Bình tích áp thủy lực: Giới thiệu, Phân loại, Ưu nhược điểm

Giới thiệu:

Bình tích áp là một bình chứa làm việc trên nguyên tắc nén áp suất, dùng để tích trữ năng lượng thủy lực và cung cấp năng lượng cho hệ thủy lực khi cần thiết.

Lịch sử xuất hiện:

Các bình tích áp ngày nay có nguyên lý hoạt động dựa trên nguyên mẫu được thiết kể bởi một kỹ sư người Anh - Joseph Bramah (1748-1814). Mẫu thiết kế này sử dụng bình tích áp dùng tải trọng để đưa bia từ dưới hầm lên qua hệ thống ống dẫn.

   

Chức năng

Bình tích áp là cơ cấu dùng trong các hệ truyền dẫn thủy lực để điều hòa năng lượng thông qua áp suất và lưu lượng của chất lỏng làm việc. Các chức năng cơ bản của bình tích áp đó là: ổn định áp suất hệ thủy lực, bảo vệ máy bơm khỏi các sự cố, tăng tuổi thọ máy bơm, giảm xuất hiện va đập thủy lực khi ngắt tải.

Phân loại

Theo nguyên lý tạo ra tải, bình trích thủy lực được chia thành ba loại.

• Bình tích áp dùng tải trọng (a)
• Bình tích áp dùng lò xo (b)
• Bình tích áp dùng thủy khí (c)

Ngoài ra có thể phân loại bình tích áp theo các dấu hiệu khác nhứ: phương pháp lắp đặt;  vật liệu sản xuất ;  áp suất cực đại ; …

Kí hiệu

Hai quá trình cơ bản của bình tích áp

    Hàng thứ nhất: quá trình nạp

    Hàng thứ hai: quá trình xả

Ưu nhược điểm:

1. Bình tích áp dùng tải trọng

Ưu điểm: áp suất ổn định, cấu tạo đơn giản, giá thành rẻ, dung tích lớn

Nhược điểm: Năng lượng tích trữ nhỏ, cấu trúc cồng kềnh, áp suất tạo ra nhỏ, quán tính lớn.

2.  Bình tích áp dùng lò xo

Ưu điểm: cấu tạo tương đối đơn giản, giá thành không cao

Nhược điểm: Dung tích nhỏ, áp suất phụ thuộc vào đặc tính lò xo,

3. Bình tích áp dùng thủy khí

Ưu điểm:  Năng lượng tích trữ lớn so với kích thước nhỏ, đa dạng về cấu tạo và công dụng

Nhược điểm:  áp suất tạo ra phụ thuộc vào quá trình đa biến khi nén và giãn khí sử dụng.

Trong hệ truyền dẫn thủy lực bình tích áp dùng thủy khí được sử rụng rỗng rãi nhất. Bình tích áp dạng này thường sử dụng khi Nito hoặc không khí làm khí nén.

Các công dụng nổi bật của bình tích áp thủy lực:

- Tích năng lượng thủy lực
- Là nguồn cấp và đảm bảo hoạt động hệ thủy lực khi có sự cố
- Tạo sự cân bằng giữa lực sinh ra và tải trọng của hệ
- Bổ sung rò rỉ
- Bổ sung lưu lượng chất lỏng làm việc ( trường hợp máy bơm hoạt động thấp hơn tiêu chuẩn)
- Giảm lượng bọt tạo ra bởi máy bơm
- Ngăn ngừa va chạm thủy lực
- Giảm rung xóc
- Tăng tuổi thọ máy bơm

Vai trò của chất lỏng làm việc với hệ thống Thủy lực

Trong bài này mình dùng thuật ngữ: “Chất lỏng làm việc” (CLLV) được trực dịch từ tiếng Nga ( рабочая жидкость). Bạn nào biết thuật ngữ tiếng Việt tương ứng với chỉ giúp mình với nhé.

Ở đây bạn có thể hiểu Chất lỏng làm việc chính là các dạng dầu máy dùng trong mạch thủy lực. Tại sao phải gắn thêm từ làm việc ? Gắn thêm từ làm việc là để phân biệt với những chất lỏng thông thường.
Chất lỏng làm việc cần phải đạt một số tiêu chuẩn nhất định. Qua bài này mình và các bạn cùng tìm hiểu vai trò của CLLV, các tiêu chuẩn đối với CLLV và bạn sẽ thấy tầm quan trong của chất lỏng làm việc đối với hệ thống thủy lực.

I.                   Vai trò

1.     Dựa vào đặc tính chống nén CLLV đảm bảo liên kết cứng giữa các khâu động trong mạch thủy lực.

2.     CLLV thực hiện truyền năng lượng từ nguồn phát tới cơ cấu làm việc, thực hiện truyền tín hiệu điều khiển trong mạch thủy lực với mất mát nhỏ.

3.     CLLV quyết định trực tiếp khả năng làm việc và độ tin cậy của hệ thống thủy lực.

4.     CLLV đóng vai trò bôi trơn, chống ăn mòn, ngăn ngừa mài mòn các thiết bị thủy lực.

II.                Các tiêu chuẩn đối với CLLV

1.     CLLV cần phải chống nén tốt.

2.     Độ nhớt thích hợp.

3.     Thể hiện được sự đảo chiều tải trọng ( tức là khi tức thời chuyển từ nén sang kéo, CLLV cũng tức thời chuyển hướng theo lực tác dụng)

4.     Có khả năng bôi trơn tốt.

5.     Thụ động với vật liệu chế tạo các chi tiết ( không xảy ra các phản ứng hóa học với vật liệu thiết bị thủy lực).

6.     Đảm bảo làm việc ở nhiệt độ cao, chống cháy nổ tốt.

III.             Phân loại CLLV

1.     Dầu máy tự nhiên : sản phẩm của dầu mỏ

2.     Dầu máy tổng hợp

3.     Các loại nhũ tương

              4. Kim loại lỏng ( Hợp kim cùng tinh 77% Natri+33% Kali )

Phân loại máy bơm

   Việc phân loại Máy bơm phụ thuộc vào đặc tính cấu trúc, điều kiện lắp ráp và môi trường hoạt động. Bởi vậy có rất nhiều tiêu chuẩn để phân loại máy bơm. Sau đây là vài tiêu chuẩn phổ biến:

I. Dựa trên đặc tính tác dụng lực phân ra: Máy bơm thể tích và Máy bơm động lực.
   1. Máy bơm động lực gồm có:
       1.a.  Máy bơm dạng cánh ( cánh dẫn): Dọc trục , ly tâm

Pic.1. Hướng trục	Pic.2. Ly tâm

  

      1.b.  Máy bơm điện
      1.c.  Máy bơm ma sát: Máy tạo xoáy, Máy bơm dạng tia 
   2. Máy bơm thể tích gồm có:
      2.a.    Máy bơm dạng tịnh tiến 
      2.b.    Máy bơm dạng tay quay
      2.c.    Máy bơm dạng roto : roto - quay, roto - tịnh tiến.

II. Dựa trên đặc tính cấu trúc:
   1. Theo hướng đặt trục quay hoặc cơ cấu làm việc: máy bơm nằm ngang , máy bơm đặt đứng.
   2. Theo số lượng cấp , số lượng dòng: máy bơm đơn cấp, máy bơm đa cấp, máy bơm đơn dòng, máy bơm đa dòng.
   3.  Theo yêu cầu vận hành: máy bơm một chiều, máy bơm thuận nghịch, máy bơm điều khiển, máy bơm bù.

III. Dựa trên đặc tính nguồn phát động máy bơm:
  1. Máy bơm điện - hoạt động nhờ động cơ điện
  2. Máy bơm diesel - hoạt động nhờ động cơ diesel
  3. Máy bơm thủy lực - hoạt động nhờ động cơ thủy lực
  4. Máy bơm moto - hoạt động nhờ động cơ đốt trong
  5. Máy bơm khí - hoạt động nhờ động cơ khí nén
  
Sơ đồ phân loại: (chưa đầy đủ)