Trong những năm gần đây, công nghệ làm mát bơm hút chân không ngày càng được cải tiến nhằm đáp ứng yêu cầu vận hành ổn định, bền bỉ và hiệu quả hơn trong sản xuất công nghiệp. Hệ thống làm mát là một yếu tố quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất làm việc, độ ổn định chân không và tuổi thọ của thiết bị. Hãy cùng tìm hiểu tổng hợp các công nghệ làm mát cho bơm hút chân không phổ biến hiện nay qua những nội dung tiếp theo trong bài viết này cùng bơm chân không Hyesungtech nhé.
Vì sao bơm hút chân không cần được làm mát?
Trong quá trình vận hành, bơm hút chân không sinh nhiệt do tổn hao cơ khí và tổn hao nhiệt động bên trong buồng bơm. Nguồn nhiệt này hình thành từ ma sát tại ổ bi, bánh răng đồng bộ, cánh gạt, phớt làm kín, cũng như từ quá trình nén và dịch chuyển khí qua các cấp bơm. Ở một số dòng bơm, đặc biệt là bơm vòng dầu và bơm trục vít, nhiệt còn phát sinh do sự tuần hoàn của dầu hoặc do khí bị nén lên mức áp suất cao hơn ở từng giai đoạn làm việc. Nếu nhiệt không được giải phóng kịp thời, nhiệt độ thân bơm và nhiệt độ bên trong buồng nén sẽ tăng lên, làm ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất tạo chân không và độ bền của thiết bị.
Do đó cần làm mát bơm hút chân không để giữ ổn định nhiệt độ làm việc của bơm trong dải cho phép của nhà sản xuất. Mỗi loại bơm đều được thiết kế với một khoảng nhiệt độ vận hành nhất định. Khi nhiệt độ tăng quá mức, khe hở lắp ghép giữa các chi tiết quay và chi tiết tĩnh có thể thay đổi do giãn nở nhiệt. Với các dòng bơm yêu cầu dung sai nhỏ như bơm khô claw, screw hoặc roots, sự thay đổi này có thể làm tăng nguy cơ cọ xát nội bộ, giảm hiệu suất thể tích, thậm chí gây bó kẹt nếu điều kiện vận hành bất thường. Với bơm cánh gạt vòng dầu, nhiệt độ quá cao cũng làm giảm độ ổn định của màng dầu làm kín trong buồng bơm.
Các công nghệ làm mát giúp duy trì chất lượng dầu bơm và khả năng bôi trơn, làm kín. Trong bơm hút chân không vòng dầu, dầu không chỉ dùng để bôi trơn mà còn tham gia vào quá trình làm kín khe hở và mang nhiệt ra khỏi buồng bơm. Khi nhiệt độ dầu tăng quá cao, độ nhớt giảm xuống, khả năng bôi trơn và làm kín suy giảm. Đồng thời, dầu bị đẩy nhanh quá trình oxy hóa, lão hóa và tạo cặn. Hệ quả là bơm dễ bị giảm áp suất chân không cuối, tăng mài mòn cánh gạt, rotor, ổ bi và rút ngắn chu kỳ thay dầu.
Kiểm soát nhiệt độ còn góp phần ổn định áp suất chân không và lưu lượng hút. Khi nhiệt độ bơm tăng cao, nhiệt độ khí trong buồng bơm cũng tăng theo. Theo quan hệ trạng thái của khí, nhiệt độ tăng làm thể tích riêng của khí tăng, từ đó ảnh hưởng đến hiệu quả hút và nén ở từng chu kỳ làm việc. Trong thực tế vận hành, bơm quá nóng thường đi kèm hiện tượng hiệu suất giảm, thời gian đạt mức chân không lâu hơn, áp suất cuối không sâu như thiết kế hoặc độ ổn định chân không kém hơn trong quá trình chạy liên tục.
Công nghệ làm mát tốt giúp bảo vệ vật liệu làm kín và các chi tiết chịu nhiệt. Phớt trục, gioăng, O-ring, van xả, van một chiều và nhiều chi tiết phi kim đều có giới hạn chịu nhiệt riêng. Nếu bơm thường xuyên làm việc ở nhiệt độ cao hơn mức cho phép, các vật liệu đàn hồi sẽ nhanh chai cứng, mất tính đàn hồi hoặc nứt gãy. Khi đó, bơm dễ phát sinh rò rỉ dầu, rò rỉ khí, giảm độ kín và tăng nguy cơ sự cố. Với các hệ thống có hút hơi ẩm, hơi dung môi hoặc khí công nghệ, nhiệt độ cao còn có thể làm tăng mức độ tạo cặn, đóng keo hoặc phản ứng phụ bên trong bơm nếu không được kiểm soát đúng.
