Quạt ly tâm là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Quạt ly tâm là thiết bị điện công nghiệp được nhiều doanh nghiệp lựa chọn và ưa chuộng nhất hiện nay. Với nhiều tính năng vượt trội cùng đa dạng về mẫu mã người dùng có thể lựa chọn dòng quạt phù hợp cho mình. Vậy, quạt ly tâm là gì? Cấu tạo và nguyên lý quạt ly tâm hoạt động ra làm sao? Tất tần tận các thông tin về quạt ly tâm sẽ được giải đáp qua bài viết dưới đây.

Quạt ly tâm là gì?

Quạt ly tâm với tên gọi khác là quạt hút ly tâm là loại quạt sử dụng lực ly tâm để tạo ra luồng không khí. Lực ly tâm được tạo ra bởi một cánh quạt quay nhanh, đẩy không khí ra khỏi tâm của quạt. Không khí được đẩy ra khỏi tâm quạt sẽ di chuyển theo một đường xoắn ốc, sau đó được đẩy ra khỏi quạt theo hướng thẳng.

Loại quạt công nghiệp này có thể tạo ra luồng không khí mạnh, với tốc độ cao. Luồng không khí này có thể được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau như làm mát, thông gió, hút bụi,…

Cấu tạo của quạt ly tâm

Quạt ly tâm với hoạt động chính là tạo dòng không khí dựa trên nguyên tắc của lực ly tâm. Do vậy, cấu tạo quạt ly tâm đơn giản gồm có các bộ phận chính sau:

Cánh quạt

Đây là bộ phận được gắn vào bề mặt của rotor để hoạt động. Các cánh quạt sẽ được thiết kế có hình dạng, góc nghiêng đặc biệt. Do vậy, khi rotor quay sẽ khiến các cánh quạt quay để tạo ra dòng khí liên quan đến lực ly tâm.

Thông thường quạt ly tâm sẽ gồm bánh xe quạt được gắn với cánh quạt (Số cánh quạt sẽ dao động từ 6 đến 60 cánh tuỳ vào thiết kế). Ngoài ra, có 3 cách để bố trí cánh quạt đó là:

• Cong về phía sau.
• Cong về phía trước.
• Cánh thẳng.

Cụ thể với bánh cong về phía sau sẽ có hiệu suất cao nhất tuy nhiên chi phí giá thành khá cao, kết cấu lại phức tạp. Với bánh cong về phía trước thì hiệu suất hoạt động thấp, lại phù hợp với khí tươi, ít có tạp chất. Với bánh thẳng chỉ áp dụng cho các trường hợp sử dụng lưu lượng khí trung bình hay thấp, đa số dùng cho quạt hút bụi.

Ống dẫn 2 đầu ra – vào

Hệ thống ống dẫn là nơi chứa các dòng không khí được truyền từ các đầu ra của quạt ly tâm đến các ứng dụng cụ thể khác. Ưu điểm của ống dẫn 2 đầu ra – vào này sẽ được thiết kế tối ưu hóa luồng không khí và hiệu suất. Vì thế, quạt hút ly tâm được thiết kế để cung cấp dòng không khí lớn để làm mát công nghiệp hoặc các ứng dụng có quy mô thông gió lớn.

Vỏ quạt

Đối với quạt ly tâm thì vỏ quạt không chỉ giúp bảo vệ toàn bộ các thành phần của động cơ. Mà nó còn giúp bao kín chuyển động năng thành thế năng tạo thành áp lực khi chuyển động.

Đối với vỏ quạt cần phải sử dụng những vật liệu có độ bền cao, chịu được nhiệt và hao mòn. Bởi trong quá trình vận hành có những luồng gió đi vào đi ra có tạp chất gây khấu hao, tổn thất…

Guồng động

Đây là tổ hợp cánh nó có tác dụng tạo ra áp lực không khí giúp lưu thông vào hệ thống cánh. Hơn nữa, vị trí mà bánh guồng được gắn vào đó là đĩa trước hay đĩa sau nhằm cố định và đảm bảo vững chắc cho mạng cánh.

Vòng bi

Đa số vòng bi được sử dụng ở các loại quạt dân dụng. Tuy nhiên ở quạt ly tâm sẽ có một số loại quạt được dùng. Tại đây vòng bi chuyên dụng sẽ có độ khó cao trong sản xuất.

