MỞ ĐẦU 1. VÀI NÉT VỀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN BƠM, QUẠT, MÁY NÉN Bơm, quạt, máy nén thuộc loại các máy thuỷ lực và máy thuỷ khí. Máy thuỷ lực thô sơ đã có từ thời cổ xưa. Guồng nước là máy thuỷ lực đầu tiên.
Guồng nước lợi dụng năng lượng của nước để kéo các cối xay lương thực hoặc đưa nước vào đồng ruộng, đã được sử dụng khoảng 3000 năm trước công nguyên. Các máy hút nước có sử dụng sức người và vật được sử dụng ở Ai Cập hàng mấy ngàn năm trước công nguyên. Bơm piston được dùng ở thế kỷ thứ I trước công nguyên. Bơm piston có loại xích vô cùng được dùng rộng rãi ở Cai-rô để lấy nước ở độ sâu 91,5m vào thế kỷ thứ 5-6 trước công nguyên.
Nói chung trước thế kỷ thứ 17 máy thuỷ khí rất thô sơ và ít loại. Bơm piston Năm 1640 nhà vật lý học người Đức là Ôttô Henrich đã sáng chế ra bơm piston đầu tiên để bơm khí và nước dùng trong công nghiệp. Khoảng năm 1805 nhà bác học người Anh là Niu Kơmen đã phát minh ra bơm piston để lấy nước trong các nhà máy khai thác mỏ, dùng xilanh hơi ngưng tụ để tạo lực cần thiết trên trục máy nhờ áp suất khí quyển. Năm 1840-1850 nhà bác học người Mỹ là Vortington đã giả thiết cơ cấu của bơm hơi mà trong đó piston của bơm và động cơ hơi được phân bố trên một trục chung, sự chuyển động của piston được điều chỉnh nhờ một hệ thống phân bố hơi đặc biệt.
Máy cánh dẫn Trong những năm 1751-1754 nhà bác học Euler đã viết về lý thuyết cơ bản của tuabin nước nói riêng và của máy thuỷ khí cánh dẫn nói chung, làm cơ sở để hơn 80 năm sau, vào năm 1830 nhà bác học người Pháp là Phuôc-nây-rôn đã chế tạo thành công tuabin nước đầu tiên vàvào năm 1831 nhà bác học người Nga là Xablucôp đã sáng chế ra bơm ly tâm và quạt ly tâm đầu tiên. Đây chính là những bước nhảy lớn trong lịch sử phát triển các máy năng lượng. Bơm nhiều cấp Nhà Bác học vĩ đại người Anh là Reynolds khi nghiên cứu cấu tạo của bơm nhiều cấp đã đưa vào những thiết bị định hướng cánh dẫn xuôi và ngược. Năm 1875 đã phát minh ra loại bơm tương tự như loại bơm nhiều cấp hiện đại ngày nay.
ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI 1. Định nghĩa Bơm là máy để tạo ra dòng chất lỏng. Hay nói cách khác, bơm là máy dùng để di chuyển chất lỏng và tăng năng lượng của dòng chất lỏng. Khi bơm làm việc năng lượng mà bơm nhận được từ động cơ sẽ chuyển hoá thành thế năng, động năng và trong một chừng mực nhất định thành nhiệt năng của dòng chất lỏng.
Vậy bơm là loại máy thuỷ lực dùng để biến đổi cơ năng của động cơ thành năng lượng để vận chuyển chất lỏng hoặc tạo nên áp suất cần thiết trong hệ thống truyền dẫn thuỷ lực. Phân loại bơm Bơm có được phân thành 3 loại: theo nguyên lý làm việc và cấu tạo của bơm: Bơm cánh dẫn gồm: Bơm ly tâm Bơm hướng trục Bơm hướng chéo Bơm xoáy Bơm thể tích gồm Bơm piston Bơm roto Bơm piston – roto Bơm phun tia Theo công dụng Bơm cấp nước nồi hơi (trong các nhà máy nhiệt điện) Bơm dầu (trong các hệ thống truyền động thủy lực) Bơm nhiên liệu Bơm cứu hỏa Bơm hóa chất Theo phạm vi cột áp và lưu lượng sử dụng Trang 16/83 Người ta chia bơm thành các loại: bơm có cột áp cao, trung bình hoặc thấp; bơm có lưu lượng lớn, trung bình hoặc nhỏ. Trong kỹ thuật có 3 loại bơm sử dụng rộng rãi là bơm ly tâm, bơm hướng trục và bơm piston. ❖ TÓM TẮT BÀI 1 Trong bài này, một số nội dung chính được giới thiệu: 1.
