Giáo trình

Máy bơm và trạm bơm

Science and Technology

Bơm pittông và pittông trụ

Tác giả: Nguyễn Quang Đoàn

BƠM PITTÔNG VÀ PITTÔNG TRỤ.

Căn cứ vào cấu tạo và hoạt động của bơm pittông chúng ta có thể chia chúng thành các loại: bơm pittông tác dụng đơn và bơm pittông tác dụng kép, bơm sai động, bơm pittông quay ... Trong đó nếu căn cứ vào cấu tạo của pittông lại có thể phân hai loại là pittông thường ( Hình 7 - 1,a và 7 - 2, a ) và pittông trụ ( Hình 7-1,b ). Bơm pittông bơm được lưu lượng nhỏ ( từ 0,01 ...250 m3/h ) nhưng cột nước cao (từ 0,25 ...250 at).

Bơm pittông tác dụng đơn.

Nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của loại bơm này thể hiện ở Hình ( 7 - 1,a ): Pittông 2 tịnh tiến qua lại trong xi lanh 1 nhờ cơ cấu động gồm trục O, biên 5 và thanh truyền 4, con trượt. Dung tích xi lanh nằm giữa hai điểm chết của pittông bằng dung tích chất lỏng trong mỗi lần hoạt động của pittông ở điều kiện lý thuyết ( không có tổn thất dung tích ) Khi pittông chuyển động sang phải thì van 8 đóng, van 7 mở, chất lỏng từ bể hút 11 hút lên lòng xi lanh. Khi pittông đến điểm chết bên phải thì hoàn thành quán trình hút. Sau đó pittông chuyển động ngược lại thì van 7 đóng, van 8 mở, chất lỏng được đẩy lên bể 10. Pittông đến điểm chết trái thì quá trình đẩy hoàn thành. Như vậy cứ mỗi vòng quay của trục O thì bơm thực hiện được một chu trình hút và đẩy. Khi trục O quay một góc ϕ size 12{ϕ} {}

Sơ đồ máy bơm pittông tác dụng đơn.

a) Bơm pittông thường: 1- xi lanh; 2- pittông; 3- cán pittông.

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

thì pittông dịch được một quãng S = r ( 1 - cos ϕ size 12{ϕ} {} ) ± l ( 1 - cos β size 12{β} {} ); trong đó r - bán kính quay, l - độ dài thanh truyền; dấu cộng khi pittông tịnh tiến từ trái sang phải, dấu trừ khi

ngược lại. Từ hai tam giác BAK và OKA ta có lsin β size 12{β} {} = rsin ϕ size 12{ϕ} {} và đặt r/l = λ ta có :

Trường hợp thanh truyền có nằm ngang thì β size 12{β} {} = 0; khi đó ( * ) trở thành:

Cơ cấu culit 13 đáp ứng điều kiện ( ** ) ( Cơ cấu 13 chỉ dùng cho máy nhỏ ). Từ ( ** ) tính được vận tốc của pittông:

Gia tốc của pittông a là:

Khoảng cách hai điểm chết là S (m) gọi là khoảng chạy của pittông, đường kính trong của xi lanh là D (m), số vòng quay của trục chính là n (v/ph). Vậy lưu lượng lý thuyết của bơm pittông tác dụng đơn là:

Pittông thuờnwg 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.

Bơm pittông tác dụng kép.

Sơ đồ máy bơm pittông tác động kép

a) Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của pittông tác động kép.

b) Đồ thị lưu lượng lý thuyết của pittông tác động đơn và tác động kép

Bơm pittông tác dụng kép có dạng ( Hình 7 - 2,a ). 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. Lưu lượng lý thuyết của bơm này theo công thức:

Trong đó F, f - diện tích tiết diện ngang trong của xi lanh, diện tích tiết diện ngang của cần pittông ( m2 ); S- quảng đường của pittông ( m ) ; n - vòng quay trục chính ( v/ph ).

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. Tuy nhiên ưu điểm chính của nó có năng suất cao hơn loại tác dụng đơn, dòng chất lỏng ít biến động hơn (xem Hình 7 -2,b). Nếu bỏ qua tiết diện ngang của cần pittông ( f ) thì từ công thức ( 7 - 4 ) có thể coi lưu lượng của bơm tác động kép gấp đôi bơm tác dụng đơn ( công thức 7 - 3 ). Trong thực tế bao giờ cũng có tổn thất dung tích do van không đóng kịp thời hoặc không kín, do hộp đệm không tốt ... do vậy lưu lượng thực tế sẽ nhỏ hơn trị số lý thuyết tính ở trên.

Bơm pittông trụ sai động.

Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động bơm trụ sai động.

Về cấu tạo bơm pittông trụ sai động gần giống bơm pittông tác dụng kép nhưng lưu lượng mà nó hút, đẩy trong mỗi chu kỳ lại giống bơm tác dụng đơn ( Hình 7 - 3 ). Khi pittông chuyển động sang phải, chất lỏng từ khoang B chảy vào ống đẩy với thể tích V1

khoang A hút chất lỏng với thể tích

Trong đó: D, d là đường kính pittông và đường kính cần ( m ); S - quảng chạy của pittông (m) . Khi pittông chuyển từ phải về trái, chất lỏng chảy vào khoang B với thể tích V1 và đẩy vào ống đẩy thể tích ( V2 - V1 ). Vậy mỗi chu kỳ bơm hút và đẩy được chất lỏng lúy thuyết:

Đối vơi loại bơm này, nếu tiết diện ngang của cán pittông f bằng 0,5 tiết diện ngang của pittông F thì lượng chất lỏng chảy vào ống đẩy khi pittông chuyển động sang phải hay sang trái đều bằng nhau, động cơ chịu tải đều. Bơm pittông trụ sai động được dùng với lưu lượng nhỏ và vừa, cột áp không lớn.

Bơm pittông cần

Sơ đồ máy bơm pittông cần.

a) Bơm kết cấu thường; b) Bơm sai động.

1- ống hút; 2- xi lanh; 3- pittông; 4 - đĩa ; 5- cần ; 6 - ống đẩy; 7 - trụ.

Để nâng nước từ giếng người ta dùng máy bơm pittông cần kết cấu thông thường hoặc loại sai động. Loại máy bơm pittông cần kết cấu thông thường ( Hình 7 - 4,a ) hoạt động như sau: Khi nâng pittông lên, van đẩy KH đóng lại, còn van hút KB mở đưa nước vào xi lanh, đồng thời đưa nước vào ống đẩy 6. Khi hạ pittông xuống, van KB đóng, còn van KH mở đưa nước vào không gian trên pittông, trong thời gian này lối nước vào 6 bị đóng. Máy bơm làm việc giống như máy bơm pittông tác dụng đơn. Máy bơm pittông cần sai động ( Hình 7 - 4,b ) phần trên có trụ 7 đường kính lớn hơn đường kính của cần

Khi nhấc pittông, lượng nước chảy vào ống đẩy 6 bằng ( F - f ).S, ( ở đây f là diện tích của tiết diện trụ ), còn thể tích nước hút qua van KB là FS. Khi hạ trụ 7 xuống, nước sẽ được đẩy vào ống đẩy 6 một lượng bằng fS. Như vậy, sau hai lần dịch chuyển thể tích nước mà bơm cấp được cho ống là V = FS.

Bơm pittông quay.

Bơm píttông quay là loại có cột áp rất cao và có hai loại bơm pittông quay hướng kính và pittông quay hướng trục, dùng trong công nghiệp, nguyên tắc hoạt động của nó để đơn giản ta lấy loại bơm pittông quay hướng kính để mô tả ( Hình 7 - 5, ).

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

Mục lục
Đánh giá:
0 dựa trên 0 đánh giá
Nội dung cùng tác giả
 
Nội dung tương tự