Sửa chữa bơm hút chân không - Bơm hút chân không Edwards - An Tài Lộc – Chuyên gia giải pháp chân không tại Việt Nam
An Tài Lộc là đơn vị uy tín tại Việt Nam chuyên cung cấp bơm hút chân không chính hãng Edwards – thương hiệu hàng đầu thế giới đến từ Vương quốc Anh. Chúng tôi mang đến các giải pháp chân không toàn diện cho khách hàng : Cung cấp bơm, sửa chữa bơm.
Đại diện phân phối các sản phẩm Edwards tại Việt Nam
Kinh doanh trong lĩnh vực hàng công nghiệp, hơn ai hết, HVP Vacuum Solutions tin rằng: sản phẩm công nghiệp chỉ có thể phát huy hết tác dụng khi Khách hàng hiểu rõ tính năng và cách dùng. Chính vì thế, chúng tôi tâm niệm mang kiến thức, kinh nghiệm để phục vụ khách hàng bằng sự tận tâm và nhiệt huyết của người kỹ sư...
Tầm quan trọng của lớp chân không trong bình chứa khí hóa lỏng XL‑45
Bình XL‑45 là loại bình chân không hai lớp, được thiết kế để lưu trữ và cung cấp các loại khí hóa lỏng ở nhiệt độ cực thấp như oxy lỏng (LOX), nitơ lỏng (LIN) và argon lỏng (LAR). Trong cấu tạo của bình, lớp chân không nằm giữa bình chứa bên trong và vỏ bảo vệ bên ngoài có vai trò quyết định đến khả năng cách nhiệt, tỷ lệ bay hơi, độ an toàn và tuổi thọ thiết bị.
Có thể nói, lớp chân không chính là “trái tim” của hệ thống cách nhiệt bình XL‑45.
1. Cấu tạo cách nhiệt của bình XL‑45
Bình XL‑45 có kết cấu cơ bản gồm:
Bình trong bằng thép không gỉ, trực tiếp chứa khí hóa lỏng.
Vỏ ngoài bằng thép không gỉ, bảo vệ kết cấu bên trong.
Khoang chân không nằm giữa hai lớp vỏ.
Vật liệu siêu cách nhiệt nhiều lớp nhằm hạn chế truyền nhiệt bằng bức xạ.
Vật liệu hấp phụ khí, giúp duy trì độ chân không trong thời gian dài.
Hệ thống van, bộ tạo áp, bộ tiết kiệm khí và bộ hóa hơi tích hợp.
Theo tài liệu của hãng Taylor‑Wharton, XL‑45 có dung tích tổng khoảng 180 lít và dung tích chất lỏng sử dụng khoảng 169 lít. Bình được thiết kế để lưu trữ và vận chuyển oxy lỏng, nitơ lỏng hoặc argon lỏng.
2. Vì sao bình XL‑45 cần lớp chân không?
Các chất lỏng chứa trong bình XL‑45 tồn tại ở nhiệt độ rất thấp:
Nitơ lỏng: khoảng −196°C.
Argon lỏng: khoảng −186°C.
Oxy lỏng: khoảng −183°C.
Trong khi đó, nhiệt độ môi trường thường nằm trong khoảng 20–40°C. Chênh lệch nhiệt độ giữa bên trong và bên ngoài bình có thể vượt quá 200°C.
Nhiệt luôn có xu hướng truyền từ môi trường nóng vào khu vực lạnh hơn. Nếu không có lớp chân không cách nhiệt, nhiệt từ môi trường sẽ nhanh chóng đi vào bình, làm chất lỏng lạnh sâu sôi và chuyển sang trạng thái khí.
Lớp chân không giúp giảm mạnh hai cơ chế truyền nhiệt quan trọng:
Truyền nhiệt đối lưu qua không khí.
Truyền nhiệt dẫn qua các phân tử khí.
Khi mật độ phân tử khí trong khoang cách nhiệt được giảm xuống mức rất thấp, khả năng dẫn và đối lưu nhiệt cũng giảm đáng kể. Phần nhiệt truyền bằng bức xạ tiếp tục được hạn chế nhờ lớp vật liệu siêu cách nhiệt nhiều lớp.
