Việc lựa chọn máy bơm có thể là một thách thức. Có rất nhiều lựa chọn cho mỗi ứng dụng. Mỗi loại máy bơm đều có những ưu điểm và nhược điểm chính cần được cân nhắc kỹ lưỡng. Bài viết này đóng vai trò là bản tổng quan chung về một số công nghệ bơm phổ biến hơn và ưu nhược điểm của việc lựa chọn từng loại máy bơm cho mỗi ứng dụng.
Xác định mục tiêu và ứng dụng của bạn
Có nhiều yếu tố góp phần xác định máy bơm nào hoạt động tốt nhất cho mỗi ứng dụng. Trước tiên, điều quan trọng là phải phác thảo mục tiêu và ý định thiết kế cho dự án của bạn. Chi phí thời gian chết đóng vai trò chính trong việc ra quyết định. Thường thì một giờ thời gian chết có thể là chi phí mua một máy bơm mới. Trong những trường hợp này, giá niêm yết ít quan trọng hơn độ tin cậy của máy bơm. Trong các ứng dụng ít quan trọng khác, giá máy bơm, chi phí vận hành và độ tin cậy có ảnh hưởng lớn hơn trong việc xác định máy bơm nào mang lại giá trị tốt nhất.
Hai yếu tố chính khác ảnh hưởng đến việc lựa chọn máy bơm là tính chất của chất lỏng và điều kiện quy trình. Độ nhớt, áp suất, lưu lượng, mật độ, khả năng tương thích hóa học, phạm vi nhiệt độ, áp suất hơi, chất rắn lơ lửng, chất rắn hòa tan và độ đặc là tất cả các biến số cần được xem xét trong quá trình lựa chọn máy bơm. Ngoài ra còn có những cân nhắc trừu tượng hơn, riêng biệt cho từng ứng dụng như:
- sản phẩm nhạy cảm với lực cắt hoặc dễ tạo bọt
- sản phẩm có nguy cơ bắt lửa hoặc phát nổ
- chất lỏng quy trình yêu cầu vật liệu và lớp hoàn thiện có độ tinh khiết cao
- bơm làm sạch tại chỗ Clean in Place
- bất kỳ rủi ro nào về môi trường hoặc an toàn
Bơm dịch chuyển tích cực so với bơm ly tâm
Sau khi hiểu rõ mọi chi tiết của dự án, bước tiếp theo là quyết định loại bơm nào phù hợp nhất với ứng dụng. Đối với người mới bắt đầu, số lượng lớn các công nghệ bơm có thể khiến bạn choáng ngợp. Trước tiên, điều quan trọng là phải hiểu sự khác biệt giữa bơm dịch chuyển tích cực positive displacement (PD) và bơm ly tâm centrifugal pumps và thời điểm sử dụng từng công nghệ.
[caption id="attachment_3959" align="aligncenter" width="640"]
phân loại bơm type of pump[/caption]
Định nghĩa thông thường nêu rằng bơm PD thu và truyền một lượng chất lỏng cố định trong mỗi chu kỳ. Bơm ly tâm truyền vận tốc vào chất lỏng thông qua lực quay. Điều này không sai nhưng cũng không hữu ích đối với kỹ sư ứng dụng trung bình. Một điểm khác biệt thực tế hơn là bơm ly tâm có mức trượt thể tích cao, khiến chúng hạn chế áp suất đầu ra. Khi bơm ly tâm chịu nhiều áp suất hơn ở đầu ra, chúng tạo ra ít lưu lượng hơn. Mặc dù điều này cũng đúng với bơm PD, nhưng chúng có xu hướng bị trượt thể tích ít hơn đáng kể, cho phép chúng đẩy qua các lực cản đường ống với ít hoặc không thay đổi về dịch chuyển thể tích. Áp suất sẽ tiếp tục tăng cho đến khi một thành phần giới hạn thứ cấp giải phóng áp suất hoặc động cơ bơm quá tải.
Do đó, máy bơm ly tâm thường ưu tiên các ứng dụng có lưu lượng cao hơn với áp suất thấp-trung bình. Ngoài ra, máy bơm ly tâm yêu cầu chất lỏng loãng hơn, thường dưới 500 centipoise (cP). Nên tham khảo nhà sản xuất máy bơm nếu chất lỏng trong quy trình vượt quá 200 cP. Mặc dù một số máy bơm PD có thể đạt được lưu lượng tương tự như máy bơm ly tâm, nhưng chúng có thể trở nên quá đắt ở lưu lượng cao hơn. Các đặc điểm tạo áp suất này cũng đòi hỏi mức độ cân nhắc về an toàn cao hơn để ngăn ngừa tình trạng tăng áp suất thảm khốc.
