Đây là một loại của máy bơm bánh răng ứng dụng cơ chế dịch chuyển tích cực (Positive Displacement), sử dụng các hoạt động của các loại bánh răng quay để truyền chất lỏng. Bên cạnh loại bánh răng ăn khớp ngoài, dòng bơm bánh răng còn có một loại khác được gọi là bơm bánh răng ăn khớp trong (internal gear pump).

Vậy bơm dầu bánh răng ăn khớp ngoài là gì?

Khách hàng của Asatech.vn thường hỏi bơm dầu bánh răng ăn khớp ngoài là gì. Nói cho đơn giản, đó chỉ là cách gọi khác của máy bơm bánh răng ăn khớp ngoài khi được ứng dụng để bơm dầu nhớt, bơm dầu nhiên liệu (VD: bơm dầu DO) hoặc bơm dầu bôi trơn.

Máy bơm dầu bánh răng ăn khớp ngoài được khách hàng rất ưa chuộng vì giá thành rất rẻ, dễ sửa chữa và lắp đặt.

Cấu tạo của bơm dầu bánh răng ăn khớp ngoài – Thiết kế của bơm bánh răng ăn khớp ngoài

Khi nói về cấu tạo của máy bơm dầu bánh răng ăn khớp ngoài, đây cũng chính là cấu tạo của dòng bơm bánh răng khớp ngoài.

Các bánh răng quay liên tục tạo lực hút ở đầu vào của máy bơm bánh răng ăn khớp ngoài, giúp dầu hoặc chất lỏng đi vào máy bơm. Chất lỏng, sau khi được hút vào máy bơm, lần lượt lấp đầy khe hở giữa các bánh răng, và được các bánh răng chuyển đến đầu xả.

Một máy bơm bánh răng ăn khớp ngoài cung cấp một dòng chảy ổn định, nhịp nhàng, tỷ lệ thuận với tốc độ quay của các bánh răng của nó. Điều này có nghĩa là tốc độ quay càng cao, lưu lượng chất lỏng bơm được càng lớn.

Một máy bơm bánh răng khớp ngoài có cấu tạo bên trong gồm hai bánh răng có kích thước giống nhau và được lồng đan xen các bánh răng vào nhau,

Các bánh răng của máy bơm có răng hướng ra bên ngoài (khác với bánh răng lớn của bơm bánh răng ăn khớp trong có răng hướng vào tâm bánh răng).

Một bánh răng được điều khiển bởi một động cơ và bánh răng này truyền lực cho bánh răng kia (tức bánh răng bị động). Trong một số trường hợp, cả hai bánh răng có thể đều được điều khiển bởi động cơ. Các trục quay được hỗ trợ bởi các ổ trục ở mỗi bên của vỏ.

Máy bơm thủy lực bánh răng ăn khớp ngoài hoạt động như thế nào?

Chu trình làm việc của một máy bơm bánh răng thủy lực ăn khớp ngoài được chia ra thành 3 giai đoạn: làm đầy chất lỏng, di chuyển chất lỏng và đẩy chất lỏng ra ngoài.

Chu trình làm việc của máy bơm bánh răng ăn khớp ngoài

Làm đầy chất lỏng – Filling

Khi các bánh răng bắt đầu quay, chúng tạo ra lực hút để kéo chất lỏng đi đến cổng hút. Chất lỏng chảy vào khoang chứa bên trong và bị giữ lại bởi không gian được tạo ra bởi các răng của bánh răng.

Di chuyển chất lỏng – Transfer

Trong quá trình bánh răng đang quay, chất lỏng bị mắc kẹt được các răng của bánh răng di chuyển từ đầu vào đến đầu xả của máy bơm.

Đẩy chất lỏng ra cổng xả – Delivery

Khi các răng của bánh răng ăn khớp với nhau ở phía cổng xả của máy bơm, thể tích sẽ giảm xuống, và chất lỏng bị ép ra ngoài do áp lực đẩy.

Với thiết kế đặc biệt, không có chất lỏng nào di chuyển ngược lại qua tâm giữa các bánh răng, vì chúng được lồng vào nhau.

