Bơm piston là gì? Cách lựa chọn bơm Piston phù hợp

Nếu các loại bơm bánh răng hay bơm cánh gạt được lựa chọn cho hệ thống cần áp suất thấp thì bơm Piston chính là thiết bị được thiết kế riêng cho dòng máy móc cao áp. Vậy bơm Piston là gì? Công dụng và cách lựa chọn loại bơm Piston như thế nào? Cùng chúng tôi tìm hiểu ở nội dung bên dưới này nhé!

Bơm piston là gì? Cách lựa chọn bơm Piston phù hợp

Bơm piston là gì? Cách lựa chọn bơm Piston phù hợp

Bơm Piston là gì?

Bơm Piston là loại thiết bị thủy lực đóng vai trò trung tâm của các hệ thống thủy lực từ quy mô nhỏ đến quy mô lớn. Đây là loại bơm sử dụng sự dịch chuyển dao động của trục hoặc Piston để tác động vào các chất lỏng và nó thuộc nhóm bơm thể tích – một kiểu bơm truyền thống được sử dụng từ lâu đời.

Bơm Piston là gì?

Bơm Piston là gì?

Bơm Piston thực hiện nhiệm vụ hút dầu được cấp ở bể chứa rồi đẩy dòng chất có áp đi vào đường ống đến van để xi lanh vận hành giúp máy móc hoạt động ổn định và nhanh chóng. Đặc trưng của kiểu bơm này là áp suất cao và tốc độ của dòng chảy rất lớn. 

Bơm Piston thủy lực làm việc được đa phần các lưu chất như nước, dầu, nhớt, hóa chất,… Do đó, nó được nhiều khách hàng lựa chọn sử dụng để nâng cao khả năng hoạt động của máy móc cũng như hiệu quả công việc lâu dài.

Cấu tạo bơm Piston

Bơm Piston bao gồm các bộ phận sau:

Cấu tạo bơm Piston

Cấu tạo bơm Piston

  • Tấm cổng: Gọi là bộ phận tách cổng đầu vào và cổng đầu ra, khí nén hoặc chất lỏng cũng được đưa ra ngoài thông qua tấm cổng.
  • Buồng van: Hệ thống Piston sẽ được lắp ráp vào các khe cụ thể, khi thùng quay thì Piston sẽ chuyển động theo để truyền lực cho chất lỏng hoặc khí nén.
  • Pít tông: Là bộ phận tạo ra lực hút/đẩy lưu chất bơm, có hệ thống giống như lò xo để định hình kích thước khi thùng quay.
  • Tấm chắn không quay: Được gắn cố định vào trục và là bánh cam cho hệ thống bên ngoài và Piston, các pít tông sẽ tự định hình và bị nén lại dưới tác động của lực gây ra bởi tấm chắn. 
  • Trục: Bộ phận này kết hợp với thùng quay và bánh cam giúp hỗ trợ các hoạt động hoàn chỉnh cho máy bơm.

Nguyên lý vận hành của bơm piston

Các loại bơm Piston hoạt động dựa trên nguyên lý thay đổi thể tích, tức là quá trình hút/đẩy lưu chất đều phụ thuộc vào sự thay đổi của thể tích công tác trong bơm. Khi đó, nó sẽ thực hiện được nhờ vào sự chuyển động tịnh tiến qua lại của các Piston ở bên trong xi lanh.

Bơm Piston vận hành theo nguyên lý thay đổi thể tích

Bơm Piston vận hành theo nguyên lý thay đổi thể tích

Đầu tiên, motor động cơ sẽ kết nối với trục của bơm. Trong khoang bơm sẽ có các Piston và đầu chúng sẽ tỳ trên đĩa nghiêng để khi động cơ quay thì trục bơm sẽ quay, kéo theo các Piston quay. Lúc này, đĩa nghiêng sẽ nghiêng ở 1 góc cố định khiến Piston tịnh tiến trong khoang bơm. 

