Bơm bánh răng thủy lực là gì?Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của bơm bánh răng

Bơm bánh răng thủy lực là máy bơm quay có chuyển vị tích cực vận chuyển chất lỏng sử dụng bánh răng quay. Chúng hoạt động thông qua việc sử dụng hai hoặc nhiều bánh răng bên trong tạo ra áp suất chân không, đẩy các chất lỏng. Bơm bánh răng là máy bơm nhỏ gọn, áp suất cao cung cấp dòng chảy chất lỏng không đổi và không đổi so với máy bơm màng đôi và máy bơm thẩm thấu. Chúng thích hợp nhất cho các ứng dụng bơm có độ nhớt cao như dầu, chất dẻo, sơn, chất kết dính, hoặc xà phòng.

Bơm bánh răng thủy lực là gì?

Bơm bánh răng là một loại máy bơm sử dụng một mạng lưới các bánh răng để thu hút chất lỏng bằng cách thay thế chúng. Đây là một loại bơm phổ biến được sử dụng chủ yếu trong các ứng dụng công suất thủy lực. Bơm được sử dụng trong lắp đặt hóa chất được sử dụng để kéo hoặc đẩy chất lỏng có độ nhớt cao. 

 
Bơm bánh răng, bơm bánh răng thủy lực là gì?
 

Ưu điểm và nhược điểm của bơm bánh răng

 

Ưu điểm của bơm bánh răng
 
Nhược điểm của bơm bánh răng
  • Dễ vận hành và bảo trì - một số có thể hoạt động theo hai hướng
  • Có thể hao mòn, tổn hại đáng kể theo thời gian, giảm hiệu suất đầu ra
  • Lý tưởng cho bơm chất lỏng có độ nhớt cao
  •  Không thể chạy khô
  • Xây dựng nhỏ gọn và đơn giản
  • Không thể xử lý đúng chất rắn lơ lửng hoặc chất mài mòn
  • Dòng chảy ổn định, được kiểm soát, vững chắc
  •  Vị trí cắt cao trên chất lỏng
  • Tự mồi(máy bơm)
 
 

Nguyên lý hoạt động của bơm bánh răng

Bơm bánh răng là bơm định vị cực dương, nghĩa là chúng sử dụng buồng mở rộng và co lại để vận chuyển chất lỏng với tốc độ cố định. Cụ thể, chúng là máy bơm định vị hồi chuyển dương, sử dụng cơ chế quay hoặc lắp ráp để gây sự co và giãn nở này.

Bơm bánh răng là loại phổ biến nhất của bơm định vị cực dương được sử dụng. Thông thường, một bộ phận quay hai bánh răng (bánh răng và bánh lái) sẽ tạo ra lực hút ở đầu bơm và rút ra trong chất lỏng. Chất lỏng sau đó được hướng giữa răng của bánh răng và các bức tường của vỏ cho điểm xả. Khối lượng giảm khi chất lỏng di chuyển từ đầu vào đến đầu ra, gây ra sự tích tụ áp suất. Van giảm áp thường được lắp vào bơm để bảo vệ hệ thống bơm từ van kín trong ống xả. Dòng bơm bánh răng được xác định bởi kích thước của khoang (thể tích) giữa răng bánh răng, tốc độ quay (vòng / phút) của bánh răng, và lượng trượt (dòng chảy ngược). Tăng trượt khi bơm bị mòn.

Hiệu suất thể tích của máy bơm bánh răng kém ở tốc độ thấp và tốc độ dòng chảy thấp, có nghĩa là chúng phải hoạt động gần với tốc độ đánh giá cao nhất của chúng.

Các loại bơm bánh răng

Bơm bánh răng có hai biến thể là bơm bánh răng ăn khớp trong và bơm bánh răng ăn khớp ngoài. Bơm bánh răng ăn khớp trong sử dụng bánh răng trong và bên ngoài bánh răng trong khi bơm bánh răng ăn khớp ngoài sử dụng hai bánh răng spur bên ngoài. Hai máy bơm này có sự dịch chuyển  tích cực như đối với mỗi số vòng quay bơm tạo ra một lượng chất lỏng ổn định.
 
