Bơm cánh gạt là gì - Làm việc, Các loại và Ứng dụng

Một bơm cánh gạt là một máy bơm dịch chuyển tích cực cung cấp một dòng chảy ổn định tỷ lệ dưới điều kiện áp suất khác nhau. Nó là một máy bơm tự mồi. Nó được biết đến như một “bơm cánh gạt”Bởi vì nó tạo áp suất cho chất lỏng do tác động của cánh gạt. Charles C. Barnes of Sackville, New Brunswick, được phát minh đầu tiên bơm cánh gạt và được cấp bằng sáng chế vào ngày 16 tháng 6 năm 1874.

Máy bơm này có một số cánh gạt khác nhau được lắp đặt trên một cánh quạt chuyển động trong khoang. Đôi khi, những cánh gạt này có thể có chiều dài thay đổi và được kéo căng để giữ tiếp xúc với tường khi máy bơm hoạt động. Máy bơm cũng có một van giảm áp để ngăn chặn sự tích tụ áp suất bên trong máy bơm có thể làm hỏng máy bơm.

Các máy bơm cánh gạt mới nhất có tiếp xúc bề mặt giữa stato và rôto thay vì tiếp xúc dòng.

Loại bơm này được sử dụng rộng rãi nhất trong hệ thống điều hòa không khí, hệ thống trợ lực lái và ô tô.

Bơm dịch chuyển tích cực này sử dụng để biến đổi khí áp suất cao thành khí áp suất thấp. Máy bơm cánh gạt không thích hợp cho chất lỏng có độ nhớt cao. Máy bơm cánh gạt có thể xử lý chất lỏng có độ nhớt trung bình và phù hợp nhất để xử lý chất lỏng có độ nhớt thấp, chẳng hạn như rượu, dung môi, amoniac và LPG.

Đọc thêm: Các loại máy bơm khác nhau

Làm việc của bơm cánh gạt

Một máy bơm cánh gạt hoạt động theo cách sau:

• Trước hết, năng lượng được truyền đến trục thông qua một động cơ điện hoặc động cơ.

• Trục được nối với rôto quay theo chuyển động quay của trục.

• Rôto này có nhiều cánh gạt quay khi rôto quay.

• Khi rôto quay, một chân không tạo ra bên trong máy bơm; do đó, nó hút nước bên ngoài vào máy bơm.

• Khi nước đi vào khu vực cánh quạt, các cánh quạt sẽ di chuyển nước ra ngoài do lực ly tâm.

• Khi nước chạm vào các cánh gạt, các cánh gạt này sẽ chuyển đổi KE của nước thành tốc độ và gửi nó về phía bộ khuếch tán hoặc khu vực vỏ đèn.

• Vỏ bọc có diện tích giảm; do đó, nó chuyển đổi tốc độ của nước thành áp suất và tăng áp suất theo yêu cầu.

• Sau khi tạo áp lực cho nước, nước sẽ thải ra ngoài và đưa đến khu vực mong muốn.

Để hiểu rõ hơn, hãy xem video sau:

Các thành phần của bơm cánh gạt

Máy bơm cánh gạt có các thành phần chính sau:

• Vỏ bọc

• Cổng đầu vào

• Vòng cam

• Cổng ra

• Vanes

• Rotor

• Trục

1) Vỏ bọc

Đây là một bộ phận bên ngoài của máy bơm cánh quay. Nó cung cấp sự an toàn cho tất cả các bộ phận bên trong của máy bơm. Nó ngăn các bộ phận bên trong, chẳng hạn như rôto, trục, cánh trượt, v.v., khỏi bất kỳ hư hỏng nào do nguồn bên ngoài.  

2) Cổng vào

Cổng này dùng để hút chất lỏng vào máy bơm. Nó hoạt động như một van một chiều.

3) Cổng ra

Sau khi tạo áp suất chất lỏng, máy bơm xả chất lỏng qua cổng ra. Nó cũng hoạt động như một van một chiều.

4) Trục

Một trục của máy bơm được kết nối với một động cơ điện. Động cơ này truyền lực cho trục và làm quay trục. Trục này tiếp tục kết nối với rôto. 