Ở nửa vòng đầu, Piston dịch chuyển tạo nên các khoảng trống làm giảm áp suất và hút dòng chất đi vào. Còn ở nửa vòng sau, Piston chuyển động làm thể tích bơm dần giảm đi và dầu thủy lực sẽ được ép ra bên ngoài. Do đó, khi muốn thay đổi lưu lượng của bơm thì chỉ cần điều chỉnh góc nghiêng của đĩa nghiêng. 

Phân loại bơm Piston

Bơm Piston được sử dụng phổ biến với 4 loại chính và khi xét theo một số tiêu chí khác thì chúng lại được chia thành các loại khác nhau. Cụ thể như sau:

Bơm Piston hướng kính

Hay còn gọi là bơm Piston hướng tâm, là thiết bị được dùng phổ biến nhất hiện nay. Theo đó, đặc điểm của loại này là các Piston đều chuyển động hướng tâm cùng trục quay của rotor nên lưu lượng của bơm Piston hướng kính sẽ phụ thuộc vào số lượng Piston.

Bơm Piston hướng kính

Bơm Piston hướng kính

Cấu tạo của loại bơm này khá phức tạp, kích thước lớn và khá cồng kềnh, bao gồm các bộ phận như phanh hãm phớt làm kín, Piston, rotor, vòng bi vành nổi, vòng bi đỡ trục, vành nổi, bệ trượt, trục bơm, đường dẫn dầu, đường xả dầu, trục phân phối, cần điều khiển độ lệch tâm,…

Về nguyên lý hoạt động, do bộ phận vành nổi và rotor bị lệch ở một khoảng nhất định nên khi rotor quay sẽ kéo theo Piston chuyển động tịnh tiến trong xi lanh:

  • Với quá trình hút: Piston sẽ dịch chuyển hướng ra khỏi tâm rotor ở cung phía trên, thể tích xi lanh tăng và áp suất sẽ bị giảm. Đồng thời, dầu khi được hút sẽ đi qua trục phân phối ở tâm rotor đến với các lỗ dẫn dầu để đi vào bên trong xi lanh.
  • Với quá trình đẩy: Piston sẽ dịch chuyển về vị trí cung phía dưới  và bị các vành nổi ép chuyển động hướng tâm. Trên trục phân phối, dầu được đẩy qua đường dầu rồi thông qua ống phân phối đi ra ngoài. 

Bơm Piston hướng trục

Bơm Piston hướng trục có đặc điểm chung là các Piston được bố trí đặt song song với trục quay của bơm. Chúng sẽ được truyền động thông qua đĩa nghiêng hoặc khớp và các Piston tỳ sát vào đĩa nghiêng để vừa chuyển động quay của rotor vừa chuyển động tịnh tiến Piston.

Bơm Piston hướng trục

Bơm Piston hướng trục

Cấu tạo chung của bơm Piston hướng trục gồm lò xo, Piston, rotor, vỏ bơm, nắp cố định, đĩa nghiêng, gờ ngăn, đĩa phân phối 2 khoang chứa dầu thiết kế hình bán nguyệt. Vì vậy, so với bơm Piston hướng tâm thì loại bơm này có kích thước nhỏ hơn khoảng 2 lần dù thông số áp hoặc lưu lượng bằng nhau.

Ở thiết kế bơm, khoang đẩy và khoang hút hình bán nguyệt được bố trí riêng biệt trên đĩa van nên người dùng có thể chế tạo van với kích thước lớn để nâng cao số vòng quay và tăng lưu lượng mà không làm ảnh hưởng đến kích thước chung của bơm. Hiện nay, bơm Piston hướng trục được ứng dụng phổ biến cho các công việc yêu cầu thay đổi momen nhỏ với số vòng quay ở một đơn vị thời gian lớn. 

Bơm Piston trục thẳng 

Còn gọi là Axial Piston Pump, là loại bơm thủy lực có các Piston dịch chuyển tịnh tiến cùng phương với trục bơm. Vì thế, lưu lượng của bơm sẽ dễ dàng thay đổi dựa vào việc điều chỉnh đĩa nghiêng. 