Bơm bánh răng ăn khớp ngoài (External Gear Pumps)
Bơm bánh răng ăn khớp ngoài (External Gear Pumps)
 
Bơm bánh răng ăn khớp ngoài sử dụng hai bánh răng giống nhau với răng ngoài để tạo ra dòng chảy. Vòng xoay của bánh răng sao cho chất lỏng đi vào cổng đầu vào và chảy vào và xung quanh vỏ ngoài của hai bánh răng quay. Khi chất lỏng đi qua vùng ngoại vi, nó sẽ được thải ra cổng thoát.

Bánh răng ngoài có dung sai gần và hỗ trợ trục trên cả hai mặt của bánh răng. Điều này cho phép chúng chạy đến áp suất vượt quá 3.000 psi / 200 bar và cũng có thể kiểm soát dòng chảy lớn hơn và đo lường chất lỏng đáng tin cậy đi qua bơm. Nó cũng có nghĩa là chúng không phù hợp để xử lý chất lỏng mài mòn hoặc cực kỳ cao. Độ trôi giảm làm giảm tính hiệu quả và dòng chảy tăng khi độ nhớt giảm xuống và đạt đến mức không tại 5000 SSU (Saybolt Universal Seconds).

Bánh răng ngoài thường ít tốn kém và đơn giản để duy trì hơn so với các loại bên trong, với hiệu quả vừa phải. Chúng thường được sử dụng để chuyển dầu nhiên liệu như xăng, dầu diesel và dầu hỏa. Ngoài ra, chúng được sử dụng cho các ứng dụng áp suất cao như thang máy, điều khiển giảm chấn và các thiết bị thủy lực khác. Chúng cũng phổ biến cho các ứng dụng đo lường và chuyển giao chính xác. Chúng thường được sử dụng làm máy bơm bôi trơn trong máy công cụ, máy bơm dầu và truyền tải điện - động cơ. Trong các máy bơm này, một bánh răng được nối với ổ đĩa và các trục quay khác quay ngược lại để khóa răng của bánh răng quay.

Bơm bánh răng ăn khớp trong (Internal Gear Pumps)

Bơm bánh răng ăn khớp trong tạo ra dòng chảy bằng cách sử dụng một bánh răng với các răng cắt ngoài có trong và lưới với một bánh răng với răng nội bộ. Khi các bánh răng đi ra khỏi lưới ở phía đầu vào, chất lỏng được kéo vào bơm. Chất lỏng được đẩy ra khỏi cổng xả bằng cách chia lưới các bánh răng. Một số có một phân vùng có hình lưỡi liềm được sử dụng để tách khối lượng đầu vào ra khỏi thể tích xả giữa hai bánh răng.
 
Bơm bánh răng ăn khớp trong, Internal Gear Pumps
Bơm bánh răng ăn khớp trong (Internal Gear Pumps)


Những máy bơm này có khả năng di chuyển các chất lỏng có độ nhớt cao, nhưng có một phạm vi độ nhớt hữu ích là 1cP (centiPoise) đến hơn 1.000.000 cP. Điểm duy nhất của sự giải phóng cuối (khoảng cách giữa đầu răng và đầu của bơm) được điều chỉnh để thích ứng với nhiệt độ cao, tối đa hóa hiệu quả với độ nhớt cao, và để thích ứng với việc hao mòn.
 
Nước chảy từ trái sang phải trong bơm bánh răng.
Nước chảy từ trái sang phải trong bơm bánh răng.

So với các loại bơm bánh răng ngoài, bơm bánh răng ăn khớp trong có đặc tính hút và vận chuyển cải tiến và vận hành mượt mà hơn, nhưng cũng đắt hơn và chỉ giới hạn trong dung tích nhỏ và áp suất vừa phải. Chúng được sử dụng trong nhiều loại ứng dụng công nghiệp khác nhau để xử lý các loại dầu và hóa chất nhớt, bao gồm các ứng dụng công nghiệp hóa dầu, hàng hải, nhựa đường, hóa học, và công nghiệp nói chung.

