Cấu tạo bơm chân không vòng nước bao gồm:
- Một vỏ hình trụ
- Bánh công tác
- Trục máy
- Động cơ
- Cổng hút
- Cổng xả
- Giá đỡ
- Tủ điều khiển
Cánh quạt được thiết kế đặt lệch tâm so với vỏ. Trong khi cánh bơm được quay với một lượng nước thích hợp chứa đầy trong vỏ, nước kín có khối lượng nặng tạo thành một vòng đồng tâm dọc theo thành bên trong của vỏ do lực ly tâm.
Khi thể tích giữa các cánh của bánh công tác và bề mặt bên trong của vỏ thay đổi, máy bơm liên tục hút vào, nén và xả khí qua các cổng nạp và xả trên thành bên hoặc thành trong của cánh bơm. Vòng quay tốc độ cao làm cho việc xả thải hiệu quả cao. Vòng nước hoạt động như một vòng đệm, do đó khí đã được hút vào máy bơm được đảm bảo thoát ra ngoài.
Nguyên lý bơm chân không vòng nước
Bơm chân không vòng nước sử dụng nước hoặc chất lỏng tương thích với các quy trình khác làm chất bịt kín. Hoạt động đơn giản, không có bộ phận tiếp xúc, làm cho máy bơm chân không vòng chất lỏng trở thành sự lựa chọn an toàn và đáng tin cậy để xử lý các dòng khí bẩn và tiềm ẩn nguy hiểm.
Bơm chân không là thiết bị hoạt động trên cơ chế hút để đưa không khí vào hoặc ra khỏi vật thể. Bơm chân không vòng nước rất dễ vận hành và được sử dụng trong một số ứng dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau.
Bơm vòng chất lỏng hoạt động với chất làm kín cần thiết trong quá trình hoạt động của nó. Chất lỏng này có thể là nước, dầu hoặc bất kỳ dung môi nào khác được quay bởi một bánh công tác bên trong vỏ của máy bơm. Máy bơm chân không sử dụng nước làm chất làm kín được gọi là máy bơm chân không vòng nước.
Khi quay, nước tạo thành các vòng đệm không khí trong khoảng không giữa các cánh của bánh công tác, tạo thành các khoang nén để giữ không khí đi vào máy bơm thường xuyên qua cổng đầu vào. Quá trình này lặp lại và do đó giúp tạo ra chân không.
Không giống như các máy bơm khác, chỉ được sử dụng cho các hoạt động tạo và bơm chân không, máy bơm chân không vòng nước cũng có thể được sử dụng như một máy nén khí. Nó có thể nén khí bằng cơ chế quay của cánh quạt và do đó, đây là một thiết bị hữu ích cho một số ứng dụng.
Phân loại bơm chân không vòng nước
Máy bơm chân không có nhiều loại, và trong dòng máy bơm chân không vòng nước cũng có hai loại chính. Đó là:
- Bơm hút chân không vòng nước 1 cấp
- Bơm hút chân không vòng nước 2 cấp
Hai loại này khác nhau về cấu tạo và do đó dẫn đến hiệu năng của chúng cũng khác nhau. Để hiểu rõ hơn, chúng ta cùng đi vào tìm hiểu từng loại một, xem chúng có những đặc điểm gì nhé!
Bơm hút chân không vòng nước 1 cấp
Bơm hút chân không vòng nước 1 cấp được hiểu theo cách đơn giản nhất đó là dòng bơm chân không vòng nước với một tầng cánh, hay đơn cánh.
Mục đích của việc này cũng tương tự như các dòng máy bơm khác như bơm ly tâm đơn tầng cánh, bơm ly tâm đa tầng cánh… Chúng có nghĩa là 1 cấp hay một tầng cánh thì sẽ tạo ra lưu lượng khí tốt nhưng lại có áp lực trung bình. Thích hợp cho các ứng dụng có nhu cầu xử lý chân không với lưu lượng lớn, hay vấn đề người ta quan tâm nhất chính là lưu lượng.
Bơm hút chân không vòng nước 2 cấp
Tương tự như bơm hút chân không vòng nước 1 cấp, thì dòng bơm chân không vòng nước 2 cấp chỉ khác biệt ở phần cấu tạo tầng cánh. Cụ thể hơn, ở dòng 2 cấp này sẽ có 2 tầng cánh hoạt động cùng nhau.
Với thiết kế này, sẽ tạo ra sự khác biệt về các chỉ số lưu lượng cũng như áp suất tạo ra từ máy bơm. Nghĩa là, bơm chân không vòng nước 2 cấp sẽ tạo ra độ chân không tốt hơn rất nhiều. Thích hợp cho nhiều ứng dụng yêu cầu độ chân không cao (áp suất chân không sâu hơn, bơm hút khoẻ, hút mạnh hơn)
Ưu nhược điểm của bơm chân không vòng nước
Máy bơm chân không vòng nước mang lại nhiều ưu điểm hơn các máy bơm khác, và do đó được ưa chuộng trong rất nhiều ứng dụng khác nhau.
