Bơm tuần hoàn dầu tải nhiệt RY40-25-160 lưu lượng 10 m3/h, tốc độ 2.900 vòng/phút, công suất 2.2 kW, cột áp 28 m

Nguyên lý làm việc dạng ly tâm của bơm dầu truyền nhiệt RY40-25-160

Bơm dầu truyền nhiệt RY40-25-160 hoạt động theo nguyên lý của bơm ly tâm: động cơ làm quay bánh công tác, bánh công tác truyền năng lượng cho dầu truyền nhiệt, đưa môi chất từ vùng tâm ra phía ngoài rồi thân bơm thu dòng và dẫn dầu đến cửa xả.

Với tốc độ 2.900 vòng/phút, RY40-25-160 đạt điểm làm việc khoảng 10 m³/h tại cột áp 28 m, sử dụng động cơ 2,2 kW. Toàn bộ nguyên lý làm việc tập trung vào quá trình biến đổi năng lượng từ động cơ thành năng lượng của dòng dầu.

1. Động cơ tạo chuyển động quay cho bánh công tác

Quá trình làm việc bắt đầu từ động cơ 2,2 kW.

Trục động cơ truyền mô-men qua khớp nối đến trục bơm. Bánh công tác được lắp trên trục nên quay cùng trục với tốc độ khoảng 2.900 vòng/phút.

Chuỗi truyền động cơ bản là:

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

Bánh công tác chính là bộ phận trực tiếp truyền năng lượng cơ học sang dầu truyền nhiệt.

2. Dầu đi vào tâm bánh công tác theo hướng trục

RY40-25-160 có cửa hút DN40 được bố trí theo phương trục.

Khi bơm làm việc, dầu từ đường hút đi qua DN40 và tiến vào khu vực trung tâm của bánh công tác.

Đường dòng ban đầu có thể hình dung:

Đường hút → DN40 → tâm bánh công tác

Đây là vùng đầu vào của quá trình ly tâm.

3. Bánh công tác làm dầu chuyển động quay

Khi dầu đi vào tâm bánh công tác, các cánh đang quay bắt đầu tác động lên môi chất.

Dầu nhận chuyển động từ bánh công tác và bị cuốn theo các rãnh cánh.

Lúc này, môi chất không còn chỉ chuyển động theo phương trục mà bắt đầu có chuyển động quay cùng bánh công tác.

Năng lượng từ động cơ vì vậy được truyền dần sang dòng dầu.

4. Hiệu ứng ly tâm đưa dầu từ tâm ra mép ngoài

Đây là giai đoạn quan trọng nhất trong nguyên lý làm việc của RY40-25-160.

Khi bánh công tác quay nhanh, dầu nằm trong các rãnh cánh được đưa từ khu vực có bán kính nhỏ ở tâm đến khu vực có bán kính lớn hơn ở mép ngoài bánh công tác.

Hướng chuyển động cơ bản là:

Tâm bánh công tác → rãnh cánh → mép ngoài bánh công tác

Quá trình dịch chuyển từ tâm ra ngoài tạo nên đặc trưng làm việc dạng ly tâm của bơm.

5. Dầu nhận thêm năng lượng khi đi qua bánh công tác

Trong quá trình đi từ tâm ra mép ngoài, dầu nhận năng lượng từ các cánh bánh công tác.

Khi rời bánh công tác, môi chất có mức năng lượng lớn hơn so với khi vừa đi vào cửa hút.

Năng lượng này cho phép dầu tiếp tục đi qua thân bơm và sau đó vượt qua trở lực của hệ thống đường ống.

Vì vậy, có thể hiểu bánh công tác là bộ phận thực hiện quá trình:

Năng lượng cơ học của động cơ → năng lượng của dòng dầu

6. Việc dầu rời tâm tạo điều kiện cho dầu mới tiếp tục đi vào

Khi lượng dầu tại tâm bánh công tác liên tục được đưa ra phía ngoài, khu vực tâm tiếp tục nhận dầu mới từ đường hút.

Quá trình diễn ra đồng thời:

Dầu cũ rời tâm → dầu mới đi vào tâm

Đây là cơ sở để bơm duy trì dòng hút liên tục.

Bánh công tác càng duy trì chuyển động ổn định thì quá trình hút và đẩy càng diễn ra đều.

7. Dầu rời bánh công tác và đi vào thân bơm

Sau khi đến mép ngoài bánh công tác, dầu được đưa vào khoang bên trong thân bơm.

