Bơm tuần hoàn nhiệt RY20-20-125 lưu lượng 1.5 m3/h, cột áp 22 m, công suất 0.75 kW, tốc độ 2800 vòng/phút

Nguyên lý làm việc ly tâm của Bơm dầu truyền nhiệt RY20-20-125

Bơm dầu truyền nhiệt RY20-20-125 hoạt động theo nguyên lý của bơm ly tâm: động cơ truyền chuyển động quay đến bánh công tác, bánh công tác truyền năng lượng cho dầu truyền nhiệt và đẩy dầu từ tâm bánh công tác ra phía ngoài. Sau đó, động năng của dòng dầu được chuyển một phần thành áp năng để đưa dầu ra cửa xả và tiếp tục tuần hoàn trong hệ thống.

Dầu truyền nhiệt đi vào tâm bánh công tác

Dầu được hút theo phương dọc trục

Khi Bơm dầu truyền nhiệt RY20-20-125 hoạt động, dầu truyền nhiệt đi từ đường ống hút vào khu vực trung tâm của bánh công tác.

Đây là vị trí có áp suất thấp hơn so với phía ngoài bánh công tác khi bánh công tác đang quay. Sự chênh lệch áp suất giữa nguồn dầu và cửa hút tạo điều kiện để dầu liên tục đi vào bơm.

Dòng dầu đi vào gần tâm bánh công tác rồi được các cánh bơm tiếp nhận để bắt đầu quá trình truyền năng lượng.

Bánh công tác quay tạo chuyển động cho dầu

Động cơ truyền mô-men đến trục bơm

Động cơ của RY20-20-125 làm quay trục bơm, từ đó làm bánh công tác quay với tốc độ khoảng 2.800 vòng/phút.

Khi bánh công tác quay, các cánh bơm tác động lên dầu truyền nhiệt và làm dòng dầu chuyển động theo bánh công tác. Dầu được gia tốc từ khu vực tâm bánh công tác về phía mép ngoài.

Đây là giai đoạn quan trọng nhất trong nguyên lý làm việc ly tâm của Bơm dầu truyền nhiệt RY20-20-125, bởi năng lượng cơ học từ động cơ bắt đầu được truyền trực tiếp sang dòng dầu.

Dầu được đẩy từ tâm ra ngoài bánh công tác

Tốc độ dòng dầu tăng lên

Khi dầu di chuyển từ vùng tâm đến vùng ngoài của bánh công tác, vận tốc của dòng dầu tăng lên. Dầu nhận năng lượng từ bánh công tác và được đẩy ra khỏi mép ngoài với tốc độ cao hơn.

Trong cách mô tả thông dụng của bơm ly tâm, quá trình này thường được gọi là dầu được đẩy ra ngoài nhờ tác dụng ly tâm. Về bản chất, bánh công tác đang truyền năng lượng và động lượng cho dòng dầu trong quá trình quay.

Nhờ chuyển động liên tục này, dầu không bị giữ lại trong bánh công tác mà liên tục được đưa sang khoang dẫn của thân bơm.

Chuyển động của dầu tạo vùng áp suất thấp tại cửa hút

Khi lượng dầu bên trong bánh công tác liên tục được đẩy ra phía ngoài, khu vực gần tâm bánh công tác xuất hiện vùng áp suất thấp tương đối.

Áp suất thấp này tạo điều kiện để lượng dầu mới từ đường hút tiếp tục đi vào Bơm dầu truyền nhiệt RY20-20-125.

Quá trình diễn ra liên tục:

Dầu đi vào tâm bánh công tác → nhận năng lượng → chuyển động ra ngoài → dầu mới tiếp tục đi vào.

Nhờ đó, bơm tạo được dòng dầu tuần hoàn liên tục thay vì chỉ đẩy một lượng dầu cố định trong mỗi vòng quay.

Thân bơm chuyển động năng thành áp năng

Dầu từ bánh công tác đi vào khoang bơm

Sau khi rời mép ngoài bánh công tác, dầu có vận tốc tương đối cao. Dòng dầu tiếp tục đi vào phần khoang dẫn của thân bơm.

Hình dạng của khoang dẫn giúp giảm dần vận tốc dòng dầu và chuyển một phần động năng thành áp suất.

Đây là quá trình giúp RY20-20-125 tạo cột áp 22 m tại điểm làm việc thiết kế.

Dầu được dẫn về cửa xả

Sau khi được tăng áp, dầu được tập trung và dẫn đến cửa xả của bơm.

Từ cửa xả, dầu tiếp tục đi vào đường ống của hệ thống tuần hoàn. Nhờ áp suất do bơm tạo ra, dầu có thể vượt qua trở lực của đường ống và các thiết bị nằm trong mạch dầu.

