Bơm trục ngang

Trong hạ tầng công nghiệp Việt Nam hiện nay, nhu cầu hệ thống bơm nước cho sản xuất nhà máy, tưới tiêu nông nghiệp và cụm PCCC tăng vọt, với yêu cầu lưu lượng (Q) lớn (50-500 m³/h) kết hợp cột áp (H) ổn định từ 30m (đơn tầng) đến trên 100m (đa tầng cánh), nhằm tránh xâm thực do chỉ số NPSH không đạt. Thực tế, hơn 70% hệ thống cấp thoát nước công nghiệp gặp vấn đề hiệu suất thấp vì chọn sai loại bơm, dẫn đến rung lắc và hao mòn phớt cơ khí.

Máy bơm ly tâm trục ngang – tiêu chuẩn kỹ thuật với trục nằm ngang song song mặt đất – giải quyết triệt để nhờ nguyên lý lực ly tâm đẩy chất lỏng từ tâm bánh công tác ra mép ngoài, tối ưu năng lượng thủy động. Toàn Á JSC tư vấn chuyên sâu các dòng Ocbooom, Avano,… giúp kỹ sư tính toán thông số thực tế. Tiếp theo, khám phá cấu tạo chi tiết để lựa chọn chính xác.

Cấu tạo chi tiết và đặc tính kỹ thuật của máy bơm trục ngang

Cấu tạo chi tiết của máy bơm ly tâm trục ngang được thiết kế tối ưu hóa chuyển hóa năng lượng thủy động, với các bộ phận chính đảm bảo hiệu suất cao và độ bền lâu dài.

Thân bơm (vỏ bơm) đóng vai trò bao bọc bánh công tác, hướng dòng chất lỏng từ cửa hút đến cửa xả. Thường đúc từ gang, inox 304/316 hoặc thép hợp kim, thân bơm chịu áp lực lên đến hàng trăm PSI và chống ăn mòn trong môi trường nước thải hoặc hóa chất nhẹ. Bánh công tác (Impeller) là trái tim của hệ thống, truyền năng lượng trực tiếp cho chất lỏng qua lực ly tâm. Khi quay ở tốc độ 1450-2900 rpm, nó đẩy chất lỏng từ tâm ra mép ngoài, tăng động năng và áp suất.

Phốt cơ khí (Mechanical Seal) ngăn rò rỉ chất lỏng dọc trục, với thiết kế hai mặt tiếp xúc chịu mài mòn cao, thay thế cho tết chèn truyền thống. Trục bơm làm từ thép không gỉ AISI 304/316 hoặc thép hợp kim C45, kết nối bánh công tác với động cơ, đảm bảo độ đồng tâm và chịu lực xoắn mạnh. Ổ đỡ (bearings) giảm ma sát, trong khi động cơ điện 3 pha cung cấp momen ổn định.

Tại sao vật liệu bánh công tác quyết định hiệu suất bơm?

Vật liệu bánh công tác quyết định hiệu suất vì ảnh hưởng trực tiếp đến ma sát, ăn mòn và khả năng xử lý cặn. Có 3 dạng: cánh kín (hiệu suất cao cho nước sạch), cánh hở và cánh bán hở (dùng cho chất lỏng có cặn, giảm tắc nghẽn). Inox 304/316 chống ăn mòn hóa chất, chịu nhiệt độ cao; gang đúc bền cơ học cho nước sạch, PCCC, giảm chi phí vận hành dài hạn. (48 từ)

Ngoài ra, ổ đỡ và đường ống dẫn bổ trợ duy trì sự cân bằng thủy lực toàn hệ thống.

Nguyên lý hoạt động và quy trình vận hành chuẩn kỹ thuật

Dựa trên cấu tạo, máy bơm ly tâm trục ngang hoạt động theo nguyên lý lực ly tâm, với hai quá trình chính diễn ra đồng thời trong bánh công tác:

1. Quá trình hút: Khi bánh công tác quay ở tốc độ 1450-2900 rpm, lực ly tâm đẩy chất lỏng từ tâm cánh ra mép ngoài, tạo vùng áp suất thấp tại tâm. Chênh lệch áp suất này hút chất lỏng từ bể chứa qua cửa hút vào tâm bánh công tác.
2. Quá trình đẩy: Chất lỏng nhận động năng và áp suất tăng cao, được dẫn qua khoang xoắn ốc của thân bơm và đẩy ra cửa xả với lưu lượng (Q) lớn và cột áp (H) ổn định.

Phân loại máy bơm ly tâm trục ngang: Đơn tầng cánh và Đa tầng cánh

Ngoài ra, dựa trên số lượng bánh công tác, máy bơm ly tâm trục ngang được phân loại thành hai dòng chính: bơm đơn tầng cánh và bơm đa tầng cánh, nhằm đáp ứng đa dạng yêu cầu về lưu lượng (Q) và cột áp (H).