Tại đây, thân bơm tiếp nhận dòng môi chất đang có vận tốc tương đối cao và dẫn nó về phía cửa xả.

Như vậy, bánh công tác và thân bơm có hai nhiệm vụ khác nhau nhưng liên kết chặt chẽ:

Bánh công tác truyền năng lượng → thân bơm thu và dẫn dòng

Đây là sự phối hợp cốt lõi trong nguyên lý ly tâm của RY40-25-160.

8. Thân bơm dẫn dòng về cửa xả

Sau khi dầu rời mép bánh công tác, dòng môi chất không thể đi tự do theo mọi hướng.

Kết cấu bên trong thân bơm thu dòng và hướng lượng dầu này về cửa đẩy.

Trong quá trình đó, một phần động năng của dòng chảy được chuyển thành áp năng trước khi dầu rời khỏi bơm.

Nhờ vậy, bơm không chỉ tạo chuyển động cho dầu mà còn tạo cột áp để môi chất tiếp tục lưu thông trong hệ thống.

9. Dầu đổi hướng từ hút dọc trục sang đẩy hướng kính

Một đặc điểm dễ nhận thấy trong nguyên lý làm việc của RY40-25-160 là sự thay đổi hướng dòng chảy.

Dầu đi vào theo phương trục nhưng rời khỏi bơm theo phương hướng kính.

Toàn bộ quá trình có thể mô tả:

Hút dọc trục → vào tâm bánh công tác → ly tâm ra mép ngoài → thân bơm → đẩy hướng kính

Cửa đẩy của RY40-25-160 có kích thước DN25 và được bố trí hướng lên trên.

10. Cột áp 28 m được hình thành từ quá trình truyền năng lượng

Khi bánh công tác quay, năng lượng truyền cho dầu không chỉ tạo lưu lượng mà còn giúp dòng dầu có khả năng vượt qua trở lực.

Tại điểm làm việc thiết kế, RY40-25-160 tạo cột áp khoảng 28 m.

Cột áp này giúp dầu vượt qua các tổn thất trong đường ống, van, đoạn cong và thiết bị trao đổi nhiệt khi tổng trở lực phù hợp với khả năng của bơm.

Do đó, nguyên lý ly tâm liên quan trực tiếp đến hai thông số quan trọng:

Lưu lượng 10 m³/h + cột áp 28 m

11. Quá trình hút và đẩy diễn ra đồng thời

Bơm ly tâm không hoạt động theo kiểu hút một lượng dầu rồi dừng để đẩy lượng dầu đó ra ngoài.

Khi bánh công tác quay, nhiều quá trình diễn ra đồng thời.

Tại tâm bánh công tác, dầu mới liên tục đi vào. Trong các rãnh cánh, dầu đang nhận năng lượng. Tại mép bánh công tác, dầu được đưa ra thân bơm. Trong thân bơm, lượng dầu trước đó đang di chuyển về cửa xả.

Nhờ vậy, RY40-25-160 tạo ra dòng chảy liên tục.

12. Tốc độ quay ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động ly tâm

RY40-25-160 làm việc ở tốc độ 2.900 vòng/phút.

Tốc độ quay này là một yếu tố quan trọng tạo nên đặc tính thủy lực của model.

Nếu tốc độ bánh công tác thay đổi đáng kể, điều kiện truyền năng lượng cho môi chất cũng thay đổi, kéo theo sự thay đổi về lưu lượng và cột áp.

Do đó, thông số 2.900 vòng/phút có quan hệ trực tiếp với khả năng đạt khoảng 10 m³/h và 28 m của bơm.

13. Đường kính bánh công tác 160 mm liên quan đến khả năng tạo cột áp

Số 160 trong tên RY40-25-160 thể hiện đường kính ngoài danh nghĩa của bánh công tác.

Khi bánh công tác quay, môi chất được đưa từ tâm đến vùng mép có bán kính lớn hơn.

Đường kính bánh công tác kết hợp với tốc độ 2.900 vòng/phút quyết định mức năng lượng mà bánh công tác có thể truyền cho dòng dầu.

Vì vậy, bánh công tác 160 mm là một phần quan trọng tạo nên đặc tính làm việc của model.

14. Trục phải ổn định để nguyên lý ly tâm diễn ra đúng

Hiệu quả của quá trình ly tâm phụ thuộc vào việc bánh công tác quay ổn định quanh tâm thiết kế.

