5 loại bơm pitton

5 loại bơm pitton

Mục Lục

Mục Lục 2

I.BƠM PITTONG 3

II.NĂM LOẠI BƠM PITTONG 6

II.1 Bơm pittong tác dụng đơn 6

1.Cấu tạo 6

2.Nguyên lí hoạt động 6

3.Ưu, khuyết điểm 7

4.Phạm vi ứng dụng 8

II.2 Bơm pittong kép 8

1.Cấu tạo 8

2.Nguyên lí hoạt động 9

3.Phạm vi hoạt động 9

4.Vận hành 9

5.Ưu và nhược điểm 9

II.3 Bơm pittong hướng kính 10

1.Cấu tạo và nguyên lý làm việc 10

2.Ưu Nhược điểm và ứng dụng 11

1.Cấu tạo 13

2.Hoạt động 13

II.5 Bơm pittong hướng trục 14

1.Cấu tạo và nguyên lý hoạt động 14

2.Ưu và nhược điểm 15

3.Ứng dụng bơm pitong quay hướng trục 15

5 LOẠI BƠM PITTONG

 Cấu tạo:

Gồm các bộ phận chính: xylanh hình trụ, trong đó pittong chuyển động tịnh tiến qua lại nhờ cơ cấu truyền động bên ngoài như tay quay hay motor điện trên đầu

xylanh có 1 khoang trống làm chỗ chứa cho chất lỏng

Phía đầu xylanh có 2 van hút và đẩy được giữ bởi 1 lò xo nhỏ, tạo cho miệng van luôn ép sát vào ống hút và ống đẩy

1 – tay biên; 2 – thanh truyền;

3 – con trượt; 4 – cần pittông;

5 – pittông; 6 – xy lanh;

7 – khoang chứa; 8 – ống đẩy; 9- van đẩy; 10- ống hút;

11- van hút;

A - điểm chết trên (vị trí biên bên trái của pittông);

B - điểm chết dưới (vị trí biên bên phải của pittông)

 Nguyên tắc hoạt động:

Khi pittong chuyển động từ phải qua

trái áp suất trong xylanh sẽ giảm

xuống nhỏ hơn áp suất khí quyển, dưới

tác dụng của áp suất khí quyển xupap

hút sẽ mở ra đẻ nước tràn vào xylanh

Khi pittong chuyển động ngược lại,

áp suất trong xylanh sẽ tăng lên, khi

đó xupap hút sẽ đóng lại Khi áp suất

Hình I.1: Cấu tạo chung của bơm pittong

Hình I.2: Nguyên tắc hoạt động chung của

bơm pittong

trong xylanh lớn hơn lực nén của lò xo nén trên xupap đẩy thì xupap đẩy sẽ mở

ra và nước trong xylanh sẽ được đẩy vào ống dẫn

Như vậy trong 1 chu kỳ chuyển động của quá trình hút và đẩy chất lỏng được thực hiện 1 lần

• Để khắc phục hiện tượng lưu lượng cuả bơm không đều, người ta chế tạo bơm pittong tác dụng kép Khi hoạt động trong 1 chu kỳ chuyển động của pittong bơm tác dụng kép sẽ hút và đẩy chất lỏng 2 lần

u lượng không đều, người ta còn chế tạo các loại bơm tác dụng 3, tác dụng 4 hay bơm vi sai…

Hình I.4a: Bơm vi sai

(bơm pittong quay hướng kính)

Hình I.4b: Bơm pittong quay hướng trục

Hình I.1: Cấu tạo chung của bơm pittong kép

Một số yêu cầu trong kỹ thuật chế tạo bơm:

• Khe hở giữa piston và xilanh: (20 ÷ 30) µm

• Độ côn, độ ôvan không quá 5 µm

• Độ bóng ∇10

• Độ không song song bề mặt: (1 ÷ 2) µm

Vật liệu:

• Piston: thép không rỉ: 20X ; 40X (HRC = 58 ÷ 62)

• Trục phân phối: 40X ; 18XHBA (Sau nhiệt luyện HRC = 60 ÷ 62)

• Nếu mayơ bằng hợp kim đồng-thiếc-phospho; đồng thanh; trục phân phối có thể dùng thép 20X tôi đạt (50 ÷ 56) HRC; gia công ∇10

