Bơm cánh gạt
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (131.06 KB, 12 trang )
3 . BM VAè ĩNG C CAẽNH GAT :
I . Kết cấu và nguyên lý làm việc :
1) Bơm cánh gạt tác dụng đơn :
Bơm gồm có vỏ hình trụ ( 1 ) trong đó có roto ( 2 ) đặt lệch tâm 1 khoảng e , trên
roto có các bản phẳng 3 có thể trợt trong rãnh của roto và luôn có khuynh hớng đi ra tì
vào thành vỏ bơm nhờ lò xo 4 . Khi roto quay , các bản phẳng này gạt chất lỏng và gọi là
cánh gạt . Phần không gian giới hạn giữa roto với vỏ bơm đợc gọi là thể tích làm việc .
Nguyên lý làm việc :
Giả sử khi làm việc roto quay theo chiều mũi tên, thể tích chứa chất
lỏng ở vùng A tăng, áp suất chất lỏng giảm và chất lỏng bị hút vào bơm qua
ống hút 5. ở vùng B, chất lỏng bị nén, áp suất tăng và chất lỏng đợc đẩy vào
ống đẩy 6 .
Để chất lỏng không bị chảy ngợc từ B về A cũng nh không bị chẹt trong
các thể tích làm việc thì phải bố trí sao cho khi cánh gạt này bắt đầu gạt chất
lỏng (vị trí I) thì cánh kia bắt đầu thôi không gạt chất lỏng nữa (ra khỏi vị trí
II) .
Lu lợng tức thời của bơm phụ thuộc vào diện tích bề mặt làm việc và tốc
độ vòng của cánh gạt, nh vậy lu lợng bơm không đều, nó nhỏ nhất khi cánh
gạt bắt đầu vào vị trí I và lớn nhất khi cánh gạt ở vị trí C .
Để bơm có lu lợng đều hơn , ta tăng số cánh gạt lên từ 6 đến 12 cánh .
Xét bơm 6 cánh gạt nh hình vẽ :
Góc giữa 2 cánh gạt là : a =
6
360
o
Để chất lỏng không chảy ngợc từ buồng hút về buồng đẩy , ta bố trí các gờ chắn
AB , CD có chiều dài thích hợp để khi bơm làm việc luôn có một cánh gạt nằm trong gờ
chắn , nghĩa là góc chắn của AB , CD phải bằng a .
Việc gạt chất lỏng đợc thực hiện khi chất lỏng đi qua AB , lu lợng nhỏ nhất khi
chất lỏng ở A hoặc B và lớn nhất khi cánh gạt ở vị trí thẳng đứng .
Để cánh gạt luôn có xu hớng đi ra tì vào vỏ bơm , ngời ta nối thông các đầu rãnh
trên roto với bọng đẩy để chất lỏng có áp suất cao đi vào rãnh thay thế nhiệm vụ của lò
xo đẩy cánh gạt đi ra .
Hai bơm khảo sát trên trong một vòng quay của roto ( 1 chu kì làm việc ) thực
hiện một lần hút và một lần đẩy nên gọi là bơm cánh gạt tác dụng đơn . Nhợc điểm của
loại này là có lực tác dụng lên roto do chênh lệch áp suất giữa bọng đẩy và bọng hút . Do
đó phải hạn chế áp suất làm việc của loại bơm này .
Để khắc phục nhợc điẻn trên ta dùng bơm cánh gạt tác dụng kép .
2 ) Bơm cánh gạt tác dụng kép:
Kết cấu :
Mặt trong của vỏ bơm không phải là mặt trụ , tâm roto và tâm stato trùng nhau ,
không có độ lệch tâm .
BC và FG : 2 cung có bán kính không đổi r
1
DE và AH : 2 cung có bán kính không đổi r
2
Khi roto quay theo chiều mũi tên , chất lỏng đợc hút vào từ CD sau đó đợc đa vào
EF.
Tại phía kia , chất lỏng đợc trút vào từ GH , sau đó đợc đa vào AB .
Vậy ta có :
CD , GH : Hai bọng hút nối với ống hút
AB , EF : Hai bọng đẩy nối với ống đẩy
Nh vậy trong một vòng quay ccos 2 quá trình hút và đẩy chất lỏng : bơm tác dụng
kép .
Các bọng hút và bọng đẩy đợc ngăn cách nhau nhờ kết cấu của vỏ bơm làm cho
các cánh gạt liên tiếp nhau gạt trên các cung đồng tâm .
Do lực hớng trục triệt tiêu lẫn nhau ( 2 bọng đẩy đối xứng ) nên áp suất làm việc
trong bơm tác dụng kép có thể lớn hơn trong bơm tác dụng đơn .
Để cánh gạt trợt dễ dàng trong rãnh , cánh có thể bố trí nghiêng 1 góc
= 6 đến
13
o
ngợc phía chiều quay của roto .
3 ) Các thông số làm việc và u nh ợc điểm :
Nh ợc điểm của bơm cánh gạt :
So với bơm bánh răng , bơm cánh gạt có áp suất làm việc thấp hơn do có lực hớng
kính và sự làm kín trong bơm cánh gạt không thể kín hơn bơm bánh răng .
