Tại sao bơm cánh khế phù hợp bơm chất nhớt?

Bơm cánh khế bơm chất nhớt là một trong những lựa chọn thường được cân nhắc khi cần vận chuyển chất đặc, chất có độ nhớt cao hoặc nồng độ cao. Điều này không đơn thuần đến từ công suất động cơ mà liên quan trực tiếp đến nguyên lý bơm thể tích và cách rotor vận chuyển môi chất.

Tài liệu LIGAO xác định rotor pump là một dạng bơm thể tích (displacement pump) và được thiết kế cho môi chất có độ nhớt cao hoặc chứa hạt. Nhà sản xuất cũng nhấn mạnh khả năng vận chuyển môi chất độ nhớt cao, nồng độ cao và vận chuyển nhẹ nhàng ở tốc độ thấp.

Tuy nhiên, nói bơm cánh khế phù hợp với chất nhớt không có nghĩa chất càng đặc thì bơm càng dễ. Khi độ nhớt tăng cao, điều kiện đường hút, tốc độ rotor và khả năng cấp đầy môi chất vào buồng bơm trở nên đặc biệt quan trọng.

Vì sao chất lỏng có độ nhớt cao khó bơm?

Để hiểu tại sao cần bơm chất nhớt chuyên dụng, trước tiên cần hiểu đặc tính của môi chất.

Có thể hình dung đơn giản: nước chảy rất dễ, dầu chảy chậm hơn, còn mật hoặc một số loại kem, keo, polymer có thể chảy rất chậm. Khả năng chống lại sự chảy của chất lỏng liên quan đến độ nhớt.

Độ nhớt càng cao, môi chất càng khó di chuyển qua đường ống. Đặc biệt ở phía hút, bơm phải có đủ điều kiện để môi chất đi từ bồn chứa vào và điền đầy buồng bơm.

Chính tài liệu xử lý sự cố LIGAO cũng liệt kê độ nhớt quá cao, đường ống hút quá nhỏ và dài, quá nhiều van/co hoặc điều kiện hút không phù hợp là những nguyên nhân có thể làm bơm vận hành không đạt yêu cầu.

Vì vậy, “chất rất đặc” chỉ là cách mô tả cảm quan. Khi lựa chọn bơm, độ nhớt thực tế của môi chất mới là một trong những dữ liệu kỹ thuật quan trọng cần xác định.

Tại sao bơm cánh khế bơm chất nhớt tốt?

Điểm quan trọng nằm ở nguyên lý hoạt động.

LIGAO RT thuộc nhóm bơm thể tích. Theo manual, khi hai rotor tách nhau, các khoang chứa được hình thành và môi chất được hút vào. Môi chất sau đó được giữ trong các khoang giữa rotor và thân bơm, vận chuyển quanh buồng bơm. Khi rotor tiến lại gần nhau ở phía đầu đẩy, khoang chứa đóng lại và môi chất được đẩy ra ngoài.

Có thể tóm tắt:

Rotor tách nhau → tạo khoang → chất đi vào → chất được giữ trong khoang → rotor đưa chất sang đầu đẩy → khoang đóng → chất được đẩy ra ngoài.

Đây chính là nền tảng giúp bơm cánh khế LIGAO RT phù hợp với nhiều môi chất có độ nhớt cao.

Bơm vận chuyển chất theo từng khoang thể tích

Khác với việc chỉ dựa vào việc truyền vận tốc cho dòng chất lỏng, bơm cánh khế hình thành các khoang và đưa môi chất từ phía hút sang phía đẩy theo chuyển động của rotor.

Thông số kỹ thuật của LIGAO cũng thể hiện dung tích dịch chuyển theo mỗi vòng quay, chẳng hạn các model RT006 đến RT830 có thông số Capacity tính theo L/r.

Đặc điểm này rất quan trọng khi vận chuyển những môi chất không dễ chảy như nước.