• Vành stato: gia công ∇9

• Khối xilanh: gang xám HB 189 ÷ 225 hoặc hợp kim đồng pha

• Một số chi tiết khác bằng gang

 Phân loại:

Dựa vào cấu tạo và nguyên lí làm việc, chia bơm pittong thành 5 loại:

• Bơm pittong tác dụng đơn

• Bơm pittong tác dụng kép

• Bơm pitton vi sai

• Bơm pittong quay hướng kính

• Bơm pittong quay hướng trục

II NĂM LOẠI BƠM PITTONG

II.1 Bơm pittong tác dụng đơn

1 Cấu tạo

Sơ đồ cấu tạo máy bơm pittông tác dụng đơn

a) Bơm pittông thường: 1- xi lanh; 2- pittông; 3- cán pittông; 4- Thanh truyền; 5-

Biên; 6- Bầu khí; 7- Van hút; 8- Van đẩy; 9- Bầu khí; 10- Bể chứa; 11- Bể hút; 12 Lưới lọc

b) Bơm pittông trụ: 1- buồng công tác; 2- pittông trụ

Cấu tạo bơm pittông tác dụng đơn gồm các bộ phận: xi lanh hình trụ, trong đó pittông chuyển động tịnh tiến qua lại nhờ cơ cấu truyền động tay quay thành truyền Phía đầu xi lanh có 2 xupap hút và đẩy Có 2 bầu khí trên và dưới, phía dưới có ống hút và lưới lọc

Pittông thường có dạng tấm tròn có kích thước đường kính ngoài lớn hơn chiều dài nhiều lần, còn pittông trụ có đường kính ngoài nhỏ hơn chiều dài của nó

2 Nguyên lí hoạt động

Khi pittông chuyển động từ trái qua phải, áp suất trong xi lanh sẽ giảm xuống nhỏ hơn áp suất khí quyển Dưới tác dụng của áp suất khí quyển, xupáp hút sẽ mở ra

để nước tràn vào xi lanh và đồng thời xupáp đẩy bị đóng lại Khi pittông chuyển động ngược lại từ phải sang trái, áp suất trong xi lanh sẽ tăng lên, khi đó xupáp hút sẽ đóng lại và xupáp đẩy sẽ mở ra và nước được đẩy ra ngoài

Như vậy trong một chu kì chuyển động của pittông quá trình hút và đẩy chất lỏng được thực hiện một lần

Khi trục quay từ B đến A, pittông di chuyển từ trái sang phải, nước được hút vào chứa trong xi lanh Thể tích nước hút vào đúng bằng tích của xilanh Khi trục quay nửa vòng còn lại (từ A đến B) thì pittông di chuyển từ trái sang phải và đẩy lượng nước trong xi lanh ra ngoài

Năng suất của bơm tính theo công thức:

Q= "ƞ.F.S.n " (m3/ph)

Trong đó:

F= πD^2/4 - tiết diện của pittông, m2

D - đường kính pittông, m

S - Khoảng chạy của pittông, m

n – số vòng quay của trục, v/p

ƞ – hiệu suất thể tích, vì trong quá trình làm việc 1 phần thể tích chất lỏng bị rò

rĩ qua các van, chổ nối

3 Ưu, khuyết điểm

Ưu điểm: đơn giản, dễ sử dụng, chi phí thấp.

Khuyết điểm: lưu lượng không đều, ta có thể thấy đều này qua đồ thị sau:

Hình II.1.1: Hoạt động của bơm pittong tác dụng đơn

Đồ thị cung cấp bơm pittông tác dung đơn

Sự biến đổi luợng chất lỏng do bơm pittông tác dụng đơn cung cấp Khi trục quay nửa vòng đầu tiên (từ 0 đến 180 độ), lượng chất lỏng ra bằng không Nửa vòng tiếp theo (180 đến 360 độ), lượng chất lỏng dobơm cung cấp có dạng parabol

4 Phạm vi ứng dụng

Ứng dụng trong các thiết bị công nghiệp, kĩ thuật

II.2 Bơm pittong kép

1 Cấu tạo

Gồm có 4 van và 1 xilanh (Hình II.2.1)

• Xilanh được đúc bằng gang hay thép hoặc những vật liệu có độ bền hóa học cao Mặt trong được gia công kỹ để đạt độ nhẵn cao nhằm giảm ma sát