Máy bơm PD rất giỏi trong việc bơm chất lỏng nhớt. Không có gì lạ khi máy bơm PD quay cung cấp độ dịch chuyển thể tích 100% ở độ nhớt trên 500 cP. Máy bơm PD cũng thường được sử dụng trong phạm vi độ nhớt thấp, thường ở lưu lượng thấp và áp suất cao hơn. Ngoài ra, máy bơm PD là lựa chọn chính cho các ứng dụng yêu cầu đo lường hoặc định lượng chính xác.
Lựa chọn bơm dịch chuyển tích cực positive displacement (PD)
Nếu đã quyết định bơm PD là lựa chọn tốt nhất cho một ứng dụng cụ thể, bước tiếp theo là thu hẹp loại bơm PD cần chọn. Bơm PD được chia thành hai loại: bơm pittông và bơm quay. Bơm pittông đẩy chất lỏng bằng màng ngăn, pít-tông hoặc pít-tông chuyển động theo chuyển động tuyến tính. Van kiểm tra là cần thiết để thiết lập hướng dòng chảy. Ngược lại, bơm quay sử dụng rô-to dẫn động bằng động cơ hoặc nhiều rô-to để đẩy chất lỏng.
[caption id="attachment_3965" align="alignnone" width="980"]
Lựa chọn bơm dịch chuyển tích cực positive displacement (PD)[/caption]
Hầu hết các bơm pít-tông và pít-tông được sử dụng cho các ứng dụng có áp suất cao, độ nhớt thấp hơn. Bơm màng có xu hướng bao phủ nhiều loại sản phẩm hơn ở ngưỡng áp suất thấp hơn. Do bản chất tuyến tính của cơ cấu bơm, nên việc sử dụng khí nén để dẫn động bơm pittông phổ biến hơn. Tuy nhiên, bơm pittông dẫn động bằng động cơ được điều chỉnh bằng trục cam cũng được sử dụng. Bơm pít-tông và bơm piston hoạt động tốt trong các ứng dụng đòi hỏi lưu lượng áp suất cao qua vòi phun (máy phun sơn, máy rửa áp lực, máy làm sạch trong dòng, ứng dụng keo).
[caption id="attachment_3969" align="aligncenter" width="1290"]
Bơm màng số 1 thế giới ARO[/caption]
Bơm PD quay Rotary có nhiều loại bơm hơn. Hình ảnh 1 hiển thị các loại bơm PD quay phổ biến. Các loại bơm này thường được phân biệt theo thiết kế rotor và stato/vỏ. Các loại bơm này có rất ít hoặc không có khe hở giữa rotor và vỏ hoặc stato. Cánh gạt, đĩa lệch tâm, khoang tiến bộ (PC) và bơm nhu động đều được thiết kế để có rotor/cánh gạt tiếp xúc. Thuộc tính này cho phép các loại bơm này đẩy chất lỏng có độ nhớt thấp hơn tốt hơn. Bơm PC đặc biệt linh hoạt vì chúng có thể đẩy các sản phẩm có độ nhớt từ cao đến thấp, với nhiều chất rắn lơ lửng, không có xung động. Một số bơm nhu động cung cấp tất cả các ưu điểm tương tự ngoại trừ chúng cung cấp mức độ xung động vừa phải và yêu cầu thay thế ống thường xuyên. Một ưu điểm bổ sung của bơm nhu động là một số thiết kế có thể chạy khô. Cần lưu ý rằng một hạn chế của các thành phần tiếp xúc là hao mòn và tỏa nhiệt do ma sát. Vì lý do này, điều quan trọng là bơm PC và bơm đĩa lệch tâm xử lý chất lỏng phải có một số khả năng bôi trơn.
Bơm bánh răng Gear pump bên trong, bánh răng bên ngoài, thùy và bơm piston chu vi đều chứa hai hoặc nhiều rotor được thiết kế với khe hở bên trong. Bơm bánh răng không cần bánh răng thời gian vì rôto được sử dụng để vừa di chuyển chất lỏng vừa quay bánh răng dẫn hướng. Vì lý do này, chúng thường có chi phí thấp hơn và dễ bảo trì hơn. Bơm bên trong và bên ngoài có xu hướng có tuổi thọ ngắn hơn khi được sử dụng để bơm chất lỏng có chứa nhiều loại chất rắn lơ lửng, đặc biệt là bùn mài mòn, do thiết kế ổ trục được bôi trơn bên trong. Bơm bánh răng bên trong vượt trội trong việc bơm các vật liệu có độ nhớt cực cao, trong khi bơm bánh răng bên ngoài hiệu quả hơn ở các ứng dụng áp suất cao hơn và lưu lượng thấp hơn, thường được sử dụng làm bơm định lượng.