Các khe hở gần nhau giữa các bánh răng và vỏ cho phép máy bơm bánh răng tạo ra lực hút liên tục ở đầu vào và ngăn chất lỏng rò rỉ trở lại từ phía xả. Mặc dù vậy, khả năng rò rỉ ngược xảy ra nhiều hơn khi bơm các chất lỏng có độ nhớt thấp (VD: nước, sơn loãng, dung dịch loãng…).

Ưu nhược điểm của một máy bơm bánh răng khớp ngoài là gì?

Ưu điểm của bơm bánh răng ăn khớp ngoài

Máy bơm bánh răng ăn khớp ngoài có thể tạo ra áp lực bơm và lưu lượng bơm chất lỏng cao hơn so với máy bơm cánh gạt hoặc bơm cánh khế (còn gọi là bơm thùy hoặc bơm cánh thùy).

Ngoài ra, với cấu tạo đặc biệt, do đó bơm thủy lực bánh răng khớp ngoài cực kỳ phù hợp để bơm chất lỏng có độ nhớt thấp như bơm nước, polyme, dầu nhiên liệu (VD: bơm dầu diesel), bơm phụ gia hóa học.

Bên cạnh chất liệu gang và thép không gỉ (inox), máy bơm bánh răng ăn khớp ngoài có thể được chế tạo từ các loại vật liệu đặc biệt như hợp kim, các loại vật liệu tổng hợp mới để bơm những chất lỏng, hóa chất, dung dịch có tính ăn mòn mạnh như axit sulfuric (H2SO4), natri hypoclorit (NaClO), xút ăn da natri hydroxit (NaOH)…

Vì lưu lượng dòng chảy ổn định, nhịp nhàng, tỷ lệ thuận với tốc độ quay của bánh răng, do đó bơm bánh răng ăn khớp ngoài thường được sử dụng để đo lường thể tích chính xác cũng như pha trộn các loại hóa chất.

Nhược điểm của bơm thủy lực bánh răng khớp ngoài

Bơm bánh răng nói chung và bơm bánh răng ăn khớp ngoài có kích thước đơn giản, nhỏ gọn, trong đó chỉ có một số bộ phận chuyển động trong phạm vi hạn chế. Do đó một máy bơm bánh răng không thể tạo ra áp lực bơm mạnh như các loại máy bơm pittông, bơm màng, và tốc độ dòng chảy cũng thấp hơn so với máy bơm ly tâm.

Bơm bánh răng cũng có khả năng tự mồi liệu, tuy nhiên khả năng này sẽ được cải thiện đáng kể nếu các bánh răng được làm ướt trước khi bắt đầu hoạt động. Bạn cũng cần lưu ý rằng các bánh răng của máy bơm cần được làm ướt liên tục bằng chất lỏng cần bơm, tránh để bánh răng bị khô trong thời gian dài.

Mặt khác, các bánh răng của máy bơm dễ bị mài mòn, đặc biệt nếu có các vật thể rắn lẫn trong chất lỏng đang bơm, hoặc các chất lỏng có tính mài mòn, độ nhớt cao hay lực ma sát cao. Do đó, cần lưu ý lắp đặt một màng lọc ở phía đầu vào của cổng hút nhằm bảo vệ các bánh răng khỏi bị phá hủy bởi các vật thể rắn.

Trong trường hợp bạn cần bơm hút các loại chất lỏng có độ nhớt cao, hãy ưu tiên sử dụng các loại máy bơm có công suất lớn. Tuy nhiên, hiệu quả thể tích bơm bị suy giảm nếu tốc độ quay của bánh răng và tốc độ dòng chảy cao. Chính vì thế, máy bơm bánh răng khớp ngoài công suất lớn cần xem xét lắp đặt thêm một bộ điều tốc nhằm hạn chế tốc độ quay của bánh răng quá lớn so với tốc độ bơm được khuyến nghị.

Một lưu ý khác đó là nhiệt độ của chất lỏng cần bơm nên nằm trong phạm vi nhiệt độ khuyến nghị của máy bơm. Nếu nhiệt độ chất lỏng quá cao hoặc quá thấp, sự giãn nở của các bộ phận bên trong máy bơm bánh răng khớp ngoài sẽ làm gia tăng mức độ mài mòn giữa các bộ phận, từ đó có thể làm hư hỏng máy bơm.