• Van được chế tạo bằng đồng thép không rỉ, cao su hay chất dẻo, riêng lò xo thì làm bằng dây đồng hay dây thép không rỉ

Hình II.2.1: Cấu tạo bơm pittong tác

động kép

2 Nguyên lí hoạt động

Khi pittông chuyển từ trái sang phải thì phía trái thực hiện quá trình hút, phía phải thực hiện quá trình đẩy và ngược lại Như vậy với mỗi vòng quay của trục chính thì bơm thực hiện được hai lần hút và hai lần đẩy

Van phần lớn làm việc theo nguyên tắc tự hành, nghĩa là mở ra dưới tác dụng của áp suất chất lỏng và đóng lại dưới tác dụng của khối lượng bản thân van hay tác dụng của lò xo

Hình II.2.2: Sơ đồ so sánh bơm tác dụng đơn và bơm tác dụng kép

3 Phạm vi hoạt động

Các hồ chứa dung môi không giới hạn cho phép sử dụng không cần giám sát dài hạn

và chuyển đổi nhanh chóng và sạch sẽ ra khả năng

4 Vận hành

Chất lỏng được hút vào và đẩy ra khỏi bơm do sự thay đổi thể tích trong bơm nhờ một bộ phận chuyển động tịnh tiến mà ở đây là xilanh do đó thế năng và áp suất của chất lỏng tăng lên

5 Ưu và nhược điểm

Nhược điểm của loại bơm này là chiều dài lớn, lực ép của pittông lên hai phía khác nhau, hộp chèn kín phức tạp và hay hỏng, nhiều van (4 van)

Ưu điểm chính của nó có năng suất cao hơn và chất lỏng được bơm đều đặn hơn bơm tác dụng đơn , dòng chất lỏng ít biến động hơn Nếu bỏ qua tiết diện ngang của cần pittông thì có thể coi lưu lượng của bơm tác động kép gấp đôi bơm tác dụng đơn

II.3 Bơm pittong hướng kính

1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc

Máy gồm có 2 phần: phần quay (roto) chính là khối xilanh đặt lệch tâm trong phần cố định là vỏ bơm còn gọi là stato

Bộ phận chủ yếu của máy là các cặp piston xilanh trong đó piston thường có dạng trụ, không có cần, phân bố đều trên khối xilanh theo hướng kính

Ta kí hiệu:

Z : số lỗ xilanh phân bố đều trên mặt cắt ngang của khối xilanh

a : góc giữa các lỗ xilanh

e : độ lệch tâm giữa vỏ và roto

Khi roto 1 quay theo chiều mũi tên, các piston cũng quay theo roto, lực ly tâm

và lực lò xo đẩy các piston đi ra tì vào thành stato

Hình II.3.1: Cấu tạo của bơm pittong quay hướng kính

Ở vị trí nửa trên của stato, các piston chuyển động đi ra, áp suất trong lỗ xilanh giảm và chất lỏng được hút vào xilanh qua lổ dẫn a và bọng hút A, đây là quá trình hút của bơm

Ở vị trí nửa dưới của stato, các piston bị thãnh xilanh ép nên chuyển động hướng vào tâm, chất lỏng được tăng áp suất, nén vào bọng đẩy B và đưa ra ngoài theo đường dẫn b, đây là quá trình đẩy của bơm

Bọng hút A và bọng đẩy B là 2 rãnh hình bán nguyệt phay trên trục phân phối

4, cách nhau bởi 1 rãnh ngăn, các đường dẫn a, b được khoan dọc theo trục phân phối

để dẫn chất lỏng vào và ra, trục phân phối chính là phần lõi của stato cố định

Nếu roto quay theo chiều ngược lại thì B là bọng hút còn A là bọng đẩy

Trong trường hợp máy là động cơ nguyên lý làm việc như sau: đưa 1 dòng chất lỏng dưới áp suất p đủ lớn vào bọng A (hoặc B), dưới tác dụng của áp suất chất lỏng piston sẽ chuyển động ra ngoài, đầu piston tì vào thành stato cố định sẽ phát sinh lực đẩy roto quay Khi đầu piston tì vào nửa dưới của stato, chất lỏng sẽ bị nén và đẩy vào khoang B và quá trình làm việc cứ tiếp tục như thế

