Cấu Tạo Máy Bơm Nước Và Nguyên Lý Hoạt Động – Phân Tích Chi Tiết Từ A–Z
Máy bơm nước là thiết bị cực kỳ quan trọng trong đời sống, nông nghiệp, công nghiệp, xử lý nước và sản xuất. Để lựa chọn, vận hành, bảo trì và sửa chữa máy đúng cách, việc nắm rõ cấu tạo máy bơm nước và nguyên lý hoạt động là yếu tố nền tảng.
Bài viết này tổng hợp và giải thích sâu – rõ – dễ hiểu toàn bộ thông tin liên quan giúp bạn hiểu một chiếc máy bơm vận hành như thế nào.
Hiểu rõ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy bơm nước giúp bạn:
- Chọn đúng loại máy phù hợp với mục đích sử dụng
- Vận hành máy đúng kỹ thuật và an toàn
- Phát hiện và xử lý sự cố hiệu quả
- Nâng cao độ bền và hiệu suất thiết bị
Cấu Tạo Chi Tiết Các Bộ Phận Của Máy Bơm Nước
Một máy bơm nước tiêu chuẩn (đặc biệt là bơm ly tâm – loại phổ biến nhất trên thị trường) được cấu thành từ hai phần lớn:
- Bộ phận động cơ (Motor)
- Bộ phận đầu bơm (Buồng bơm + bánh công tác + trục bơm)
Trong đó, mỗi phần lại bao gồm nhiều chi tiết quan trọng giữ vai trò đặc thù.
Cấu tạo phần động cơ (Motor)
Motor là trái tim của máy bơm, cung cấp lực quay cho trục bơm và bánh công tác.
1.1. Vỏ động cơ
- Là lớp vỏ bảo vệ bên ngoài, thường làm bằng thép hoặc gang.
- Giúp bảo vệ các cuộn dây và chi tiết bên trong motor khỏi bụi, nước và va đập.
1.2. Stato (Phần tĩnh)
- Gồm lõi thép và cuộn dây đồng quấn xung quanh.
- Khi cấp điện, stato sinh ra từ trường khiến rotor quay.
1.3. Rotor (Phần quay)
- Lắp trên trục, nằm bên trong stato.
- Khi stato tạo từ trường, rotor quay theo → truyền chuyển động đến trục bơm.
1.4. Trục quay
- Là khớp truyền động trực tiếp giữa động cơ và bánh công tác ở đầu bơm.
- Thường làm bằng thép hợp kim, chống mài mòn tốt.
1.5. Quạt làm mát
- Được bố trí ở cuối motor.
- Giúp tản nhiệt nhanh chóng khi máy chạy ở công suất cao.
1.6. Bạc đạn (Vòng bi)
- Giữ trục quay ổn định và giảm ma sát.
- Ảnh hưởng trực tiếp đến độ êm và tuổi thọ của máy.
1.7. Bảng điện hoặc hộp tụ (đối với bơm 1 pha)
- Giúp cấp điện, khởi động motor và bảo vệ máy khỏi sự cố điện.
2. Cấu tạo phần đầu bơm
Đây là nơi diễn ra quá trình hút – đẩy và là phần quan trọng nhất của hệ thống thủy lực.
2.1. Vỏ bơm
- Có nhiệm vụ bảo vệ toàn bộ buồng bơm.
- Là nơi liên kết các vị trí đầu hút và đầu đẩy.
2.2. Bánh công tác (Impeller)
- Vai trò quan trọng nhất của buồng bơm.
- Bánh công tác quay với tốc độ cao tạo lực ly tâm đẩy nước ra ngoài.
Có 3 dạng bánh công tác:
Dạng bánh Đặc điểm Ứng dụng
- Cánh mở hoàn toàn Không có nắp trước và sau Chất lỏng lẫn tạp chất, bùn loãng
- Cánh mở một phần Có 1 nắp Nước thải, nước lẫn hạt rắn nhỏ
- Cánh kín Có đầy đủ 2 nắp Nước sạch, nước áp lực cao
Chất liệu thường dùng: gang, thép không gỉ, nhựa kỹ thuật, đồng.