Động cơ

Động cơ quạt ly tâm công nghiệp là nguồn năng lương để cung cấp cho rotor và cánh quạt. Động cơ hoạt động sẽ tạo ra lực ly tâm để đẩy không khí mạnh mẽ. Một số loại động cơ của quạt công nghiệp ly tâm đó là động cơ xoay chiều và động cơ một chiều. 

• Điện động cơ xoay chiều (AC motor): Động cơ này thường được dùng trong những ứng dụng quạt ly tâm với công suất lớn. Với động cơ này sẽ được ứng dụng trong các quạt ly tâm có công suất lớn. Chúng có thể hoạt động với rất nhiều nguồn điện xoay chiều khác nhau.
• Điện động cơ một chiều (DC motor): Động cơ này sẽ được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu điều khiển với tốc độ linh hoạt.
• Hệ thống kiểm soát và điều khiển: Một số quạt ly tâm sở hữu hệ thống kiểm soát và điều chỉnh tốc độ vận hành của quạt. Ngoài ra, hệ thống này còn kiểm soát các thông số khác để đảm bảo sự vận hành hiệu quả.

Trục lái và cơ chế lái

Bộ phận này có vai trò quan trọng để truyền động từ động cơ đến rotor và cánh quạt. Điều này giúp tạo ra sự quay và lực ly tâm. Thiết kế trục lái sẽ phụ thuộc vào loại động cơ và các ứng dụng cụ thể. Một số cơ chế lái được ứng dụng phổ biến trong quạt hút ly tấm đó là:

• Trục thẳng và trục chấn động 
• Trục lái qua dây đai: 
• Trục lái qua hộp số
• Trục lái bằng mắt bàn đáp ứng

Một số bộ phận khác như khớp nối, vòng bi, tấm kính cường lực, thiết bị khoá…

Nguyên lý làm việc của quạt ly tâm

Nguyên lý quạt ly tâm cũng quan trọng như quạt ly tâm là gì. Nó sẽ dựa trên lực ly tâm để tạo ra dòng không khí. Lúc quạt ly tâm vận hành, nó tạo ra một sự kết hợp giữa lực ly tâm và áp suất để đẩy dòng không khí qua hệ thống. Các bước chính mô tả nguyên lý làm việc của quạt ly tâm dưới đây sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn:

• Cánh quạt quay: Hoạt động này sẽ tạo nguồn năng lượng đưa trục và cánh quạt quay. Các cánh quạt sẽ được gắn chặt vào rotor để xoay xung quanh trục chính.
• Tạo lực ly tâm: Quá trình quay của cánh quạt sẽ tạo ra lực ly tâm, có nghĩa là lực hướng ra xa trục quay. Với lực ly tâm này, quạt ly tâm sẽ tạo ra áp suất lên các hạt khí trong không khí.
• Tạo áp suất: Lực ly tâm sẽ tạo ra áp suất cao ở phần bên ngoài của buồng quạt. Lực ly tâm này làm không khí bên ngoài cánh quạt bị ép vào và bị nén, dẫn đến tăng áp suất.
• Tạo dòng không khí: Khi áp suất ở phần bên ngoài buồng cao sẽ tạo ra sự chênh lệch áp suất với không khí bên trong buồng. Do vậy, không khí từ khu vực áp suất cao đẩy ra khu vực áp suất thấp.
• Đẩy dòng không khí: Không khí từ khu vực áp suất cao được đẩy qua các cánh quạt, sau đó đi ra qua đầu ra của quạt. Dòng không khí có lưu lượng và áp suất cao được tạo ra, phù hợp với yêu cầu của ứng dụng.

Nguyên lý hoạt động của quạt ly tâm được tạo ra bằng cách sử dụng lực ly tâm từ cánh quạt xoay để tạo ra áp suất. Đồng thời, đẩy dòng không khí qua hệ thống để tạo lực ly tâm. Cách hoạt động này cho phép quạt ly tâm tạo ra dòng không khí mạnh với áp suất cao, nên dòng máy này phù hợp cho nhiều ứng dụng công nghiệp và thương mại.