LIGAO RT được thiết kế cho môi chất độ nhớt cao

Đây không chỉ là suy luận từ nguyên lý bơm.

Trong phần giới thiệu, LIGAO trực tiếp mô tả cam rotor pump được thiết kế để vận chuyển chất có độ nhớt cao hoặc chứa hạt. Phần đặc tính sản phẩm tiếp tục nêu khả năng vận chuyển môi chất có độ nhớt cao và nồng độ cao.

Do đó, nếu đang tìm bơm chất có độ nhớt cao, rotor pump là một trong những nguyên lý bơm đáng cân nhắc.

Có thể lựa chọn tốc độ phù hợp với môi chất

Tốc độ cũng là một yếu tố quan trọng khi bơm cánh khế bơm chất nhớt.

Bảng thông số LIGAO cho thấy tốc độ vận hành phụ thuộc từng model. Ví dụ RT006 được liệt kê 50–1000 vòng/phút, RT015 là 50–800 vòng/phút, trong khi nhiều model lớn hơn có dải 50–500 hoặc 50–400 vòng/phút.

Vì vậy không nên áp dụng một tốc độ cố định cho tất cả các model và mọi loại chất.

Với chất rất nhớt, mục tiêu không chỉ là làm rotor quay mà còn phải tạo đủ thời gian và điều kiện để môi chất đi vào các khoang bơm.

Hỗ trợ vận chuyển nhẹ nhàng

Một ưu điểm khác được LIGAO đề cập là khả năng vận chuyển môi chất nhẹ nhàng ở tốc độ thấp. Hãng đặc biệt nhắc tới những môi chất dễ tạo bọt hoặc có cấu trúc dễ bị ảnh hưởng.

Điều này có ý nghĩa với nhiều loại chất nhớt trong thực phẩm và các quy trình công nghiệp mà yêu cầu không chỉ là “bơm được”, mà còn cần quan tâm đến ảnh hưởng của quá trình bơm lên sản phẩm.

Tuy nhiên, không nên diễn giải thành “không shear”, “không tạo bọt 100%” hoặc “không ảnh hưởng sản phẩm tuyệt đối”. Điều kiện thực tế còn phụ thuộc vào môi chất, tốc độ và hệ thống.

Độ nhớt càng cao thì bơm cánh khế càng tốt?

Không.

Đây là một điểm rất dễ hiểu nhầm.

Bơm cánh khế phù hợp với chất có độ nhớt cao, nhưng khi chất trở nên quá nhớt, khả năng môi chất tự chảy từ bồn vào bơm sẽ giảm.

Khi đó có thể xuất hiện:

• Khó điền đầy khoang bơm.
• Lưu lượng thực tế giảm.
• Tổn thất phía hút tăng.
• Điều kiện hút trở nên bất lợi.
• Tải của hệ truyền động có thể tăng.
• Cần xem xét lại tốc độ bơm.

Trong bảng xử lý sự cố, LIGAO nêu trường hợp độ nhớt quá cao hoặc tỷ trọng quá lớn có thể cần giảm độ nhớt hoặc thay đổi hệ truyền động; với trường hợp môi chất quá nhớt để vận chuyển, hãng đề cập giải pháp giảm tốc độ hoặc thay rotor có lưu lượng lớn hơn.

Có thể hiểu bằng một nguyên tắc rất thực tế:

Với chất rất nhớt, bài toán khó đôi khi không nằm ở việc đẩy chất ra khỏi bơm mà nằm ở việc làm sao đưa đủ chất vào đầu hút của bơm.

Đường hút đặc biệt quan trọng khi bơm chất nhớt

Đây là phần thường bị bỏ qua khi khách hàng lựa chọn bơm rotor chất nhớt.

Manual LIGAO yêu cầu điều kiện NPSH available của hệ thống phải lớn hơn NPSH required của bơm. Nếu điều kiện hút không đáp ứng có thể xảy ra xâm thực, gây tiếng ồn, giảm lưu lượng và hư hỏng cơ khí.

