Bộ phận quan trọng nhất của máy bơm ly tâm là bánh xe công tác. Bánh xe công tác gồm có những cánh uốn cong đặt giữa hai đĩa, bánh xe được đặt trong buồng xoắn cố định. Ở đầu bộ phận dẫn hướng vào có ống hút lắp van một chiều và lưới chắn rác, ở bộ phận dẫn hướng ra của buồng xoắn có ống xả.
2. Nguyên lý làm việc máy bơm ly tâm
Trước khi khởi động cho máy bơm làm việc phải mồi đổ đầy nước vào bơm. Khi máy bơm làm việc bánh xe công tác quay, các phần tử chất lỏng ở trong rãnh của bánh xe công tác dưới ảnh hưởng của lực ly tâm bị dồn từ trong ra ngoài, chuyển động theo máng dẫn và đi vào ống xả với áp suất cao hơn. Đồng thời lối vào bánh xe công tác tạo nên một vùng có chân không và dưới tác dụng của áp suất ở mặt bể hút, chất lỏng ở bể hút liên tục bị đẩy vào bơm theo ống hút. Quá trình hút và đẩy của bơm là quá trình liên tục, tạo nên dòng chảy liên tục qua bơm.
3. Cấu tạo các bộ phận chính của máy bơm ly tâm
Máy bơm ly tâm là loại máy bơm cánh dẫn thuộc loại động lực, nó gồm rất nhiều loại khác nhau, nhưng có các bộ phận cấu tạo chủ yếu đều giống nhau. Dưới đây trình bày một số loại máy bơm ly tâm có các dạng kết cấu khác nhau:
Một số đặc điểm cấu tạo như sau: Bánh xe công tác một cửa nước vào được gắn chặt với trục bơm, nằm gọn trong thân vỏ bơm. Một đầu trục lắp với khớp nối. Thân vỏ bơm đồng thời là ống xả hình xoắn ốc được đúc bằng gang xám. Phía đầu vỏ bơm nối với nắp đúc bằng gang. Nắp chặn đồng thời là ống hút của bơm. Ống xả phụ thuộc vào điều kiện lắp đặt. Phía trên vỏ có lỗ để mồi nước, ép tuýp được làm mát khi bơm làm việc.
- Máy bơm ly tâm kiểu côngxon liền khối: Đặc điểm của loại máy bơm này là không có giá đỡ, vỏ bơm được gắn chặt trực tiếp với tấm bích của động cơ điện. Bánh xe công tác cũng lắp thẳng với đầu kéo dài của trục động cơ. Với loại này cho một kích thước của tổ máy giảm nhiều. (Loại máy bơm này dùng nước sạch có nhiệt độ nhỏ hơn 105°c với lưu lượng Q = (4,5 -ỉ- 360)m3/h, cột áp H = (9 -ỉ-90)m.
- Máy bơm ly tâm trục ngang kiểu hai miệng hút: Bánh xe công tác gắn chặt với trục nhờ then trụ và các ống lót chặn. Trục bơm quay trên hai ổ trượt được bôi trơn theo vòng vành khăn, vỏ bơm mờ ngang tạo thuận lợi cho việc tháo lắp. Loại máy bơm này dùng bơm nước, các chất lỏng sạch có nhiệt độ nhỏ hơn 100°c với lưu lượng Q = (200 -12.500)m3/h, cột áp H = (12 -H37)m.
- Máy bơm ly tâm trục đứng: Kết cấu loại bơm này tương tự bơm ly tâm côngxon trục ngang. 0 chận của động cơ điện bô’ trí ở phía trên của máy bơm. Ồng xả hình xoắn cấu tạo gân cứng và được đặt trên tấm móng với các bệ đỡ. Khi trục dài phải lắp thêm các ổ dẫn hướng trung gian. Loại máy bơm này dùng bơm nước sạch với lưu lượng Q = (3.600 -ỉ- 45.000)m3/h, cột áp H = (17 -r 110)m.
Các bộ phận chủ yếu của bơm ly tâm là: vỏ bơm, bánh xe công tác, trục bơm, ổ trục, bộ phận làm kín, vòng mòn.
a. Vỏ bơm ly tâm
Máy bơm ly tâm tạo ra áp lực và năng lượng vận tốc chủ yếu bằng lực ly tâm do bơm tạo ra. Trong bơm ly tâm, nước vào cánh bơm và ra theo hướng tâm. Đối với bơm buồng xoắn năng lượng vận tốc của dòng chảy ra ngoài cánh bơm được chuyển thành năng lượng áp lực tại vỏ bọc buồng xoắn.
