Bạn đã từng nghe nhắc đến bơm trục vít tuy nhiên nó hoạt động như thế nào, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của từng loại ra sao thì vẫn còn là vấn đề thắc mắc. Vì thế, bạn đừng bỏ qua bài viết này của Thủy Khí Điện với các thông tin tổng quát về Screw pump này.
Bơm trục vít là gì?
Bơm trục vít là một loại bơm công nghiệp mà tên tiếng Anh của nó là Screw pump. Một số nơi người ta gọi là bơm ruột gà hay bơm đuôi chuột bởi vì trong cấu tạo của nó có 1 trục vít xoắn. Đối với loại trục xoắn thì nó còn có tên gọi tiếng Anh khác là Progressive cavity pump.
Loại bơm này sẽ không giống với các loại bơm như: piston, bơm nhông, bơm lá. Nó hoạt động mô phỏng lại sự vặn xoắn của 1 con ốc vít.
Máy bơm này được trang bị các vít chủ động, vít bị động nối với nhau và quay trong 1 ống lót hoặc 1 khoang hình trụ. Dầu sẽ đi vào từ cửa hút của bơm và dịch chuyển tuyến tính theo dọc trục vít đến cửa xả của bơm. Do kết cấu của nó kín, khe hở giữa ống lót và trục vít nhỏ nên chất lỏng sẽ tăng áp lực khi di chuyển qua máy bơm.
Mỗi hệ thống khác nhau thì việc chọn model bơm cũng sẽ không giống nhau về công suất, lưu lượng cũng như kích thước.
Cấu tạo của bơm trục vít
Bơm trục vít dạng xoắn
Loại bơm dạng xoắn có tên tiếng Anh là progressing cavity. Nó được thiết kế tiêu chuẩn với các bộ phận và chi tiết sau:
Trục bơm
Bộ phận này hay còn gọi là rotor. Nó là bộ phận cứng cáp nhất, cũng là bộ phận đặc biệt và có vai trò quan trọng. Nó thường sẽ được làm bằng thép mạ, thép không gỉ và được sơn phun 1 lớp để chống oxy hóa. Trục không trơn thẳng như các loại bơm khác mà sẽ ở dạng xoắn. Trục và vít tải sẽ được kết nối với nhau 1 cách chặt chẽ, nhờ vậy mà bơm có thể hút đẩy được chất có thành phần rắn cao.
Thân bơm
Một số nơi gọi là buồng bơm, chính là lớp vỏ bên ngoài của bơm vít. Để bơm có thể làm việc trong môi trường khắc nghiệt thì lớp vỏ cần có độ dày, cứng cáp được làm từ thép loại không rỉ hoặc thép mạ. Thân bơm dạng hình ống trụ, dài nhưng vẫn đảm bảo nhỏ gọn, đơn giản.
Stator
Bộ phận này sẽ giúp giảm bớt các ma sát trong bơm. Nếu so sánh với các chi tiết khác trong bơm thì nó khá quan trọng. Người ta thường sử dụng vật liệu cao su PTFE để sản xuất nó có dạng xoắn. Với các tính năng, mềm, dẻo, chịu ma sát cao sẽ giúp nó bền bỉ hơn.
Motor giảm tốc
Chức năng chính của bộ phận này đó là làm giảm tốc độ và giúp bơm có thể làm việc êm ái mà vẫn đảm bảo hiệu quả.
Nguồn điện bơm
Những bộ phận cung cấp nguồn điện ổn định, không ngắt quãng như: tủ điện, máy phát điện, motor bơm sẽ giúp duy trì bơm làm việc.
Quạt bơm
Bộ phận này được gắn ở phía đầu của động cơ và nằm trên thân của bơm. Chất liệu sản xuất vật này thường là thép hay thép không rỉ. Nhiệm vụ của nó là giải nhiệt dòng lưu chất trong bơm, làm mát động cơ và các thiết bị có liên quan trong quá trình hoạt động.