Các máy bơm này có thể dễ dàng xử lý hơi ngưng tụ, và thậm chí có thể xử lý các loại chất lỏng khác nhau mà không ảnh hưởng đến hiệu suất của máy bơm.
Dựa trên công nghệ vòng chất lỏng, máy bơm chỉ có một bộ phận quay hoặc hoạt động chính. Và do đó tiết kiệm và dễ bảo trì hơn nhiều so với các máy bơm khác.
Việc sửa chữa hoặc bảo trì các máy bơm này rất dễ dàng so với các máy bơm được thiết kế phức tạp khác.
Bơm chân không vòng chất lỏng có thể được sử dụng một cách hiệu quả như các công việc chân không và cũng cho các nhiệm vụ nén, điều thường không thể thực hiện được với các bộ bơm thông thường. Tính linh hoạt, chúng có thể được sử dụng cho một số ứng dụng và do đó có thể cung cấp lợi thế về nhiều chức năng cho người dùng chỉ với một thiết bị duy nhất.
Tuy nhiên, thực tế máy bơm hút chân không vòng nước có một số nhược điểm cần nghiên cứu cải tiến như:
- Phụ thuộc vào chất lượng lưu chất – nước
- Trong quá trình hoạt động, việc trộn lẫn giữa nước và khí là điều không thể tránh khỏi
- Các lưu chất có thể gây ảnh hưởng đến tuổi thọ của buồng bơm
- Độ chân không bị phụ thuộc vào độ ổn định của nước – chất lỏng bởi áp suất hay nhiệt độ
Sửa chữa bơm chân không vòng nước
Để tránh những vấn đề phát sinh lỗi cũng như ngưng máy để sửa chữa trong quá trình vận hành, chúng ta cần chú ý đến các bước vận hành, cũng như bảo trì bảo dưỡng cho hệ thống bơm chân không vòng nước định kì.
Một số lỗi có thể phát sinh trong quá trình máy bơm hoạt động như:
- Bơm hoạt động gây ra tiếng ồn lớn bất thường, động cơ quá tải
- Nước rò rỉ ở phần thân bơm hay khớp nối
- Bơm bị rung lắc khi hoạt động
- Mất chân không…
Đó là do:
- Bơm chạy quá tải liên tục ngoài đường đặc tính của bơm
- Mất kiểm soát tốc độ bơm
- Các khớp trục, phốt cơ khí thiếu bôi trơn
- Đường ống hút và xả bị hở
- Đế bơm bị tuông ốc vít
- Nguồn điện không ổn định
Vậy nên, quá trình vận hành cần đảm bảo các yếu tố:
- Kiểm tra toàn bộ hệ thống trước khi đi vào khởi động, vận hành
- Đảm bảo nguồn điện ổn định, có thiết bị bảo vệ bơm
- Kiểm tra các khớp nối trục phải đủ trơn, các phớt hoạt động tốt
- Các khớp nối đầu hút đầu xả phải kín, không xì hay rò rỉ nước
Cũng như luôn kiểm tra, bảo trì bảo dưỡng đúng định kì các thành phần của hệ thống như:
- Hệ thống cánh bơm
- Các phớt cơ khí
- Các khớp nối liên kết
- Độ đồng trục hệ thống
- Kiểm tra lưu chất và đầu hút, đảm bảo không bị các vật lạ gây tắc nghẽn
Ứng dụng của bơm chân không vòng nước
Bơm hút chân không nói chung và bơm chân không vòng nước nói riêng, được ứng dụng rất nhiều trong công nghiệp.
Các ứng dụng tốt nhất thường được xử lý bởi các máy bơm này bao gồm chưng cất chân không, ngưng tụ chân không, hút ẩm, xử lý tro hoặc không khí, thụ hưởng khoáng chất, công việc bay hơi và bơm chân không vòng nước để loại bỏ nước khỏi bột giấy trong quá trình xử lý giấy.
Và hầu như quy trình sản xuất công nghiệp nào cũng đều sử dụng bơm chân không vòng nước, có thể kể đến như:
- Công nghiệp sản xuất ô tô
- Công nghiệp hàn xì
- Ngành dệt may và thuộc da
- Ngành nhuộm, sơn
- Sản xuất hoá chất
- Ngành F&B
- Ngành công nghiệp hoá dầu – dầu khí –oil&gas
- Ngành xây dựng…
Ngoài ra, chúng còn xuất hiện trong nhiều ngành sản xuất khác như: khai thác mỏ, sản xuất điện năng, dược phẩm, khử nước biển, hay phân bón…
