Bơm Chân Không Vòng Nước

Bơm chân không vòng nước là thiết bị tạo chân không bằng một vòng chất lỏng quay bên trong buồng bơm, phổ biến nhất là nước. Nhiệm vụ chính của bơm là hút khí và hơi ra khỏi một hệ thống kín để tạo, duy trì áp suất thấp hơn áp suất khí quyển.

Khác với máy bơm nước thông thường, nước trong bơm chân không vòng nước chủ yếu đóng vai trò làm kín, hấp thụ nhiệt và tham gia quá trình nén khí. Nhờ đặc điểm này, bơm phù hợp với dòng khí có độ ẩm cao, chứa hơi nước hoặc có một lượng nhỏ chất lỏng đi theo.

Khi lựa chọn bơm, không nên chỉ nhìn vào công suất động cơ. Bốn yếu tố cần xác định trước là lưu lượng hút, áp suất làm việc, nhiệt độ nước làm kín và tính chất của khí cần hút. Sau đó mới chọn đầu bơm, công suất động cơ và vật liệu phù hợp.

Bảng tóm tắt các thông số cần quan tâm

1. Bơm chân không vòng nước là gì?

Bơm chân không vòng nước thuộc nhóm bơm chân không dịch chuyển thể tích dạng quay. Bên trong thân bơm có một bánh công tác nhiều cánh được lắp lệch tâm so với buồng bơm. Khi bánh công tác quay, lực ly tâm đẩy nước về phía thành ngoài và tạo thành một vòng chất lỏng liên tục.

Do bánh công tác đặt lệch tâm, khoảng trống giữa các cánh và vòng nước thay đổi liên tục. Ở phía cửa hút, thể tích khoang tăng, áp suất giảm và khí được hút vào. Khi bánh công tác tiếp tục quay, thể tích khoang giảm, khí bị nén rồi được đưa ra cửa xả.

Có thể hiểu ngắn gọn: bơm chân không vòng nước tạo chân không nhờ sự thay đổi thể tích giữa cánh bơm và vòng chất lỏng quay lệch tâm.

Nước trong bơm thực hiện ba nhiệm vụ chính:

• Làm kín giữa các khoang khí trong buồng bơm.
• Hấp thụ một phần nhiệt sinh ra trong quá trình nén.
• Hỗ trợ đưa khí và hơi ra khỏi cửa xả.

Trong phần lớn ứng dụng công nghiệp, nước là chất lỏng làm kín phổ biến nhất. Một số quy trình đặc biệt có thể sử dụng chất lỏng khác nếu phù hợp với khí cần hút, nhiệt độ làm việc và vật liệu của bơm.

2. Thông số kỹ thuật bơm chân không vòng nước

Các thông số dưới đây có ý nghĩa trực tiếp khi chọn bơm. Việc đọc đúng thông số giúp tránh tình trạng chọn đúng công suất động cơ nhưng sai lưu lượng hoặc sai mức chân không cần thiết.

2.1. Lưu lượng hút

Lưu lượng hút cho biết lượng khí bơm có thể xử lý trong một đơn vị thời gian. Các đơn vị thường gặp là m³/h, m³/phút, lít/giây hoặc feet khối/phút.

Không nên chỉ đọc giá trị lưu lượng lớn nhất trên nhãn hoặc bảng thông số. Lưu lượng của bơm thay đổi theo áp suất hút, vì vậy cần xem lưu lượng tại đúng điểm làm việc của hệ thống.

Khi xác định lưu lượng cần thiết nên xem xét:

• Thể tích bồn hoặc buồng cần hút chân không.
• Thời gian yêu cầu để đạt mức chân không.
• Lượng khí lọt từ bên ngoài vào hệ thống.
• Lượng khí và hơi phát sinh liên tục trong quá trình.
• Áp suất cần duy trì khi thiết bị đang làm việc.

Đối với hệ thống hút theo từng mẻ, thể tích bồn và thời gian hút là hai dữ liệu quan trọng. Đối với hệ thống vận hành liên tục, tải khí thực tế và lưu lượng tại áp suất làm việc thường quan trọng hơn thể tích bồn.

2.2. Áp suất chân không

Áp suất chân không thể hiện mức độ hút của hệ thống. Khi so sánh bơm, nên ưu tiên dùng áp suất tuyệt đối để tránh nhầm với áp suất tương đối.

Quy tắc dễ nhớ là: áp suất tuyệt đối càng thấp thì mức chân không càng sâu. Ví dụ, 50 mbar tuyệt đối là mức chân không sâu hơn 200 mbar tuyệt đối.

Trong thực tế có thể gặp nhiều cách ghi như mbar, bar, kPa, MPa, mmHg hoặc phần trăm chân không. Nếu hai tài liệu dùng hệ quy chiếu khác nhau, cần quy đổi về cùng một đơn vị trước khi so sánh.

