Máy Bơm Cánh Hở (Bơm Ly Tâm Cánh Hở): Cấu Tạo, Cách Chọn, Ứng Dụng

Máy bơm cánh hở (bơm ly tâm cánh hở) là bơm ly tâm có bánh công tác không có đĩa che phía trước, các cánh lộ ra để chất lỏng lẫn cặn, sợi, hạt rắn đi qua mà không bị kẹt. Loại bơm này dùng để bơm nước thải, nước lẫn bùn cát, hóa chất có cặn, dung dịch thực phẩm sánh và nước tưới tiêu. Khi chọn bơm cánh hở, cần xác định lưu lượng (m³/h), cột áp (m), kích thước hạt rắn lớn nhất, vật liệu đầu bơm (gang, inox 304/316) và nguồn điện 1 pha 220V hay 3 pha 380V.

1) Máy bơm cánh hở là gì? Khác gì bơm cánh kín?

Bánh công tác (cánh quạt, cánh khế) của bơm ly tâm có ba kiểu chính: cánh kín (có đĩa che cả hai mặt), cánh nửa hở (chỉ có đĩa sau) và cánh hở (cánh gắn trực tiếp lên moay ơ, gần như không có đĩa che). Trong thực tế mua bán ở Việt Nam, cả loại cánh nửa hở và cánh hở hoàn toàn đều được gọi chung là bơm cánh hở.

Do khe giữa các cánh rộng và không có đĩa che, bơm ly tâm cánh hở cho phép chất lỏng có cặn bẩn, rác nhỏ, bùn loãng, xơ sợi đi qua. Đổi lại, một phần chất lỏng rò ngược qua khe giữa mép cánh và vỏ bơm nên hiệu suất thủy lực thường thấp hơn bơm cánh kín cùng cỡ khoảng 5–15%, và cột áp tối đa cũng thấp hơn.

Cần phân biệt với bơm cánh xoáy (vortex, cánh lùi sâu vào buồng bơm): cánh xoáy tạo dòng xoáy đẩy chất lỏng nên rác đi qua gần như không chạm cánh, hợp với nước thải nhiều rác dài; bơm cánh hở có hiệu suất cao hơn cánh xoáy nhưng chịu rác lớn kém hơn.

a) Cấu tạo máy bơm cánh hở

• Đầu bơm: gồm buồng xoắn (volute), cửa hút, cửa xả, bánh công tác cánh hở, trục và phớt cơ khí (phốt bơm). Đầu bơm làm bằng gang cho nước sạch, nước thải thông thường; inox 304/316 cho hóa chất, thực phẩm, nước nhiễm mặn.
• Tấm chống mòn (wear plate): một số model có tấm chặn phía trước cánh, chỉnh được khe hở để bù mòn, giữ lại cột áp sau thời gian bơm nước có cát.
• Motor điện: motor 1 pha 220V (thường đến 2.2kW) hoặc 3 pha 380V, tốc độ 2 cực khoảng 2850 vòng/phút; môi trường xăng dầu, dung môi dùng motor phòng nổ ký hiệu YBX3.
• Bộ tự mồi (với bơm tự mồi): buồng chứa nước mồi phía trên cửa hút, giúp bơm tự hút được khi ống hút còn khí.

b) Nguyên lý hoạt động bơm ly tâm cánh hở

Khi buồng bơm và ống hút đã đầy chất lỏng, motor quay bánh công tác. Lực ly tâm đẩy chất lỏng từ tâm cánh văng ra mép ngoài, đi vào buồng xoắn, động năng chuyển thành áp năng và chất lỏng ra cửa xả. Tại tâm cánh hình thành vùng áp thấp nên chất lỏng từ bể hút liên tục được đẩy vào theo áp suất khí quyển. Với bơm không tự mồi, nếu buồng bơm có không khí thì vùng áp thấp không đủ để hút nước lên.

