Bơm bánh răng

I. Bơm bánh răng là gì?

Bơm bánh răng hay còn gọi là bơm nhông là một loại máy bơm được sử dụng để chuyển đổi năng lượng cơ học thành năng lượng lưu động của chất lỏng. Nó hoạt động dựa trên nguyên lý của bộ truyền động bánh răng, trong đó hai bánh răng xoay quanh trục song song và tạo ra sự chuyển động liên tục của chất lỏng trong hệ thống.

Cấu tạo của một bơm bánh răng bao gồm hai bánh răng có hình dạng và kích thước phù hợp, được lắp ghép trong một ngăn chứa hoặc vỏ bơm. Khi trục quay của máy bơm được kích hoạt, bánh răng lớn và bánh răng nhỏ sẽ xoay quanh trục song song và tạo ra không gian giữa chúng. Chất lỏng được hút vào không gian này thông qua cổng hút và sau đó bị ép qua cổng xả khi bánh răng tiếp tục quay.

Bơm bánh răng thường được sử dụng trong nhiều ứng dụng công nghiệp, bao gồm bơm dầu, bơm nước, bơm chất lỏng khác nhau và hệ thống bơm trong các ngành công nghiệp khác nhau. Nó có những ưu điểm như kích thước nhỏ gọn, khả năng hoạt động mượt mà và hiệu suất cao.

II. Những thông số kĩ thuật có trên bơm bánh răng

Dưới đây là cách để phân biệt các thông số của bơm bánh răng:

• Lưu lượng (Flow rate): Đây là lượng chất lỏng được bơm qua trong một đơn vị thời gian, thường được đo bằng lít mỗi phút (LPM) hoặc mét khối mỗi giờ (m³/h).
• Áp suất hoạt động (Operating pressure): Áp suất tối đa mà bơm có thể hoạt động mà không gây ra hỏng hóc hoặc mất hiệu suất, thường được đo bằng đơn vị psi (pounds per square inch) hoặc bar.
• Công suất (Power): Công suất tiêu thụ của bơm, thường được đo bằng đơn vị watt (W) hoặc horsepower (HP).
• Tốc độ vòng quay (Rotational speed): Số lần quay của trục bơm trong một đơn vị thời gian, thường được đo bằng đơn vị vòng/phút (RPM).
• Hiệu suất (Efficiency): Tỷ lệ giữa lưu lượng ra và lưu lượng vào của bơm, thường được biểu diễn dưới dạng phần trăm.
• Nhiệt độ hoạt động (Operating temperature): Nhiệt độ tối đa mà bơm có thể hoạt động mà không gây ra vấn đề về nhiệt độ gây hỏng thiết bị

III. Cấu tạo của bơm bánh răng

Cấu tạo của bơm bánh răng gồm những thành phần sau:

• Trục bơm: Đây là thành phần chịu trách nhiệm đảm bảo hoạt động ổn định của bơm. Trục bơm thường được chế tạo từ các vật liệu chịu lực và chịu ma sát cao như thép.
• Thân bơm: Thân bơm được làm từ gang đúc hoặc thép không gỉ để có khả năng chịu lực và chịu ăn mòn cao trong quá trình hoạt động.
• Bánh răng chủ động và bánh răng bị động: Đây là cặp bánh răng có kích thước khác nhau, chúng được đặt lệch tâm với nhau và quay cùng chiều khi hoạt động. Bánh răng chủ động kết nối với động cơ và tạo ra chuyển động xoay cho bơm
• Cổng hút và cổng xả: Các cổng này có nhiệm vụ hút chất bơm từ nguồn và xả chất bơm ra môi trường.
• Van giảm áp: Van này được sử dụng để bảo vệ bơm trước các tình huống quá tải hoặc lưu lượng bơm quá lớn. Khi áp suất vượt quá mức cho phép, van giảm áp sẽ mở ra để giảm áp suất trong hệ thống.
• Phớt làm kín: Phớt này có hai loại là phớt tết và phớt cơ khí, chúng đều có chức năng làm kín hệ thống và ngăn ngừa sự rò rỉ của chất lỏng bơm ra ngoài. Phớt cũng đóng vai trò bảo vệ trục bơm và các bộ phận khác khỏi sự ảnh hưởng của môi trường bên ngoài.

IV. Nguyên lý hoạt động của bơm bánh răng

Bơm bánh răng hoạt động dựa trên nguyên lý của việc chuyển động của các bánh răng chủ động và bánh răng bị động. Khi bơm được kích hoạt, bánh răng chủ động bắt đầu quay, tạo ra sự xoay quanh trục của chúng. Điều này dẫn đến việc truyền động từ bánh răng chủ động sang bánh răng bị động, khiến cả hai bánh răng chuyển động cùng một hướng. Trong quá trình này, các rãnh trên bánh răng tạo ra một không gian khoang hút. Chất lỏng được hút vào khoang này thông qua cổng hút của bơm.

Tiếp theo, khi bánh răng tiếp tục quay, chất lỏng bắt đầu bị nén trong khoang và được đẩy ra khỏi khoang thông qua cổng xả. Quá trình này tạo ra áp suất trong chất lỏng, giúp nén và đẩy chất lỏng ra khỏi bơm. Kết quả là, bơm bánh răng tạo ra một luồng liên tục của chất lỏng được nén và đẩy ra khỏi bơm. Như vậy, nguyên lý hoạt động của bơm bánh răng dựa trên việc sử dụng chuyển động quay của các bánh răng để tạo ra áp suất và luồng chảy của chất lỏng.

V. Phân loại bơm bánh răng phổ biến hiện nay

1. Bơm bánh răng ăn khớp trong (Internal Gear Pump)

• Cấu tạo: Bơm bánh răng ăn khớp trong bao gồm một bánh răng lớn (rotor) và một bánh răng nhỏ (idler). Bánh răng lớn có các răng nằm bên trong và bánh răng nhỏ có các răng nằm bên ngoài. Các răng của hai bánh răng này ăn khớp với nhau, tạo thành các khoảng trống và các ngăn chứa trong quá trình quay.
• Hoạt động: Khi trục quay được kích hoạt, bánh răng lớn và bánh răng nhỏ sẽ xoay quanh trục song song. Khi bánh răng quay, chất lỏng trong không gian giữa hai bánh răng sẽ được hút vào và bị ép qua cổng xả. Quá trình này tạo ra sự chuyển động liên tục và đẩy chất lỏng đi qua hệ thống.
• Ưu điểm: Bơm bánh răng ăn khớp trong có khả năng tự mồi nhanh, độ cứng vững cao và độ ồn thấp. Chúng cũng có thể xử lý chất lỏng có độ nhớt cao và độ sệt lớn. Một ưu điểm khác là chúng có khả năng chạy khô trong một khoảng thời gian ngắn, không gây hư hỏng khi không có chất lỏng trong hệ thống.
• Ứng dụng: Bơm bánh răng ăn khớp trong thường được sử dụng trong ngành công nghiệp hóa chất, hàng hải, sản xuất chất hóa học, nhựa đường, mật mía, mật ong và các ngành công nghiệp khác có yêu cầu xử lý chất lỏng có độ nhớt và độ sệt cao.

2. Bơm bánh răng ăn khớp ngoài (External Gear Pump)

• Cấu tạo: Bơm bánh răng ăn khớp ngoài bao gồm hai bánh răng nằm bên ngoài và lồng vào nhau. Các răng của hai bánh răng này ăn khớp với nhau và tạo thành các khoảng trống và ngăn chứa trong quá trình quay.
• Hoạt động: Khi trục quay được kích hoạt, hai bánh răng sẽ xoay quanh trục song song. Khi bánh răng quay, chất lỏng sẽ được hút vào khoảng trống giữa răng và vỏ bơm từ cổng hút và bị ép qua cổng xả. Quá trình này tạo ra sự chuyển động liên tục và đẩy chất lỏng đi qua hệ thống.
• Ưu điểm: Bơm bánh răng ăn khớp ngoài có khả năng hoạt động ở tốc độ và áp suất cao, tạo ra tiếng ồn thấp và có thiết kế linh hoạt để chứa nhiều vật liệu khác nhau. Chúng cũng có khả năng tạo độ yên tĩnh trong quá trình xử lý các chất lỏng.
• Ứng dụng: Bơm bánh răng ăn khớp ngoài thường được sử dụng trong hệ thống bôi trơn động cơ và các ứng dụng chuyển động chất lỏng, chẳng hạn như bơm dầu, bơm chất lỏng làm mát, bơm dầu mỡ và các ứng dụng công nghiệp khác. Tuy nhiên, chúng không thích hợp để bơm các chất rắn và sử dụng ống lót bôi trơn kiểu ngâm dầu.

VI. Ứng dụng của bơm bánh răng

Các ứng dụng của bơm bánh răng là:

1. Ứng dụng của bơm bánh răng trong ngành Hóa Chất

 Bơm bánh răng được sử dụng để bơm các chất lỏng hóa chất như axit, kiềm, dung môi và các loại hợp chất phức tạp khác trong quá trình sản xuất và xử lý hóa chất.

2. Ứng dụng của bơm bánh răng trong ngành Công Nghiệp Dầu Khí

Trong ngành công nghiệp dầu khí, bơm bánh răng được sử dụng để vận chuyển dầu thô, dầu chất lượng cao và các sản phẩm dẫn xuất khác từ các giếng dầu đến các điểm xử lý khác nhau.

3. Ứng dụng của bơm bánh răng trong Sản Xuất Thực Phẩm và Đồ Uống

Bơm bánh răng được sử dụng trong việc vận chuyển các thành phần như dầu, đường, nước, và các chất lỏng khác trong quá trình sản xuất thực phẩm và đồ uống.

4. Ứng dụng của bơm bánh răng trong ngành Công Nghiệp Hóa Học

Trong các nhà máy sản xuất hóa chất, bơm bánh răng được sử dụng để bơm và truyền các chất lỏng hóa học đặc biệt, đồng thời cũng được áp dụng trong quá trình xử lý nước thải và xử lý chất thải công nghiệp.

5. Ứng dụng của bơm bánh răng trong lĩnh vực Công Nghiệp Xử Lý Nước

Bơm bánh răng có thể được sử dụng trong các hệ thống xử lý nước để bơm nước sạch, nước thải, và các hóa chất xử lý nước.

6. Ứng dụng của bơm bánh răng trong ngành Công Nghiệp Ô Tô và Máy Móc

Trong quá trình sản xuất và lắp ráp xe hơi và các thiết bị máy móc, bơm bánh răng được sử dụng để bơm dầu nhớt và các chất lỏng bôi trơn khác.

7. Ứng dụng của bơm bánh răng trong Ứng Dụng Công Nghiệp Khác

Ngoài ra, bơm bánh răng còn được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác như trong công nghiệp giấy, trong hệ thống cấp nước và xử lý nước, trong ngành sản xuất giày dép, và nhiều lĩnh vực công nghiệp khác.

VII. Cách lắp đặt bơm bánh răng