Mức chân không cuối cùng còn phụ thuộc vào thiết kế đầu bơm, số cấp, tốc độ quay và nhiệt độ chất lỏng làm kín. Vì vậy, giá trị chính xác phải được đối chiếu theo đường đặc tính của từng model tại điều kiện làm việc cụ thể.

2.3. Nhiệt độ nước làm kín

Nhiệt độ nước làm kín ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng tạo chân không. Khi nhiệt độ nước tăng, áp suất hơi của nước cũng tăng, làm giới hạn mức áp suất tuyệt đối thấp nhất mà bơm có thể đạt được.

Có thể hiểu đơn giản: nước làm kín càng nóng thì khả năng đạt chân không sâu thường càng giảm.

Nếu hệ thống dùng nước tuần hoàn, cần kiểm soát nhiệt độ nước vào bơm, lượng nước tuần hoàn, mức nước trong bồn và khả năng giải nhiệt. Khi nhiệt độ tăng liên tục sau nhiều giờ vận hành, cần kiểm tra bộ trao đổi nhiệt, tháp giải nhiệt hoặc lượng nước bổ sung.

2.4. Công suất động cơ

Công suất động cơ cho biết khả năng truyền động cho đầu bơm, nhưng không thể hiện trực tiếp lưu lượng hút hoặc mức chân không.

Danh mục bơm chân không vòng nước Minhmotor có nhiều mức công suất từ khoảng 1,5 kW đến 55 kW. Các mức thường gặp gồm 1,5; 2,2; 4; 5,5; 7,5; 11; 15; 22; 30; 37; 45 và 55 kW.

Hai bơm cùng công suất 7,5 kW hoặc 11 kW vẫn có thể khác đáng kể về lưu lượng, áp suất làm việc và đường đặc tính. Vì vậy, công suất chỉ nên dùng như một thông tin hỗ trợ sau khi đã xác định yêu cầu về lưu lượng và chân không.

3. Cấu tạo bơm chân không vòng nước

Một bơm chân không vòng nước tiêu chuẩn thường gồm thân bơm, bánh công tác, trục, vòng bi, bộ làm kín trục, cửa hút và cửa xả. Tùy cấu hình, hệ thống hoàn chỉnh có thể bổ sung bình tách khí - nước, bồn chứa, van điều chỉnh, bộ trao đổi nhiệt và tủ điều khiển.

Thân bơm tạo thành buồng làm việc và giữ vòng chất lỏng khi máy vận hành. Bánh công tác gồm nhiều cánh, được lắp lệch tâm để tạo sự thay đổi thể tích giữa các khoang khí.

Trục bơm truyền mô-men từ động cơ tới bánh công tác. Vòng bi giữ trục quay ổn định, giảm ma sát và hạn chế rung. Bộ làm kín trục hạn chế không khí bên ngoài lọt vào buồng hút và hạn chế chất lỏng rò ra ngoài.

Cửa hút nối với đường ống hoặc buồng cần tạo chân không. Cửa xả đưa hỗn hợp khí và một phần chất lỏng ra ngoài hoặc sang bình tách khí - nước.

Về vật liệu, thân bơm và bánh công tác thường được chế tạo bằng gang, thép hoặc inox. Với không khí và hơi nước thông thường, cấu hình gang có thể đáp ứng nhiều ứng dụng. Nếu dòng khí có tính ăn mòn, cần kiểm tra đồng thời vật liệu thân, bánh công tác, trục, phớt và gioăng; không nên chỉ quan tâm riêng đến vật liệu thân bơm.

4. Nguyên lý hoạt động của bơm chân không vòng nước

Nguyên lý làm việc có thể tóm tắt qua bốn giai đoạn liên tục: tạo vòng nước, hút khí, nén khí và xả khí.

1.   Khi động cơ quay, bánh công tác quay theo và tạo lực ly tâm đẩy nước về phía thành buồng bơm.
2.   Do bánh công tác đặt lệch tâm, thể tích khoang giữa hai cánh tăng ở vùng cửa hút, làm áp suất giảm và khí đi vào.
3.   Khi bánh công tác tiếp tục quay, thể tích khoang giảm dần, khiến lượng khí bên trong bị nén.
4.   Khí nén cùng một phần chất lỏng được đưa tới cửa xả và ra ngoài; chu trình sau đó tiếp tục lặp lại.

Chất lỏng làm kín đồng thời hấp thụ một phần nhiệt nén. Đây là lý do công nghệ vòng nước phù hợp với nhiều dòng khí ẩm, hơi nước và hơi có khả năng ngưng tụ.