Trường hợp máy là bơm, để đảm bảo đầu piston luôn tì vào thành stato trong quá trình làm việc thì, ngoài lực ly tâm, ta còn dùng lò xo để đẩy piston hướng ra ngoài Trường hợp máy là động cơ thì không cần lò xo vì chất lỏng được đưa vào với

áp suất cao nên luôn đẩy đầu piston chuyển động ra ngoài

2 Ưu Nhược điểm và ứng dụng

Máy bơm piston roto hướng kính có thể sử dụng để bơm nhiều chất lỏng khác nhau như: dầu khoáng, dầu sinh học, HFA (oil in water), HFC (water-glycol), HFD (synthetic ester) hoặc nhũ tương Các ứng dụng chủ yếu của máy bơm piston roto hướng kính:

• Thiết bị chịu lực cao (HPU): như bảo vệ quá tải của máy ép

• Lĩnh vực tự động hóa: hộp số tự động, Ép phun nhựa và bột, Năng lượng gió,

…

a Ưu điểm:

• Nguyên tắc làm việc rất đơn giản, hiệu suất lại rất cao

• Cung cấp lưu lượng chất lỏng có áp suất lớn

• Khởi động bơm không cần mồi chất lỏng

• Có thể sử dụng để vận chuyển nhiều loại chất lỏng có độ nhớt khác nhau

b Nhược điểm:

• Kích thước và khối lượng lớn, chiếm nhiều diện tích lắp đặt

• Truyền động phức tạp, các chi tiết chóng bị mài mòn

• Lưu lượng không đều và chạy chậm

c Ứng dụng:

Hiện loại bơm này ít được sử dụng rộng rãi trong sinh hoạt và trong nông nghi

ệp vì hành trình của piston là chuyển động trượt Điều đó hết sức bất lợi

cho việc cơ khí hay điện khí hóa vì muốn chuyển từ chuyển động quaysang chuyển động trượt phải có thêm cơ cấu biên tay quay (tay dên) do đó cồng kềnh và phức tạp

Hiện nay nó vẫn được sử dụng trong các bơm truyền động thủ công như bơm hút khô dưới tàu thuyền, bơm xe đạp, xe máy

Chỉ đến khi hệ thống truyền động thủy lực và khí nén ra đời, bơm piston mới trở lại vị trí thống trị của nó trong công nghiệp vì ở hai loại truyền động

hiện đại này việc điều khiển hành trình hút và nén của piston hoàn toàn nhờ vào áp su

ất của dòng khí nén hoặc chất lỏng

II.4 Bơm vi sai

1 Cấu tạo

Bơm này có hai phòng A và B nối với nhau bằng xilanh bên trong có pôlôngjơ, chuyển động qua lại Powlongjo có hai đường kính D và d khác nhau, phần có đường kính nhỏ d đồng thời làm nhiệm vụ của cán nối với tay quay Phòng A có hai van: van hút 1 và van đẩy và van đẩy 2,còn phòng phụ B không có van

2 Hoạt động

Khi pôlôngjơ chuyển động sang phía phải, phòng A hút chất lỏng vào qua van hút 1, còn từ phòng B chất lỏng được đẩy vào ống đẩy Khi pôlôngjơ chuyển động sang trái, van hút đóng lại, van đẩy mở ra,chất lỏng chuyển tử phòng A sang phòng

B Vì thể tích phòng B nhỏ hơn phòng A một lượng bằng thể tích do cán pôlôngjơ chiếm nên một phần chất lỏng từ phòng A sang sẽ đi thẳng vào ống đẩy Như vậy, sau mỗi vòng quay của trục, bơm hút vào một lần và đẩy chất lỏng ra hai lần

Người ta có thể chọn đường kính D và d như thế nào để cho trong cả hai khoảng chạy vủa pittong ( hay pôlôngjơ) sảng phải và trái, lượng chất lỏng được vận chuyển đi

Hình II.4.1: Cấu tạo của bơm pittong quay hướng trục

bằng nhau giống như trong bơm tác dụng kép Loại bơm này có ưu điểm là chất lỏng được bơm đều đặn và so với bơm tác dụng kép thì số van ít hơn một nửa

II.5 Bơm pittong hướng trục

1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Hình II.5.1: Nguyên lý cấu tạo và hoạt động của bơm pittông quay

Phần cố định của bơm này gồm vành trụ 1 và vách ngăn 4 Phần quay gồm rô

to 5 có tâm quay lệch tâm e với trục của vành trụ1, các pittông 2 dịch chuyển trong các rãnh ( các xi lanh ) của 5, ống lót 3 ép vào 5 và có thể thay thế khi bị mòn Khi rô

to 5 quay theo chiều kim đồng hồ thì các pittông 2 cũng quay theo, đồng thời tịnh tiến qua lại trong xi lanh tạo ra qúa trình hút và đẩy chất lỏng Vách ngăn 4 đứng yên Không gian trong ống lót 3 chia làm hai phần: phần trên vách 4 là cửa hút, phần dưới

là cửa đẩy của bơm Khi pittông đến phần trái của đường C-C là vừa hoàn thành quá trình đẩy và bắt đầu quá trình hút, còn khi đến vị trí bên phải thì ngược lại Quảng chạy của mỗi pittông là S = 2e

Piston có hành trình làm việc lớn trong xylanh Đó chính là lý do làm cho hiệu suất làm việc của bơm lớn, do đó loại bơm này rất thích hợp khi cần bơm với áp suất lớn Khi khoảng cách giữa trục quay và đĩa cam lớn, thì tại đây chất lỏng sẽ được hút vào bên trong xylanh, khi trục quay thì chất lỏng bên trong xylanh bị nén lại ( vì khi này khoảng cách giữa trục quay và đĩa cam ngắn lại)

2 Ưu và nhược điểm

a Ưu điểm:

Bơm này có ưu điểm là tạo cột áp rất cao, có thể đạt đến 350 at khi vòng quay lớn n =

6500 v/ph ( dùng trong các động cơ máy bay ) và lưu lượng đồng đều

b Nhược điểm:

Nhược điểm chính của nó là cấu tạo phức tạp và lưu lượng nhỏ ( từ 0,2 25 m3/h )

3 Ứng dụng bơm pitong quay hướng trục

Bơm VE điều khiển điện tử có một piston hướng trục.

a Cấu tạo:

Bơm VE loại này có:

- Bơm sơ cấp, khớp chữ thập dẫn động cam, vành con lăn, cơ cấu điều khiển phun sớm, van xả áp SPV, van điều khiển phun sớm TCV, cảm biến tốc độ…

- Không có quả ga và piston không có lỗ ngang Vì vậy để điều chỉnh lượng nhiên liệu phun thì bơm sử dụng một van xả áp thông với khoang xylanh

Hình II.5.2: Cấu trúc của bơm VE loại hướng trục 2- Cảm biến tốc độ; 2- Bơm nạp; 3- Vành con lăn; 4- Roto; 5- Đĩa cam; 6-Van điều khiển thời điểm phun TCV; 7- Piston cao áp; 8- 6-Van điều

khiển lượng phun SPV

b Hoạt động:

Khi động cơ làm việc thì một bơm sơ cấp loại cánh gạt được bố trí trong bơm

VE sẽ hút dầu từ thùng dầu qua lọc và nén trong khoang bơm đến áp suất 2 ÷ 7 (kg/cm2) và gọi là áp suất sơ cấp Sau đó dầu có áp suất này được đưa tới chờ sẵn tại cửa nạp và khi phần xẻ rãnh của piston trùng với cửa nạp thì dầu được nạp vào khoang xylanh Khi piston quay lên thì phần không xẻ rãnh ở đầu piston sẽ che lấp cửa nạp, đồng thời lúc này phần lồi của cam đĩa sẽ trèo lên con lăn làm cho piston bị đẩy lên để nén dầu trong khoang xylanh Dầu trong khoang xylanh bị nén tới gần áp suất phun thì cửa chia dầu trên piston trùng với một đường dẫn ra một vòi phun nào

đó

Do vậy, khi dầu trong khoang xylanh đạt tới áp suất phun thì van ngắt dầu mở, dầu theo đường cao áp tới kim phun Nó sẽ mở kim phun và phun dầu vào buồng cháy động cơ Lượng dầu phun vào động cơ nhiều hay ít phụ thuộc vào thời điểm mở van xả áp Nếu vòi phun đang phun mà van xả áp mở ra thì dầu trong khoang xylanh

sẽ thông qua van xả áp về khoang bơm làm mất áp suất phun