Una pompa ad ingranaggi è una pompa meccanica che muove i liquidi mediante l’uso di due ingranaggi rotanti. Il liquido scorre in 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 tipicamente 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 quando la viscosità aumenta per consentire al liquido di riempire i vuoti tra i denti degli ingranaggi il tempo sufficiente. Una pompa ad ingranaggi è in grado di pompare quantità molto precise di liquido ad alta pressione ed è spesso utilizzata per pompare carburante e olio da riscaldamento, gasolio e benzina. Le pompe a ingranaggi sono comunemente utilizzate anche nelle pompe dell’olio per automobili e nelle pompe a pozzetto per uso domestico.
Una pompa ad ingranaggi funziona secondo il principio della cilindrata. Quando 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 non si ingranano. Il liquido scorre in quest’area di pressione inferiore. Man mano che l’ingranaggio continua a ruotare, il liquido rimane intrappolato nella tasca formata dai denti dell’ingranaggio e dalla parete della camera della pompa. Infine, una volta che gli ingranaggi iniziano ad ingranare, si crea un’area di maggiore pressione, forzando il liquido dai denti dell’ingranaggio all’uscita di scarico. Sono necessari giochi estremamente ridotti tra i denti dell’ingranaggio e la parete affinché la pompa funzioni in modo efficace. Nel tempo, la pompa ad ingranaggi perderà gradualmente efficienza man mano che i giochi aumentano a causa della normale usura.
Esistono due tipi principali di pompe ad ingranaggi, interne ed esterne. La pompa ad ingranaggi interni, nota anche come gerotor, ha due ingranaggi. Un ingranaggio interno più piccolo si inserisce all’interno di uno 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 decentrato 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. La potenza viene applicata all’albero dell’ingranaggio interno, che quindi aziona 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 le pareti della camera della pompa. La potenza viene applicata all’albero dell’ingranaggio conduttore, che a sua volta aziona l’altro ingranaggio. Gli ingranaggi cilindrici vengono solitamente utilizzati nelle pompe a ingranaggi esterni, sebbene a volte vengano utilizzati ingranaggi elicoidali e a spina di pesce quando il rumore eccessivo della pompa è un problema.