Một ưu điểm kỹ thuật khác là trong buồng nén không cần dùng dầu để tạo kín như một số loại bơm chân không khác. Tuy nhiên, bơm vẫn cần được cấp lượng chất lỏng làm kín phù hợp và kiểm soát nhiệt độ để duy trì hiệu quả hút.

5. Phân loại bơm chân không vòng nước

Hai nhóm phổ biến nhất là bơm chân không vòng nước 1 cấp và bơm chân không vòng nước 2 cấp. Việc lựa chọn không nên chỉ dựa vào số cấp mà phải đối chiếu đường đặc tính lưu lượng - áp suất của từng model.

5.1. Bơm chân không vòng nước 1 cấp

Bơm 1 cấp thực hiện quá trình hút và nén trong một cấp làm việc. Kết cấu thường gọn hơn, dễ bố trí và thuận tiện cho bảo dưỡng.

Loại này phù hợp với nhiều hệ thống chân không công nghiệp thông dụng, đặc biệt khi cần lưu lượng ổn định ở vùng chân không không quá sâu. Ứng dụng thường gặp gồm hút nước trong ngành giấy, khử khí, ép chân không, máy đùn nhựa, xử lý nước và một số dây chuyền thực phẩm.

Khi chọn bơm 1 cấp, cần kiểm tra lưu lượng thực tế tại áp suất yêu cầu. Không nên mặc định rằng mọi bơm 1 cấp đều có cùng giới hạn chân không.

5.2. Bơm chân không vòng nước 2 cấp

Bơm 2 cấp thực hiện quá trình nén qua hai giai đoạn liên tiếp. Cấu hình này thường được cân nhắc khi hệ thống cần làm việc ở áp suất tuyệt đối thấp hơn so với vùng vận hành thông dụng của bơm 1 cấp.

Bơm 2 cấp có thể phù hợp với các quá trình chưng cất, cô đặc, sấy chân không, hóa chất và một số hệ thống công nghiệp yêu cầu mức chân không sâu hơn.

Tuy nhiên, không nên kết luận rằng bơm 2 cấp luôn tốt hơn bơm 1 cấp. Nếu yêu cầu chân không không quá sâu, một bơm 1 cấp được chọn đúng lưu lượng có thể đơn giản và kinh tế hơn. Cách so sánh chính xác nhất là đặt hai đường đặc tính tại cùng điều kiện nhiệt độ nước và áp suất hút.

So sánh nhanh bơm 1 cấp và bơm 2 cấp

6. Ứng dụng của bơm chân không vòng nước

Bơm vòng nước phù hợp với các hệ thống có khí ẩm, hơi nước hoặc một lượng nhỏ chất lỏng đi theo dòng khí. Đây là nhóm ứng dụng mà ưu điểm của vòng chất lỏng phát huy rõ nhất.

• Ngành giấy: hút nước, khử nước bột giấy, hỗ trợ ép và tạo chân không.
• Thực phẩm: cô đặc, bay hơi, khử khí, sấy và một số quá trình chế biến đường.
• Hóa chất: chưng cất, lọc chân không, cô đặc và thu hồi hơi.
• Dược phẩm: sấy, lọc, khử khí và các quá trình cần môi trường chân không.
• Nhựa: khử khí máy đùn, tạo hạt và xử lý vật liệu polymer.
• Gỗ: giữ phôi, ép chân không và sấy chân không.
• Điện: hút khí không ngưng tụ trong một số hệ thống bình ngưng.
• Khai khoáng: lọc chân không và khử nước.
• Xử lý nước: hút khí, khử khí và hỗ trợ một số công đoạn lọc.
• Đóng gói: tạo chân không cho một số dây chuyền sản xuất công nghiệp.

Không nên chọn bơm chỉ dựa vào tên ngành sử dụng. Hai dây chuyền cùng sản xuất thực phẩm hoặc cùng xử lý hóa chất vẫn có thể cần lưu lượng, áp suất và vật liệu hoàn toàn khác nhau.

7. Ưu điểm của bơm chân không vòng nước

Ưu điểm nổi bật của bơm chân không vòng nước không nằm ở việc “công suất càng lớn thì hút càng mạnh”, mà ở khả năng làm việc ổn định với dòng khí có độ ẩm và tải hơi cao.

• Làm việc tốt với khí có độ ẩm cao.
• Có khả năng xử lý hơi nước và hơi ngưng tụ.
• Chấp nhận một lượng nhỏ chất lỏng đi theo dòng khí.
• Buồng nén có kết cấu cơ khí tương đối đơn giản.
• Chất lỏng làm kín hỗ trợ hấp thụ nhiệt nén.
• Có nhiều lựa chọn vật liệu cho các môi trường khác nhau.
• Có thể vận hành liên tục khi hệ thống được thiết kế đúng.
• Có dải lưu lượng và công suất rộng cho nhiều quy mô sử dụng.

