Máy bơm tuần hoàn dầu nóng RY25-25-160 lưu lượng 3 m3/h, công suất 1.5 kW, cột áp 27 m, tốc độ 2.900 vòng/phút

Đặc điểm thiết kế gọn nhẹ giúp Bơm dầu truyền nhiệt RY25-25-160 dễ di chuyển

Bơm dầu truyền nhiệt RY25-25-160 có kết cấu tương đối gọn, phù hợp với các hệ thống tuần hoàn dầu nóng quy mô nhỏ và vừa. Bơm, cụm ổ trục, khớp nối và động cơ 1,5 kW được bố trí tập trung trên cùng một bệ máy, giúp toàn bộ thiết bị tạo thành một cụm thống nhất.

Thiết kế này giúp việc vận chuyển, đưa bơm vào vị trí lắp đặt hoặc di chuyển cùng cụm gia nhiệt thuận tiện hơn so với hệ thống có nhiều thiết bị phụ trợ tách rời.

Bơm và động cơ bố trí trên cùng một bệ

RY25-25-160 sử dụng phương án lắp bơm và động cơ đồng tâm trên một bệ chung. Động cơ truyền chuyển động trực tiếp đến trục bơm thông qua khớp nối mềm, không cần hệ thống dây đai hoặc bộ truyền động trung gian cồng kềnh.

Việc tập trung các bộ phận trên cùng một bệ giúp giảm số lượng khung đỡ riêng, hạn chế các chi tiết nằm rời rạc và tạo thành một cụm máy dễ nâng chuyển. Khi cần thay đổi vị trí, người sử dụng có thể di chuyển cả bơm và động cơ mà không phải tháo rời từng bộ phận truyền động.

Bệ chung còn giúp giữ tương quan vị trí giữa hai trục tốt hơn trong quá trình vận chuyển. Sau khi đặt máy tại vị trí mới, kỹ thuật viên chỉ cần kiểm tra lại độ cân bằng và độ đồng tâm trước khi vận hành.

Không cần hệ thống nước làm mát đi kèm

Một yếu tố quan trọng giúp RY25-25-160 giữ được kết cấu gọn là cơ chế tản nhiệt tự nhiên. Bơm không cần lắp thêm bồn nước, bơm nước tuần hoàn, đường cấp nước hoặc đường hồi nước làm mát.

Nếu sử dụng cơ chế làm mát bằng nước, khi di chuyển cụm bơm phải xử lý thêm nhiều thiết bị và đường ống phụ trợ. Với RY25-25-160, phần lớn những hạng mục này được loại bỏ nên quá trình tháo, vận chuyển và lắp lại đơn giản hơn.

Người sử dụng cũng không phải tìm vị trí đặt bồn nước hoặc kết nối lại nguồn nước làm mát sau khi chuyển bơm sang khu vực khác. Vị trí mới chủ yếu cần bảo đảm nền lắp đặt chắc chắn và có không gian thông thoáng để bơm tự giải nhiệt.

Cụm rôto và ổ trục được bố trí tập trung

Cụm rôto của bơm gồm bánh công tác, trục bơm và đai ốc hãm bánh công tác. Hai ổ bi được bố trí trong cùng thân ổ trục để đỡ và định vị rôto.

Các chi tiết chính được sắp xếp liên tục theo một đường trục, giúp hạn chế chiều rộng và số lượng cụm cơ khí tách rời. Bánh công tác nằm trong thân bơm, thân ổ trục nối trực tiếp với nắp bơm, còn khớp nối nằm giữa bơm và động cơ.

Cách bố trí này tạo nên một cụm máy cân đối, dễ đặt lên xe nâng, bàn nâng hoặc thiết bị cẩu phù hợp. Các chi tiết chuyển động cũng được bảo vệ trong thân bơm và thân ổ trục, hạn chế va chạm trực tiếp trong quá trình di chuyển.

Kích thước kết nối phù hợp với hệ thống nhỏ và vừa

Cửa hút và cửa xả của RY25-25-160 đều có đường kính danh nghĩa 25 mm. Kích thước kết nối này phù hợp với các tuyến ống dầu nóng quy mô vừa phải, không yêu cầu hệ thống mặt bích và van quá lớn.