Vài nét về lịch sử phát triển bơm, quạt, máy nén 2. Cấu tạo phân loại bơm 3. Quy trình vận hành bơm ❖ CÂU HỎI VÀ TÌNH HUỐNG THẢO LUẬN BÀI 1 Câu hỏi 1. Trình bày cấu tạo, phân loại bơm? Câu hỏi 2.
Lập quy trình vận hành bơm. Không có bài tập. Trang 17/83 BÀI 1: SỬA CHỮA – BẢO DƯỠNG BƠM PISTON ❖ GIỚI THIỆU BÀI 1 Bài 1 Giới thiệu bơm Piston, cấu tạo và nguyên lý hoạt động bơm Piston. ❖ MỤC TIÊU BÀI 1 Sau khi học xong phần này, người học có khả năng: ➢ Về kiến thức: - Trình bày được cấu tạo, nguyên lý làm việc của bơm Piston, - Trình bày được các nguyên nhân hư hỏng.
➢ Về kỹ năng: - Tháo lắp, bảo dưỡng sửa chữa được một số dạng hư hỏng thường gặp đối với bơm Piston - Sửa chữa, khắc phục các hư hỏng của bơm. ➢ Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: - Rèn luyện thái độ nghiêm túc, cẩn thận trong công việc; - Có tinh thần làm việc độc lập, làm việc nhóm hiệu quả, đảm bảo an toàn, tuân thủ các nội quy quy định của nhà máy và các nơi làm việc ❖ , PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP BÀI 1 - Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực hiện câu hỏi thảo luận và bài tập bài 1 (cá nhân hoặc nhóm). - Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (bài 1) trước buổi học; hoàn thành đầy đủ câu hỏi thảo luận và bài tập tình huống bài 1 theo cá nhân hoặc nhóm và nộp lại cho người dạy đúng thời gian quy định. ❖ ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN BÀI 1 - Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: có - Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu, máy phay và các thiết bị dạy học khác - Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình mô đun, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, video, và các tài liệu liên quan.
- Các điều kiện khác: Không có ❖ KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ BÀI 1 Trang 18/83 - Nội dung: ✓ Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức ✓ Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng. ✓ Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập. + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học. + Nghiêm túc trong quá trình học tập.
- Phương pháp: ✓ Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra (hình thức: hỏi miệng) ✓ Kiểm tra định kỳ lý thuyết: Có 01 bài kiểm. NỘI DUNG BÀI 1 1. ĐỊNH NGHĨA BƠM PISTON Bơm piston là một trong số các loại bơm thể tích, trong đó sự chuyển dịch chất lỏng được thực hiện bằng cách đẩy chất lỏng ra khỏi khoang công tác bằng các bộ phận nén ép. Khoang công tác của máy bơm thể tích là một không gian giới hạn nối thông với cửa vào tới cửa ra của máy bơm.