Hiệu quả thực tế vẫn phụ thuộc vào nhiệt độ nước, độ kín của đường ống, điểm làm việc và tình trạng cơ khí của bơm. Vì vậy, cùng một model nhưng điều kiện lắp đặt khác nhau có thể cho kết quả hút khác nhau.

8. Câu hỏi thường gặp về bơm chân không vòng nước

8.1 Bơm chân không vòng nước dùng để hút nước hay hút khí?

Chức năng chính là hút khí và tạo chân không. Nước trong bơm chủ yếu đóng vai trò chất lỏng làm kín, hấp thụ nhiệt và tham gia quá trình nén.

8.2 Bơm vòng nước có bắt buộc dùng nước không?

Không. Nước là chất lỏng phổ biến nhất, nhưng một số quy trình có thể dùng chất lỏng khác nếu tương thích với khí hút, nhiệt độ làm việc và vật liệu bơm.

8.3 Bơm vòng nước có hút được hơi nước không?

Có. Khả năng làm việc với khí ẩm và hơi ngưng tụ là một trong những đặc tính quan trọng của công nghệ vòng nước.

8.4 Chọn bơm theo công suất kW có đủ không?

Không. Cần xác định lưu lượng hút, áp suất làm việc, nhiệt độ nước làm kín và tính chất khí trước; sau đó mới chọn đầu bơm và công suất động cơ.

8.5 Vì sao hai bơm cùng 7,5 kW nhưng lưu lượng khác nhau?

Vì lưu lượng còn phụ thuộc thiết kế đầu bơm, kích thước bánh công tác, tốc độ quay, số cấp và đường đặc tính. Công suất động cơ chỉ là một phần của hệ thống.

8.6 Bơm 1 cấp hay 2 cấp tạo chân không tốt hơn?

Bơm 2 cấp thường được dùng khi cần áp suất tuyệt đối thấp hơn, nhưng không thể kết luận chỉ dựa vào số cấp. Cần so sánh đường đặc tính của từng model tại cùng điều kiện làm việc.

8.7 Nước nóng có làm giảm khả năng tạo chân không không?

Có thể. Khi nhiệt độ nước tăng, áp suất hơi của nước tăng theo, làm giới hạn mức áp suất tuyệt đối thấp nhất mà bơm có thể đạt được.

8.8 Vì sao bơm chạy nhưng không đạt chân không yêu cầu?

Các nguyên nhân thường gặp là đường hút bị hở, nước làm kín quá nóng, lưu lượng nước không phù hợp, bơm quay sai chiều, phớt bị rò, đường ống quá nhỏ hoặc đầu bơm được chọn thiếu lưu lượng.

8.9 Khi thay bơm cũ cần cung cấp thông tin gì?

Nên cung cấp model cũ, công suất động cơ, lưu lượng, áp suất hút, kích thước cổng hút - xả, loại khí hoặc hơi cần hút, nhiệt độ làm việc và ảnh tem máy nếu còn.

8.10 Thông số nào quan trọng nhất khi mua bơm chân không vòng nước?

Ba thông số nên xác định trước là lưu lượng hút tại điểm làm việc, áp suất cần đạt và tính chất khí cần hút. Sau đó mới xem công suất động cơ, vật liệu và cấu hình hệ thống.

9) Giá bơm chân không vòng nước 

Giá bơm chân không sau là giá trung bình toàn thị trường Việt Nam, chưa phải giá chính thức của công ty MINHMOTOR. Bạn có thể ước lượng để bạn hạch toán chi phí công trình. Thực tế thì giá đổi hàng tháng theo tỉ giá USD và giá nguyên liệu thép, đồng toàn cầu

• Giá bơm hút chân không vòng nước 1 cấp 1.5kw 2hp 2 ngựa: SK-0.4
• Giá bơm hút chân không vòng nước 1 cấp 2.2kw 3hp 2.2kw 3 ngựa: SK-0.8, 2BV-2070
• Giá bơm hút chân không vòng nước 1 cấp 4kw 3.7kw: SK-1.5B
• Giá bơm hút chân không vòng nước 1 cấp 5.5kw: 2BV-5111-5.5
• Giá bơm hút chân không vòng nước 1 cấp 7.5kw 10 hp: 2BV-5121-7.5
• Giá bơm hút chân không vòng nước 1 cấp 11kw 15 hp: 2BV-5131-11
• Giá bơm hút chân không vòng nước 1 cấp 15kw 20hp: 2BV-5161-15

Địa chỉ mua những bơm chân không vòng nước từ nhỏ nhất giá vài triệu cho tới lớn nhất vài chục tỉ, bạn hãy liên hệ dưới đây: