Mọi máy bơm di chuyển chất lỏng đều phải ngăn chất lỏng đó thoát ra ở nơi trục đi vào vỏ bơm. Hai thiết kế giải quyết vấn đề đó theo những cách trái ngược nhau. Một máy bơm phớt cơ khí sử dụng một cặp bề mặt chính xác xung quanh trục quay. Một máy bơm dẫn động từ loại bỏ hoàn toàn sự xuyên qua của trục và quay cánh quạt thông qua một khớp nối từ được bao kín. Sự lựa chọn duy nhất đó quyết định cách máy bơm có thể bị rò rỉ, tần suất nó cần được chú ý, chi phí sở hữu là bao nhiêu và liệu nó có thể tồn tại được với lưu chất của bạn hay không. Tại Aulank, chúng tôi chế tạo cả hai, do đó câu hỏi tương tự xuất hiện trên hầu hết mọi dự án: có phớt hay không phớt? Hướng dẫn này bao gồm cách hoạt động của mỗi thiết kế, những nhiệm vụ mà mỗi loại đảm nhận, những giới hạn mà người mua thường phát hiện ra muộn, và một cách đơn giản để đưa ra quyết định.
Cách mỗi thiết kế chứa lưu chất
Sự khác biệt là về mặt cơ học, và nó nằm ở trục.
● Bơm phớt cơ khí. Động cơ quay một trục chạy thẳng qua vỏ bơm. Việc làm kín xảy ra ở hai bề mặt phẳng — một cố định vào vỏ, một quay cùng với trục — được giữ với nhau bằng lò xo và bị ép bởi áp suất hệ thống. Một màng mỏng của chất lỏng được bơm sẽ bôi trơn và làm mát những bề mặt đó. Phớt là một bộ phận hao mòn: nó hoạt động trong nhiều năm ở điều kiện sạch, mát và hỏng rất nhanh khi chất lỏng có tính mài mòn, chạy nóng hoặc máy bơm bị đẩy ra khỏi đường cong của nó. Nơi không thể chấp nhận rò rỉ, thiết kế sẽ nâng cấp lên phớt kép (kép) với hệ thống chất lỏng rào cản hoặc đệm, bổ sung thêm bình chứa, đường ống và giám sát.
● Bơm dẫn động từ (không phớt). Không có sự xuyên qua của trục. Động cơ quay một vòng nam châm bên ngoài; bên trong một vỏ ngăn cách (containment shell) được hàn kín, một cụm nam châm bên trong mang cánh quạt và chạy theo vòng bên ngoài xuyên qua vách vỏ. Lưu chất không bao giờ gặp một phớt động hay một đường ra khí quyển, bởi vì vỏ ngăn cách là một rào cản rắn, tĩnh. Các bạc đạn ống lót bên trong, thường là silicon carbide, được bôi trơn và làm mát bằng chính chất lỏng quy trình. Một bơm động cơ bọc kín (canned motor pump) đưa ý tưởng này tiến xa hơn một bước và bao kín rôto động cơ bên trong buồng chất lỏng. Cả hai đều không có phớt, và cả hai đều dựa vào chất lỏng để làm mát các bộ phận bên trong của chúng.
Một bề mặt phớt hao mòn đối lập với một vỏ bao kín tĩnh — chỉ một quyết định đó chi phối mọi thứ bên dưới nó.
Nơi dẫn động từ (Không phớt) là lựa chọn đúng đắn
Chọn một máy bơm dẫn động từ không phớt khi việc rò rỉ là không thể chấp nhận được, cho dù điều đó xuất phát từ lưu chất, quy định hay chi phí mất sản phẩm.
● Lưu chất độc hại hoặc nguy hiểm. Với axit, dung môi và môi chất dễ cháy, một phớt rỉ là một sự cố về sức khỏe, hỏa hoạn hoặc môi trường. Loại bỏ phớt là loại bỏ đường rò rỉ.
● Lưu chất phản ứng với không khí hoặc độ ẩm. Chất điện phân tạo thành axit hydrofluoric khi tiếp xúc với hơi ẩm, hoặc các sản phẩm bị oxy hóa trong không khí, sẽ được cách ly an toàn phía sau vỏ bao kín.
● Chất lỏng có giá trị cao hoặc siêu tinh khiết. Dung môi bị mất là một chi phí trực tiếp và bất kỳ sự xâm nhập nào cũng là sự ô nhiễm. Một máy bơm không phớt giữ cho lưu chất được chứa và sạch sẽ.
● Tuân thủ khí thải và an toàn. Các nhà máy theo quy định về phát thải tản mạn hoặc rò rỉ cắt giảm khí thải tại nguồn bằng cách xóa bỏ phớt trục.
● Thời gian chạy dài, êm ái. Không có phớt nào để theo dõi hay thay thế. Một thiết bị dẫn động từ được lựa chọn tốt sẽ chạy trong nhiều năm và hầu như chỉ cần chăm sóc vòng bi động cơ, điều này làm giảm chi phí vòng đời ngay cả khi giá mua cao hơn.
Đối với nhiệm vụ hóa chất ăn mòn, chúng tôi chế tạo các máy bơm hóa chất dẫn động từ lót PTFE và máy bơm xoáy dẫn động từ bằng thép không gỉ cho các vòng tuần hoàn cột áp cao, lưu lượng thấp.
Nơi phớt cơ khí vẫn là lựa chọn tốt hơn
Máy bơm phớt cơ khí là một sự lựa chọn kỹ thuật mạnh mẽ hơn khi lưu chất hoặc cửa sổ hoạt động có thể phá hủy các bộ phận bên trong của máy bơm không phớt.
● Chất rắn, bùn, và chất mài mòn. Các hạt cứng mài mòn các khe hở vận hành hẹp và vòng bi silicon-carbide của máy bơm không phớt. Một máy bơm phớt cơ khí với cánh quạt mở chịu đựng được chất lỏng bẩn; một thiết bị không phớt chỉ xử lý chất rắn với sự xả từ bên ngoài (flush), và nó vẫn bị mài mòn.
● Độ nhớt cao và chất lỏng nhạy cảm với lực cắt. Phương tiện đặc làm tăng mô-men xoắn mà khớp nối từ phải truyền tải và có thể làm cho nó bị trượt. Một trục được phớt làm kín truyền mô-men xoắn trực tiếp.
● Nhiệt độ vượt quá giới hạn của nam châm. Các nam châm đất hiếm tiêu chuẩn mất đi sức mạnh khi chúng nóng lên và mất từ tính vượt quá khoảng 120–150 °C trừ khi sử dụng các cấp nhiệt độ cao và các rào cản nhiệt. Dịch vụ dầu nóng và nhiệt độ cao thường ở lại với phớt cơ khí, hoặc chuyển sang thiết kế không phớt được thiết kế chuyên biệt cho nhiệt.
● Áp suất và lưu lượng ngoài giới hạn không phớt. Áp suất rất cao hoặc lưu lượng lớn có thể vượt quá những gì vỏ chứa và khớp nối được đánh giá, nơi mà một trục được làm kín mạnh mẽ có thể đối phó.
● Rủi ro chạy khô (dry-run). Nếu máy bơm có thể bị mất lực hút, một máy bơm phớt cơ khí sẽ sống sót tốt hơn. Một máy bơm dẫn động từ có thể bị phá hủy trong vài giây nếu không có chất lỏng để làm mát vòng bi của nó.
● Dịch vụ sạch, lành tính, nhạy cảm với chi phí. Đối với nước mát, chất làm mát hoặc chất truyền không nguy hiểm, một phớt cơ khí thì đơn giản và rẻ hơn, và việc bảo trì của nó là theo thói quen.
Ở phía bên này, chúng tôi cung cấp máy bơm ly tâm phớt cơ khí cho lưu lượng cao, máy bơm tuần hoàn dầu nóng cho các hệ thống nhiệt và máy bơm thể tích cho nhiệm vụ độ nhớt cao và định lượng.
Những giới hạn mà người mua đánh giá thấp
Cả hai thiết kế đều có các chế độ hư hỏng không bao giờ xuất hiện trên bảng dữ liệu danh mục. Biết chúng sẽ ngăn chặn một sự lựa chọn tồi.
Dẫn động từ (Không phớt)
● Chạy khô là chí mạng, và diễn ra rất nhanh. Chất lỏng quá trình làm mát vòng bi, vì vậy nếu không có nó, chúng sẽ quá nhiệt và bị kẹt, thường là trong chưa đầy một phút. Cần chỉ định bảo vệ chống chạy khô hoặc bộ kiểm soát mức thấp đáng tin cậy.
● Ngắt kết nối dưới tình trạng quá tải. Nếu mô-men xoắn tải vượt quá mô-men xoắn từ tính của khớp nối — đường ống bị tắc, bơm bị kẹt đường ống (dead-headed), sự gia tăng đột ngột về độ nhớt — nam châm sẽ bị trượt, động cơ tiếp tục quay, và lưu lượng sẽ dừng lại. Một bộ giám sát điện năng sẽ phát hiện điều này từ sớm.
● Hiệu suất và dòng điện xoáy (Foucault). Một vỏ bao kín kim loại nằm trong một từ trường chuyển động sẽ tạo ra dòng điện xoáy, làm lãng phí điện năng dưới dạng nhiệt và làm ấm chất lỏng. Hiệu suất thường chạy thấp hơn vài phần trăm so với một máy bơm có phớt tương đương, thường được trích dẫn ở mức khoảng 3–8%. Vỏ phi kim loại hoặc gốm (silicon-carbide) loại bỏ tổn thất dòng xoáy, và vật liệu vỏ là một biến số lựa chọn thực sự cho các axit xâm thực.
● Chất rắn và mảnh vụn sắt. Ngay cả một phần nhỏ chất rắn cũng làm mòn vòng bi và các hạt từ tính còn tồi tệ hơn vì chúng tập trung ở khe hở nam châm. Một bộ lọc đầu vào (strainer) là tiêu chuẩn.
● Phớt tĩnh vẫn tồn tại. Vỏ bao kín loại bỏ phớt động, nhưng O-ring và các miếng đệm vẫn còn và có thể bị rò rỉ nếu lắp sai elastomer.
Phớt cơ khí
● Phớt là một vật tư tiêu hao. Các bề mặt mòn đi, đặc biệt là với chất mài mòn, tốc độ trục cao hoặc khả năng bôi trơn kém, và phớt mòn sẽ bị rò rỉ. Lập kế hoạch kiểm tra và thay thế.
● Hệ thống rào cản tăng thêm chi phí. Phớt kép cho các chất lỏng độc hại cần có chất lỏng rào cản hoặc chất lỏng đệm và một hệ thống hỗ trợ, làm tăng cả vốn và chi phí bảo trì.
● Hoạt động lệch BEP làm giảm tuổi thọ. Hoạt động cách xa điểm hiệu suất tốt nhất (BEP) sẽ làm tăng rung động và độ mài mòn bề mặt. Sự không tương thích hóa học của elastomer hoặc vật liệu bề mặt là một thủ phạm phổ biến khác.