Nhà sản xuất đưa ra những nguyên tắc rất đáng chú ý:

• Đường kính ống hút ít nhất phải bằng kích thước kết nối của bơm.
• Đường hút càng ngắn càng tốt.
• Hạn chế co, tê và các vị trí gây cản trở dòng chảy.
• Nếu có lọc ở đường hút, phải tính đến tổn thất áp suất tại lưu lượng thực tế.

Với chất nhớt, những yêu cầu này càng đáng lưu ý.

Đường hút quá dài

Đường hút dài làm tăng trở lực dòng chảy. Với nước có thể chưa thể hiện quá rõ, nhưng với chất rất nhớt, ảnh hưởng có thể lớn hơn nhiều.

Đường kính ống hút quá nhỏ

Đây là một lỗi cần tránh.

LIGAO yêu cầu đường hút ít nhất bằng kích thước kết nối của bơm. Bảng troubleshooting cũng liệt kê trường hợp ống hút quá nhỏ và dài, có quá nhiều van và co; giải pháp là tăng kích thước ống, giảm chiều dài và giảm số lượng van/co.

Quá nhiều co, van và phụ kiện

Mỗi chi tiết trên đường hút đều có thể tạo thêm trở lực.

Vì vậy với bơm chất đặc, nên ưu tiên một đường hút đơn giản, ngắn và ít phụ kiện nhất có thể trong điều kiện hệ thống cho phép.

Bố trí bồn chứa và bơm không phù hợp

LIGAO đưa ra một khuyến nghị rất đáng chú ý đối với chất có độ nhớt cao: nên xem xét phương pháp cấp liệu từ vị trí cao để tăng áp suất đầu vào; độ nhớt càng cao thì vị trí bồn môi chất càng cần được nâng cao tương ứng.

Do đó:

Chọn bơm chất nhớt phải xem xét đồng thời cả bơm và đường hút. Chọn đúng model nhưng thiết kế đường hút không phù hợp thì hệ thống vẫn có thể không đạt lưu lượng yêu cầu.

Tốc độ bơm ảnh hưởng thế nào khi bơm chất có độ nhớt cao?

Một suy nghĩ khá phổ biến là:

“Bơm thiếu lưu lượng thì tăng tốc độ lên.”

Với chất nhớt, cách xử lý này không phải lúc nào cũng đúng.

Khi rotor quay nhanh hơn, số chu kỳ dịch chuyển trong một đơn vị thời gian tăng. Nhưng muốn chuyển được chất, các khoang của bơm trước hết phải được môi chất điền đầy.

Nếu chất quá nhớt và điều kiện hút không tốt, rotor quay nhanh hơn chưa chắc khiến môi chất đi vào bơm nhanh tương ứng.

Manual LIGAO cũng đưa tốc độ quá cao vào nhóm nguyên nhân cần xử lý bằng cách giảm tốc độ động cơ hoặc thay đổi hệ truyền động. Đối với trường hợp môi chất quá nhớt để vận chuyển, tài liệu cũng đề cập giải pháp giảm tốc độ.

Vì vậy, khi lựa chọn bơm cánh khế bơm chất nhớt, tốc độ phải được xem xét cùng với độ nhớt và điều kiện hút chứ không nên chỉ đặt mục tiêu quay càng nhanh càng tốt.

Bơm cánh khế chất nhớt có cần jacket gia nhiệt không?

Không phải chất nhớt nào cũng cần gia nhiệt.

Tuy nhiên, một số môi chất có độ nhớt thay đổi mạnh theo nhiệt độ hoặc có xu hướng đông đặc khi nhiệt độ giảm. Với những trường hợp như vậy, việc kiểm soát nhiệt độ trong đầu bơm có thể cần được xem xét.

LIGAO RT có các cấu hình jacket sử dụng:

• Nước.
• Hơi.
• Gia nhiệt điện.

Theo manual, jacket có nhiệm vụ đưa môi chất bên trong rotor case tới nhiệt độ cần thiết trước hoặc sau khi khởi động bơm.

Vì vậy, câu hỏi đúng không phải là:

“Chất nhớt có cần áo gia nhiệt không?”

mà nên là:

“Độ nhớt của chất thay đổi thế nào theo nhiệt độ và cần duy trì nhiệt độ bao nhiêu để chất có thể được vận chuyển ổn định?”

Không nên tự động gia nhiệt mọi loại chất nhớt.

Những loại chất nhớt nào có thể cân nhắc dùng bơm cánh khế?

Dựa trên đặc tính của rotor pump, một số môi chất có thể được cân nhắc về mặt nguyên lý gồm mật, siro, sốt, kem, dầu nhớt, polymer, keo, chất phụ gia, dịch thực phẩm nhớt và các môi chất có nồng độ cao.

Tuy nhiên, danh sách trên chỉ giúp hình dung về nhóm ứng dụng, không có nghĩa tất cả các môi chất này đều sử dụng được với cùng một cấu hình LIGAO RT.

Manual LIGAO yêu cầu khi thay đổi môi chất, đặc biệt với chất ăn mòn, độc hoặc nguy hiểm, phải đánh giá lại tính phù hợp. Các yếu tố cần kiểm tra gồm vật liệu tiếp xúc, seal – đặc biệt là mechanical seal – áp suất, nhiệt độ, số lượng và kích thước hạt.

Vì vậy khi chọn bơm chất nhớt, cần xem cả đặc tính hóa học chứ không chỉ độ nhớt.

Những sai lầm thường gặp khi chọn bơm cho chất có độ nhớt cao

Chọn bơm chỉ dựa vào lưu lượng

Hai hệ thống cùng yêu cầu 10 m³/h nhưng một hệ thống bơm chất lỏng loãng và một hệ thống bơm chất rất nhớt là hai bài toán khác nhau.

Lưu lượng chỉ là một trong các thông số lựa chọn.

Chỉ cung cấp thông tin “chất rất đặc”

“Rất đặc” chưa cho kỹ thuật biết chính xác khả năng chảy của chất.

Nếu có thể, nên cung cấp độ nhớt và nhiệt độ tại đó độ nhớt được xác định.

Chọn đúng bơm nhưng đường hút quá nhỏ

Bơm có thể phù hợp nhưng môi chất không đi vào bơm đủ nhanh. Khi đó lưu lượng thực tế vẫn không đạt yêu cầu.

Nghĩ rằng tăng tốc độ luôn làm tăng lưu lượng

Điều này chỉ hợp lý khi điều kiện hút cho phép môi chất điền đầy các khoang bơm.

Với chất rất nhớt, tăng tốc độ không nên là phản ứng đầu tiên khi lưu lượng thấp.

Bỏ qua ảnh hưởng của nhiệt độ

Với những môi chất có độ nhớt phụ thuộc mạnh vào nhiệt độ, cần xác định độ nhớt tại nhiệt độ vận hành, không chỉ hỏi một giá trị độ nhớt chung chung.

Không kiểm tra mechanical seal

Một bơm có nguyên lý phù hợp với độ nhớt của chất chưa có nghĩa toàn bộ cấu hình đã phù hợp với môi chất.

LIGAO yêu cầu kiểm tra vật liệu tiếp xúc và đặc biệt là mechanical seal khi đánh giá tính tương thích.

Cần cung cấp thông tin gì để chọn bơm cánh khế cho chất nhớt?

Muốn lựa chọn bơm cánh khế LIGAO RT chính xác hơn, không nên chỉ gửi tên chất và lưu lượng.

Nếu chưa biết chính xác độ nhớt, khách hàng có thể cung cấp tên chất, nhiệt độ vận hành, hình ảnh hoặc video thể hiện khả năng chảy của môi chất và thông tin hệ thống để kỹ thuật VIMEX có thêm cơ sở đánh giá sơ bộ.