2) Phân loại máy bơm cánh hở phổ biến

Theo kết cấu và mục đích sử dụng, bơm cánh hở trên thị trường gồm các nhóm sau:

• Bơm trục ngang cánh hở (bơm lưu lượng): đặt trên bờ, hút từ bể, ao, mương; lưu lượng lớn, cột áp thấp đến trung bình, dùng tưới tiêu, chuyển nước.
• Bơm cánh hở tự mồi: có buồng mồi, hút được khi mực nước thấp hơn bơm 4–7 m, hợp với bơm nước thải, nước mưa, hóa chất trong téc, bể ngầm.
• Bơm cánh hở inox: đầu bơm inox 304/316 dùng cho hóa chất loãng, nước muối, thực phẩm, nước rửa có cặn.
• Bơm chìm cánh hở: đặt chìm trong hố thu, bơm nước thải, bùn loãng, nước ngập tầng hầm; xem thêm các dòng máy bơm chìm.
• Bơm trục đứng cánh hở: motor đặt trên, đầu bơm thả xuống bể, không cần phớt ngập trong chất lỏng, phù hợp hố ga, bể hóa chất; tham khảo nhóm bơm trục đứng.

3) Thông số kỹ thuật một số máy bơm cánh hở thông dụng

• Lưu lượng (cột chữ đỏ) và cột áp (cột chữ xanh) là giá trị tại điểm làm việc hoặc dải đường đặc tính của nhà sản xuất.
• Bơm cánh hở 25WBZ là bơm inox tự mồi hóa chất, họng 25 mm, phù hợp lưu lượng nhỏ.
• Bơm DWO cột áp giảm khi lưu lượng tăng: ở 33 m³/h cột áp còn khoảng 5.1 m.

a) Máy bơm cánh hở 0.37kW 0.5HP 25WBZ4-11, ống 25mm

• Model: 25WBZ4-11 – bơm cánh hở inox tự mồi hóa chất
• Công suất: 0.37kW (0.5HP), điện 3 pha 380V
• Lưu lượng: 4 m³/giờ – Cột áp: 11 m
• Ống hút = ống xả = 25 mm

b) Máy bơm cánh hở 0.75kW 1HP 25WBZ6-18, ống 25mm

• Model: 25WBZ6-18 – bơm cánh hở inox tự mồi hóa chất
• Công suất: 0.75kW (1HP), điện 3 pha 380V
• Lưu lượng: 6 m³/giờ – Cột áp: 18 m
• Ống hút = ống xả = 25 mm

c) Bơm cánh hở Ebara DWO 150

• Model: Ebara DWO 150 M, nguồn 1 pha 220V/50Hz
• Công suất: 1.1kW (1.5HP)
• Lưu lượng: 6–33 m³/h – Cột áp: 9.5–5.1 m
• Họng hút/xả: 50/50 mm (2"), xuất xứ Italy

d) Máy bơm cánh hở ly tâm Ewara DWO

• Dòng DWO series, xuất xứ Trung Quốc
• Dải công suất: 1.1–3.0kW
• Dải lưu lượng: 6–66 m³/h – Dải cột áp: 5.1–17.5 m

e) Bơm cánh hở Forerun MGA 1A

• Công suất: 0.75kW (1HP), nguồn 1 pha 220V/50Hz
• Lưu lượng: đến 250 lít/phút – Cột áp: đến 20 m
• Ống vào/ra: 1½" (48/48 mm PVC), xuất xứ Trung Quốc

f) Máy bơm cánh hở Pentax CR

• Công suất: 0.75–1HP
• Lưu lượng tối đa: 16.8 m³/h – Cột áp tối đa: 19.5 m
• Sản xuất tại Italy

g) Bơm cánh hở tự mồi Sanso 40PSPZ-7533

• Công suất: 0.75kW, 3 pha 380V/50Hz
• Lưu lượng: 260–160 lít/phút – Cột áp: 8–12 mH2O
• Hãng Sanso, xuất xứ Nhật Bản

4) Cách chọn máy bơm cánh hở theo lưu lượng, cột áp và công suất

a) Xác định lưu lượng và cột áp

• Lưu lượng Q (m³/h): lấy thể tích cần bơm chia thời gian mong muốn. Ví dụ hố thu 6 m³ muốn rút cạn trong 30 phút cần khoảng 12 m³/h.
• Cột áp H (m): bằng chênh cao từ mặt nước hút đến điểm xả cộng tổn thất đường ống (ước tính 1–2 m cho mỗi 10 m ống cùng cỡ họng bơm, cộng thêm 0.5–1 m cho mỗi co, van).
• Chọn bơm có điểm (Q, H) nằm ở khoảng giữa đường đặc tính; bơm chạy sát đầu cột áp thấp nhất thì dòng điện motor cao nhất.