Trục RY40-25-160 được đỡ bởi hai ổ bi trong thân ổ trục.

Nếu trục được giữ đồng tâm tốt, bánh công tác quay ổn định và khoảng cách với thân bơm được duy trì phù hợp.

Ngược lại, trục rung hoặc lệch có thể làm dòng chảy trong bánh công tác kém ổn định và tăng nguy cơ va chạm cơ khí.

15. Bơm phải có dầu trước khi tạo được quá trình ly tâm ổn định

Bánh công tác cần tiếp xúc với môi chất để truyền năng lượng cho dòng dầu.

Nếu trong thân bơm chủ yếu là không khí, bánh công tác quay nhưng không thể tạo quá trình tuần hoàn dầu đúng như trạng thái làm việc bình thường.

Vì vậy, trước khi vận hành, phần bơm và đường hút cần có môi chất phù hợp và khí phải được thoát ra.

Khi bánh công tác được điền đầy dầu, nguyên lý ly tâm mới có thể diễn ra ổn định.

16. Nguyên lý ly tâm tạo thành vòng tuần hoàn dầu nóng

Sau khi dầu được đẩy ra DN25, môi chất tiếp tục đi qua hệ thống gia nhiệt.

Dầu truyền nhiệt đến thiết bị sử dụng nhiệt, mất một phần nhiệt lượng rồi quay trở lại cửa hút DN40.

Chu trình tiếp tục:

DN40 → bánh công tác → DN25 → hệ thống gia nhiệt → đường hồi → DN40

Bơm không trực tiếp tạo nhiệt. Vai trò của RY40-25-160 là sử dụng nguyên lý ly tâm để liên tục cung cấp năng lượng cho dòng dầu và duy trì vòng tuần hoàn.

Nguyên lý làm việc dạng ly tâm của bơm dầu truyền nhiệt RY40-25-160 dựa trên chuyển động quay của bánh công tác. Động cơ 2,2 kW làm bánh công tác quay ở 2.900 vòng/phút, dầu đi qua cửa hút DN40 vào tâm bánh công tác rồi được đưa từ tâm ra mép ngoài dưới tác động của chuyển động ly tâm.

Dầu sau khi nhận năng lượng được đưa vào thân bơm, thu dòng và chuyển tới cửa xả DN25. Quá trình diễn ra liên tục theo trình tự:

DN40 → tâm bánh công tác → cánh bơm → mép bánh công tác → thân bơm → DN25

Chính cơ chế này giúp RY40-25-160 tạo điểm làm việc khoảng 10 m³/h tại cột áp 28 m, duy trì dòng dầu nóng liên tục trong hệ thống gia nhiệt.

Cấu tạo khớp nối mềm ba chấu truyền động cho bơm dầu truyền nhiệt RY40-25-160

Bơm dầu truyền nhiệt RY40-25-160 sử dụng khớp nối mềm ba chấu để truyền chuyển động từ động cơ sang trục bơm. Bộ phận này nằm giữa trục động cơ và trục bơm, có nhiệm vụ truyền mô-men quay đồng thời hỗ trợ giảm tác động của rung động và những sai lệch nhỏ giữa hai trục.

Với RY40-25-160 hoạt động ở tốc độ khoảng 2.900 vòng/phút, khớp nối là mắt xích trực tiếp trong chuỗi truyền động:

Động cơ → Khớp nối mềm ba chấu → Trục bơm → Bánh công tác.

Cấu tạo cơ bản của khớp nối mềm ba chấu

Khớp nối dạng ba chấu về cơ bản gồm hai nửa khớp nối được lắp lần lượt trên trục động cơ và trục bơm. Trên mỗi nửa khớp có các chấu truyền động hướng về phía đối diện.

Giữa hai phần kim loại thường bố trí bộ phận đàn hồi để các chấu không truyền lực trực tiếp hoàn toàn bằng tiếp xúc kim loại với kim loại.

Khi ghép lại, các chấu của hai nửa khớp xen kẽ với nhau và tạo thành cụm truyền động tương đối gọn. Chính phần đàn hồi nằm giữa các chấu tạo nên đặc tính “mềm” của khớp nối.