5) Rotor

Nó là bộ phận quan trọng nhất của máy bơm, đóng vai trò lớn trong việc hút chất lỏng và điều áp. Nó kết nối với trục. Rôto quay theo chuyển động quay của trục. Nó có nhiều cánh gạt.

Khi cánh quạt quay, nó tạo ra chân không bên trong máy bơm do máy bơm đó hút chất lỏng.

6) Vanes

Các cánh gạt của bơm cánh gạt được lắp trên rôto. Mục tiêu chính của cánh gạt là chuyển đổi động năng của chất lỏng thành tốc độ của nó. Những cánh gạt này có dạng hình chữ nhật. Các cánh trượt có trong các rãnh của rôto. Các cánh trượt di chuyển bên trong các khe của

7) Vòng cam

Vòng đệm này được lắp trên thành trong của vỏ máy bơm. 

Đọc thêm: Làm việc của bơm ly tâm

Các loại máy bơm cánh gạt

Máy bơm cánh gạt có các loại chính sau:

• Bơm cánh gạt cân bằng

• Bơm cánh gạt không cân bằng

• Bơm cánh gạt có thể thay đổi

1) Bơm cánh gạt không cân bằng

1. Máy bơm này là một loại máy bơm cánh gạt phổ biến nhất.

2. Sự chênh lệch áp suất giữa van hút và van xả gây ra lực đẩy ngang trục bơm. Lực đẩy ngang này lên trục làm giảm tuổi thọ ổ trục. Loại máy bơm cánh gạt này được gọi là bơm cánh gạt không cân bằng vì sự chênh lệch áp suất giữa van đầu vào và van đầu ra.

3. Trong khi bơm cánh gạt cân bằng không có lực đẩy bên trên trục rôto.

4. Máy bơm cánh gạt không cân bằng có một rôto hình trụ được lắp đặt trên phần bù của một vỏ hình tròn. Điều này có nghĩa là tâm của rôto hình trụ không trùng với tâm của vỏ. Có một khoảng cách nhất định giữa tâm của rôto và tâm của vỏ.

5. Rôto có rãnh hướng tâm được tạo rãnh trong trục truyền động. Rôto chuyển động trong vòng cam. Mỗi rãnh hướng tâm có một cánh gạt có thể di chuyển tự do ra vào rãnh nhờ lực ly tâm. Các cánh gạt được thiết kế sao cho chúng tiếp xúc với bề mặt vòng cam khi rôto quay.

6. Không có rò rỉ giữa vỏ và đầu cánh gạt.

2) Bơm cánh gạt cân bằng

• Máy bơm cánh quạt quay cân bằng có vỏ hình elip. Vỏ và rôto hình elip có cùng tâm. Không có sự bù đắp.

• Những máy bơm cánh gạt này rất linh hoạt trong thiết kế và được sử dụng rộng rãi nhất trong các ứng dụng di động và công nghiệp.

• Sự chênh lệch áp suất không tạo ra giữa đầu vào và đầu ra vì máy bơm này có hai đầu vào và một đầu ra.

• Hai cổng vào nằm ở hai phía đối diện nhau. Tương tự, các cổng ra cũng ở hai bên đối diện.

• Cụm cổng vào và cổng ra này cân bằng lực đẩy bằng nhau và ngược chiều để trục rôto không phải đối mặt với bất kỳ lực đẩy nào.

• Máy bơm cân bằng này mang lại hiệu suất tốt hơn và tuổi thọ lâu dài.

• Loại máy bơm này có tuổi thọ sử dụng hoàn hảo trong nhiều ứng dụng. Trong các ứng dụng công nghiệp, máy bơm cánh gạt cân bằng có tuổi thọ hơn 24.000 giờ.

• Kích thước khoang giữa hai cánh gạt giảm từ phía đầu vào đến đầu ra.

• Máy bơm hút chất lỏng từ cổng vào trong khi xả từ cổng ra.

• Áp suất tác dụng lên rôto trong vùng thoát cao; lực ở hai vùng thoát ra bằng nhau nhưng ngược chiều nhau. Do đó, không có tải thuần lên các ổ trục của trục.

3) Bơm cánh gạt có thể thay đổi

• Bơm cánh gạt có thể thay đổi kích thước cho phép thay đổi kích thước của túi.

• Do các kích thước khác nhau của túi bơm, tỷ lệ phân phối cũng khác nhau.

• Trong trường hợp của máy bơm này, các cánh gạt không tiếp xúc trực tiếp với vỏ máy bơm.

• Bơm cánh gạt này có một vòng đệm giữa cánh gạt và vỏ. Vòng này được gọi là vòng phản ứng.

• Một đầu của vòng này kết nối với lò xo và đầu kia kết nối với vít điều chỉnh.

• Kích thước của túi bơm thay đổi thông qua các vít điều chỉnh.

• Khi vít điều chỉnh bắt đầu quay, vòng phản ứng cũng di chuyển lên và xuống.

• Khi vòng phản ứng chuyển động lên và xuống, độ lệch giữa tâm rôto và tâm vòng phản ứng bị thay đổi.

• Do sự thay đổi trong độ lệch, kích thước của túi cũng thay đổi, do đó làm thay đổi tốc độ dòng phân phối từ máy bơm.

Đọc thêm: Làm việc của bơm pittông

Những ưu điểm và nhược điểm của bơm cánh gạt được đưa ra dưới đây:

Ưu điểm của bơm cánh gạt

1. Máy bơm có khả năng tự mồi.

2. Chúng có một thiết kế mạnh mẽ.

3. Chúng cung cấp nguồn cung cấp chất lỏng liên tục với tốc độ nhất định.

4. Một máy bơm cánh quay cung cấp phân phối liên tục với xung động không đáng kể.

5. Họ không cần kiểm tra van

6. Các máy bơm này có trọng lượng nhẹ.

7. Chúng có thiết kế mạnh mẽ và nhỏ gọn.

8. Chúng có hiệu suất thể tích cao và hiệu quả tổng thể.

9. Máy bơm dịch chuyển tích cực này có thể kiểm soát chất lỏng có khí và hơi.

10. Chúng có độ rung và độ ồn thấp.

11. Đây là những bảo trì dễ dàng.

12. Chúng cung cấp một dòng chảy tự do xung động.

13. Đây là những thứ tốt nhất cho một loạt các ứng dụng.

Nhược điểm của bơm cánh gạt

1. Nó yêu cầu một van xả để ngăn máy bơm ngừng phân phối đột ngột.

2. Những loại máy bơm này không thích hợp cho chất lỏng mài mòn.

3. Một máy bơm cánh gạt yêu cầu một con dấu tốt.

4. Những máy bơm này cần một hệ thống lọc chất lượng hàng đầu vì các hạt lạ có thể gây hỏng máy bơm.

5. Chúng có thiết kế phức tạp về nhà ở và nhiều thành phần khác.

6. Loại máy bơm này không tốt nhất cho các ứng dụng có độ nhớt cao hoặc áp suất cao.

Các ứng dụng của bơm cánh gạt

• Máy bơm cánh gạt được sử dụng trong máy chế biến nước giải khát

• Các máy bơm này sử dụng trong các ứng dụng dầu khí.

• Máy bơm cánh gạt cũng được sử dụng cho các ứng dụng có áp suất tầm trung như máy pha chế (cà phê espresso, cà phê và nước giải khát).

• Những điều này sử dụng trong Aerosol và Propellants

• Các máy bơm này được sử dụng rộng rãi nhất cho các ứng dụng áp suất cao như trợ lực lái, máy điều hòa không khí và bộ tăng áp.

• Các máy bơm này sử dụng để nạp đầy các chai LPG.

• Họ sử dụng cho các dịch vụ hàng không như vận chuyển nhiên liệu và vận chuyển

• Họ sử dụng để chuyển số lượng lớn NH3 và LPG

Sự khác biệt giữa bơm ly tâm và bơm cánh gạt

Sự khác biệt giữa máy bơm ly tâm và máy bơm cánh gạt được đưa ra dưới đây: