WesterntechVN – Trong các ứng dụng công nghiệp và cấp nước quy mô lớn, khi yêu cầu về Lưu lượng (Q) vượt quá 1250 m3/h và cần một độ tin cậy vận hành cao hơn, Bơm Ly Tâm Hai Cửa Vào (Double Suction Centrifugal Pump), hay còn gọi là bơm Song Hướng, trở thành lựa chọn hàng đầu.

Loại bơm này được thiết kế đặc biệt để xử lý lưu lượng cực lớn với hiệu suất cao, đạt η từ 70…90%, và cột nước H từ 8…130 m. Tính ưu việt cốt lõi của bơm song hướng nằm ở cơ chế cân bằng lực thủy lực độc đáo, giúp triệt tiêu hoàn toàn tải trọng dọc trục, một vấn đề cơ bản của bơm công xôn.

Bài viết chuyên sâu này, dưới góc độ kỹ thuật thủy lực, sẽ giải mã cấu tạo chi tiết của bơm song hướng trục ngang (Hình 2-6). Chúng ta sẽ phân tích cách mà dòng chảy phân đôi không chỉ tăng gấp đôi lưu lượng mà còn giải quyết bài toán cân bằng cơ khí, đồng thời đi sâu vào các chi tiết bảo vệ như vòng lót bảo vệ trục, vòng bít chống rò, và hệ thống làm mát ổ trục.

Nguyên Lý Hoạt Động Cốt Lõi Của Bơm Song Hướng

• 1.1. Cơ Chế Hai Dòng Chảy và Tăng Lưu Lượng:
  • Dòng Chảy Phân Đôi: Chất lỏng sau khi ra khỏi ống hút được phân thành hai dòng và tịnh tiến vào tâm BXCT (11) từ hai phía đối diện.
  • Tác dụng: Việc hút nước từ hai phía khiến một BXCT làm việc như hai máy bơm đơn hoạt động song song. Điều này cho phép bơm xử lý lưu lượng Q lớn hơn nhiều so với bơm công xôn có cùng kích thước BXCT.
  • Đặc tính H−Q: Loại bơm này là giải pháp lý tưởng cho các hệ thống yêu cầu Q rất lớn (lên đến 40…1250 m3/h và hơn nữa).
• 1.2. Triệt Tiêu Lực Dọc Trục (Axial Thrust Balance):
  • Nguyên Lý Đối Xứng: Lực dọc trục do nước tác dụng lên BXCT (11) đến từ hai phía hoàn toàn đối xứng và ngược chiều nhau.
  • Hiệu quả: Lực dọc trục bị triệt tiêu (Eliminated). Điều này giúp loại bỏ gần như hoàn toàn tải trọng dọc trục lên ổ trục, làm tăng đáng kể tuổi thọ của ổ trục (vec o định hướng 1, 2 và 15) so với bơm công xôn (vốn phải dùng lỗ cân bằng áp lực 21 để giảm tải).
• 1.3. Cấu Trúc Trục Nằm Ngang:
  • Vị Trí Ống Hút/Đẩy: Trục máy bơm kiểu này thường đặt nằm ngang. Ống hút nằm bên trái, ống đẩy phía phải, cả hai đoạn ống có phương nằm ngang và nằm dưới trục của bơm. Thiết kế này giúp việc lắp đặt và bảo trì trở nên tiện lợi.

Cấu Tạo Cơ Khí Chuyên Biệt Của Bơm Song Hướng (Hình 2-6)

• 2.1. Bánh Xe Công Tác (BXCT – 11) và Bảo Vệ:
  • BXCT Hai Cửa Vào: Thiết kế đặc trưng cho phép chất lỏng vào trung tâm từ cả hai phía. Gắn trên trục thép (14) và được cố định bằng đai ốc (4).
  • Vòng Lót Bảo Vệ (6): Đây là một chi tiết quan trọng. Vòng lót bảo vệ (6) được lắp đặt trên trục (14) ở những vị trí tiếp xúc với phớt/vòng làm kín. Nó giúp bảo vệ trục khỏi mài mòn và ăn mòn, cho phép dễ dàng thay thế khi cần thiết mà không cần thay toàn bộ trục.
• 2.2. Hệ Thống Làm Kín Kép và Bảo Vệ Vỏ Bơm:
  • Vòng Làm Chặt và Bảo Vệ (10): Đặt ở cửa vào BXCT (11) để giảm nước rò và bảo vệ thân máy (18) và nắp (8) khỏi bị mài mòn.
  • Vòng Bít và Cấp Nước Có Áp: Việc làm giảm nước rò và ngăn ngừa cuốn không khí từ ngoài vào được thực hiện nhờ các vòng bít kết hợp với nước có áp (7) dẫn từ ống đẩy. Nước sạch có áp này làm kín tuyệt đối, đặc biệt quan trọng khi bơm nước có tạp chất hoặc cần ngăn không khí vào.
• 2.3. Khối Liền Thân Máy và Ổ Trục:
  • Thân Máy (18) và Giá Chìa (19): Khối liền này tạo chỗ tựa cho các ổ trục định hướng (1, 2 và 15).
  • Làm Mát Ổ Trục (20): Ngăn (20) được thiết kế để dẫn không khí làm nguội đến ổ trục (2, 15) với vòng bôi trơn. Việc làm mát là cần thiết do bơm lưu lượng lớn hoạt động ở công suất cao.

Ứng Dụng Kỹ Thuật và So Sánh Hiệu Suất

• 3.1. Vận Hành Tối Ưu và Hiệu Suất Cao:
  • Bơm song hướng có hiệu suất (η) rất cao, đạt từ 70…90%. Lý do là:
    • Triệt tiêu Lực Dọc Trục: Giảm ma sát cơ khí và tải trọng trên ổ trục.
    • Dòng Chảy Đối Xứng: Giúp phân phối lực thủy lực đồng đều, tối ưu hóa dòng chảy vào BXCT.
• 3.2. Ứng Dụng Trong Hệ Thống Công Nghiệp Lớn:
  • Cấp Nước Chính: Trạm bơm cấp nước chính cho đô thị và khu công nghiệp.
  • Thủy Lợi và Nông Nghiệp: Trạm bơm tưới tiêu quy mô lớn (dải Q lớn).
  • Công Nghiệp Năng Lượng: Bơm nước tuần hoàn, nước làm mát trong nhà máy điện.
• 3.3. So Sánh Với Bơm Công Xôn:

Bơm Ly Tâm Hai Cửa Vào (Song Hướng) là một thiết kế kỹ thuật cao, giải quyết được hai vấn đề lớn nhất của bơm ly tâm: giới hạn lưu lượng và tải trọng dọc trục. Nguyên lý làm việc đối xứng không chỉ cho phép bơm đạt được lưu lượng lớn gấp đôi mà còn giúp triệt tiêu lực dọc trục, đảm bảo máy bơm hoạt động ổn định, hiệu suất cao và tuổi thọ cơ khí dài hơn. Đối với các dự án cần bơm khối lượng chất lỏng lớn và liên tục, bơm song hướng là lựa chọn tối ưu về mặt kỹ thuật và kinh tế vận hành.