Một nhược điểm chung của bơm bánh răng, kể cả bơm bánh răng khớp ngoài và bơm bánh răng khớp trong, chính là sự hao mòn của các bộ phận như bánh răng, ổ trục, vỏ máy bơm theo thời gian. Khi đó, hiệu suất bơm bị giảm dần, chất lỏng có xu hướng chảy ngược trở lại phía cổng hút. Mỗi máy bơm có một điểm hao mòn nhất định, hiệu suất bơm sẽ giảm từ từ và bắt đầu giảm mạnh một khi đạt đến điểm hao mòn đó.

Một điểm khác cần lưu ý chính là máy bơm bánh răng khớp ngoài (và cả bơm bánh răng khớp trong) có xu hướng chống áp suất ngược. Vì thế, trong trường hợp đường ống xả của máy bơm bị tắc nghẽn, áp suất tạo ra bên trong hệ thống bơm sẽ gia tăng đến khi máy bơm, đường ống dẫn hoặc các thiết bị máy móc ở hạ nguồn bị hư hỏng. Đương nhiên hầu hết máy bơm bánh răng đều được trang bị van xả, tuy nhiên, bạn nên lắp đặt thêm van xả ở vị trí khác nhằm bảo vệ các trang thiết bị ở hạ nguồn máy bơm.

Tốc độ cao hơn, khe hở giữa các bánh răng nhỏ hơn khiến cho máy bơm bánh răng ăn khớp ngoài không phù hợp với các loại thực phẩm có độ ma sát cao như thực phẩm, xà phòng, hoặc sơn đặc. Trong trường hợp cần bơm những loại chất lỏng như vậy, hãy ưu tiên sử dụng máy bơm bánh răng ăn khớp trong.

Top 7 ứng dụng quan trọng nhất của bơm bánh răng ăn khớp ngoài

Bơm bánh răng ăn khớp ngoài thường được sử dụng để bơm nước, dầu nhẹ, phụ gia hóa học, nhựa hoặc dung môi công nghiệp. Chúng được ưu tiên trong bất kỳ ứng dụng nào yêu cầu định lượng chính xác như bơm nhiên liệu, polyme hoặc phụ gia hóa học. Cổng xả của máy bơm bánh răng không bị ảnh hưởng nhiều bởi áp suất nên trong những trường hợp nguồn cấp chất lỏng không đều, máy bơm bánh răng được ưu tiên lựa chọn hơn so với các loại máy bơm khác.

Dưới đây là 7 ứng dụng quan trọng nhất của máy bơm bánh răng ăn khớp ngoài:

• Bơm nước
• Bơm dầu nhiên liệu và các loại dầu bôi trơn khác nhau
• Bơm phụ gia hóa học và đo lường polyme
• Bơm hóa chất hoặc pha trộn các loại hóa chất
• Bơm axit và xút (với cấu trúc bằng thép không gỉ hoặc composite)
• Bơm nhựa
• Bơm cồn và dung môi công nghiệp

Tóm lại…

Một máy bơm bánh răng ăn khớp ngoài có thể bơm chất lỏng bằng cách liên tục đưa một lượng chất lỏng cố định lấp đầy khoảng trống giữa các bánh răng lồng vào nhau. Bánh răng xoay sẽ di chuyển chất lỏng từ cổng hút đến cổng xả và tạo ra một dòng chảy nhịp nhàng, tỷ lệ thuận với tốc độ quay của các bánh răng của nó.

Bơm bánh răng ăn khớp ngoài thường được sử dụng để bơm nước, dầu nhẹ, phụ gia hóa học, nhựa hoặc dung môi. Chúng được ưu tiên trong các ứng dụng yêu cầu định lượng chính xác hoặc đầu ra áp suất cao.

Mặc dù giá rẻ, dễ lắp đặt, sửa chữa, thay thế, nhưng bơm bánh răng ăn khớp ngoài có nhiều ổ trục, vận hành tốc độ cao, khe hở giữa các bánh răng rất nhỏ khiến chúng ít phù hợp với việc bơm các chất lỏng có độ nhớt cao hoặc bất kỳ thực phẩm nào có chất rắn lẫn vào trong dòng chảy.