Bơm Piston trục thẳng

Bơm Piston trục thẳng

Bơm piston trục cong 

Loại bơm Piston trục cong có tên gọi khác quốc tế là Bent Axis Piston Pump, gồm các Piston bên trong chuyển động tịnh tiến lệch so với phương của trục bơm một góc xác định. Thông số kỹ thuật chi tiết của bơm Piston trục cong là:

Bơm piston trục cong 

Bơm piston trục cong

  • Trọng lượng bơm: 5-88kg
  • Áp suất hoạt động tối đa: ≥400 bar
  • Lưu lượng: 11,6-160CC/V
  • Tốc độ vận hành: 1900-6000rpm

Một số loại bơm Piston khác

Bên cạnh đó, khi dựa vào quá trình tác động thì người ta phân bơm Piston thành 2 loại là:

Tác động đơn

Bơm Piston tác động đơn hoạt động đơn giản, với 1 chu kỳ quay thực hiện trong 1 lần hút/đẩy lưu chất. 

  • Đối với hút, do lực tác động bên ngoài theo chiều kim đồng hồ nên trục bơm quay theo rồi kéo Piston di chuyển xuống dưới xi lanh; chân không được tạo ra tại buồng van và xi lanh để khi van hút mở thì lưu chất sẽ đi vào bên trong 2 bộ phận này.
  • Còn đối với đẩy, trục bơm quay theo kim đồng hồ; Piston chuyển động tịnh tiến theo chiều đi lên để ép các lưu chất trong xi lanh và buồng van. Lúc này van đẩy mở cửa và van hút đóng lại, còn Piston tiếp tục di chuyển để đẩy các lưu chất ra ngoài thông qua cửa đẩy. 

Tác động kép

Là loại bơm có 2 van hút và 2 van đẩy, khi Piston trong xi lanh dịch chuyển về phía bên trái thì buồng bên trái sẽ đẩy còn buồng bên phải hút. Ngược lại, khi Piston di chuyển về bên phải thì buồng bên phải sẽ hút còn buồng bên trái sẽ đẩy. Đồng thời, bơm Piston kép ở 1 chu kỳ sẽ thực hiện đồng thời 2 quá trình đẩy-hút.

Ngoài tiêu chí về quá trình tác động, người ta cũng phân loại bơm Piston theo xuất xứ như bơm Piston Trung Quốc, bơm Piston Nhật Bản, bơm Piston Hàn Quốc,…

Đánh giá ưu, nhược điểm của bơm Piston

Chúng tôi cung cấp hệ thống chi tiết các ưu, nhược điểm chính của bơm Piston như sau:

Ưu điểm 

  • Đa dạng các thể loại, mang đến nhiều sự lựa chọn cho người tiêu dùng.
  • Hiệu suất làm việc lớn gấp 3 lần so với các loại bơm nhông, bơm lá.
Hiệu suất làm việc của bơm Piston vượt trội

Hiệu suất làm việc của bơm Piston vượt trội

  • Lượng tổn thất chất lỏng được hạn chế tối đa ở mức thấp nhất giúp tiết kiệm chi phí đầu tư.
  • Khi vận hành ở áp suất cao, độ dao động của chất lỏng trong bơm là rất ít.
  • Phù hợp ứng dụng với hệ thống thủy lực áp cao, lưu lượng lớn, năng suất cao và tần suất liên tục; với áp làm việc tối đa từ 50-500 psi, mã lực đạt từ 1-500 và tốc độ từ 1-700 gpm.
  • Khả năng bơm áp cao linh hoạt, dải áp suất bơm rộng giúp cho bộ phận xi lanh vận hành nhanh chóng và dễ dàng. 
  • Bơm Piston cho khả năng bền bỉ, ít hư hỏng bởi chất liệu cấu thành cao cấp như thép, inox chống ăn mòn và chịu đựng va đập tốt. 

