Bơm chân không vòng nước là gì? A-Z về bơm vòng nước

Trong các ứng dụng công nghiệp, bơm chân không vòng nước là một thiết bị quen thuộc và đóng vai trò vô cùng quan trọng. Bơm vòng nước có cấu tạo đơn giản, ứng dụng rộng rãi và có khả năng làm việc liên tục trong nhiều điều kiện môi trường khác nhau. Để hiểu rõ hơn về loại bơm này, hãy cùng chúng tôi đi tìm hiểu trong bài viết bơm chân không vòng nước là gì ngay nhé. 

1. Bơm chân không vòng nước là gì?

Bơm chân không vòng nước là gì

Bơm chân không vòng nước hay còn gọi là bơm hút chân không vòng nước, là loại bơm chân không sử dụng nước để làm mát và làm kín, để tạo ra áp suất chân không và hút chân không hiệu quả. Bơm vòng nước hoạt động theo nguyên lý piston quay trong chất lỏng, sử dụng nước để tạo ra môi trường chân không trong một khu vực kín 

2. Cấu tạo bơm chân không vòng nước

Cấu tạo bơm chân không vòng nước

Một bơm chân không vòng nước cơ bản thường gồm các bộ phận chính sau:

• Vỏ bơm: Là bộ phận chứa nước và khí, thường được chế tạo từ gang, thép không gỉ hoặc hợp kim chịu ăn mòn tốt.
• Rotor (Cánh quạt lệch tâm): Được gắn với trục quay, có các cánh vát đều, quay lệch tâm trong vỏ bơm.
• Cổng hút, cổng nén và cổng xả: Kết nối với hệ thống cần hút chân không có nhiệm vụ hút, nén và xả tạo độ chân không cho máy bơm.

3. Nguyên lý hoạt động của bơm hút chân không vòng nước

Trong quá trình hoạt động của bơm chân không vòng nước, nước được cấp liên tục vào buồng bơm thông qua một đầu cấp nước chuyên dụng. Dưới tác dụng của lực ly tâm do rotor quay lệch tâm trong thân bơm, lượng nước này nhanh chóng phân bố đều và tạo thành một vòng nước xoay tròn bao quanh bên trong buồng bơm.

Khi rotor quay, do tâm quay của rotor lệch so với tâm của vỏ bơm, các khoang giữa cánh rotor và vòng nước liên tục thay đổi thể tích trong mỗi chu kỳ quay. Thể tích khoang tăng dần, áp suất trong khoang giảm xuống tạo thành một vùng áp suất thấp. Nhờ đó, không khí hoặc khí từ bên ngoài bị hút vào buồng bơm qua cổng hút.

Tiếp theo, khi rotor tiếp tục quay, thể tích các khoang chứa khí giảm dần do vòng nước ép sát vào các cánh rotor, làm cho khí bị nén lại và hòa trộn một phần với nước. Cuối cùng, hỗn hợp khí và nước được đẩy ra ngoài thông qua cổng xả nhờ áp suất tăng cao ở vùng xả.

4. Phân loại bơm hút chân không vòng nước

Phân loại bơm hút chân không vòng nước

4.1. Phân loại theo cấp

4.1.1. Bơm hút chân không vòng nước 1 cấp

Bơm chân không vòng nước 1 cấp là loại bơm có 1 buồng làm việc duy nhất, trong đó quá trình hút, nén và xả khí được hoàn thành trong một chu kỳ quay của rotor. Đây là loại bơm phổ biến nhất trong các ứng dụng yêu cầu độ chân không trung bình, có cấu tạo đơn giản và dễ bảo trì.

4.1.2. Bơm chân không vòng nước 2 cấp

Bơm chân không vòng nước 2 cấp là loại bơm có 2 cấp nén được tích hợp liên tiếp trong cùng một hệ thống, nhằm mục đích tăng hiệu suất hút và tạo ra độ chân không sâu hơn so với bơm 1 cấp.

Mỗi cấp của bơm bao gồm một rotor và buồng vòng nước riêng biệt. Khí sau khi được nén sơ cấp tại cấp đầu tiên sẽ được chuyển tiếp sang cấp thứ 2 để nén lần nữa, nhờ đó đạt được áp suất chân không thấp hơn mà vẫn duy trì lưu lượng ổn định.

4.2. Phân loại theo công suất

Tùy theo nhu cầu ứng dụng, bơm hút chân không vòng nước được thiết kế với công suất từ vài kW đến vài chục kW. 

• Bơm có công suất nhỏ dùng cho phòng thí nghiệm, thiết bị gia dụng
• Bơm có công suất lớn dùng trong sản xuất công nghiệp nặng, yêu cầu độ chân không sâu. 

4.3. Phân loại theo thương hiệu

Một số thương hiệu nổi tiếng sản xuất bơm chân không vòng nước gồm:

• Busch (Đức):  Cung cấp đa dạng mẫu bơm hút chân không vòng nước 1 cấp và 2 cấp. Bơm có thiết kế  bền bỉ, hiệu năng cao, lưu lượng hút ổn định.
• Doovac (Korea): Chuyên cung cấp các mẫu bơm chân không vòng nước 1 cấp nổi tiếng như: DEN-400, DWV-27H, DWV-30H…. 
• Hanchang (Korea): Chuyên cung cấp các mẫu bơm chân không vòng nước 1 cấp và 2 cấp có đủ loại công suất từ nhỏ tới lớn, đáp ứng được mọi nhu cầu sử dụng 

5. Ứng dụng bơm chân không vòng nước

Ứng dụng của máy bơm chân không vòng nước

Máy bơm chân không vòng nước được ứng dụng rộng rãi cho nhiều ngành công nghiệp, bao gồm: 

5.1. Công nghiệp hóa chất

Bơm vòng nước có khả năng chịu được hơi hóa chất, khí ăn mòn, rất phù hợp trong quá trình chưng cất, cô đặc, sấy chân không và xử lý khí độc.

5.2. Công nghiệp giấy

Máy bơm nước được sử dụng trong quá trình ép giấy, loại nước, tạo khuôn nhờ khả năng hút mạnh và ổn định.

5.3. Ngành thực phẩm

Bơm chân không vòng chất lỏng được áp dụng trong quá trình đóng gói chân không, làm lạnh chân không, chiết rót không khí… đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm.

5.4. Công nghiệp in ấn

Bơm hút chân không vòng chất lỏng được ứng dụng để hút giấy, giữ giấy cố định, loại bỏ hơi dung môi trong mực in, đảm bảo tốc độ và chất lượng in.

5.5. Hút chân không máy lạnh

Trong ngành HVAC, bơm vòng nước được dùng để hút khí trong hệ thống điều hòa trước khi nạp gas mới.

6. Ưu điểm của máy hút chân không vòng nước

Máy hút chân không vòng nước đem lại những ưu điểm vượt trội như: 

• Có thể tạo ra dải áp suất thấp từ 33 – 100 mbar, đủ dùng cho hầu hết ứng dụng thông dụng.
• Thiết kế cơ khí ít chi tiết phức tạp, dễ sửa chữa và bảo trì.
• Không gây tia lửa, không phát sinh khí độc, vận hành mát và an toàn trong môi trường dễ cháy nổ.
• Không sử dụng dầu bôi trơn, không phát sinh khí thải độc hại điều này không gây ô nhiễm môi trường.
• Vì không có quá nhiều chi tiết va đập, máy hoạt động êm và ít rung, giảm ảnh hưởng đến nền móng hoặc thiết bị xung quanh.
• Máy có thể vận hành liên tục trong thời gian dài mà không cần dừng nghỉ để làm mát, miễn là được cấp nước đầy đủ và đúng cách vì vậy  chi phí vận hành thấp nhưng độ bền tuổi thọ cao

7. Nhược điểm của máy hút chân không vòng nước

• Hạn chế về độ chân không: So với các loại bơm khác như bơm khô, bơm vòng dầu thì bơm hút chân không nước không tạo được áp suất chân không cực sâu < 1mbar 
• Tốn nước: Yêu cầu cung cấp nước liên tục làm tiêu tốn tài nguyên nước. Hơn nữa nếu không xử lý tốt, nước thải có thể mang theo tạp chất khí hoặc dung môi từ khí đầu vào ảnh hưởng tới môi trường xung quanh. 
• Trọng lượng lớn: Do cấu tạo cần không gian chứa vòng nước và buồng hút lớn, máy thường có kích thước cồng kềnh và trọng lượng nặng hơn so với các loại bơm chân không cùng công suất hút.

Bơm chân không vòng nước là lựa chọn hiệu quả cho nhiều ngành công nghiệp nhờ khả năng hút chân không ổn định, cấu tạo đơn giản và vận hành an toàn. Tuy còn một số hạn chế, nhưng với cách chọn đúng loại và bảo trì phù hợp, đây vẫn là giải pháp đáng tin cậy trong các hệ thống sản xuất hiện đại.