Các công nghệ làm mát cho bơm hút chân không phổ biến hiện nay
Làm mát là quá trình bắt buộc để kiểm soát nhiệt sinh ra trong máy bơm hút chân không công nghiệp. Tùy theo nguyên lý làm việc, dải áp suất, công suất và môi trường ứng dụng, nhà sản xuất sẽ lựa chọn các công nghệ làm mát khác nhau. Hiện nay, các công nghệ phổ biến nhất gồm làm mát bằng không khí, làm mát bằng dầu,…
1. Công nghệ làm mát bằng không khí
Công nghệ làm mát bằng không khí là phương pháp phổ biến trên nhiều dòng bơm hút chân không công suất nhỏ đến trung bình, đặc biệt là các bơm cánh gạt vòng dầu cỡ nhỏ, bơm khô claw, bơm trục vít khô hoặc một số bơm piston. Với phương pháp này, nhiệt từ thân bơm được truyền ra bề mặt vỏ máy, sau đó được giải phóng ra môi trường nhờ đối lưu không khí. Để tăng hiệu quả tản nhiệt, bơm thường được thiết kế với cánh tản nhiệt trên thân, kết hợp quạt làm mát gắn trực tiếp trên trục động cơ hoặc quạt cưỡng bức độc lập.
Đây công nghệ tối ưu nhất vì không cần thêm mạch nước làm mát hay bộ trao đổi nhiệt riêng biệt. Tuy nhiên, hiệu quả của nó phụ thuộc lớn vào nhiệt độ môi trường xung quanh, độ thông thoáng của vị trí lắp đặt và tình trạng sạch sẽ của bề mặt tản nhiệt. Nếu bơm chân không đặt trong không gian kín, bụi bẩn bám nhiều hoặc nhiệt độ môi trường quá cao, khả năng giải nhiệt sẽ giảm rõ rệt.
Ưu điểm lớn của làm mát bằng không khí là kết cấu gọn, ít phụ trợ, dễ lắp đặt và bảo trì. Nhược điểm là khả năng tải nhiệt bị giới hạn, nên không phải lúc nào cũng phù hợp với hệ thống chạy liên tục ở tải nặng hoặc trong nhà xưởng có nhiệt độ cao. Vì vậy, công nghệ này thường phù hợp hơn với các ứng dụng tiêu chuẩn, tải trung bình và môi trường vận hành tương đối thông thoáng.
2. Công nghệ làm mát bằng dầu
Làm mát bằng dầu là công nghệ đặc trưng trên bơm hút chân không vòng dầu và cũng xuất hiện ở một số thiết kế bơm có buồng nén cần kiểm soát nhiệt tốt. Ở đây, dầu không chỉ đóng vai trò bôi trơn, mà còn tham gia làm kín khe hở và đem theo nhiệt ra khỏi vùng làm việc. Khi bơm hoạt động, dầu hấp thụ nhiệt từ buồng bơm, từ các bề mặt ma sát và từ khí bị nén, sau đó truyền nhiệt ra thành vỏ hoặc đi qua bộ phận trao đổi nhiệt nếu hệ thống được thiết kế ở cấp cao hơn.
Như mọi người đã biết với bơm cánh gạt vòng dầu, dầu là một phần rất quan trọng của chu trình vận hành. Nhiệt độ dầu ảnh hưởng trực tiếp đến độ nhớt, mà độ nhớt lại ảnh hưởng đến khả năng bôi trơn, làm kín và duy trì áp suất chân không cuối. Nếu dầu quá nóng, độ nhớt giảm, màng dầu kém ổn định, hiệu quả làm kín giảm và bơm có thể không đạt được mức chân không thiết kế. Ngược lại, nếu dầu được kiểm soát nhiệt độ đúng, bơm sẽ vận hành ổn định hơn và ít mài mòn hơn.