Một số bộ phận khác
Phụ kiện tuy bé nhỏ nhưng nếu thiếu nó thì sẽ ảnh hưởng rất nhiều: Cổng vào, van, cổng ra, gioăng phớt làm kín…
Bơm trục vít 2 trục
Còn có tên gọi là máy bơm trục vít đôi. Nó chính là loại bổ biến nhất trong các loại bơm trục vít. Tiêu biểu ứng dụng của nó à bơm dầu trên đường ống dẫn. Một vít của bơm sẽ được dẫn động bằng động cơ có nguồn điện. Sau đó, nó kéo theo vít thứ 2 quay thông qua 1 bánh răng liên kết 2 trục với nhau.
Cấu tạo của nó gồm các bộ phận cơ bản như sau: Trục vít bị động, trục vít chủ động, đầu hút lưu chất vào, đầu xả lưu chất, cặp bánh răng kim loại ăn khớp ở hai đầu trục vít, thân bơm hay còn gọi là buồng bơm.
Bơm trục vít 3 trục
Để dùng cho các ứng dụng nhỏ thì người ta sẽ sử dụng bơm trục vít 3 trục. Loại thiết bị này thường dùng cho hệ thống bôi bơn, phun sơn… Một trong 3 trục vít sẽ được dẫn động bởi nguồn điện được cung cấp motor. Hai trục vít còn lại sau đó được quay thì không cần phải sử dụng bánh răng.
Bộ phận của bơm này gồm có: Đầu vào lưu chất, đầu ra lưu chất, thân bơm, trục vít chủ động, trục vít bị động số 1, trục vít bị động số 2.
Xem thêm: Bơm định lượng là gì? Cấu tạo, nguyên lý Metering Pump
Nguyên lý làm việc bơm trục vít
Tất cả các máy bơm trục vít sẽ đều theo 1 nguyên lý đơn giản: Xoay trục vít của bơm.
Những chất lỏng đi vào bơm sẽ được định hướng di chuyển sao cho dọc theo ren trục vít, từ phía hút đi sang phía ả. Do bên trong bơm có khe hở rất nhỏ nên hiệu suất thể tích bơm cao, cho dù là chất lỏng nhớt.
Bơm này không tạo ra áp lực, nó chỉ tạo ra chuyển động dòng lưu chất. Tuy nhiên, khi ứng dụng thực tế, nó sẽ tạo ra các áp suất ngược do hiện tượng mất ma sát xuất hiện.
Bơm trục vít dạng xoắn
Loại bơm này sẽ dựa trên nguyên lý chuyển động đai ốc để làm việc. Khi trục vít quay quanh trục và tạo với mặt trong của bơm thành 1 khoang chứa lưu chất, có thể là dầu, nhớt… Các chất lỏng này sẽ như 1 đai ốc dẻo sẽ được đẩy dần từ phía đầu hút di đến đầu xả.
Bơm trục vít hai trục
Bơm này sẽ hoạt động theo nguyên lý sau: Khi trục vít chủ động của nó quay thì sẽ kéo theo trục vít bị động quay. Lúc này nhờ vào bánh răng được lắp ở hai đầu trục vít và việc quay ổn định. Lúc 2 trục vít cùng quay thì nó sẽ làm kín và làm cho dòng chất được đẩy từ đầu hút đến đầu xả.
Loại này hay còn gọi là trục vít đôi, có dòng chảy kép và khả năng tự mồi. Máy có bốn cấu hình trục chính, bơm sẽ được cân bằng theo trục và lắp hướng tâm. Việc này sẽ giúp trục không phụ thuộc vào ổ đỡ lực, tăng tuổi thọ. Dòng dầu khi đi vào trong vỏ bơm thì sẽ được chuyển đến các bên của trục chính dòng chảy đôi và sau đó được điều áp để xả chung.
Bên cạnh đó, mô men xoắn của trục truyền động thông qua các bánh răng mà sẽ truyền tới trục dẫn động. Nhờ vậy mà trong suốt quá trình hoạt động, nó không có sự tiếp xúc giữa vỏ, trục chính. Bơm có thể hút đẩy cả những chất có độ nhớt từ 0,4 cSt đến hơn 10.000 cSt và đảm bảo tốc độ 5.000 m³/h. Chưa hết, nó đặc biệt hơn khi có thể chạy khô khi làm rỗng đường ống, bồn chứa hoặc chạy với chất lỏng có áp suất thấp.
Bơm trục vít ba trục
Các bơm trục vít 3 trục có nguyên lý tương đối giống với loại 2 trục tuy nhiên vẫn có những điểm khác biệt: Khi con người cấp nguồn điện thì các trục vít chủ động của bơm sẽ liên kết với mô tơ dầu nên quay. Do trục chủ động quay nên các bánh răng ngoài quay và cuối cùng là kéo theo 2 trục bị động quay. Do cấu tạo của nó có 3 trục vít nên khả năng làm kín khít của bơm sẽ tốt hơn so với 2 loại còn lại.
Thông thường các bơm 3 trục vít được xem là máy bơm dịch chuyển dòng chất với 3 trục chính, có 1 nguồn cấp điện áp và có khả năng tự mồi khí có dải áp thấp. Bơm này được dùng cho những ứng dụng cần vận chuyển chất lỏng bôi trơn không ăn mòn.
Phân loại máy bơm trục vít
Theo thân bơm
Nếu dựa trên thân bơm thì sẽ phân chia thành các loại:
+ Bơm 1 trục
+ Bơm 2 trục
+ Bơm 3 trục
+ Bơm 4 trục
+ Bơm 5 trục
Loại 4 trục và loại 5 trục thường ít phổ biến hơn so với các loại còn lại.
Theo cách lắp
Nếu dựa trên cách lắp thì có bơm trục vít đứng, bơm trục vít ngang.
Việc phân chia bơm trục vít còn thành nhiều loại khác như: Bơm mini, bơm công suất thấp, bơm công suất cao, dạng trục vít ngang, dạng trục vít dọc…
Công thức tính máy bơm trục vít
Loại hai trục vít
Trước tiên là tìm lưu lượng của máy bơm trục vít thông qua công thức:
Qlt = n × qlt
- qlt: Chính là lưu lượng riêng lý thuyết. Nó được xác định thông qua phương pháp tính toán với công thức có sẵn: qlt = [π×( D2- d2)/4] × t.
- t là bước của trục vít, d là đường kính chân ren của trục, D là đường kính đỉnh ren của trục.
- n: Số vòng quay của trục vít, có đơn vị là vòng/ phút.
Khi làm việc thực tế thì việc xác định lưu lượng lại khác đi với công thức:
Qtt = ηQ × Qlt
Và ηQ chính là hiệu suất lưu lượng, ηQ = 0.75÷ 0.85.
Loại ba trục vít
Lưu lượng lý thuyết của bơm thì người mua có thể tính theo công thức:
Qlt = n × qlt hoặc Qlt = (d3× n)/14.5
- Với qlt: Là lưu lượng riêng lý thuyết, được tính bằng qlt = [π×( D2- d2)/4] × t
- n là số vòng quay của trục vít theo đơn vị vòng/phút.
- t là bước của trục vít.
- D là đường kính đỉnh ren của trục và d là đường kính chân ren.
Ưu nhược điểm Screw pump
Không khác gì những loại bơm hiện có trên thị trường thì Screw pump cũng có những ưu điểm và nhược điểm riêng mà trước khi đặt mua thì người dùng cần tham khảo trước
Ưu điểm
+ Bơm có thể hoạt động liên tục với cường độ cao và hiệu suất làm việc lớn.
+ Cấu trúc bơm không quá phức tạp, nhỏ gọn, thân bơm chắc chắn, tạo điều kiện thuận lợi cho việc di chuyển và lắp đặt.
+ Nếu người dùng chọn đúng loại và sử dụng dòng chất lỏng thủy lực sạch, phù hợp thì máy bơm sẽ có tuổi thọ rất cao.
+ Khi kết hợp với biến tần, bơm có thể hoạt động với nhiều tần số khác nhau.
+ Bơm ít tạo các dòng xoáy và bọt cho lưu chất.
+ Bơm cung cấp lưu lượng dòng chảy đều và ổn định, hoạt động khá êm ái, ít tiếng ồn.
+ Điểm nổi bật của bơm này chính là khả năng hút đẩy được những dòng chất có tính đặc biệt như: Chất lỏng dạng đặc sệt, độ nhớt cao.
