده نشود.
• در مواردی که لازم است پمپ های دنده ای تعمیر شوند مایع را به طور کامل تخلیه کرده و در صورت امکان جهت خارج کردن کامل مایع پمپاژ شده از یک سیال خنثی جهت شست و شوی پمپ استفاده شود.