Các loại vỏ bọc buồng xoắn thông thường là loại 1 lớp hoặc 2 lớp. Loại vỏ buồng xoắn 2 lớp được sử dụng làm giảm lực hướng tâm (lực hướng tâm tác động tới trung tâm) và có hai buồng xoắn tạo thành góc 180° giữa hai buồng chia dòng chảy thành hai phần bằng nhau.
Nói chung loại vỏ buồng xoắn 2 lớp được sử dụng khi lực đẩy hướng tâm lớn tới mức tạo ra trọng lượng lớn trên trục chính và ổ trục. Loại bơm ly tâm có vỏ buồng xoắn có cánh quạt điều tiết chuyển năng lượng vận tốc thành năng lượng áp lực qua bộ phận khuếch tán được lắp quanh cánh bơm .
Vỏ bơm bao quanh bánh xe công tác và có cấu tạo buồng xoắn ốc mỏ rộng dần về phía cưa đẩy. Vó bơm có tác dụng ổn định dòng chảy trong bánh xe công tác. Vỏ bơm gồm có bộ phận dẫn và tháo dòng chảy ra khỏi bánh xe cồng tác.
Để thuận tiện cho tháo lắp người ta thường chế tạo nắp vỏ bơm. Nắp vỏ máy bơm được liên kết với vỏ bơm bằng bulông, chỗ tiếp xúc giữa chúng có đặt gioăng để bịt kín khe tiếp giáp.
Căn cứ vào bánh xe công tác của máy bơm người ta chia làm 2 loại theo hình thức:
- Hình thức vỏ mở đứng khi mặt tiếp xúc giữa nắp và vỏ bơm vuông góc với trục. Những loại máy bơm có bánh xe công tác một cửa nước vào đều có vỏ mở đứng .
- Hình thức vỏ mở ngang khi mặt tiếp xúc giữa nắp và vỏ bơm song song với trục. Những loại máy bơm có bánh xe công tác hai cửa nước vào đều có vỏ mở ngang .
Máy bơm ly tâm nhiều cấp vỏ thường được chế tạo từng phần riêng biệt ghép lại với nhau theo mặt phẳng vuông góc với trục bơm. Những máy bơm ly lâm loại này có nhiều bánh xe công tác thì vỏ máy gồm nhiều buồng xoắn, mỗi buồng xoắn chứa một bánh xe công tác, các buồng thông với nhau.
Loại máy bơm ly tâm kiểu côngxon, vỏ máy không có bệ đỡ trực tiếp thì có thể xoay theo các vị trí khác nhau, vì thế rất thuận tiện cho sử dụng, vỏ bơm thường được chế tạo bằng gang, thép. Hiện nay người ta còn dùng chất dẻo vừa nhẹ lại chống ăn mòn hoá học.
Trên mặt bích của cửa vào và cửa ra của máy bơm có lỗ để lắp chân không kế và áp kế, phía trên còn có một lỗ để sử dụng khi mồi bom, ở phần đáy có lỗ để tháo nước trong thân bơm khi sửa chữa hoặc nghi bơm dài ngày.
b. Bánh xe công tác bơm ly tâm
Bánh xe công tác là bộ phận quan trọng cúa máy bơm ly tâm, nó có nhiệm vụ truyền năng lượng nhận được từ động cơ cho chất lỏng- Bánh xe công tác gồm có hai loại: loại dẫn nước vào một phía và loại dẫn nước vào hai phía.
– Cấu tạo bánh xe công tác kiểu dần nước vào một phía gồm có: Đĩa trước hình vành khăn, có lỗ giữa là cửa nước vào; đĩa sau có bạc để lắp trục bơm; giữa hai đĩa là các cánh của bánh xe công tác có chiều cong ngược với chiều quay của bánh xe. Bánh xe và cánh quạt đúc liền hoặc hàn nối với nhau
Bánh xe công tác kiểu dẫn nước vào hai phía: Gồm có hai đìa ngoài và một đĩa trong. Bạc lắp trục ở dĩa trong. Bánh xe nước vào hai phía thường dùng với loại bơm lưu lượng lớn cho đặc tính làm việc của bơm tốt hơn.
Ghép nhiều bánh xe công tác trên một trục (bánh xe công tác nhiều cấp) để tăng cột nước bơm.
Vật liệu dùng dê làm bánh xe công tác phái đáp ứng được các yêu cầu về độ bền cư học, độ giãn nở, tính chống ăn mòn và chống mài mòn cao. Đa số bánh xe cồng tác chế bằng gang xám. Một số loại bơm hoá chất dùng gang silic. Bơm lớn áp lực cao bánh xe chế bằng thóp không gỉ. Máy bơm chất lỏng sệt bánh xe làm bằng thép Mangan để nâng cao độ cứng. Hiện nay với công nghệ vật liệu mới người ta dùng chất dẻo có tính năng tốt. độ bén cơ học tương đối cao, chống ăn mòn hoá học và chịu được tác dụng môi trường khí thực. Bánh xe công tác được các nhà máy bơm nghiên cứu ché’ tạo theo mẫu hình tính toán để tạo nên lưu lượng và cột nước cần thiết.
c. Trục bơm và ổ trục máy bơm ly tâm
Trục máy có tác dụng nhận năng lượng của động cơ để truyền tới bánh xc công tác. Cấu tạo của trục bơm là một thanh tròn, đúc bằng thép tốt vì nó phải chịu tất cả các lực chính trong máy bơm (lực xoắn khi bánh xe quay, trọng lượng bánh xe, lực ma sát, lực dọc trục…) Định vị và đỡ trục bằng các ổ trục nằm ở các giá trục. Có hai loại ổ trục:
– Ổ trượt: Cấu tạo là một vòng kim loại ôm lấy trục (vòng bạc). Vòng này thường làm bằng đổng thau, chất dẻo và đúc làm hai mảnh đế dễ tháo lắp, thay thế. Ò trượt chịu lực tốt, chịu chấn động, lực va đập, lắp dễ dàng, làm việc êm nhưng ma sát nhiều, phái có dầu mỡ bội trơn có chất lượng cao, làm nguội khắt khe.
– Ô lăn: Gồm vành chứa các viên bi kim loại có nắp hãm để khỏi bật ra. tháo lắp và vòng bao trục. Nếu đầu trục chi có một ổ bi gọi là ố bi đơn. nếu có hai gọi là ố bi kép. So với ổ trượt thì ố lăn ít ma sát hơn, làm nguội ít khắt khe hơn. Nhưng chịu lực kém hơn, nhất là va đập, lắp ráp phức tạp, có tiếng ổn to hơn.
d. Bộ phận làm kín bơm ly tâm
Bộ phận chắn nước có nhiệm vụ ngán khỏng cho chất lóng từ máy bơm chảy theo trục ra ngoài và không cho không khí bên ngoài lọt vào máy bơm. Bộ phận này được đặt ở chỗ tiếp giáp trục máy bơm và vỏ bơm. Cấu tạo như sau:
- Vật làm kín thường làm bằng vải tấm mỡ bò hoặc amiăng, bao quanh trục bơm để bịt kín khe hở giữa trục và vỏ máy (chống rò).
- Vòng dẫn nước làm ướt vật bịt kín và làm nguội bộ phận chắn nước và trục có tác dụng không làm cháy vật làm kín, chống rò khí. Vòng dẫn nước thông với vỏ máy để lấy nước có áp từ thân bơm hoặc ống xả vào.
- Nắp cp bằng kim loại nằm ngoài cùng có ốc siết bắt nắp cp với vỏ máy. Nó có tác dụng điều chính mức độ ép chặt cúa nắp vào vật bịt kín.
e, Vòng mòn bơm ly tâm
Tại cửa nước vào, vành bánh xe công tác tiếp giáp vói vỏ máy. Nếu khe tiếp giáp nhỏ quá thì vó máy và bánh xe công tác đểu chóng hỏng do bị cọ xát. nếu quá lớn thì một phần nước có áp ở thân bom sẽ quay trở lại ống hút. lúc dó sẽ làm giảm hiệu suất máy bom. vì thế người ta đặt ở đây một vòng kìm loại chóng mòn để bảo vệ vỏ máy, bánh xe cồng tác và đổng thời giảm khe hở tiếp giáp.
Vành mòn thường làm bằng kim loại tốt, có hình dạng khe hở sao cho tổn thất thuỷ lực qua khe hở lớn cho nên cấu tạo để tăng chiều dài dòng chảy và tăng tổn thất cục bộ và giảm nhò khe; hở do vậy vòng mòn thường có dạng phẳng, dạng thước thợ, dạng gấp khúc.