Nhược điểm
Nó cũng có những nhược điểm mà người dùng cần phải khắc phục như:
+ Đối với những hệ thống yêu cầu bơm đường dài thì cần bố trí bơm đường dài.
+ Cấu tạo sẽ khó sửa chữa hơn so với các bơm nhông hay bơm lá thông thường.
+ Quy trình sản xuất sản phẩm khá phức tạp và luôn đòi hỏi cơ khí chính xác cao nhất.
+ Cuối cùng chính là giá thành cao và độ phổ biến trên thị trường kém hơn.
Ứng dụng Screw pump
Trong công nghiệp, việc sử dụng các Screw pump không phải là điều xa lạ bởi nó chuyên cho việc hút, đẩy chất lỏng siêu đặc, siêu nhớt. Thiết bị quen thuộc với con người và khá phổ biến hiện nay, TKĐ sẽ liệt kê một số ứng dụng cơ bản của nó như:
+ Dùng trong ngành xử lý nước thải sinh hoạt, công nghiệp, hồ bơi… để bơm xả nước bẩn ra ngoài.
+ Bơm có thể hút đẩy các mực đặc, sơn đặc, keo đặc phục vụ cho công nghiệp hóa chất, cơ khí chế tạo, sản xuất giấy, chế biến gỗ…
+ Máy bơm trục vít là thiết bị được lắp trong dây chuyền, hệ thống của nhà máy hóa chất, chuyên sản xuất loại: Chất ăn mòn, chất độc hại, xăng, dầu, nhớt, các chất phục vụ thí nghiệm.
+ Thiết bị này còn có thể bơm được bùn, bơm chất nóng chảy dùng trong ngành sản xuất gốm sứ.
+ Dùng để bơm nhựa đường hay các chất trong ngành công nghiệp khai thác giấy, khai thác gỗ, cơ khí chế tạo.
+ Đối với các nhà máy chuyên sản xuất thực phẩm, bơm này dùng để bơm socola, nước tương, nước mắm, tương ớt, dầu ăn hay nước giải khát, mật, bia rượu hay kem đánh răng, nước rửa chén, nước súc miệng…
Xem ngay: Máy bơm ly tâm là gì? Cấu tạo, phân loại Centrifugal pumps
Lắp đặt Screw pump sao cho đúng?
Một số khách hàng thì chưa có coi trọng việc lắp đặt bơm nhưng nó lại quyết định khá lớn đến hiệu quả làm việc của bơm.
Nếu so sánh với các loại bơm dầu khác thì bơm trục vít lắp dễ dàng hơn tại vị trí và không gian trong hệ thống sản xuất. Thiết kế nhỏ gọn nên di chuyển nhanh và thuận tiện.
Khi lắp cần phải chọn nơi bằng phẳng, lắp đặt đúng vị trí đã xác định. Thường thì những vị trí càng gần nguồn cấp chất bơm thì sẽ càng tốt. Chúng tôi thường khuyên khách hàng nên chọn những nơi thoáng mát, tránh ẩm cao, không để các vật nặng đè lên.
Các sự cố thường gặp ở Screw pump
Điểm khác của Screw pump đó là chỉ dùng đối với các hệ thống yêu cầu đặc biệt chứ không giống với các bơm nhông hay bơm cánh gạt. Vì thế mà lỗi hay sự cố xảy ra đều do việc chọn lựa bơm không thích hợp, không đúng với chức năng của nó. Dù là bơm chính hãng nhưng khi hoạt động, nó vẫn mắc một số lỗi như: Bơm bị quá tải nhiệt, bơm không đủ áp suất, bơm bị đứt cầu chì.
Với những lỗi này thì người dùng phải kiểm tra thường xuyên để phát hiện lỗi kịp thời và sửa chữa nhanh chóng và phù hợp, tránh ảnh hưởng đến cả hệ thống.
Hãng sản xuất Screw pump
Tuy máy bơm trục vít không thông dụng như các loại khác nhưng nó vẫn là một trong những mặt hàng thu hút sự quan tâm của các khách hàng. Một số thương hiệu nổi tiếng trên thị trường như: Nova, Roto, Seepex, hay Mono, Netzsch đều có giá thành đa dạng, đáp ứng nhu cầu mua của khách ở nhiều phân khúc khác nhau.
