Tuấn Minh – Giải pháp khắc phục nhược điểm bơm ly tâm trục ngang

Hình minh họa
Hình minh họa

Bơm ly tâm trục ngang là phương tiện không thể thiếu trong đời sống và sản xuất nhất là của bà con nông dân.
Khi hút, đẩy ở tầm thấp thì bơm hoạt động tốt, nhưng khi hút sâu, đẩy cao thì bơm ly tâm cần phải được khắc phục.

Tình trạng kĩ thuật hiện nay

Hiện kết cấu của bơm ly tâm là dùng vỏ bơm khép kín ống hút trên cánh bơm, còn ống hút nối tiếp trên vỏ bơm thì chỉ đóng vai trò chuyển tiếp lực hút cho cánh bơm, kết cấu trên đã lộ ra một khe hở nhất định.
Trong bơm ly tâm lúc nào cũng phái có trử một lượng nước nhất định để khi cánh bơm đẩy nước ấy đi sẽ tạo ra lực hút lấp vào khoảng trống. Với kết cấu và nguyên lý hoạt động, bơm ly tâm trục ngang đã để ra những nhược điểm như sau:
Nhược điểm một: Hiện khe hở nhỏ nhất giữa vỏ bơm với ống hút trên cánh bơm là 0.5 mm, và không thể hẹp hơn vì an toàn cơ khí cũng như khe hở là rất nhỏ. Tuy nhiên và ví dụ:
Motor bơm có công xuất 1500W, đường kính ống hút trên cánh bơm là 5 cm, khe hở giữa vỏ bơm với ống hút là 0.5 mm. Nhân khe hở này với chu vi ống ta có diện tích khe hở là 7.85 mm2 . Như vậy ta có một khe hở không nhỏ trong vùng áp suất ở ngưỡng cực đại. Khi hút sâu, áp suất sẽ tác động mạnh ra khe hở này làm phốt bị nhún lại, không khí sẽ chui qua đường phốt tạo ra chân không nên không lên nước hoặc chỉ hút được ở một độ sâu nhất định, đồng thời, khe hở ấy sẽ tạo ra một vùng hoàng lưu của dòng nước trong bơm, làm giảm hiệu xuất đáng kể. Nếu tăng lực nén ở phốt thì sẽ làm cho phốt mau mòn – rách. Với động cơ điện thì sẽ chậm hoặc không thể khởi động.

Nhược điểm hai:
trong bơm ly tâm phải có một lượng nước dự trữ nhất định, nguyên tắc trên đã làm cho bơm khi khởi động đã phải chịu tải ngay vì lực cản của nước + áp lực của cột nước từ trên cao nén lên cánh bơm trong khi lực quán tính của rô to là chưa có, điểm này làm động cơ điện khi khởi động dòng điện tăng rất cao, những nơi điện yếu bị ảnh hưởng nặng như: ổn áp, máy tính tự ngắt, đứt cầu chì v.v …

Nhược điểm ba:
mỗi khi sự cố mang bơm lên và phải tải theo toàn bộ trọng lượng nước trong bơm, đường ống. Tình trạng này gây nhọc nếu thiếu người và phương tiện.

Để khắc phục các nhược điểm nêu trên, giải pháp bao gồm các bước như sau:
Mô tả chi tiết

Bước một: điều chỉnh và thay đổi cơ cấu ống hút trên vỏ bơm.

1. Lấy ống hút trên cánh bơm làm chuẩn và đo đường kính, diện tích mặt cắt của ống hút trên cánh bơm (đo phủ hai biên lấy thông số)
2. Chạy lại ren vỏ bơm nơi vặn ống hút, sao cho ren xuyên suốt từ ngoài vào trong, mục đích là để ống hút nối tiếp khi vặn vào cận chỉnh, khép kín với ống hút trên cánh bơm. (khác biệt (2) ren chạy xuyên suốt)
3. Thay đổi ống hút nối tiếp trên vỏ bơm bằng một ống khác, nhưng ống phải có diện tích và đường kính đồng bộ với ống hút trên cánh bơm. Cắt một đoạn tương ứng & chạy ren sao cho khi vặn vào ống chạm được tới ống hút trên cánh bơm, đồng thời cơ khí một ốc khóa định vị trên ống hút. Khi ráp, để tăng thêm độ khít cho động cơ chạy rồi chỉnh cho ống hút nối tiếp chạm nhẹ vào ống hút của cánh bơm. Khóa ốc định vị. Kết cấu này sẽ không bị va chạm khi rô to (lỏng) dao động theo phương ngang, không xảy ra xung lực khi dao động theo phương dọc. Tác dụng như sau: khi hút, toàn bộ áp suất tác động vào bên trong ống hút, tránh tác động ra phốt nên sẽ hút sâu hơn đồng thời độ khít đã cắt đứt dòng hoàn lưu trong bơm nên hiệu suất cao hơn. Khác biệt ở chổ: (3) ống hút nôi tiếp và ống hút trên cánh bơm có đường kính – diện tích đồng bộ. (4) Khép kín ống hút trên cánh bơm bằng ống hút nối tiếp. (5) Ống hút thiết kế động, cho phép cận chỉnh đến mức tối thiểu. (6) Có ốc khóa định vị.
(hiện ống hút trên cánh bơm được thiết kế theo công xuất bơm, còn ống hút nối tiếp trên vỏ bơm lại thường dùng chung với các loại ống phổ thông trên thị trường như ống có đường kính 20-40-60-80 mm v.v..nên không phù hợp, ta có thể ứng dụng ống láp dọc, sơ mi vô lăng của ô tô v.v…
.
Bước ba : giảm tải trọng của bơm

(bước này không thực hiện nếu bước một không có)

Căn cứ vào 1/5 đường kính của cánh quạt, bố trí thêm một van vào mặt cắt đứng trên thành vỏ bơm , van nằm phía trên tựa van xả gió, van có tính năng như sau: Van lúc nào cũng được mở (xả), nhưng lưu lượng xả không đáng kể, để khi ngừng hoạt động nước dự trử trong bơm và đường ống thoát ra, chỉ giử lại lượng nước chiếm 1/5 đường kính cánh quạt trong bơm thông qua ống xả có điều chỉnh cao độ và tùy chỉnh..
Như vậy, khi khởi động, động cơ sẽ không bị lực cản và áp suất của cột nước nén lên cánh bơm, giúp giảm dòng điện tăng cao lúc khởi động và giảm tải trọng khi di chuyển, sửa chửa.
Khác biệt ở chổ: van này là chưa có trên các loại bơm vì nó lúc nào cũng tạo một khe hở nhỏ trên vỏ bơm. Nếu không có bước một, khi khởi động không khí sẽ rút qua van này.

Những kết quả đạt được
1. Giúp lực hút tập trung toàn bộ vào trong ống hút nên hút sâu hơn
2. Cắt đường hoàn lưu của dòng nước trong bơm giúp tăng hiệu xuất đồng nghĩa với tiết kiệm năng lượng
3. Gỉam dòng điện tăng cao lúc khởi động, giảm tải trọng của bơm
4. Chi phí cho giải pháp là rất thấp

Tóm tắt
Giải pháp khắc phục nhược điểm của bơm ly tâm trục ngang bao gồm: ống hút trên cánh bơm và ông hút nối tiếp có diện tích & đường kính đồng bộ. Ống hút nối tiếp thiết kế động, cho phép cận chỉnh, chặn đường hoàn lưu của dòng nước, không cho lực hút tác động ra phốt.
Van điều chỉnh lưu lượng xả, giảm tải trọng bơm, giảm lực cản và dòng điện tăng cao lúc khởi động

image001

image002

image003

image004

image005

Các bạn than mến
Đây là một giải pháp nhỏ tuy nhiên đã khắc phục được nhược điểm lớn vẫn tồn tại ở bơm ly tâm trục ngang cho đến nay.
Do yêu cơ khí và ở miền trung du nên tôi đã có cơ hội để khắc phục. Nay xin gửi tặng các bạn yêu cơ khí và cộng đồng, hy vọng đơn vị nào đó thiết kế mới và chế tạo chi tiếtchuyên sửa chữa nhằm hổ trợ nông dân miền cao sử dụng hiệu quả phương tiện của mình.
Giải pháp đã được thực hiện cho câu lạc bộ cầu long số 19 phường Thới An Q 12 tp HCM. Để cung cấp nước cho 40 căn hộ và câu lạc bộ hai motor 1050 W với bộ hút sâu đã tiêu tốn 1100 KW/ tháng.
Do ngoài tầm với của bơm ly tâm trục ngang nên bơm đã hạ độ sâu còn 10,5 mét, và với một motor bơm 1050 W đã cung cấp đủ nước cho nhu cầu trên với lượng điện tiêu thụ 600 KW/ tháng . như vậy đã tiết kiệm 500 KW/ tháng (giếng khoan, đường kính ống 60 mm)
Hiện bơm ly tâm trục đứng (bơm chìm) đã khắc phục khó khăn cho giếng sâu, tuy nhiên vẫn để ra những nhược điểm như: không dụng dược cho giếng khoan có đường kính nhỏ; nhanh biến dạng với nước mặn, phèn; cháy do mất chế độ giải nhiệt khi thời điểm nước hút lên và lượng nước mạch chảy ra tương tương khi bơm đã nhô lên khỏi mặt nước.
Theo thời gian, tôi sẽ gửi các bạn giải pháp khắc phục cho bơm ly tâm trục đứng.
Chúc các bạn thành công

tuanminh1964@ymail.com

Trả lời

Mời bạn điền thông tin vào ô dưới đây hoặc kích vào một biểu tượng để đăng nhập:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Đăng xuất /  Thay đổi )

Google photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Google Đăng xuất /  Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Đăng xuất /  Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Đăng xuất /  Thay đổi )

Connecting to %s