Đối với RY40-25-160, thông tin hiện có xác định loại sử dụng là khớp nối mềm ba chấu, nhưng không nêu cụ thể vật liệu của phần đàn hồi. Vì vậy không nên khẳng định đó là polyurethane, cao su hay một loại polymer cụ thể nếu chưa có thông số phụ tùng.

Hai nửa khớp nối liên kết hai trục

Một nửa khớp nối được cố định trên trục động cơ, nửa còn lại được lắp trên trục bơm.

Khi động cơ quay, nửa khớp phía động cơ quay theo. Các chấu truyền lực qua phần đàn hồi tới nửa khớp phía bơm, từ đó làm trục bơm quay.

Quá trình truyền mô-men diễn ra theo hướng:

Trục động cơ → Nửa khớp chủ động → Chấu và phần đàn hồi → Nửa khớp bị động → Trục bơm.

Nhờ vậy, động cơ không cần nối cứng trực tiếp với trục bơm nhưng vẫn có thể truyền chuyển động đến bánh công tác.

Ba chấu có vai trò truyền mô-men quay

Các chấu là phần chịu lực chính trong quá trình truyền động. Khi nửa khớp phía động cơ quay, chấu của nó tác động lên bộ phận đàn hồi và tiếp tục truyền lực sang chấu của nửa khớp phía bơm.

Việc bố trí nhiều vị trí tiếp xúc quanh chu vi giúp mô-men được truyền từ trục động cơ sang trục bơm trong quá trình quay liên tục.

Đối với RY40-25-160, chuyển động này cuối cùng làm bánh công tác quay ở khoảng 2.900 vòng/phút, từ đó tạo dòng dầu truyền nhiệt.

Phần đàn hồi tạo đặc tính “khớp nối mềm”

Điểm khác biệt quan trọng giữa khớp nối mềm ba chấu và dạng nối cứng nằm ở phần đàn hồi giữa các chấu.

Bộ phận này có khả năng biến dạng trong giới hạn nhất định khi chịu tải. Nhờ đó, nó hỗ trợ hấp thụ một phần rung động và xung lực xuất hiện trong quá trình khởi động hoặc khi tải thay đổi.

Phần đàn hồi cũng có thể bù một mức sai lệch nhỏ giữa hai trục. Tuy nhiên, điều này không có nghĩa khớp nối có thể thay thế việc căn chỉnh đồng tâm. Trục động cơ và trục bơm vẫn phải được căn chỉnh đúng khi lắp đặt.

Khe hở giữa hai nửa khớp nối

Khi lắp khớp nối của bơm RY, hai đầu trục không được ép sát hoàn toàn vào nhau. Khoảng cách giữa hai đầu trục cần được duy trì khoảng 2–3 mm.

Khoảng hở này tạo không gian cần thiết giữa hai cụm truyền động và hạn chế tình trạng hai đầu trục tác động trực tiếp lên nhau.

Đồng thời, độ lệch tại vành ngoài của hai nửa khớp nối cần được kiểm soát ở mức nhỏ để trục động cơ và trục bơm làm việc tương đối đồng tâm. Điều này đặc biệt quan trọng khi hệ thống quay ở tốc độ cao.

Khớp nối giúp bảo vệ hệ truyền động của RY40-25-160

Khi động cơ và bơm được nối bằng khớp nối mềm ba chấu, phần đàn hồi có thể giảm bớt việc truyền trực tiếp rung động và va đập giữa hai phía.

Điều này có lợi cho trục bơm, ổ bi và cụm làm kín, bởi các bộ phận này đều chịu ảnh hưởng nếu hệ truyền động rung hoặc lệch tâm quá lớn.

Tuy nhiên, hiệu quả này chỉ đạt được khi khớp nối được lắp đúng và hai trục được căn chỉnh phù hợp.

Khớp nối mềm ba chấu của bơm dầu truyền nhiệt RY40-25-160 là bộ phận trung gian liên kết trục động cơ với trục bơm. Kết cấu cơ bản gồm hai nửa khớp nối có các chấu truyền động và bộ phận đàn hồi bố trí giữa các chấu.

Khi động cơ quay, mô-men được truyền qua khớp nối tới trục bơm và tiếp tục làm bánh công tác quay. Kết cấu mềm vừa đảm nhiệm truyền mô-men, vừa hỗ trợ giảm rung, giảm xung lực và bù những sai lệch nhỏ giữa hai trục, qua đó giúp hệ truyền động của RY40-25-160 hoạt động ổn định hơn.