3. Giảm tổn thất khí do bay hơi tự nhiên
Ngay cả khi không sử dụng, một lượng nhỏ khí hóa lỏng trong XL‑45 vẫn hấp thụ nhiệt và bay hơi. Hiện tượng này được gọi là tổn thất bay hơi tự nhiên, thường được đánh giá bằng chỉ số NER – Normal Evaporation Rate.
Theo thông số của nhà sản xuất, tỷ lệ bay hơi danh định của XL‑45 xấp xỉ:
Môi chất
Tỷ lệ bay hơi danh định
Oxy lỏng
1,2% dung tích/ngày
Nitơ lỏng
1,9% dung tích/ngày
Argon lỏng
1,2% dung tích/ngày
Các giá trị trên được xác định trong điều kiện thử nghiệm của nhà sản xuất và có thể thay đổi theo môi trường, chế độ vận hành cũng như tình trạng thực tế của bình.
Nếu lớp chân không suy giảm, lượng nhiệt xâm nhập vào bình sẽ tăng lên. Chất lỏng bay hơi nhanh hơn, gây thất thoát sản phẩm và làm tăng chi phí vận hành. Vì vậy, chất lượng lớp chân không ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả kinh tế của bình XL‑45.
4. Giúp bình duy trì nhiệt độ cực thấp
Lớp chân không không trực tiếp tạo ra nhiệt độ thấp nhưng giúp ngăn nhiệt bên ngoài xâm nhập vào môi chất.
Nhờ đó, XL‑45 có thể:
Duy trì trạng thái lỏng của oxy, nitơ hoặc argon.
Kéo dài thời gian lưu giữ sản phẩm.
Hạn chế sự thay đổi nhiệt độ và áp suất trong bình.
Giảm tần suất xả khí qua van an toàn.
Đảm bảo nguồn cấp khí ổn định hơn cho thiết bị sử dụng.
Khi lớp chân không tốt, vỏ ngoài của bình thường gần với nhiệt độ môi trường, ngoại trừ một số vị trí liên quan đến bộ tạo áp, bộ hóa hơi hoặc đường ống lạnh đang hoạt động.
5. Ổn định áp suất và nâng cao độ an toàn
Khi nhiệt xâm nhập vào bình, khí hóa lỏng sẽ bay hơi và làm áp suất bên trong tăng lên. Hệ thống điều áp và van an toàn có nhiệm vụ kiểm soát áp suất này, nhưng chúng không thể thay thế chức năng của lớp chân không.
Nếu lớp chân không bị mất:
Nhiệt truyền vào bình tăng nhanh.
Chất lỏng hóa hơi mạnh hơn.
Áp suất trong bình tăng liên tục.
Van an toàn phải xả khí thường xuyên.
Môi chất bị thất thoát và khu vực làm việc có thể xuất hiện nguy cơ mất an toàn.
Với oxy, môi...
Mỡ chân không Edwards và các loại mỡ chuyên dụng cho hệ thống chân không
Trong hệ thống chân không, mỡ bôi trơn không chỉ có nhiệm vụ giảm ma sát. Tùy vị trí sử dụng, mỡ còn phải đảm bảo độ kín, áp suất hơi thấp, hạn chế phát khí, chống kẹt ren, chịu nhiệt hoặc kháng hóa chất.
Sử dụng sai loại mỡ có thể gây ra nhiều vấn đề như:
- Tăng thời gian hút chân không.
- Không đạt được áp suất cuối yêu cầu.
- Làm bẩn buồng chân không và sản phẩm.
- Gây nhiễm silicone trong quá trình PVD, coating hoặc phân tích.
- Làm O-ring trương nở, chai cứng hoặc mất tính đàn hồi.
- Tăng ma sát, gây kẹt van và các cơ cấu chuyển động.
- Phản ứng nguy hiểm trong môi trường oxy hoặc hóa chất mạnh.
Danh mục mỡ chân không do Edwards cung cấp gồm nhiều nhóm sản phẩm như Apiezon, Fomblin, Krytox, PFPE, silicone và mỡ chân không đa dụng. Mỗi loại được thiết kế cho một phạm vi áp suất, nhiệt độ và điều kiện công nghệ khác nhau.
1. Mỡ chân không Apiezon
Apiezon là dòng mỡ gốc hydrocarbon chuyên dùng trong các hệ thống chân không khoa học và công nghiệp. Phần lớn sản phẩm Apiezon không chứa silicone, giúp hạn chế hiện tượng mỡ lan khỏi vị trí bôi và giảm nguy cơ nhiễm bẩn bề mặt.