• Bơm đơn tầng cánh: Chỉ sử dụng một bánh công tác, mang lại lưu lượng (Q) lớn (thường từ vài m³/h đến hàng trăm m³/h) nhưng cột áp (H) giới hạn dưới 30-50 m. Cấu tạo đơn giản, dễ bảo dưỡng, phù hợp cho tưới tiêu nông nghiệp, cấp nước dân dụng và công nghiệp nơi ưu tiên thể tích chất lỏng lớn.
• Bơm đa tầng cánh: Gồm nhiều bánh công tác (từ 2-10 tầng hoặc hơn) xếp nối tiếp trên cùng trục bơm. Chất lỏng đi qua từng tầng cánh, mỗi tầng gia tăng áp suất, giúp đạt cột áp (H) vượt trội trên 100 m. Lý tưởng cho ứng dụng đòi hỏi áp lực cao như bù áp PCCC, nồi hơi hoặc hệ thống nhà cao tầng.

Sự khác biệt này giúp kỹ sư lựa chọn chính xác dựa trên đường đặc tính thủy lực của hệ thống.

So sánh khách quan: Máy bơm trục ngang và Máy bơm trục đứng

Để hỗ trợ lựa chọn chính xác hơn dựa trên đặc tính thủy lực hệ thống, cần đối chiếu máy bơm trục ngang với máy bơm trục đứng qua các thông số cốt lõi.

Từ góc nhìn kỹ thuật, máy bơm trục ngang ưu tiên cho hệ thống có bể chứa nằm thấp hơn vị trí lắp đặt nhờ khả năng hút vượt trội và tùy chọn tự mồi, giảm rủi ro xâm thực (cavitation). Ngược lại, máy bơm trục đứng phù hợp nơi cần cột áp (H) cao mà hạn chế không gian sàn.

Phân tích thông số kỹ thuật then chốt: Q, H và chỉ số NPSH

Bên cạnh đó, việc lựa chọn máy bơm trục ngang đòi hỏi phân tích sâu các thông số then chốt để xác định điểm làm việc tối ưu trên đường cong đặc tính. Lưu lượng (Q) biểu thị thể tích chất lỏng bơm được trong đơn vị thời gian, thường tính bằng m³/h hoặc l/phút, quyết định khả năng cung cấp nước cho hệ thống lớn như tưới tiêu hoặc PCCC. Cột áp (H) là độ cao đẩy chất lỏng từ mặt nước nguồn đến điểm xả cao nhất, đo bằng mét, phản ánh năng lượng thủy lực mà bánh công tác truyền cho dòng chảy.

Mối tương quan giữa Q và H mang tính nghịch đảo: khi Q tăng, H giảm do hiệu suất ly tâm phân bổ năng lượng. Điểm làm việc lý tưởng nằm tại giao điểm đường cong bơm với đường cong hệ thống, đảm bảo hiệu suất cao nhất (thường 70-85%) mà tránh quá tải động cơ.

NPSH (Net Positive Suction Head) là cột áp hút tĩnh dương cần thiết tại tâm bánh công tác để ngăn hiện tượng xâm thực (cavitation) – tình trạng hơi nước hình thành bọt khí gây rung lắc, mòn cánh và giảm hiệu suất. Phòng ngừa bằng cách đảm bảo NPSH sẵn có (NPSHa) lớn hơn NPSH yêu cầu (NPSHr) ít nhất 0.5-1m, tính toán dựa trên độ cao hút, áp suất khí quyển và tổn thất ma sát đường ống.

Làm thế nào để đọc thông số NPSH chuẩn xác?

NPSH là cột áp hút tĩnh dương (mét) cần thiết tại cửa hút để tránh cavitation. Kỹ sư tính NPSHa = áp suất khí quyển + cột áp nguồn – tổn thất hút – áp suất hơi nước, đảm bảo NPSHa > NPSHr + 0.5m nhằm xác định khoảng cách đặt bơm an toàn từ bể chứa.

Ứng dụng thực tiễn và các hệ sinh thái thương hiệu OEM uy tín

Ngoài ra, máy bơm trục ngang khẳng định vị thế trong đa dạng ứng dụng thực tiễn nhờ khả năng cung cấp lưu lượng (Q) lớn và cột áp (H) ổn định. Cụ thể:

• Hệ thống tăng áp tòa nhà và cấp nước công nghiệp: Đảm bảo áp lực ổn định cho nhà máy sản xuất và tòa cao tầng.
• Tưới tiêu nông nghiệp & thủy lợi: Xử lý lưu lượng lớn cho thoát nước đồng ruộng và hệ thống tưới nhỏ giọt.
• Cụm bơm PCCC: Làm bơm chính nhờ khả năng hút mạnh và vận hành liên tục.
• Xử lý nước thải & hóa chất: Phù hợp với dòng đầu inox cho bùn loãng, dung dịch axit nhẹ.

Về thương hiệu OEM uy tín, các dòng sản phẩm từ Pentax, Ebara (Italy); Grundfos, Wilo (Châu Âu); CNP (Đài Loan); Tsurumi (Nhật Bản) được kiểm chứng qua tiêu chuẩn ISO và ứng dụng thực tế, đảm bảo độ bền vượt trội.