Kinh nghiệm thực tế khi lựa chọn bơm chất nhớt

Khi lựa chọn bơm chất có độ nhớt cao, không nên chỉ tập trung vào hai thông số là lưu lượng và công suất động cơ.

Bốn yếu tố cần được xem xét cùng nhau là:

Độ nhớt → nhiệt độ → tốc độ bơm → điều kiện đường hút.

Đặc biệt, điều kiện đường hút thường bị xem nhẹ. Một bơm có công suất động cơ phù hợp chưa chắc đạt được lưu lượng yêu cầu nếu môi chất không thể chảy vào đầu bơm đủ nhanh.

Điều này cũng phù hợp với hướng dẫn của LIGAO: đường hút cần ngắn, hạn chế co và trở lực, đường kính không nhỏ hơn kết nối bơm và phải đảm bảo điều kiện NPSH.

Vì vậy với chất rất nhớt, đừng chỉ hỏi “bơm bao nhiêu kW?”, hãy hỏi thêm “chất đi vào bơm bằng cách nào?”

Câu hỏi thường gặp về bơm cánh khế bơm chất nhớt

Bơm cánh khế có bơm được chất rất đặc không?

Có thể. LIGAO RT được thiết kế cho môi chất có độ nhớt cao và nồng độ cao. Tuy nhiên độ nhớt càng lớn thì càng phải kiểm tra điều kiện hút, tốc độ, hệ truyền động và khả năng cấp đầy môi chất vào bơm.

Độ nhớt càng cao có cần động cơ càng lớn không?

Không nên kết luận chỉ dựa vào độ nhớt. Công suất truyền động còn liên quan đến model, tốc độ, áp suất, lưu lượng và điều kiện vận hành. Vì vậy cần tính toán theo từng ứng dụng cụ thể.

Chất quá nhớt có nên tăng tốc độ bơm không?

Không nên mặc định tăng tốc. Manual LIGAO thậm chí đề cập giảm tốc độ trong trường hợp môi chất quá nhớt để vận chuyển.

Bơm cánh khế chất nhớt có cần gia nhiệt không?

Chỉ cần xem xét khi đặc tính của môi chất yêu cầu duy trì nhiệt độ hoặc việc thay đổi nhiệt độ có ảnh hưởng đáng kể tới khả năng vận chuyển. LIGAO có tùy chọn jacket nước, hơi và gia nhiệt điện.

Chất nhớt có hạt có dùng bơm cánh khế được không?

Có thể xem xét vì LIGAO RT được thiết kế cho cả môi chất độ nhớt cao và môi chất chứa hạt. Tuy nhiên phải kiểm tra thêm số lượng, kích thước và tính chất của hạt trước khi lựa chọn.

Kết luận – Vì sao bơm cánh khế phù hợp với chất nhớt?

Bơm cánh khế bơm chất nhớt hiệu quả nhờ nguyên lý bơm thể tích: rotor tạo ra các khoang, tiếp nhận môi chất ở đầu hút, vận chuyển quanh thân bơm và đưa môi chất tới đầu đẩy. Chính LIGAO cũng xác định dòng rotor pump của hãng được thiết kế cho môi chất có độ nhớt cao và nồng độ cao.

Tuy nhiên, lựa chọn đúng bơm cánh khế LIGAO RT mới chỉ là một phần của bài toán. Với bơm chất có độ nhớt cao, cần xem xét đồng thời độ nhớt, nhiệt độ, tốc độ, lưu lượng, áp suất và đặc biệt là điều kiện đường hút.

Khách hàng có thể cung cấp cho VIMEX:

Tên chất + độ nhớt + nhiệt độ + lưu lượng + áp suất + đặc tính hạt + điều kiện đường hút

để kỹ thuật VIMEX hỗ trợ đánh giá và lựa chọn cấu hình phù hợp.

VIMEX – Niềm tin của đối tác.