2.3. Trục bơm
- Nối với rotor bằng mối ghép then.
- Truyền lực quay đến bánh công tác.
2.4. Bộ phận hướng vào – đầu hút
- Nơi nước đi vào buồng bơm.
- Thiết kế đảm bảo nước được dẫn vào tâm bánh công tác dễ dàng.
2.5. Bộ phận hướng ra – đầu đẩy (buồng xoắn ốc)
- Thu gom nước đã được tăng áp và đưa ra ống đẩy.
- Hình dạng xoắn ốc giúp tối ưu áp lực dòng chảy.
2.6. Guồng bơm
- Chuyển năng lượng do bánh công tác tạo ra thành áp năng đẩy nước đi xa.
2.7. Phớt cơ khí (Mechanical Seal)
- Ngăn nước tràn ngược vào động cơ.
- Một trong những bộ phận dễ hỏng do ma sát và nhiệt độ.
2.8. Gioăng cao su
- Làm kín các khớp nối.
- Giảm rò rỉ và đảm bảo áp lực ổn định.
Vật Liệu Chủ Yếu Dùng Để Sản Xuất Máy Bơm
• Thép không gỉ (Inox)
- Chống ăn mòn, dùng trong môi trường nước sạch, hóa chất.
• Gang
- Giá rẻ, bền, chịu áp lực tốt.
- Được sử dụng rộng rãi cho vỏ bơm, bánh công tác.
• Đồng, nhôm
- Dẫn điện tốt, dùng cho cuộn dây stator, rotor.
• Nhựa PVC hoặc nhựa kỹ thuật
- Nhẹ, dễ gia công.
- Dùng cho các bộ phận không chịu áp lực lớn.
• Cao su, silicone
- Dùng làm gioăng, phớt ngăn nước.
- Chống rung, giảm tiếng ồn.
>>> Xem thêm: So sánh bơm ly tâm và bơm chân không
Nguyên Lý Hoạt Động Của Máy Bơm Nước
Tất cả các loại máy bơm (bơm ly tâm, bơm tự hút, bơm trục đứng…) đều hoạt động dựa trên hai nguyên tắc chính:
Tóm Tắt Quy Trình Hoạt Động Của Máy Bơm Nước
Mồi nước vào buồng bơm
- Motor quay → trục quay → bánh công tác quay
Bánh công tác tạo lực ly tâm
- Nước bị văng ra → tạo áp suất → đi ra ống đẩy
- Tâm bánh công tác tạo chân không → hút nước mới
- Quá trình lặp liên tục → tạo dòng chảy mạnh và ổn định
1. Nguyên lý tạo chân không (nguyên lý chung)
Khi máy bơm bắt đầu vận hành:
- Buồng bơm hút hết không khí bên trong ống hút.
- Áp suất trong ống giảm về gần 0.
- Áp suất khí quyển bên ngoài đẩy nước vào ống hút.
- Nước được đưa vào buồng bơm → sẵn sàng được đẩy ra ngoài.
Đây là nguyên lý nền tảng cho mọi loại máy bơm.
2. Nguyên lý hoạt động của máy bơm ly tâm (chi tiết nhất)
2.1. Bánh công tác quay tạo lực ly tâm
- Khi bánh công tác quay rất nhanh:
- Nước nằm trong cánh bơm bị văng ra mép ngoài.
- Tại tâm bánh công tác hình thành vùng chân không.
→ Nước mới liên tục bị hút vào tâm bánh.
2.2. Nước được tăng áp trong buồng xoắn ốc
Buồng xoắn ốc chuyển hóa:
Động năng → Áp năng
→ Giúp nước thoát ra ống đẩy với áp lực mạnh hơn.
2.3. Tạo dòng chảy liên tục
Khi bánh công tác quay đều:
Quá trình hút – đẩy – hút – đẩy diễn ra hàng nghìn lần/giây.
→ Dòng nước chảy liên tục, mạnh mẽ.