Bơm tác dụng đơn :
2
cm
kg
20p
s
l
1505Q =
n = 1000 đến 2000
ph
v
Bơm tác dụng kép :
2
cm
kg
70p
s
l
2005Q =
Hiệu suất nhỏ thua bơm bánh răng :
8,05,0 =
Ưu điểm của bơm cánh gạt :
- Kết cấu nhỏ gọn đơn giản .
- Có khả năng điều chỉnh lu lợng mà không phải thay đổi số vòng quay ( bơm tác
dụng đơn ) .
- Sử dụng trong hệ thóng bôi trơn , truyền động thuỷ lực , hệ thống cờng hoá tay
lái .
- Làm việc tốt hơn với chất lỏng là dầu , nếu dùng nớc thì sự rỉ sét sẽ gây ra ma sát
lớn giữa cánh gạt và rãnh làm giảm khả năng làm việc .
II . L u l ợng của bơm cánh gạt tác dụng đơn :
Gọi
r : bán kính stato
: chiều dày cánh
Z : số cánh
h : chiều cao làm việc của lá cánh
h
0
: chiều cao làm việc của lá cánh ở vị trí cao nhất
h
0
= 2e
1 ) L u l ợng trung bình :
Gọi
f
A
: diện tích tạo bởi cánh gạt và hai vị trí lúc bắt đầu và kết thúc
gạt
Ta có :
Q = f
A
bZn
Q
Tính toán trong 1 phút :
Q = 2neb ( 2r Z )
Q = Q
l
Q
Trong đó :
9,08,0
Q
=
2 ) L u l ợng tức thời :
a ) Động học của cạnh :
Gọi R = O
2
D là khoảng cacchs từ tâm roto đến đầu cánh , R thay đổi theo góc
quay
của cánh .
0R0 ==
Xét tam giác O
1
O
2
D :
)4cos(ecosrR +=
Vậy :
= cosecosrR
)cos1(e)1(cosr)er(Rh +==
Trong đó :
+ r e : bán kính roto
nhỏ
1cos
:
)cos1(eh =
b ) L u l ợng tức thời của bơm :
FuQ
C
=
Trong đó :
+ F : diện tích làm việc của cánh gạt :
F = hb
+ u
C
: vận tốc vòng của trọng tâm phần làm việc của cánh gạt .
=
2
h
Ru
C
( )
[ ]
+= cos1e5,0cosecosru
C
Cos
0=
( )
[ ]
+= cos1e5,0ru
C
Khi không kể chiều dày cánh thì :
Q
4
= bhu
C
=
( )
[ ]
( )
+ cos1ebcos1e5,0r
Vậy :
Q
4
=
( )
[ ]
( )
+ cos1ebcos1e5,0r
Kết luận :
Q thay đổi phụ thuộc góc
:
=
o
90
= eb)e5,0r(Q
min4
=
o
180 Q
4max
= 2reb
Không xét đến trờng hợp
o
900 =
và trờng hợp
o
360270 = vì có hai cánh
gạt luân phiên nhau gạt chất lỏng ở
oo
27090 == . Khi bỏ qua 0,5e thì lúc đó ta
có :
Q
4max
= 2Q
4min
Bơm tác dụng đơn nhiều cánh gạt :
Q
4max
= 2reb
Q
4min
phụ thuộc số lợng cánh gạt vì phụ thuộc vào điểm bắt đầu đi vào gờ chắn để
làm việc tơng ứng với góc
2
a
min
=
với
Z
360
a
o
=
.
So sánh ta thấy lu lợng đều hơn bơm 2 cánh gạt .
c ) Sự hao hụt l u l ợng khi xét đến bề dày cánh :
Gọi
/
4
Q : lu lợng hao hụt do bề dày cánh
/
4
Q
: bơm 2 cánh gạt
Q
= vb
/
4
Trong đó :
+ v : vận tốc tơng đối của cánh trợt trong rãnh .
v =
= sinl
dt
dh
Xét bơm nhiều cánh gạt thì có ta thấy có
1
2
Z
cánh luôn chiếm chỗ trong buồng
đẩy :
( )
+++++=
a1
2
Z
sin......asinsinblQ
/
4
Gọi Q
4
là lu lợng của bơm khi kể đến chiều dày cánh .
/
444
QQQ =
3 ) Điều chỉnh l u l ợng :
Đối với bơm tác dụng đơn có thể điều chỉnh lu lợng bằng cách thay đổi độ lệch
tâm e :
Nếu 2 tâm trùng nhau :
0Q0e ==
Nếu 2 tâm lệch nhau :
maxmax
Qe
Xê dịch thành vỏ về phía bên kia , máy làm việc đổi chiều , buồng đẩy trở thành
buồng hút .
III . L u l ợng của bơm tác dụng kép :
Đặc điểm : Do các cung BC , DE , FG , AH có bán kính không đổi và đồng
tâm với roto nên chiều cao làm việc h của lá cánh cũng không đổi , do các cánh thay nhau
gạt chất lỏng trong 2 cung DE , AH nên lu lợng không thay đổi theo góc quay
.
Ta có :
h = r
2
r
1
+
=
2
rr
u
12
C