Khi cần di chuyển bơm, người sử dụng có thể tháo các mối nối mặt bích tại cửa hút và cửa xả thay vì phải cắt đường ống. Sau khi bơm được đưa đến vị trí mới, các đầu nối có thể được lắp lại bằng mặt bích, gioăng và bu lông phù hợp.

Cửa hút hướng trục và cửa xả hướng lên trên cũng giúp đường ống được tách khỏi bơm tương đối rõ ràng. Điều này làm giảm thao tác tháo dỡ trước khi nâng chuyển thiết bị.

Động cơ công suất vừa phải giúp cụm máy không quá cồng kềnh

RY25-25-160 sử dụng động cơ công suất 1,5 kW để đáp ứng lưu lượng 3 m³/h và cột áp 27 m. Động cơ có công suất vừa phải giúp kích thước tổng thể của cụm bơm không quá lớn so với các model có lưu lượng và cột áp cao hơn.

Sự cân đối giữa động cơ, thân bơm và bệ máy giúp cụm thiết bị dễ bố trí trong nhà xưởng, trên khung skid hoặc gần lò gia nhiệt. Khi cần thay đổi dây chuyền, việc chuyển cụm bơm đến khu vực mới cũng thuận lợi hơn.

Phù hợp lắp trên cụm gia nhiệt dạng skid

Thiết kế gọn của RY25-25-160 thuận lợi cho việc tích hợp vào cụm gia nhiệt dạng skid. Bơm có thể được lắp cùng bộ gia nhiệt, bộ lọc, van và thiết bị đo trên một khung chung.

Khi toàn bộ hệ thống được chế tạo theo dạng skid, việc di chuyển không phải thực hiện riêng từng bộ phận. Cụm thiết bị có thể được nâng và chuyển đến vị trí khác sau khi ngắt điện, xả dầu an toàn và tháo các kết nối bên ngoài.

Ưu điểm này phù hợp với dây chuyền thử nghiệm, cụm gia nhiệt độc lập hoặc nhà máy thường xuyên thay đổi cách bố trí thiết bị.

Giảm thời gian tháo lắp khi đổi vị trí

Kết cấu tập trung và ít thiết bị phụ trợ giúp giảm số thao tác trước khi di chuyển. Người vận hành chủ yếu cần ngắt nguồn điện, làm nguội và xả dầu, tháo đường ống hút – xả, tháo bu lông móng rồi sử dụng phương tiện nâng phù hợp.

Sau khi đưa bơm đến vị trí mới, thiết bị được cố định lại trên nền, kết nối đường ống và kiểm tra độ đồng tâm giữa bơm với động cơ. Việc không phải lắp lại một hệ thống nước làm mát riêng giúp rút ngắn đáng kể thời gian đưa bơm trở lại hoạt động.

Dù có thiết kế gọn nhẹ, RY25-25-160 vẫn là thiết bị công nghiệp. Bơm cần được di chuyển bằng xe nâng, pa lăng hoặc thiết bị cẩu có tải trọng phù hợp, không nên nâng trực tiếp bằng đường ống, khớp nối hoặc trục bơm.

Đặc điểm gọn nhẹ của Bơm dầu truyền nhiệt RY25-25-160 đến từ việc bố trí bơm và động cơ trên cùng một bệ, sử dụng truyền động trực tiếp, tập trung cụm rôto – ổ trục và không cần hệ thống nước làm mát.

Cửa hút, cửa xả DN25 kết nối bằng mặt bích giúp bơm dễ tách khỏi đường ống khi cần chuyển vị trí. Động cơ 1,5 kW và kết cấu ít phụ trợ còn giúp thiết bị thuận tiện tích hợp trên khung skid, giảm thời gian tháo lắp và phù hợp với những hệ thống gia nhiệt cần bố trí linh hoạt.

Sự chuyển hóa năng lượng khi vận hành Bơm dầu truyền nhiệt RY25-25-160

Bơm dầu truyền nhiệt RY25-25-160 hoạt động bằng cách biến đổi điện năng thành cơ năng, sau đó truyền cơ năng cho dầu tải nhiệt để tạo ra lưu lượng và áp suất. Toàn bộ quá trình diễn ra liên tục qua động cơ, khớp nối, trục bơm, bánh công tác và thân bơm.