Nhược điểm 

  • Giá thành của máy bơm Piston khá cao, nhiều dòng Piston bị khan hiếm trên thị trường.
  • Nhìn chung, bơm Piston có thiết kế khá phức tạp với nhiều chi tiết nhỏ nên việc lắp đặt hoặc sửa chữa gặp khá nhiều khó khăn. 
Thiết kế khá phức tạp và cồng kềnh của bơm Piston

Thiết kế khá phức tạp và cồng kềnh của bơm Piston

  • Kích thước bơm lớn gây khó khăn trong vận chuyển, tiêu tốn nhiều diện tích.
  • Một số lỗi hay gặp phải là tình trạng lưu lượng chất lỏng dịch chuyển chưa đồng bộ nên áp suất bơm không đều. Vì vậy, giải pháp được đưa ra là cần đầu tư thêm 1 bình tích áp. 
  • Không linh hoạt trong hệ thống trung bình hoặc nhỏ, gây dư thừa công suất làm tốn chi phí điện năng. 
  • Chi phí bảo trì và bảo dưỡng bơm Piston cao.

Ứng dụng thực tế của bơm Piston

Hiện nay, bơm Piston đóng vai trò quan trọng trong các hệ thống thủy lực của nhiều loại máy móc công nghiệp như máy xúc, máy ủi, máy đào, máy ép, máy nghiền, máy phun, máy dập,… Thiết bị đảm bảo hiệu quả sử dụng ở chế độ làm việc nặng nhọc và điều kiện môi trường khắc nghiệt.

Ứng dụng thực tế của bơm Piston

Ứng dụng thực tế của bơm Piston

Bơm Piston ứng dụng phổ biến tại các nhà máy sản xuất tôn, vật liệu xây dựng, xử lý rác thải, sản xuất và lắp ráp ô tô, cơ khí, luyện kim,… Đảm bảo hút và đẩy hiệu quả các dòng lưu chất “khó nhằn” như hóa chất, dầu, nhớt,…

Ngoài ra, đối với các ngành công nghiệp hóa chất, sản xuất dầu mỏ, khai thác khoáng sản hoặc các công trình xây dựng cầu đường thì bơm Piston cũng được lựa chọn nhằm tạo áp lực cao để đẩy mạnh công việc. 

Cách lựa chọn loại bơm Piston

Với các phân tích bên trên, có thể nói bơm Piston chỉ phù hợp với các hệ thống yêu cầu áp suất lớn cùng mức lưu lượng bơm tương đối. Vì vậy, để đầu tư đúng loại bơm thì người dùng cần xác định đúng các thông số tính toán như sau:

Cách lựa chọn loại bơm Piston

Cách lựa chọn loại bơm Piston

Lưu lượng bơm

Cần tính toán lưu lượng của bơm trên 1 đơn vị vòng quay bằng công thức: 

 Q = q x n

→ Trong đó, n là số vòng quay

                Q là lưu lượng (lít/phút hoặc m³/h)

                q là lưu lượng riêng 

Áp suất bơm 

Thông số này chính là khả năng tạo momen và lực đẩy của bơm Piston, tính toán thông qua công thức:

P = F / S

→ Trong đó:  S là diện tích piston

                 F là lực tạo ra và 

                 P chính là áp suất

Hoặc bạn cũng có thể tính toán qua công thức:

N = P / (Q x 612)

→ Trong đó, Q là lưu lượng

                P là áp suất 

                N là công suất 

Sau đó, căn cứ vào kết quả cụ thể để lựa chọn loại máy bơm phù hợp:

  • Bơm Piston hướng trục: Phù hợp với nhu cầu công việc có áp suất từ 210-450 bar và lưu lượng bơm từ 15-200CC.
  • Bơm Piston hướng tâm: Phù hợp với nhu cầu công việc có áp suất từ 450-700 bar và lưu lượng bơm thấp 20CC.

Ngoài ra, bạn cũng lên lựa chọn các sản phẩm đến từ thương hiệu sản xuất nổi tiếng trên thế giới để đảm bảo chất lượng sử dụng. Đồng thời, hãy chọn đơn vị cung cấp và phân phối bơm Piston chính hãng để được an tâm về nguồn gốc và hiệu quả dùng lâu dài.

Như vậy, nội dung của bài viết trên đây chúng tôi đã chia sẻ thành công đến bạn thông tin về bơm Piston là gì cùng các vấn đề liên quan. Hy vọng, thông qua nội dung đã giúp bạn đưa ra lựa chọn đầu tư loại bơm Piston đúng đắn. Chúc bạn thành công!

(Visited 8 times, 1 visits today)

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *