Khắc phục sự chuyển động không ổn định của chất lỏng.
Sau khi nghiên cứu chuyển động không ổn định của chất lỏng trong qúa trình làm việc của bơm piston, ta thấy rõ tính chất dao động của lưu lượng và áp suất gây ra nhiều tác hại làm tăng tổn thất thủy lực, gây chấn động và bơm làm việc trong một hệ thống ống dài có thể xuất hiện va đập thủy lực làm hỏng các bộ phận của bơm và hệ thống. Trong trường hợp nhiều bơm cùng làm việc trong một hệ thống, biên độ dao động của áp suất trong hệ thống có thể tăng lên rất lớn vì cộng hưởng
Ngoài ra dao động của áp suất và lưu lượng của bơm còn ảnh hưởng xấu đến chất lượng làm việc của hệ thống thủy lực. Vì nhược điểm cơ bản này mà bơm piston có hệ số không đều về lưu lượng và vì thế nó không được sử dụng trong các hệ thống truyền động thủy lực hoặc hệ thống điều khiển đòi hỏi chính xác cao. Do đó cần phải có biện pháp để hạn chế tính chất không ổn định của dòng chảy trong bơm piston. Nói chung có ba biện pháp sau đây:
- Dùng bơm tác dụng hai chiều (bơm tác dụng kép).
- Dùng bơm ghép ( từ ba xi lanh trở lên).
- Dùng bình không khí để điều hòa lưu lượng và áp suất.
Sử dụng bình điều hòa (bình tích năng) hút
Cách làm việc của bình điều hòa lắp trên ống hút gọi tắt là bình điều hòa hút của bơm như sau:
Trong qúa trình hút của bơm, phần chất lỏng được tích lũy lại trong bình điều hòa. Nếu kích thước của bình đủ lớn thì dao động mức chất lỏng trong bình sẽ nhỏ. Hơn nữa trên mặt thoáng của chất lỏng trong bình luôn luôn có không khí và áp suất chân không. Vì thế mà chất lỏng chảy từ bể chứa lên bình một cách liên tục và có thể xem như dòng chảy ổn định. Chuyển động không ổn định của dòng chảy chỉ xuất hiện ở đoạn từ bình chứa đến mặt piston. Do đó lực quán tính trong ống hút chỉ xuất hiện ở một đoạn ngắn từ bình điều hòa đến bơm, giảm được tổn thất năng lượng trong ống hút. Bình điều hòa càng đặt sát bơm càng có lợi.
Đặt bình điều hòa trên ống hút có thể cho phép:
- Tăng thêm được chiều cao hút của bơm
- Tăng số vòng quay làm việc của bơm
- Giảm được dao động áp suất của bơm trong qúa trình hút
Sử dụng bình điều hòa (bình tích năng) đẩy
Cách làm việc của bình điều hòa trên ống đẩy gọi tắt là bình điều hòa đẩy như sau:
Trong qúa trình đẩy một phần lưu lượng của bơm được tích lũy lại trong bình, mức chất lỏng sẽ dâng lên nén khối không khí ở phần trên của bình, tạo nên áp suất lớn. Khi van đẩy đóng, nhờ có áp suất lớn của khối không khí bị nén trong bình, nên chất lỏng tiếp tục được ra qua ống đẩy, vì vậy dao động của lưu lượng và áp suất trong ống đẩy được giảm đi, dòng chảy điều hòa hơn.
Cũng như bình điều hòa hút, bình điều hòa đẩy có tác dụng làm giảm lực quán tính trong ống đẩy của bơm piston. Lực quán tính chỉ còn xuất hiện trên một đoạn ngắn từ bơm đến bình điều hòa
Để bình điều hòa đẩy có tác dụng, cần phải đảm bảo thường xuyên một lượng không khí cần thiết nhất định ở trong bình. Thường phía trên bình người ta gắn van một chiều để bổ sung thêm lượng không khí đã thoát ra ngoài theo chất lỏng.
Hình 1: Bình tích năng kiểu màng ngăn
Hình 2: Bình tích năng kiểu túi khí
(Thanh sơn sưu tầm)
Sau khi nghiên cứu chuyển động không ổn định của chất lỏng trong qúa trình làm việc của bơm piston, ta thấy rõ tính chất dao động của lưu lượng và áp suất gây ra nhiều tác hại làm tăng tổn thất thủy lực, gây chấn động và bơm làm việc trong một hệ thống ống dài có thể xuất hiện va đập thủy lực làm hỏng các bộ phận của bơm và hệ thống. Trong trường hợp nhiều bơm cùng làm việc trong một hệ thống, biên độ dao động của áp suất trong hệ thống có thể tăng lên rất lớn vì cộng hưởng
Ngoài ra dao động của áp suất và lưu lượng của bơm còn ảnh hưởng xấu đến chất lượng làm việc của hệ thống thủy lực. Vì nhược điểm cơ bản này mà bơm piston có hệ số không đều về lưu lượng và vì thế nó không được sử dụng trong các hệ thống truyền động thủy lực hoặc hệ thống điều khiển đòi hỏi chính xác cao. Do đó cần phải có biện pháp để hạn chế tính chất không ổn định của dòng chảy trong bơm piston. Nói chung có ba biện pháp sau đây:
- Dùng bơm tác dụng hai chiều (bơm tác dụng kép).
- Dùng bơm ghép ( từ ba xi lanh trở lên).
- Dùng bình không khí để điều hòa lưu lượng và áp suất.
Sử dụng bình điều hòa (bình tích năng) hút
Cách làm việc của bình điều hòa lắp trên ống hút gọi tắt là bình điều hòa hút của bơm như sau:
Trong qúa trình hút của bơm, phần chất lỏng được tích lũy lại trong bình điều hòa. Nếu kích thước của bình đủ lớn thì dao động mức chất lỏng trong bình sẽ nhỏ. Hơn nữa trên mặt thoáng của chất lỏng trong bình luôn luôn có không khí và áp suất chân không. Vì thế mà chất lỏng chảy từ bể chứa lên bình một cách liên tục và có thể xem như dòng chảy ổn định. Chuyển động không ổn định của dòng chảy chỉ xuất hiện ở đoạn từ bình chứa đến mặt piston. Do đó lực quán tính trong ống hút chỉ xuất hiện ở một đoạn ngắn từ bình điều hòa đến bơm, giảm được tổn thất năng lượng trong ống hút. Bình điều hòa càng đặt sát bơm càng có lợi.
Đặt bình điều hòa trên ống hút có thể cho phép:
- Tăng thêm được chiều cao hút của bơm
- Tăng số vòng quay làm việc của bơm
- Giảm được dao động áp suất của bơm trong qúa trình hút
Sử dụng bình điều hòa (bình tích năng) đẩy
Cách làm việc của bình điều hòa trên ống đẩy gọi tắt là bình điều hòa đẩy như sau:
Trong qúa trình đẩy một phần lưu lượng của bơm được tích lũy lại trong bình, mức chất lỏng sẽ dâng lên nén khối không khí ở phần trên của bình, tạo nên áp suất lớn. Khi van đẩy đóng, nhờ có áp suất lớn của khối không khí bị nén trong bình, nên chất lỏng tiếp tục được ra qua ống đẩy, vì vậy dao động của lưu lượng và áp suất trong ống đẩy được giảm đi, dòng chảy điều hòa hơn.
Cũng như bình điều hòa hút, bình điều hòa đẩy có tác dụng làm giảm lực quán tính trong ống đẩy của bơm piston. Lực quán tính chỉ còn xuất hiện trên một đoạn ngắn từ bơm đến bình điều hòa
Để bình điều hòa đẩy có tác dụng, cần phải đảm bảo thường xuyên một lượng không khí cần thiết nhất định ở trong bình. Thường phía trên bình người ta gắn van một chiều để bổ sung thêm lượng không khí đã thoát ra ngoài theo chất lỏng.
Hình 1: Bình tích năng kiểu màng ngăn
Hình 2: Bình tích năng kiểu túi khí
oke
Trả lờiXóa