b) Chọn theo chất lỏng và vật liệu

• Nước sạch, nước tưới, nước mưa: đầu gang, cánh gang hoặc đồng.
• Nước thải sinh hoạt, nước có bùn cát: cánh hở gang hoặc thép chịu mòn, chú ý kích thước hạt rắn cho phép (thường 5–25 mm tùy cỡ họng).
• Hóa chất loãng, nước muối, thực phẩm: đầu và cánh inox 304/316, phớt cơ khí phù hợp (carbon–ceramic, SiC–SiC); với axit đặc, dung môi mạnh có thể tham khảo thêm bơm hóa chất nhựa hoặc bơm màng.
• Chất lỏng độ nhớt trên khoảng 200 cP: lưu lượng và hiệu suất bơm ly tâm giảm rõ rệt, nhóm bơm bánh răng hoặc bơm trục vít cho lưu lượng ổn định hơn.

c) Thông số điện motor bơm: dòng điện, điện áp, biến tần

Bảng dòng điện định mức gần đúng của motor bơm 2 cực (2850 vòng/phút), dùng để chọn dây, CB, rơ le nhiệt và biến tần:

• Motor 1 pha 220V có tụ chạy (và tụ đề với công suất từ 1.5kW); motor 1 pha lớn nhất phổ biến là 7.5kW, còn bơm cánh hở 1 pha thường đến 2.2kW.
• Biến tần chọn chế độ tải bơm/quạt (momen biến đổi), công suất bằng hoặc lớn hơn motor một cấp; motor 1 pha có tụ không điều khiển bằng biến tần thông thường được.
• Dòng điện đo thực tế cao hơn định mức 10% trở lên thường do bơm chạy quá lưu lượng (cột áp thực thấp hơn thiết kế) hoặc chất lỏng đặc.

Để hiểu thêm cách đọc đường đặc tính và tính cột áp, xem chuyên mục kỹ thuật máy bơm nước.

5) Ứng dụng máy bơm ly tâm cánh hở

• Bơm nước thải sinh hoạt, nước thải nhà hàng, khu chung cư, bơm nước thải có cặn từ bể tự hoại sau lắng.
• Bơm hút bùn loãng, bùn sinh học trong trạm xử lý nước thải, bơm tuần hoàn bể hiếu khí, bơm nước rửa lọc.
• Bơm thoát nước tầng hầm, hố thang máy, hố ga khi mưa ngập; xem thêm máy bơm thoát nước tầng hầm.
• Bơm nước tưới tiêu từ ao, hồ, kênh mương lên ruộng vườn; bơm nước ao nuôi tôm cá, bơm cấp nước có lẫn rong rêu, lá cây.
• Bơm hóa chất có cặn, nước xi mạ, nước rửa trong xưởng; bơm cánh hở inox cho nước muối, nước biển.
• Bơm dung dịch thực phẩm có hạt, nước ép trái cây có xơ, nước rửa rau củ, nước tinh bột trong nhà máy chế biến.
• Bơm nước có cát trong công trình xây dựng, hố móng, rửa cát, bơm nước làm mát có cặn vôi.

6) Ưu điểm và nhược điểm của bơm cánh hở

a) Ưu điểm máy bơm cánh hở

• Bơm được nước thải, nước lẫn bùn cát, rác nhỏ, xơ sợi ít bị kẹt cánh hơn bơm ly tâm cánh kín.
• Cánh hở dễ vệ sinh, dễ kiểm tra mòn; một số model chỉnh được khe hở để phục hồi cột áp mà không cần thay cánh.
• Bơm cánh hở tự mồi hút được từ bể thấp hơn bơm, tiện cho bơm nước thải, bơm hóa chất từ téc.
• Kết cấu gọn, giá đầu bơm và phụ tùng (cánh, phớt) rẻ hơn bơm chìm cùng lưu lượng; bơm trục ngang cánh hở dễ sửa chữa trên bờ.
• Có nhiều vật liệu (gang, inox 304, inox 316) và hai loại điện bơm cánh hở 1 pha 220V, 3 pha 380V.

b) Nhược điểm cần biết

• Hiệu suất thấp hơn bơm cánh kín cùng cỡ khoảng 5–15%, tiền điện cao hơn khi bơm nước sạch chạy liên tục.
• Cột áp thấp đến trung bình (đa số dưới 20–30 m); cấp nước lên cao nhiều tầng hợp với máy bơm tăng áp hoặc bơm trục đứng đa tầng cánh.
• Bơm không tự mồi cần mồi nước trước khi chạy; chạy khô vài phút có thể làm hỏng phớt cơ khí.
• Nước có cát làm mòn mép cánh và vỏ, cột áp giảm dần theo thời gian.