Với động cơ 1,5 kW, tốc độ quay 2.900 vòng/phút, lưu lượng 3 m³/h và cột áp 27 m, quá trình chuyển hóa năng lượng của bơm được thực hiện theo trình tự: điện năng chuyển thành chuyển động quay, chuyển động quay làm dầu tăng vận tốc, sau đó một phần vận tốc được chuyển thành áp suất tại cửa xả.

Điện năng chuyển thành cơ năng của động cơ

Khi được cấp điện, động cơ tạo ra mô-men quay tại đầu trục. Đây là bước chuyển đổi đầu tiên, trong đó điện năng được biến thành cơ năng quay.

Động cơ công suất 1,5 kW cung cấp năng lượng để duy trì tốc độ quay 2.900 vòng/phút. Một phần điện năng bị tiêu hao dưới dạng nhiệt tại cuộn dây, lõi thép và ổ bi động cơ. Phần còn lại trở thành công suất cơ học truyền đến bơm.

Mô-men quay từ động cơ được đưa đến trục bơm thông qua khớp nối mềm. Khớp nối giúp truyền chuyển động tương đối ổn định, đồng thời hỗ trợ giảm tác động của rung động và sai lệch nhỏ giữa hai trục.

Cơ năng được truyền đến bánh công tác

Trục bơm nhận mô-men từ động cơ và làm bánh công tác quay cùng tốc độ. Bánh công tác là bộ phận trực tiếp truyền năng lượng cơ học cho dầu truyền nhiệt.

Khi bánh công tác quay, các cánh bơm tác động lên dầu nằm trong những rãnh cánh. Dầu bắt đầu chuyển động theo chiều quay và đồng thời dịch chuyển từ vùng tâm ra phía mép ngoài.

Ở giai đoạn này, cơ năng trên trục được chuyển thành năng lượng chuyển động của dầu. Khả năng truyền năng lượng phụ thuộc vào tốc độ quay, tình trạng bánh công tác, độ nhớt của dầu và mức độ đầy dầu trong buồng bơm.

Dầu nhận động năng trong bánh công tác

Dầu truyền nhiệt đi vào cửa hút theo phương dọc trục và đến vùng tâm bánh công tác. Tại đây, dầu có vận tốc tương đối thấp và áp suất chưa cao.

Khi đi qua các rãnh cánh, dầu được bánh công tác gia tốc liên tục. Dòng dầu chuyển dần từ bán kính nhỏ ra bán kính lớn, khiến vận tốc tăng lên rõ rệt. Khi đến mép ngoài bánh công tác, dầu đã nhận được một lượng động năng đáng kể.

Sự tăng động năng này tạo điều kiện để bơm hình thành lưu lượng 3 m³/h. Nếu bánh công tác quay không đủ tốc độ, bị bám cặn hoặc có dị vật trong rãnh cánh, lượng năng lượng truyền cho dầu sẽ giảm, dẫn đến lưu lượng và cột áp thấp hơn yêu cầu.

Động năng chuyển thành áp năng

Dầu rời bánh công tác với vận tốc cao và đi vào khoang dẫn của thân bơm. Tại đây, tiết diện dòng chảy thay đổi làm vận tốc dầu giảm dần.

Khi vận tốc giảm, một phần động năng được chuyển thành áp năng. Nhờ quá trình này, dầu tại cửa xả có đủ áp suất để đi qua đường ống, van, bộ trao đổi nhiệt và thiết bị sử dụng nhiệt.

Cột áp 27 m của RY25-25-160 thể hiện khả năng cung cấp năng lượng cho mỗi đơn vị trọng lượng dầu nhằm khắc phục trở lực trong hệ thống. Cột áp không chỉ dùng để nâng dầu theo độ cao mà chủ yếu để thắng ma sát và tổn thất áp suất trên toàn bộ mạch tuần hoàn.

Áp năng duy trì dòng dầu trong hệ thống

Sau khi ra khỏi cửa xả, dầu mang theo năng lượng dưới dạng áp suất và vận tốc. Năng lượng này duy trì chuyển động của dầu qua lò gia nhiệt, áo nhiệt, máy ép, bộ trao đổi nhiệt hoặc các đường ống tuần hoàn.

Khi dầu di chuyển trong hệ thống, áp năng giảm dần do ma sát với thành ống, thay đổi hướng tại cút nối và cản trở tại van hoặc thiết bị. Dầu sau khi truyền nhiệt quay trở lại cửa hút với mức năng lượng thấp hơn, sau đó tiếp tục được bơm bổ sung năng lượng cho chu trình mới.

Vì vậy, chức năng năng lượng chính của RY25-25-160 là bù lại phần áp suất bị mất trong toàn bộ vòng tuần hoàn dầu.

Phần năng lượng hữu ích của bơm

Năng lượng hữu ích là phần năng lượng thực sự được truyền cho dòng dầu để tạo lưu lượng và cột áp. Theo thông số làm việc của RY25-25-160, công suất trên trục tại điểm thiết kế khoảng 0,53 kW và hiệu suất bơm khoảng 30%.

Điều này cho thấy không phải toàn bộ năng lượng cơ học đưa vào trục đều trở thành năng lượng thủy lực hữu ích. Một phần đáng kể bị tiêu hao trong quá trình bánh công tác truyền lực cho dầu và khi dầu chuyển động bên trong thân bơm.

Động cơ 1,5 kW được lựa chọn lớn hơn công suất yêu cầu trên trục nhằm tạo dự phòng vận hành, đáp ứng quá trình khởi động và bù cho các tổn thất trong hệ thống truyền động.

Các dạng tổn thất năng lượng

Tổn thất thủy lực xuất hiện khi dầu ma sát với bề mặt bánh công tác và thân bơm, thay đổi hướng chuyển động hoặc hình thành dòng xoáy. Dầu truyền nhiệt có độ nhớt càng cao thì lực cản càng lớn, đặc biệt khi dầu còn nguội.

Tổn thất cơ khí phát sinh tại vòng bi, bộ chèn làm kín, phớt dầu và các bề mặt quay. Nếu vòng bi thiếu bôi trơn hoặc bộ chèn bị siết quá chặt, ma sát tăng lên và nhiều cơ năng bị chuyển thành nhiệt.

Tổn thất rò rỉ nội bộ xảy ra khi một phần dầu di chuyển qua khe hở bên trong thay vì đi hoàn toàn ra cửa xả. Phần dầu này vẫn nhận năng lượng từ bánh công tác nhưng không tạo ra lưu lượng hữu ích cho hệ thống.

Ngoài ra, một phần năng lượng bị phân tán dưới dạng rung động và tiếng ồn. Trục lệch tâm, bánh công tác mất cân bằng hoặc dòng dầu chứa không khí đều làm mức tổn thất tăng cao.

Ảnh hưởng của điểm vận hành đến hiệu quả chuyển hóa

Quá trình chuyển hóa năng lượng ổn định nhất khi RY25-25-160 làm việc gần lưu lượng thiết kế 3 m³/h và cột áp 27 m.

Nếu lưu lượng bị giảm quá thấp, một phần dầu có thể tuần hoàn cục bộ trong thân bơm. Năng lượng không được đưa ra hệ thống mà chuyển thành nhiệt, làm nhiệt độ dầu và thân bơm tăng lên.

Nếu lưu lượng vượt quá khả năng thiết kế, tải trên động cơ và tổn thất trong đường ống có thể tăng. Bơm khi đó tiêu thụ nhiều năng lượng hơn nhưng không đạt được hiệu quả tương ứng.

Việc giữ đường hút thông thoáng, điều chỉnh lưu lượng bằng van xả và duy trì bơm gần điểm làm việc thiết kế giúp nâng cao tỷ lệ năng lượng hữu ích.

Sự chuyển hóa năng lượng trong Bơm dầu truyền nhiệt RY25-25-160 bắt đầu từ điện năng cấp cho động cơ. Điện năng được biến thành cơ năng quay, truyền qua khớp nối và trục đến bánh công tác.

Bánh công tác truyền cơ năng cho dầu, làm dầu tăng vận tốc và nhận động năng. Khi dầu đi vào thân bơm, một phần động năng được chuyển thành áp năng, giúp bơm tạo lưu lượng 3 m³/h và cột áp 27 m.

Trong quá trình này luôn tồn tại tổn thất do ma sát, rò rỉ nội bộ, dòng xoáy, rung động và nhiệt. Bơm vận hành gần điểm thiết kế, bánh công tác sạch, trục đồng tâm và cụm ổ bi được bôi trơn đầy đủ sẽ giúp quá trình chuyển hóa năng lượng diễn ra ổn định và hiệu quả hơn.