Bộ phận nép ép là cơ cấu làm việc của máy bơm, thực hiện đẩy chất lỏng từ khoang công tác ra khỏi máy bơm (piston trụ, piston, màng rung). PHÂN LOẠI BƠM PISTON Dựa theo dạng bộ phận ép: kiểu piston trụ, kiểu piston (chỉ loại piston mỏng dẹt) và kiểu màng rung; Dựa theo đặc tính chuyển động của khâu dẫn động: chuyển động tịnh tiến – khứ hồi; chuyển động quay (bơm trục khuỷu hoặc bơm cơ cấu cam); Dựa theo số chu kỳ nén và hút trong 1 cặp hành trình: bơm piston tác động đơn, bơm piston tác động kép. Dựa theo số lượng piston: bơm piston đơn, bơm piston kép, và bơm nhiều piston; 1. Nguyên lý hoạt động của bơm piston tác động đơn Sơ đồ bơm piston tác động đơn như hình 2.1, piston 2 liên kết với cơ cấu trúc khuỷu – thanh truyền thông qua cán piston 3, nhờ đó mà cán piston thực hiện chuyển động tịnh tiến khứ hồi trong xylanh Trang 19/83 Hình 0.1: Bơm piston tác động đơn Piston 1 trong hành trình đi sang bên phải tạo ra chân không trong khoang công tác, do đó mà van hút 6 được nâng lên và chất lỏng từ bể chứa 4 theo ống hút 5 đi vào khoang công tác 7.
Trong hành trình ngược lại khi piston đi sang bên trái, van hút được đóng lại và van nén 8 được mở ra, chất lỏng bị nén đẩy vào đường ống nén 9. Như vậy ứng với mỗi vòng quay của động cơ, piston thực hiện 2 hành trình , trong đó có 1 hành trình là nén, lưu lượng theo lý thuyết trong hành trình đó là: 𝐹𝑙𝑛 𝑄𝑙ý 𝑡ℎ𝑢𝑦ế𝑡 = (m3/s) (1) 60 Trong đó: F – Diện tích piston, m2 l – Chiều dài hình trình piston, m; n – Số vòng quay của động cơ, vòng/phút Lưu lượng thực của máy bơm Q nhỏ hơn lưu lượng lý thuyết, nghĩa là có sự xuất hiện rò rỉ, hao hụt lượng chất lỏng từ sự đóng trễ của các vabm hoặc do các van lỏng lẻo, độ bịt kín giữa piston và cán lỏng lẻo, hoặc do chất lỏng không được hút vào đầy khoang công tác. Tỷ số giữa lưu lương thực và lưu lượng lý thuyết được gọi là hiệu suất thể tích của máy bơm piston. 𝑄𝑡ℎự𝑐 𝜂𝑤 = 𝑄𝑙ý 𝑡ℎ𝑢𝑦ế𝑡 Hiệu suất thể tích là một chỉ số kinh tế cơ bản đặc trưng cho khả năng làm việc của máy bơm.
Bơm piston tác động kép So với bơm piston tác động đơn, bơm piston tác động kép có lưu lượng chất lỏng lớn hơn và đều đặn hơn (hình 2. Trong đó mỗi hành trình piston thực hiện đồng thời hai quá trình nén và hút chất lỏng. Những máy bơm loại này có thể lắp đặt ngang hoặc đứng sao cho thích hợp nhất.2: Bơm piston tác động kép Lưu lượng theo lý thuyết của bơm tác động kép là: 𝐹𝑙𝑛 (𝐹−𝑓)𝑙𝑛 𝑄𝑙ý 𝑡ℎ𝑢𝑦ế𝑡 = + (m3/s) (2) 60 60 f - diện tích cán xi lanh, m2 Bơm piston vi sai: trong bơm piston vi sai (hình 1.5) piston 4 di chuyển trong xi lanh được gia công nhẵn 5. Để bít kín piston với thành xylanh sử dụng hai phương án: phương án 1 dùng vòng bít kín 3, phương án 2 để khẻ hở nhỏ.
Máy bơm có 2 van: van hút 7 và van nén 6, và có khoang phụ 1. Bơm piston vi sai Trong bơm piston vi sai (hình 2.3) piston 4 di chuyển trong xylanh được gia công nhẵn 5. Để bít kín piston với thành xylanh sử dụng 2 phương án: phương án 1 dùng vòng bít kín 3, phương án 2 để khe hơn nhỏ. Máy bơm có 2 van: van hút 7 và van nén 6, và có 1 khoang phụ 1.3: Bơm pison vi sai Quá trình hút chất lỏng diễn ra trong 1 hành trình của piston từ phải sang trái, nhưng quá trình nén thực hiện ở cả 2 hành trình của piston (sang trái và sang phải).