[caption id="attachment_3953" align="aligncenter" width="220"]
Gear pump[/caption]
Bơm thùy Lobe pumps được thiết kế để hoạt động tốt hơn với chất rắn lơ lửng. Chúng có đường viền nhẵn, điều này cũng giúp chúng phù hợp với các ứng dụng vệ sinh. Nhiều bơm thùy có khe hở lớn, hạn chế khả năng di chuyển chính xác các sản phẩm có độ nhớt thấp ở dải tốc độ thấp hơn. Bơm piston tròn là một cải tiến của bơm thùy truyền thống. Khe hở hẹp hơn nhiều, cho phép cải thiện đáng kể khả năng bơm các sản phẩm có độ nhớt thấp. Điều quan trọng cần lưu ý là bơm piston tròn bị hạn chế trong các ứng dụng nhiệt độ cao vì sự giãn nở nhiệt có thể khiến rôto có dung sai thấp tiếp xúc với vỏ và kẹt bơm. Các nhà sản xuất đã khắc phục điều này bằng cách cung cấp các tùy chọn rotor có khe hở nóng giúp tăng khả năng chịu đựng ở các ứng dụng nhiệt độ cao.
[caption id="attachment_3956" align="aligncenter" width="220"]
A Roots lobe pump[/caption]
Lựa chọn máy bơm ly tâm - Centrifugal Pump
Máy bơm ly tâm Centrifugal Pump rất phổ biến và giống như máy bơm PD, chúng có nhiều kiểu dáng khác nhau. Chúng dễ hiểu, dễ bảo trì và dễ ứng dụng.
Một số loại máy bơm ly tâm phổ biến là máy bơm hút cuối End Suction Centrifugal Pump, máy bơm tách vỏ và máy bơm đa tầng.
Máy bơm hút cuối End Suction Centrifugal Pump là loại máy bơm ly tâm phổ biến nhất. Nhiều OEM cung cấp nhiều tùy chọn cánh quạt và xoắn ốc để phù hợp với nhiều ứng dụng khác nhau. Thông thường, máy bơm hút cuối được trang bị cánh quạt mặt hở vì khả năng bơm nồng độ chất rắn lơ lửng được điều tiết trong khi vẫn cung cấp hiệu suất đầu hút dương thuần (NPSHr) thuận lợi. Do thiết kế đơn giản, máy bơm hút cuối có xu hướng có chi phí thấp hơn và dễ bảo trì hơn.
[caption id="attachment_3964" align="alignnone" width="980"]
Centrifugal pump types[/caption]
Máy bơm vỏ tách rời Split case pumps phù hợp hơn với lưu lượng cao hơn. Đối với chất lỏng sạch, những máy bơm này có xu hướng cung cấp hiệu suất và độ tin cậy tốt hơn. Vì máy bơm vỏ tách rời có cánh quạt hoàn toàn kín được lắp vòng mài mòn, nên chúng ít lý tưởng hơn đối với chất lỏng có chứa chất rắn lơ lửng. Chúng có thể khó bảo trì hơn và thường có chi phí trả trước cao hơn.
Máy bơm ly tâm nhiều tầng Multistage centrifugal pumps chứa nhiều cánh quạt kín được cấu hình nối tiếp để tạo ra khả năng chịu áp suất cao hơn. Hệ thống cấp nước lò hơi, tưới tiêu và tăng áp nước là một số ví dụ về nơi sử dụng những máy bơm này. Khi những máy bơm này tăng kích thước, chúng trở nên đắt tiền và khó bảo trì. Máy bơm nhiều tầng có sẵn ở cả cấu hình thẳng đứng và nằm ngang.
Hiểu cách lựa chọn đúng công nghệ bơm có thể có tác động lớn đến hoạt động của hệ thống. Bài viết này chỉ đề cập đến một số nguyên tắc chung và nhằm mục đích khuyến khích tìm hiểu sâu hơn về từng công nghệ bơm.
Nguồn: Internet
Chủ đề Hot