Bơm phớt cơ khí và Bơm dẫn động từ, so sánh trực tiếp
Phiên bản ngắn gọn, xét từng yếu tố:
| Yếu tố | Bơm phớt cơ khí | Bơm dẫn động từ (không phớt) |
| Đường rò rỉ | Phớt động ở trục; bị mài mòn và có thể bị rỉ | Không có phớt động; vỏ bao kín kín hoàn toàn |
| Lưu chất phù hợp nhất | Chất rắn, bùn, độ nhớt cao, chất lỏng sạch lành tính | Chất lỏng độc hại, ăn mòn, dễ cháy, giá trị cao, siêu tinh khiết |
| Xử lý chất rắn | Tốt, đặc biệt với một cánh quạt mở | Kém; cần một bộ xả (flush) và vẫn bị hao mòn |
| Nhiệt độ | Cao, với phớt phù hợp (bellows cho nhiệt) | Bị giới hạn bởi cấp nam châm trừ khi được thiết kế cho nhiệt |
| Áp suất / lưu lượng | Dải biên độ rộng, bao gồm cả rất cao | Bị giới hạn bởi đánh giá vỏ bọc và khớp nối |
| Khả năng chịu chạy khô | Tốt hơn | Rất kém; bị kẹt trong vài giây |
| Chi phí ban đầu | Thấp hơn (phớt đơn) | Cao hơn |
| Bảo trì / TCO | Thay thế phớt; cao hơn trong suốt vòng đời ở dịch vụ khắc nghiệt | Thấp; thường không cần can thiệp trong nhiều năm |
| Hiệu suất | Đường cơ sở | Thấp hơn một chút với vỏ kim loại (tổn thất do dòng điện xoáy) |
Cách quyết định: Một quy trình chọn lựa ngắn gọn
Xem xét theo thứ tự về chất lỏng và nhiệm vụ:
1. Lưu chất có nguy hiểm không? Độc hại, dễ cháy, ăn mòn, phản ứng với độ ẩm, có giá trị cao hoặc dưới sự điều chỉnh của quy định về rò rỉ — nếu có, hãy bắt đầu với một máy bơm dẫn động từ không phớt.
2. Nó có mang theo chất rắn hoặc chạy đặc không? Chất rắn, bùn hoặc độ nhớt cao thường hướng đến một máy bơm phớt cơ khí; một đơn vị không phớt sẽ cần được xả (flush) và sẽ bị mòn.
3. Nó có vượt quá mức khớp nối tiêu chuẩn không? Nhiệt độ, áp suất hoặc lưu lượng nằm ngoài giới hạn cho phép của máy bơm không phớt có nghĩa là bạn cần một phớt cơ khí, hoặc một bơm không phớt được thiết kế kỹ thuật cho điều kiện đó.
4. Nó có thể bị mất chất lỏng không? Nếu máy bơm có thể chạy khô trong thời gian gián đoạn và bạn không thể thêm bảo vệ chống chạy khô, hãy ưu tiên một phớt cơ khí.
5. Dịch vụ có sạch sẽ, mát mẻ và chi phí thấp không? Đối với lưu chất lành tính với giới hạn vốn nghiêm ngặt, phớt cơ khí là câu trả lời đơn giản hơn, chi phí thấp hơn.
Sau đó cân nhắc Tổng chi phí sở hữu (TCO), tính phổ biến của phụ tùng thay thế và sự tuân thủ cùng với giá mua. Hầu hết các nhà máy cuối cùng đều chạy cả hai, được kết hợp theo từng nhiệm vụ. Mục tiêu là thiết kế vận hành đáng tin cậy, đáp ứng các quy định về an toàn và phát thải của bạn, đồng thời tốn ít chi phí nhất để duy trì hoạt động trong suốt vòng đời của nó.
Phù hợp Bơm với Nhiệm vụ của Bạn cùng Aulank
Aulank chế tạo các máy bơm không phớt và phớt cơ khí trong một phạm vi, vì vậy khuyến nghị sẽ dựa vào lưu chất của bạn thay vì danh mục của chúng tôi. Máy bơm dẫn động từ và bơm động cơ bọc kín không phớt của chúng tôi đảm nhận các nhiệm vụ độc hại, ăn mòn và độ tinh khiết cao; bơm ly tâm và bơm xoáy phớt cơ khí của chúng tôi xử lý chất rắn, lưu lượng cao và dịch vụ nóng. Bởi vì chúng tôi chế tạo cho các nhiệt độ khắc nghiệt, với hoạt động liên tục từ −196 °C đến +400 °C, mức trần nhiệt độ vốn giới hạn nhiều máy bơm không phớt lại là điều mà chúng tôi có thể vượt qua bằng thiết kế chứ không phải là một trở ngại không thể vượt qua. Gửi cho chúng tôi thông tin về chất lỏng, nhiệt độ, áp suất, lưu lượng và chu kỳ làm việc của bạn, và các kỹ sư của chúng tôi sẽ kết hợp thiết kế và vật liệu phù hợp với công việc. Xem toàn bộ dòng sản phẩm máy bơm công nghiệp hoặc liên hệ với Aulank để trao đổi về việc lựa chọn.