7) Giá máy bơm cánh hở tham khảo

Giá trung bình thị trường Việt Nam của một số model bơm cánh hở thông dụng:

• Bơm cánh hở Ebara DWO 150 1.1kW: khoảng 8.500.000 – 11.700.000 đ
• Bơm cánh hở ly tâm Ewara DWO 037T: khoảng 1.100.000 – 2.100.000 đ
• Bơm cánh hở ly tâm Ewara DWO 200: khoảng 2.100.000 – 4.500.000 đ
• Bơm cánh hở Ewara DWO 150: khoảng 3.000.000 – 4.200.000 đ
• Bơm cánh hở trục ngang ly tâm Ebara DWO 400: khoảng 11.000.000 – 19.000.000 đ
• Bơm cánh hở trục ngang đầu inox Comfort Home STX150: khoảng 2.200.000 – 3.400.000 đ
• Bơm cánh hở đầu tròn Maro DWO 037T: khoảng 1.200.000 – 2.200.000 đ
• Bơm cánh hở APP SWO 420T: khoảng 7.500.000 – 10.500.000 đ
• Bơm cánh hở công nghiệp Howaki 3M: khoảng 5.500.000 – 8.500.000 đ
• Bơm cánh hở đầu inox trục ngang NTP HVS240-1.75: khoảng 7.500.000 – 12.500.000 đ

8) Câu hỏi thường gặp về máy bơm cánh hở

a) Dành cho người đang khảo giá, sắp mua máy bơm cánh hở

• Máy bơm cánh hở và bơm cánh kín khác nhau thế nào, loại nào phù hợp với tôi? Bơm cánh kín có hiệu suất cao hơn 5–15% và cột áp lớn hơn, hợp với nước sạch cấp sinh hoạt; bơm cánh hở chịu được cặn, rác nhỏ, bùn loãng, hợp với nước thải, nước ao, hóa chất có cặn. Nếu chất lỏng có hạt rắn trên 2–3 mm hoặc xơ sợi thì bơm cánh hở ít kẹt hơn.
• Chọn công suất bơm cánh hở bao nhiêu kW cho lưu lượng 10–30 m³/h? Với cột áp 8–12 m, lưu lượng 10–15 m³/h thường dùng bơm 0.75–1.1kW; 20–30 m³/h dùng 1.5–2.2kW. Tính nhanh: P (kW) ≈ Q (m³/h) × H (m) / (367 × hiệu suất), hiệu suất bơm cánh hở nhỏ khoảng 0.45–0.6, rồi chọn motor lớn hơn 10–20%.
• Nên mua bơm cánh hở 1 pha 220V hay 3 pha 380V? Bơm 1 pha 220V tiện cho hộ gia đình, phổ biến đến 1.5–2.2kW; bơm 3 pha 380V có dòng điện thấp hơn khoảng 3 lần, khởi động êm, bền hơn khi chạy nhiều giờ và phù hợp xưởng có điện 3 pha. Khi chỉ có điện 1 pha mà cần bơm 3 pha 220V/380V, có thể dùng biến tần vào 1 pha ra 3 pha 220V cho motor đấu tam giác.
• Bơm cánh hở inox 304 và inox 316 khác nhau ra sao? Inox 304 dùng cho nước sạch, nước thải nhẹ, thực phẩm; inox 316 có thêm molypden chịu được nước muối, nước biển, hóa chất có ion clo tốt hơn, giá cao hơn khoảng 20–40%. Axit đặc, kiềm đặc nhiệt độ cao thường chuyển sang bơm nhựa PP/PVDF.
• Giá máy bơm cánh hở khoảng bao nhiêu? Giá trung bình thị trường Việt Nam: bơm cánh hở 0.37–0.75kW đầu gang khoảng 1.1–3.5 triệu đồng; 1.1–1.5kW hàng Ý khoảng 8–12 triệu đồng; bơm cánh hở đầu inox trục ngang 1.5–2.2kW khoảng 7.5–12.5 triệu đồng; bơm công nghiệp 3–4kW từ 11–19 triệu đồng tùy hãng.