Chu trình ly tâm diễn ra liên tục

Khi động cơ tiếp tục hoạt động, bánh công tác của RY20-20-125 liên tục quay và chu trình bơm được lặp lại:

Hút dầu vào tâm bánh công tác → bánh công tác truyền năng lượng cho dầu → dầu chuyển động ra mép ngoài → thân bơm chuyển một phần động năng thành áp suất → dầu được đẩy ra cửa xả.

Chu trình này diễn ra liên tục hàng nghìn lần quay mỗi phút, tạo thành dòng dầu ổn định qua bơm.

Vai trò của tốc độ 2.800 vòng/phút trong nguyên lý ly tâm

Tốc độ quay 2.800 vòng/phút có vai trò trực tiếp trong quá trình truyền năng lượng từ bánh công tác sang dầu.

Khi bánh công tác đạt đúng tốc độ thiết kế, dầu nhận được năng lượng cần thiết để RY20-20-125 đạt được chế độ làm việc tương ứng với lưu lượng khoảng 1,5 m³/h và cột áp 22 m.

Nếu tốc độ quay giảm đáng kể, khả năng tạo lưu lượng và cột áp của bơm cũng giảm. Vì vậy, duy trì tốc độ quay phù hợp là điều kiện cần thiết để nguyên lý ly tâm phát huy đúng hiệu quả.

Chiều quay ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng tạo áp

Bánh công tác của RY20-20-125 được thiết kế cho một chiều quay xác định. Khi quay đúng chiều, hình dạng cánh bơm tạo hướng chuyển động dầu phù hợp từ tâm ra mép ngoài.

Nếu động cơ quay ngược chiều, bánh công tác vẫn có thể quay nhưng khả năng truyền năng lượng cho dầu bị giảm rõ rệt. Kết quả là lưu lượng và cột áp không đạt giá trị thiết kế.

Do đó, kiểm tra đúng chiều quay là yếu tố trực tiếp liên quan đến nguyên lý làm việc ly tâm của Bơm dầu truyền nhiệt RY20-20-125.

Vì sao RY20-20-125 tạo được dòng dầu liên tục?

Bơm ly tâm không vận chuyển dầu theo từng khoang kín như bơm bánh răng hoặc một số loại bơm thể tích.

Ở RY20-20-125, dầu liên tục đi vào tâm bánh công tác và liên tục được đẩy ra mép ngoài khi bánh công tác quay. Vì vậy, dòng dầu tại cửa xả có tính liên tục và tương đối đều.

Đặc điểm này phù hợp với nhiệm vụ tuần hoàn dầu truyền nhiệt, nơi hệ thống cần duy trì một dòng dầu ổn định qua mạch gia nhiệt.

Điều kiện để nguyên lý ly tâm hoạt động đúng

Để Bơm dầu truyền nhiệt RY20-20-125 tạo được lực hút và lực đẩy ổn định, bên trong bơm phải có đầy dầu trước khi khởi động.

Nếu trong thân bơm chứa quá nhiều không khí, bánh công tác quay nhưng không truyền năng lượng hiệu quả cho dầu. Khi đó bơm có thể không tạo được áp suất và lưu lượng cần thiết.

Vì vậy, bơm phải được mồi đầy dầu và duy trì nguồn dầu ổn định tại cửa hút để chu trình ly tâm diễn ra liên tục.

Nguyên lý làm việc ly tâm của Bơm dầu truyền nhiệt RY20-20-125 dựa trên quá trình bánh công tác quay và truyền năng lượng cho dầu truyền nhiệt. Dầu đi vào khu vực tâm bánh công tác, được gia tốc và đưa ra phía ngoài, sau đó đi vào khoang thân bơm để một phần động năng được chuyển thành áp suất trước khi thoát qua cửa xả.

Chu trình hút dầu – truyền năng lượng – đẩy dầu ra ngoài – tăng áp – xả dầu diễn ra liên tục khi bánh công tác quay ở tốc độ khoảng 2.800 vòng/phút, giúp RY20-20-125 duy trì lưu lượng khoảng 1,5 m³/h và cột áp 22 m tại điểm làm việc thiết kế.

Khám phá chi tiết cấu tạo bên trong Bơm dầu truyền nhiệt RY20-20-125

Bơm dầu truyền nhiệt RY20-20-125 có kết cấu trục ngang, đỡ một phía, được thiết kế chuyên biệt để tuần hoàn dầu tải nhiệt ở nhiệt độ cao. Các bộ phận bên trong được bố trí liên tục từ thân bơm đến cụm ổ trục, tạo thành một hệ thống tương đối gọn nhưng vẫn đảm bảo đầy đủ chức năng hút, đẩy, truyền động, làm kín và đỡ trục.