So sánh bơm bánh răng ăn khớp trong và bơm bánh răng ăn khớp ngoài

Bảng sau đây cung cấp so sánh giữa các loại bánh răng bên trong và bên ngoài
 

Bơm bánh răng ăn khớp ngoài
 
Bơm bánh răng ăn khớp trong
  • Một cặp bánh răng bên ngoài tạo thành bộ rotor
  • Một bánh răng bên trong và bánh răng bên ngoài tạo thành bộ phận rotor
  • Có bốn vòng bi hỗ trợ các trục rotor
  • Rotor được hỗ trợ trên một hoặc (ở nhiều nhất) hai vòng bi.
  • Thiết kế bơm nhỏ gọn.
  • Bơm thiết kế là cồng kềnh và thậm chí không hiệu quả cho các mô hình cao hơn
  • Kích cỡ đường thoát lớn hơn và dung lượng lớn.
  •  Kích cỡ đường thoát nhỏ và năng lượng trung bình / thấp.
  • Các thiết kế hộp số có thể có bao gồm xích, xoắn hoặc xương cá.
  • Tất cả các bánh răng đều được thiết kế theo kiểu xoắn, cần thêm nêm để tách hai bánh răng.
  • Nhiệt độ trung bình / thấp và bơm áp lực cao.
  • Nhiệt độ cao, áp suất vừa phải, bơm công suất thấp.
 

Loại bánh răng

Bánh răng bơm sử dụng một trong hai loại bánh răng: bánh răng trụ tròn hoặc bánh răng hình xương cá.
 
Các bánh răng trụ tròn cung cấp khả năng hút tuyệt vời, lý tưởng cho các loại nước hoặc dầu nhẹ, có thể xoay vòng hai chiều (reversible), và tiết kiệm nhất.

Các bánh răng trục xương cá là lý tưởng cho chất lỏng nhớt, hoạt động yên tĩnh trong một thiết kế không tắc nghẽn, nhưng là uni-directional.

Thông số kỹ thuật của bơm bánh răng

Khi chọn chọn mua máy bơm bánh răng, có một số chi tiết kỹ thuật chính cần xem xét; Cụ thể là tốc độ dòng chảy, áp suất, công suất, hiệu quả và nhiệt độ hoạt động.
 
Loại phương tiện
 
Lựa chọn bơm bánh răng phải đòi hỏi sự hiểu biết về các tính chất của chất lỏng trong hệ thống được giải quyết. Những tính chất này bao gồm độ nhớt và tính nhất quán.
 
Độ nhớt là thước đo độ dày của chất lỏng. Các chất lỏng nhớt như sludge tạo ra áp lực hệ thống cao hơn và đòi hỏi nhiều năng lượng bơm hơn để di chuyển qua hệ thống. Bơm bánh răng bên trong có xu hướng phù hợp hơn so với máy bơm bánh răng bên ngoài với chất lỏng có độ nhớt cao và ngược lại.
 
Tính nhất quán là thành phần vật liệu của dung dịch lỏng liên quan đến hóa chất và chất rắn không tan. Trong hầu hết các trường hợp, máy bơm bánh răng không thể bơm các dung dịch với chất rắn lơ lửng do sự mài mòn và sự xuống cấp của bộ phận ổ đĩa. Các giải pháp với các hóa chất ăn mòn nên được xử lý bằng máy bơm với các vật liệu và các bộ phận được thiết kế để chịu được ăn mòn.


Xem thêm: bơm bánh răng 3CBFbơm bánh răng DGTHbơm bánh răng thủy lực HGP-1Abơm bánh răng thủy lực HGP-2A
 
Nguồn: Sưu tầm và tổng hợp
Các tin khác