b) Dành cho người đã mua, cần hướng dẫn lắp đặt, đấu điện, sử dụng

• Lắp ống hút cho bơm cánh hở trục ngang thế nào cho đúng? Ống hút có đường kính bằng hoặc lớn hơn họng hút, càng ngắn càng tốt, đi dốc lên dần về phía bơm để không đọng khí, đầu ống có rọ lọc và van một chiều (lúp bê); các mối nối ống hút cần kín tuyệt đối vì chỉ một lỗ nhỏ cũng làm bơm không lên nước.
• Mồi nước cho bơm cánh hở không tự mồi ra sao? Đóng van xả, mở nút mồi trên thân bơm, đổ nước đầy buồng bơm và ống hút đến khi tràn không còn bọt khí, vặn chặt nút, chạy bơm rồi mở van xả từ từ. Bơm tự mồi chỉ cần đổ nước đầy buồng mồi lần đầu, các lần sau nước còn giữ lại trong buồng.
• Bơm cánh hở hút sâu được bao nhiêu mét? Độ hút sâu lý thuyết tối đa khoảng 10 m, thực tế bơm ly tâm cánh hở hút tốt trong khoảng 4–6 m; bơm tự mồi khoảng 5–7 m. Nước nóng, chất lỏng có khí hoặc ống hút dài sẽ làm độ hút sâu giảm.
• Đấu điện cho bơm cánh hở 1 pha và 3 pha cần lưu ý gì? Bơm 1 pha 220V đấu dây pha và trung tính qua CB (0.75kW dùng CB 16A, dây 1.5 mm²); bơm 3 pha 380V đấu qua CB và khởi động từ kèm rơ le nhiệt chỉnh bằng dòng định mức trên tem. Vỏ motor cần nối dây tiếp địa, nhất là bơm đặt gần nước.
• Làm sao biết bơm 3 pha quay đúng chiều? Chạy nhấp 1–2 giây và nhìn quạt làm mát motor, chiều quay phải trùng mũi tên trên thân bơm. Nếu quay ngược, bơm vẫn ra nước nhưng lưu lượng và cột áp giảm mạnh; đảo 2 trong 3 dây pha để đổi chiều.

c) Dành cho người gặp lỗi do dùng sai cách, cần cách khắc phục hoặc giải pháp tiết kiệm chi phí

• Bơm cánh hở chạy nhưng không lên nước, nguyên nhân do đâu? Thường do chưa mồi đủ nước, ống hút hở khí, van một chiều kẹt hoặc rọ lọc bị rác bịt, độ hút sâu vượt 6–7 m, hoặc motor 3 pha quay ngược. Kiểm tra lần lượt từ mối nối ống hút, rọ lọc, mực nước rồi mới tháo bơm.
• Bơm bị rò nước ở trục (rò phớt) sau thời gian ngắn, xử lý thế nào? Phớt cơ khí thường hỏng do chạy khô, bơm nước có cát hoặc hóa chất không hợp vật liệu phớt. Thay phớt đúng cỡ trục với giá khoảng 100.000–500.000 đ là đủ, rẻ hơn nhiều so với mua bơm mới; với nước có cát, chọn phớt SiC–SiC bền hơn.
• Motor bơm nóng, nhảy CB hoặc rơ le nhiệt, khắc phục thế nào? Đo dòng điện so với tem: dòng cao do bơm chạy quá lưu lượng (ống xả quá ngắn, cột áp thực thấp), chất lỏng đặc, kẹt rác trong cánh hoặc điện áp thấp dưới 200V (1 pha) / 360V (3 pha). Khép bớt van xả để dòng về định mức, vệ sinh cánh và kiểm tra điện áp.
• Bơm kêu to, rung, lưu lượng giảm dần thì sao? Tiếng lạo xạo như sỏi là hiện tượng xâm thực do hút quá sâu hoặc ống hút nhỏ; tiếng rít ở motor là bạc đạn khô. Cánh hở bị mòn do cát làm cột áp giảm có thể chỉnh lại khe hở (model có tấm chống mòn) hoặc thay cánh, chi phí thấp hơn nhiều so với thay cả đầu bơm.
• Làm thế nào để tiết kiệm điện khi dùng bơm cánh hở? Chọn bơm đúng điểm làm việc thay vì mua công suất lớn rồi khép van; với bơm 3 pha chạy liên tục, lắp biến tần chế độ bơm có thể giảm 20–40% điện năng khi chỉ cần 70–80% lưu lượng; vệ sinh rọ lọc, cánh bơm định kỳ để bơm luôn chạy ở hiệu suất cao.