Lịch sử, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bơm ly tâm

Máy bơm ly tâm là một thiết bị thủy lực có cánh dẫn. Máy hoạt động được chính là nhờ cánh quạt cơ năng của bơm chuyển hóa năng lượng từ thủy động của dòng nước.  Nói theo cách khác, máy bơm ly tâm sử dụng nguyên lý cơ khí và thủy lực để di chuyển nước tùy theo mục đích sử dụng.

Máy bơm ly tâm đã xuất hiện từ nhiều thế kỉ trước đây, chúng được sử dụng rất nhiều trong cả cuộc sống thường ngày lẫn trong các ngành công nghiệp khác nhau. Nếu chỉ nhìn qua các kết cấu bên ngoài thì máy thực sự rất đơn giản, đa số các thợ cơ khí đều có thể sửa chữa hay tự chế tạo được máy bằng các công cụ sẵn có. Nhiều năm qua, khoa học và kĩ thuật đã được phát triển đến một tầm cao mới. Tuy nhiên, thực sự thì theo như các nhà khoa học thì tính năng và những lý thuyết mô tả hoạt động thủy lực của máy vẫn chưa được sáng tỏ hoàn toàn.

Một máy bơm ly tâm thông thường gồm có sáu bộ phận chủ yếu  nhất. Thứ nhất chính là bánh công tác. Cấu tạo của nó gồm có ba dạng chính là cánh mở hoàn toàn, cánh chỉ mở một phần và cánh kín hoàn toàn. Bánh được đặt ở vị trí trên trục của máy bơm cùng với các chi tiết khác cố định với trục để tạo nên phần quay của máy. Chi tiết này được gọi là Rôto. Bánh công tác thường được đúc bằng gang hay thép tùy theo mục đích sử dụng. Đặc biệt, các bề mặt của cánh dẫn và đĩa bánh công tác đòi hỏi phải có độ nhẵn cao để giảm thiểu tổn thất tối đa. Ngoài ra thì bánh công tác và Rôto của bơm đều phải được cân bằng tĩnh cùng cân bằng động để khi làm việc, chỉ có như vật thì bánh công tác mới tránh được việc cọ xát vào thân bơm khi đang hoạt động. Chi tiết thứ hai là trục bơm. Chi tiết này thường được chế tạo bằng thép hợp kim và được lắp vào vị trí bánh công tác qua một mối ghép. Chi tiết thứ ba là bộ phận dẫn hướng vào. Bộ phận này thuộc thân bơm thường. Thứ tư là bộ phận dẫn hướng ra hay còn gọi là buồn xoắn ốc. Chúng thường có hình dạng khá phức tạp và được đúc bằng gang. Thứ năm là ống hút, chi tiết này thường được chế tạo bằng gang đúc, tôn hàn hoặc cao su tùy theo cấu tạo của máy. Cuối cùng chính là ống đẩy.

Nguyên lý hoạt động của máy bơm ly tâm khá đơn giản. Trước khi máy bơm ly tâm làm việc, thân bơm và ống hút sẽ được đổ đầy chất lỏng để làm mồi bơm. Trong quá trình máy bơm làm việc, các bánh công tác quay làm cho phần tử chất lỏng bị văng từ trong ra ngoài do ảnh hưởng của lực ly tâm. Chất lỏng chuyển động theo các mảng dẫn và dần dần đi vào ống nước đẩy với áp suất cao hơn ban đầu. Trong lúc này, ở lối vào của bánh công tác có vùng chân không, chất lỏng ở trên bị đẩy liên tục vào bơm theo ống hút. Quá trình đẩy và quá trình hút xảy ra liên tục tạo nên dòng chảy qua ống dẫn của máy bơm ly tâm.

Được chế tạo từ hàng ngàn năm trước, máy bơm ly tâm đã được sử dụng để bơm nhiều loại chất lỏng khác nhau như nước, dầu hỏa hay hóa chất. Chính vì công dụng của máy nên phạm vi sử dụng máy bơm là rất lớn. Ngoài ra, do kết cấu nhỏ gọn, hiệu suất làm việc cao và đặc biệt là giá thành hợp túi tiền nên máy bơm ly tâm vẫn được ưa chuộng đến ngày hôm nay.