3. Vì sao máy bơm ly tâm phải mồi nước?
Buồng bơm phải chứa nước để:
- Ngăn trục quay bị cháy do ma sát
- Giúp tạo lực ly tâm
- Hút nước vào buồng bơm
Nhiều máy đời mới được thiết kế cơ chế tự hút hoặc van giữ nước → không cần mồi thủ công.
So sánh máy bơm nước và máy bơm màng
Máy bơm nước
- Là loại bơm sử dụng động cơ điện để tạo lực quay cánh bơm, tạo áp lực đẩy nước đi.
- Thường dùng trong sinh hoạt, tưới tiêu, công trình cấp thoát nước, công nghiệp nhẹ.
- Là loại bơm sử dụng khí nén để tác động lên màng bơm, sinh ra lực hút và đẩy.
- Có khả năng bơm nhiều loại chất lỏng đặc – nhớt – mài mòn – hóa chất ăn mòn.
So sánh Nguyên lý hoạt động
Máy bơm nước
- Cánh bơm quay → tạo lực ly tâm → hút nước vào tâm cánh → đẩy nước ra theo đường ống.
- Phụ thuộc mạnh vào áp lực cột nước, nhưng không tự hút tốt.
Máy bơm màng
- Khí nén tác động lên màng → màng dịch chuyển → tạo lực hút và đẩy.
- Hai buồng bơm hoạt động luân phiên, giúp bơm ổn định và liên tục.
So sánh Độ bền và an toàn
Máy bơm nước
- Dễ hỏng phớt cơ khi chạy khô hoặc hút cạn.
- Nguy cơ cháy nổ khi bơm dung môi dễ cháy.
- Nhạy cảm với cặn bẩn, hạt rắn.
Máy bơm màng
- Không dùng phớt, không rò rỉ.
- Bơm an toàn trong môi trường nguy hiểm (xăng dầu, dung môi).
- Ít hư hỏng, dễ bảo trì.
So sánh Ứng dụng thực tế
Máy bơm nước
- Gia dụng (bơm tăng áp, bơm giếng)
- Cấp thoát nước tòa nhà
- Nông nghiệp: tưới tiêu
- Công nghiệp nhẹ
Máy bơm màng
- Công nghiệp hóa chất
- Sơn – mực in – dung môi
- Thực phẩm (sốt, siro, dầu ăn)
- Nước thải – bùn thải – bùn đặc
- Xăng dầu – chất dễ cháy nổ
- Vật liệu phủ chống ăn mòn
- Dược phẩm – mỹ phẩm
Đựa vào những yêu cầu kỹ thuật và chất bơm khác nhau quý khách lựa chọn máy bơm phù hợp với nhu cầu bơm của mình
Máy bơm nước phù hợp cho:
✔ Nước sạch
✔ Công trình cấp nước
✔ Dân dụng
✔ Công nghiệp không có yêu cầu đặc biệt
Máy bơm màng phù hợp cho:
✔ Hóa chất ăn mòn
✔ Chất đặc, nhớt, bùn thải
✔ Xăng dầu, dung môi dễ cháy
✔ Thực phẩm – mỹ phẩm – dược phẩm
✔ Môi trường cần an toàn – kín hoàn toàn – không điện
GODO Việt Nam là nhà phân phối độc quyền về các sản phẩm máy bơm màng của Tập đoàn cơ khí BIANFENG Trung Quốc tại Việt Nam. Quý khách có nhu cầu tư vấn máy bơm màng khí nén hãy liên hệ ngay tới số hotline GODO để được đặt mua bơm với những chính sách ưu đãi nhất.
GODO VIỆT NAM là nhà phân phối độc quyền về các sản phẩm máy bơm màng của Tập đoàn cơ khí BIANFENG Trung Quốc tại Việt Nam với các dòng sản phẩm chính: máy bơm màng khí nén, máy bơm màng điện, máy bơm bột, máy bơm thực phẩm, bơm vận hành bằng tay, máy phun sơn, bơm thùng phuy, máy chiết rót và các loại linh phụ kiện khác.
