Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bơm ly tâm
Theo vật lý, một vật chuyển động tròn đều chịu tác dụng của lực ly tâm. Nếu lực hướng tâm không đủ hoặc bị mất, vật sẽ bay ra theo hướng tiếp tuyến của chu vi do quán tính, tạo thành cái gọi là chuyển động ly tâm. Bơm ly tâm hoạt động bằng cách sử dụng chuyển động ly tâm quán tính này.
Sơ đồ cấu tạo cơ bản của máy bơm ly tâm một tầng thường dùng trong kỹ thuật cấp thoát nước. Các bộ phận làm việc chính của nó là bánh công tác 1, vỏ bơm xoắn ốc 2 và trục bơm 3 dẫn động bánh công tác quay. Cổng hút của vỏ bơm hình ốc sên nối với ống hút 4 của máy bơm nước, còn đầu ra nối với ống áp lực 7 của máy bơm nước. Cánh quạt có lưỡi cong được lắp đặt trong vỏ bơm cố định, đầu vào của cánh quạt được nối với ống hút của máy bơm nước. Trước khi bắt đầu bơm, hãy đổ đầy nước vào máy bơm và ống hút. Khi máy điện dẫn động bánh công tác quay với tốc độ cao qua trục bơm,
Nước trong bánh công tác quay với tốc độ cao cùng với bánh công tác. Do lực dính của nước không đủ và lực ma sát giữa cánh quạt và nước tạo thành lực hướng tâm duy trì chuyển động quay của dòng nước nên dòng nước trong bánh công tác chảy dần về phía mép ngoài của bánh công tác, bị văng ra khỏi cánh quạt và đi vào vỏ bơm, sau đó chảy vào đường ống áp lực của máy bơm nước qua ống côn khuếch tán. Nó được vận chuyển đến mạng lưới đường ống thông qua đường ống áp lực. Đồng thời, chân không được hình thành ở trung tâm cánh quạt do nước bị đẩy ra ngoài và áp suất khí quyển tác động lên bề mặt bể hút. Nước trong ống hút liên tục chảy vào cánh quạt dọc theo ống hút dưới sự chênh lệch áp suất này. Cánh quạt quay liên tục khiến nước liên tục bị đẩy ra ngoài và bị hút vào, tạo thành quá trình cung cấp nước liên tục của bơm ly tâm.
Như đã đề cập ở trên, quá trình làm việc của máy bơm ly tâm thực chất là một quá trình truyền và chuyển đổi năng lượng. Nó chuyển đổi năng lượng cơ học của máy điện thành động năng và năng lượng áp suất của chất lỏng được vận chuyển. Trong quá trình truyền và chuyển đổi năng lượng, chắc chắn sẽ xảy ra nhiều tổn thất năng lượng, tổn thất càng lớn thì hiệu suất làm việc càng thấp và hiệu suất của máy bơm càng kém.
Các thành phần chính của bơm ly tâm
Một máy bơm ly tâm bao gồm nhiều bộ phận. Lấy máy bơm ly tâm hút đơn một tầng làm ví dụ, chúng ta sẽ thảo luận về chức năng, vật liệu và thành phần của từng bộ phận chính.
1, Cánh quạt
Bánh công tác hay còn gọi là bánh công tác hay bánh quay có công dụng truyền năng lượng cơ học của máy điện tới chất lỏng được bơm, làm tăng năng lượng của chất lỏng chảy qua bánh công tác. Khi lựa chọn vật liệu cánh quạt, ngoài việc xem xét độ bền cơ học dưới lực ly tâm, cần tính đến khả năng chống mài mòn và ăn mòn của vật liệu. Hiện nay, cánh quạt chủ yếu được làm bằng gang, thép đúc và đồng.
Bánh công tác được chia thành hai loại theo cấu trúc của nó: hút đơn và hút đôi. Nó hấp thụ nước ở một bên, và các tấm che phía trước và phía sau của bánh công tác không đối xứng. Cánh hút đơn được sử dụng cho máy bơm ly tâm hút đơn. Cánh quạt hút đôi, hút nước ở cả hai bên và tấm che cánh quạt đối xứng. Máy bơm ly tâm hút đôi sử dụng cánh quạt hút đôi, có tốc độ dòng chảy lớn và có thể tự động cân bằng lực dọc trục.
Bánh công tác được chia thành ba dạng dựa trên tấm bìa của nó: đóng, mở và bán mở. Cánh quạt có hai tấm che được gọi là cánh quạt kín. Giữa các tấm bìa có 6-12 lưỡi dao uốn cong về phía sau. Loại cánh quạt này có hiệu suất cao và được sử dụng rộng rãi. Cánh quạt chỉ có tấm che phía sau và không có tấm che phía trước được gọi là cánh quạt bán hở. Cánh quạt chỉ có cánh và không có tấm che gọi là cánh hở. Cánh quạt bán mở và mở có ít lưỡi hơn, thường chỉ có 2? 5 chiếc, hai loại cánh quạt này có hiệu suất thấp hơn so với cánh quạt kèm theo và phù hợp với 6 cánh.
Xả chất lỏng bị ô nhiễm hoặc chứa một lượng lớn các hạt rắn.
2, Trục bơm
Chức năng của trục bơm là đỡ và dẫn động bánh công tác quay, truyền năng lượng của máy điện tới bánh công tác. Yêu cầu đầu trục của bơm ly tâm nằm ngang phải thẳng, có đủ độ bền và độ cứng để tránh hiện tượng lắc cánh quạt do uốn cong trục trong quá trình vận hành máy bơm, có thể gây hư hỏng bánh công tác và vỏ bơm do mòn. Trục bơm thường được làm bằng thép carbon hoặc thép không gỉ. Một đầu của trục bơm được cố định vào bánh công tác bằng phím dẹt và đai ốc đảo chiều, đảm bảo bánh công tác được siết chặt trong quá trình quay; Ở các máy bơm nước cỡ lớn và vừa, vị trí hướng trục của bánh công tác được định vị bằng các ống bọc trục và đai ốc siết chặt các ống bọc trục. Lắp khớp nối ở đầu kia của trục bơm.
3, Vỏ bơm
Vỏ bơm của máy bơm ly tâm có dạng vỏ ốc chứa và vận chuyển chất lỏng. Nó bao gồm một vỏ bơm và thân ốc. Vỏ bơm là buồng hút của máy bơm, có chức năng dẫn nước trong ống hút đều về phía cánh quạt với tổn thất tối thiểu. Theo cấu trúc, buồng hút có thể được chia thành buồng hút hình nón thẳng, buồng hút hình khuyên và buồng hút bán xoắn ốc. Thân ốc bao gồm một buồng ốc và một nón khuếch tán. Chức năng chính của buồng ốc là thu thập dòng nước thoát ra từ bánh công tác và duy trì tốc độ dòng nước không đổi trong buồng ốc bằng cách liên tục tăng tiết diện dòng chảy của nó để giảm tổn thất đầu. Sau khi thoát ra khỏi buồng ốc, nước chảy vào ống áp suất qua ống côn khuếch tán. Chức năng của ống nón khuếch tán là làm giảm vận tốc dòng nước và chuyển một phần động năng của dòng nước thành năng lượng áp suất.
Có hai lỗ khoan ở mặt bích đầu vào và đầu ra của vỏ máy bơm, dùng để lắp đặt đồng hồ đo chân không và đồng hồ đo áp suất để đo áp suất đầu vào và đầu ra của máy bơm. Mặt trên vỏ máy bơm có trang bị lỗ châm nước (hoặc hút khí), lỗ này dùng để đổ nước hoặc hút khí ra khỏi vỏ máy bơm trước khi khởi động máy bơm nước. Đáy vỏ máy bơm được trang bị lỗ thoát nước để xả hết nước tích tụ bên trong máy bơm sau khi dừng máy, tránh bị đóng băng vào mùa đông. Đáy vỏ bơm được trang bị các lỗ bu lông để cố định vào nền móng. Ngoại trừ các lỗ bu lông cố định máy bơm nước, các lỗ vít khác cần được bịt lại bằng phích cắm ren khi tạm thời không sử dụng máy bơm nước.
Trong số các bộ phận trên, cánh quạt và trục bơm là bộ phận quay của bơm ly tâm trục đứng, còn vỏ bơm là bộ phận cố định. Có ba mối nối giữa hai cái này: thiết bị bịt trục giữa trục bơm và vỏ máy bơm, vòng giảm rò rỉ ở mối nối giữa bánh công tác và thành trong của vỏ máy bơm, và ổ trục tại điểm nối quay giữa máy bơm. trục và ghế bơm.