Thân bơm – bộ phận bao chứa dòng dầu nóng

Thân bơm là phần chính bao quanh bánh công tác và tạo nên khoang dẫn dòng của Bơm dầu truyền nhiệt RY20-20-125.

Dầu từ đường ống hút đi vào thân bơm theo phương trục, tới tâm bánh công tác. Sau khi được bánh công tác truyền năng lượng, dầu chuyển ra phía ngoài và được thân bơm thu gom, dẫn về cửa xả.

Do tiếp xúc trực tiếp với dầu nóng, thân bơm cũng là một trong những bộ phận chịu tác động nhiệt nhiều nhất trong toàn bộ kết cấu.

Bánh công tác – trung tâm tạo dòng chảy

Bánh công tác nằm bên trong thân bơm và được lắp trực tiếp trên trục.

Ở RY20-20-125, bánh công tác quay cùng trục với tốc độ khoảng 2.800 vòng/phút. Khi quay, các cánh của bánh công tác tác động lên dầu, đưa dầu từ vùng tâm ra phía đường kính ngoài.

Nhờ quá trình này, dầu nhận thêm năng lượng trước khi được đưa đến cửa xả.

Với điểm làm việc danh định, cụm bánh công tác của RY20-20-125 giúp bơm đạt:

• Lưu lượng: 1,5 m³/h
• Cột áp: 22 m
• Tốc độ quay: 2.800 vòng/phút

Đai ốc bánh công tác giữ chắc cụm rôto

Bánh công tác được cố định trên trục bằng đai ốc khóa.

Chi tiết này có nhiệm vụ giữ bánh công tác đúng vị trí trong quá trình trục quay ở tốc độ cao. Khi đai ốc được siết đúng, bánh công tác và trục tạo thành một cụm quay thống nhất.

Sự ổn định của liên kết này đặc biệt quan trọng vì bánh công tác liên tục chịu lực thủy lực khi dầu đi qua.

Trục bơm truyền toàn bộ chuyển động quay

Trục bơm RY20-20-125 kéo dài từ bánh công tác về phía khớp nối động cơ.

Trục đảm nhiệm hai chức năng chính:

Nhận mô-men từ động cơ → truyền chuyển động đến bánh công tác.

Một đầu trục lắp bánh công tác, phần giữa được đỡ bởi hệ thống ổ bi và đầu còn lại kết nối với động cơ thông qua khớp nối mềm.

Vì vậy, độ thẳng và độ ổn định của trục ảnh hưởng trực tiếp đến tình trạng rung, độ đồng tâm và khả năng làm việc của toàn bộ cụm bơm.

Nắp bơm phân cách vùng dầu nóng và cụm trục

Nắp bơm được bố trí phía sau bánh công tác, kết nối thân bơm với khu vực ổ trục.

Đây là bộ phận tạo mặt giới hạn phía sau của buồng bơm, đồng thời là nơi trục đi xuyên qua để truyền chuyển động tới bánh công tác.

Tại khu vực này còn bố trí bộ phận làm kín nhằm hạn chế dầu nóng thoát theo khe hở quanh trục.

Bộ chèn làm kín quanh trục

Bên trong Bơm dầu truyền nhiệt RY20-20-125 sử dụng bộ chèn làm kín dạng packing.

Packing được bố trí tại khu vực trục đi qua nắp bơm. Khi trục quay, giữa trục và phần cố định cần tồn tại khe hở để không xảy ra cọ sát cứng. Bộ chèn có nhiệm vụ kiểm soát dòng dầu có xu hướng thoát qua khe hở này.

Packing được ép quanh bề mặt trục với mức phù hợp để vừa hạn chế rò dầu vừa cho phép trục quay.

Phớt cao su chịu nhiệt

Ngoài packing, RY20-20-125 còn có phớt dầu cao su chịu nhiệt trong cụm làm kín và ổ trục.

Phớt dầu hỗ trợ kiểm soát dầu tại khu vực ổ trục, đồng thời góp phần bảo vệ môi trường bôi trơn bên trong thân ổ trục khỏi tạp chất bên ngoài.

Do nằm trong một bơm chuyên làm việc với dầu nóng, chi tiết này cần chịu được ảnh hưởng nhiệt tốt hơn loại phớt cao su thông thường.

Thân ổ trục – giá đỡ chính của rôto

Phía sau nắp bơm là thân ổ trục. Đây là bộ phận quan trọng trong cấu tạo bên trong Bơm dầu truyền nhiệt RY20-20-125.

Thân ổ trục chứa hệ thống vòng bi và giữ trục bơm ở đúng vị trí.