Ưu điểm của công nghệ này là khả năng hấp thụ và phân tán nhiệt tốt hơn so với chỉ làm mát bằng gió, đặc biệt trong các dòng bơm vòng dầu chạy liên tục. Tuy nhiên, nó đòi hỏi phải kiểm soát chặt chẽ chất lượng dầu, chu kỳ thay dầu, mức dầu và tình trạng ô nhiễm dầu. Khi dầu bị oxy hóa, lẫn nước, nhiễm bụi hoặc lẫn hơi công nghệ, hiệu quả làm mát và bôi trơn đều suy giảm. Vì vậy, công nghệ làm mát bằng dầu yêu cầu bảo dưỡng nghiêm ngặt hơn.
Nên bảo dưỡng bơm hút chân không định kỳ để hệ thống làm mát hoạt động hiệu quả
Dù nhà máy sử dụng bơm hút chân không làm mát bằng không khí, bằng dầu… thì hiệu quả giải nhiệt chỉ được duy trì khi thiết bị được bảo dưỡng định kỳ đúng cách. Trong thực tế, nhiều trường hợp bơm bị quá nhiệt không đến từ lỗi thiết kế, mà xuất phát từ việc bụi bẩn bám dày trên bề mặt tản nhiệt, dầu suy giảm chất lượng, đường nước bị cáu cặn hoặc quạt làm mát hoạt động không đúng lưu lượng thiết kế. Vì vậy, bảo dưỡng bơm định kỳ không chỉ là công việc duy trì độ bền chung của thiết bị, mà còn là điều kiện cần để hệ thống làm mát làm việc đúng chức năng.
Nếu dùng bơm làm mát bằng không khí, cần kiểm tra thường xuyên tình trạng quạt làm mát, lưới chắn gió, cánh tản nhiệt và bề mặt thân bơm. Khi bụi bẩn, dầu bám hoặc xơ sợi tích tụ trên các bề mặt này, khả năng trao đổi nhiệt với môi trường sẽ giảm rõ rệt. Ngoài ra, nếu quạt bị mòn, gãy cánh, quay sai chiều hoặc tốc độ không đạt yêu cầu, lưu lượng gió cưỡng bức cũng không đủ để mang nhiệt ra ngoài. Do đó, việc vệ sinh định kỳ và kiểm tra tình trạng quạt là yêu cầu cơ bản đối với các bơm giải nhiệt bằng gió.
Nếu dùng bơm hút chân không vòng dầu, hạng mục quan trọng nhất là theo dõi mức dầu, chất lượng dầu và chu kỳ thay dầu. Dầu trong loại bơm này không chỉ bôi trơn mà còn trực tiếp mang nhiệt ra khỏi vùng làm việc. Khi dầu bị oxy hóa, nhiễm bẩn, lẫn hơi ẩm hoặc suy giảm độ nhớt, khả năng bôi trơn và truyền nhiệt đều giảm. Kết quả là nhiệt độ vận hành tăng lên, đồng thời hiệu quả làm kín cũng suy giảm. Bên cạnh thay dầu đúng hạn, cần kiểm tra thêm lọc dầu, lọc tách dầu, đường tuần hoàn dầu và bộ làm mát dầu nếu bơm có trang bị.
Tần suất bảo dưỡng nên được xây dựng dựa trên khuyến cáo của nhà sản xuất, kết hợp với điều kiện vận hành thực tế như thời gian chạy máy, mức tải, nhiệt độ môi trường và đặc tính khí hút. Với các hệ thống chạy liên tục, hút hơi ẩm, khí nóng hoặc đặt trong môi trường nhiều bụi, chu kỳ bảo dưỡng cần ngắn hơn so với điều kiện làm việc tiêu chuẩn. Bảo dưỡng đúng thời điểm sẽ giúp hệ thống làm mát duy trì hiệu quả ổn định, hạn chế nguy cơ quá nhiệt, giảm chi phí sửa chữa và kéo dài tuổi thọ toàn bộ bơm hút chân không.
Trên đây là tổng hợp các công nghệ làm mát cho bơm hút chân không phổ biến hiện nay. Mỗi công nghệ đều có ưu điểm và giới hạn riêng, phù hợp với từng loại bơm, điều kiện vận hành và yêu cầu kỹ thuật khác nhau. Hy vọng bài viết đã mang đến cho quý anh chị những thông tin hữu ích về hệ thống làm mát và lựa chọn được giải pháp phù hợp để bơm hút chân không vận hành ổn định, bền bỉ và hiệu quả hơn. Liên hệ ngay 0965 139 860 để được tư vấn thêm.