Phân loại các loại quạt ly tâm phổ biến hiện nay

Nhằm đáp ứng nhu cầu người dùng hiện nay, quạt ly tâm được sản xuất khá đa dạng mẫu mã trên thị trường. Tùy vào nhu cầu, cấu tạo, kích thước… mà có thể phân chia thành các loại quạt ly tâm sau:

Quạt ly tâm cao áp

Đây là thiết bị dùng để hút hay đẩy bụi trong không gian rộng hay các xưởng sản xuất. Đặc biệt, dòng quạt này còn được dùng những nơi có lượng bụi lớn, mùn cưa… Quạt có thể hoạt động ở điều kiện nhiệt độ khá cao lên tới 80 độ C như các khu vực lò đốt, luyện kim… nhằm làm mát các thiết bị khác.

Ngoài ra, quạt có thể sử dụng trong điều kiện áp suất cao lên tới hàng ngàn Pa với độ ồn thấp, tiết kiệm điện năng. Vì vậy, sản phẩm được đánh giá cao trong lĩnh vực sản xuất công nghiệp.

Quạt ly tâm trung áp

Thiết bị này có cơ chế hoạt động với cột áp trung bình từ 300 – 3000 Pa. Từ đó, tạo ra một lượng gió lớn trong không gian vừa và nhỏ. Vì vậy, dòng quạt ly tâm trung áp thường sử dụng ở những nơi có đường thoát khí theo ống dẫn. 

Đặc biệt, là ở những nơi khói, bụi, nhiệt độ cao như lò đốt, các công trình công nghiệp, xưởng sản xuất. Hơn nữa, với cơ chế hoạt động trong môi trường khắc nghiệt do đó quạt được thiết kế chắc chắn, có độ bền cao và tiết kiệm điện.

Quạt ly tâm thấp áp

Quạt ly tâm thấp áp được sử dụng ở những khu vực có không gian nhỏ hẹp đến trung bình. Thiết bị hoạt động khá ổn định, trong môi trường áp suất thấp nên được đánh giá cao. Hơn nữa, với lưu lượng gió cao đem lại hiệu quả cho người dùng.

Bên cạnh đó, thiết bị còn được thiết kế chắc chắn với các nguyên liệu chịu bền cao nên không gây tiếng ồn khi hoạt động.

Quạt ly tâm mini

Nhắc đến quạt ly tâm là gì không thể bỏ qua quạt ly tâm mini. Đây là loại quạt hoạt động với công suất nhỏ, thiết kế nhỏ gọn, dễ dàng di chuyển và bảo hành. Do đó, dòng sản phẩm này thường dùng để làm mát trong gia đình, các cửa hàng, quán ăn…

Quạt ly tâm hút bụi

Quạt ly tâm hút bụi là dòng sản phẩm tạo ra lưu lượng gió so với quạt thường. Với thiết kế thông minh, có độ bền cao nên thiết bị này rất được nhiều người ưa chuộng.

Một số dòng máy hút bụi có thể tạo ra lưu lượng gió lên tới 30.000m3/h. Vì vậy, thiết bị có thể dùng trong những nơi có diện tích nhỏ hẹp hay trung bình.

Ngoài ra quạt hút công nghiệp ly tâm còn được phân loại theo cấu tạo động cơ như sau:

• Quạt ly tâm trực tiếp: Hoạt động bằng cách trực tiếp kết nối trực tiếp động cơ với cánh quạt, tạo sự quay động nhanh chóng và hiệu suất cao. Điều này giúp tạo ra lưu lượng không khí mạnh mẽ và áp suất đứng cao, thích hợp cho việc cung cấp không khí trong các hệ thống lớn.
• Quạt ly tâm gián tiếp: Thiết bị sử dụng dây curoa truyền độn kết nối động cơ với cánh quạt. Điều này tạo ra nhiều lợi ích như việc giảm tiếng ồn, rung động và nâng cao tuổi thọ cho sản phẩm.

Không thể phủ nhận vai trò quan trọng của quạt ly tâm trong việc tạo ra luồng không khí trong các hệ thống thông gió, hút khói bụi và làm mát. Bằng cách hiểu rõ về quạt ly tâm là gì cũng như cấu tạo và nguyên lý hoạt động của thiết bị này, chúng ta có thể lựa chọn đúng loại quạt phù hợp với nhu cầu cụ thể của mỗi ứng dụng.