Kết cấu này đồng thời tạo khoảng cách giữa vùng dầu nóng trong thân bơm và vùng ổ bi phía sau, góp phần hạn chế lượng nhiệt truyền trực tiếp tới vòng bi.

Hai ổ bi giữ trục quay ổn định

Bên trong thân ổ trục bố trí hai ổ bi để đỡ và định vị trục.

Hai ổ bi có nhiệm vụ giữ cho trục:

• Quay đúng tâm.
• Hạn chế dao động.
• Chịu tải từ cụm rôto.
• Duy trì vị trí bánh công tác ổn định trong thân bơm.

Ở tốc độ khoảng 2.800 vòng/phút, khả năng giữ trục ổn định của hai ổ bi có ý nghĩa rất lớn đối với độ rung và độ bền của RY20-20-125.

Hệ thống bôi trơn bên trong cụm ổ bi

Cụm ổ bi của Bơm dầu truyền nhiệt RY20-20-125 có hệ thống bôi trơn riêng.

Phía ổ bi gần bánh công tác sử dụng dầu truyền nhiệt sạch để bôi trơn. Trong khi đó, khu vực ổ bi phía khớp nối sử dụng mỡ bôi trơn chịu nhiệt phù hợp.

Chất bôi trơn tạo lớp màng giữa các bề mặt chuyển động, giúp giảm ma sát và hạn chế nhiệt phát sinh thêm tại vòng bi.

Ống dẫn dầu trong cụm ổ trục

Trong cấu tạo RY20-20-125 còn có ống dẫn dầu liên quan đến hệ thống dầu trong cụm ổ trục.

Chi tiết này phối hợp với thân ổ trục để hỗ trợ việc phân bố và duy trì dầu tại khu vực cần bôi trơn.

Nhờ đó, cụm vòng bi có điều kiện làm việc ổn định hơn khi trục quay liên tục.

Nắp chặn ổ trục

Phía cuối thân ổ trục được bố trí nắp chặn ổ trục.

Nắp này giữ các chi tiết bên trong đúng vị trí, đồng thời đóng kín phần cuối của cụm ổ trục. Khi tháo sửa chữa, nắp chặn cũng là một trong những bộ phận được tháo để tiếp cận trục và vòng bi.

Giá đỡ tạo kết cấu vững chắc

Giá đỡ nằm phía dưới cụm ổ trục và liên kết toàn bộ phần sau của bơm với bệ máy.

Bộ phận này chịu tải của thân ổ trục, trục và các chi tiết quay phía trong. Nhờ giá đỡ, toàn bộ cụm rôto được giữ ở vị trí ổn định so với thân bơm.

Đây cũng là đặc điểm tạo nên kết cấu đỡ một phía của dòng RY.

Khớp nối mềm nằm cuối hệ thống truyền động

Ở đầu ngoài của trục bơm là khớp nối mềm kết nối với động cơ 0,75 kW.

Khớp nối không nằm trong khoang dầu nhưng là phần cuối của chuỗi truyền động bên trong cụm máy:

Động cơ → khớp nối → trục bơm → bánh công tác.

Khi động cơ quay, mô-men được truyền qua khớp nối tới trục, sau đó trục làm bánh công tác quay bên trong thân bơm.

Cách các chi tiết bên trong liên kết với nhau

Cấu tạo của Bơm dầu truyền nhiệt RY20-20-125 có thể hình dung theo thứ tự từ đầu hút đến động cơ như sau:

Thân bơm
↓
Bánh công tác + đai ốc khóa
↓
Nắp bơm
↓
Packing làm kín
↓
Trục bơm
↓
Phớt dầu chịu nhiệt
↓
Hai ổ bi
↓
Thân ổ trục và hệ thống bôi trơn
↓
Nắp chặn ổ trục
↓
Khớp nối mềm
↓
Động cơ

Tất cả các chi tiết phối hợp thành một cụm thống nhất, trong đó bánh công tác đảm nhiệm tạo dòng dầu, trục truyền mô-men, ổ bi giữ rôto ổn định và hệ thống làm kín kiểm soát dầu tại khu vực trục.

Cấu tạo bên trong Bơm dầu truyền nhiệt RY20-20-125 tập trung quanh ba cụm chính: cụm thủy lực gồm thân bơm và bánh công tác; cụm rôto gồm trục và ổ bi; cụm làm kín gồm packing và phớt dầu cao su chịu nhiệt.

Các bộ phận được bố trí liên tục theo phương trục, tạo nên kết cấu gọn và chắc chắn. Bánh công tác tạo dòng dầu, trục truyền chuyển động, hai ổ bi định vị rôto, còn thân ổ trục cùng hệ thống làm kín hỗ trợ toàn bộ cụm làm việc ổn định trong điều kiện tuần hoàn dầu nóng.