Đây là ưu điểm quan trọng đối với:
Hệ thống PVD và coating.
Kính hiển vi điện tử.
Thiết bị phân tích khối phổ.
Thiết bị quang học.
Phòng thí nghiệm chân không.
Hệ thống yêu cầu độ sạch bề mặt cao.
Apiezon M Grease
Apiezon M là mỡ chân không đa dụng, thích hợp cho các ứng dụng chân không cao ở nhiệt độ môi trường, thông thường khoảng 10–30°C.
Đặc điểm nổi bật:
Không chứa silicone và halogen.
Áp suất hơi khoảng 1,7 \times 10^E-9 Torr tại 20°C.
Khả năng bôi trơn và làm kín tốt.
Hạn chế hiện tượng mỡ lan trên bề mặt.
Có khả năng hấp phụ một phần tạp chất hydrocarbon.
Dễ làm sạch bằng dung môi hydrocarbon phù hợp.
Ứng dụng tiêu biểu:
Bôi trơn và hỗ trợ làm kín O-ring.
Van chân không, khớp nối và các chi tiết chuyển động chậm.
Bảo dưỡng thiết bị chân không.
Thiết bị phân tích, quang phổ và coating.
Các hệ thống làm việc ở nhiệt độ phòng.
Apiezon M không phải lựa chọn tối ưu cho vị trí thường xuyên chịu nhiệt độ cao.
Apiezon L Grease
Apiezon L là mỡ áp suất hơi rất thấp, phù hợp với hệ thống chân không cao và siêu cao ở nhiệt độ môi trường.
Đặc điểm nổi bật:
Áp suất hơi khoảng 7 \times 10^E-11Torr tại 20°C.
Không chứa silicone và halogen.
Khả năng phát khí thấp.
Chống hiện tượng “creep” hoặc lan mỡ.
Có khả năng chịu bức xạ.
Phù hợp với các hệ thống nhạy cảm với nhiễm bẩn.
Ứng dụng:
Hệ thống chân không cao và siêu cao.
Kính hiển vi điện tử.
Thiết bị phân tích bề mặt.
Khối phổ và quang phổ.
Buồng PVD, bay hơi kim loại và coating.
Thiết bị nghiên cứu khoa học.
Cần lưu ý rằng chân không siêu cao sử dụng gioăng kim loại CF thường không bôi mỡ trực tiếp lên bề mặt làm kín. Apiezon L chỉ nên sử dụng tại đúng vị trí được nhà sản xuất thiết bị cho phép.
Apiezon N Grease
Apiezon N có độ đặc và tính đàn hồi cao hơn, giúp tạo lớp đệm cho các mối nối thủy tinh hoặc bộ phận chịu rung động.
Ứng dụng phù hợp:
Thiết bị chân không nhiệt độ thấp.
Hệ thống cryogenic.
Mối nối thủy tinh với thủy tinh.
Van thủy tinh, khóa burette và thiết bị phòng thí nghiệm.
Vị trí cần giảm rung và hạn chế nứt vỡ.
Ở nhiệt độ siêu thấp, sản phẩm chủ yếu hỗ trợ làm kín và tạo đệm; không nên mặc nhiên coi đây là mỡ bôi trơn cho mọi cơ cấu chuyển động cryogenic.
Apiezon T Grease
Apiezon T được phát triển cho phạm vi nhiệt độ trung bình, với khoảng làm việc tham khảo từ 10 đến 120°C và độ đặc tối ưu ở khoảng 25–50°C.
Sản phẩm thích hợp cho:
Thiết bị chân không có gia nhiệt vừa phải.
Van và khớp nối gần vùng nhiệt.
Hệ thống thí nghiệm có chu kỳ thay đổi nhiệt độ.
Các vị trí mà Apiezon M hoặc L trở nên quá mềm do nhiệt.
Apiezon H Grease
Apiezon H là mỡ chân không chịu nhiệt cao. Phạm vi làm việc điển hình có thể từ khoảng −10 đến 240°C, tùy điều kiện thực tế và yêu cầu của thiết bị.
Đặc điểm:
Không nóng chảy theo cách thông thường.
Áp suất hơi thấp.
Không chứa silicone.
Có độ bám tốt trên bề mặt.
Phù hợp với các ứng dụng chân không có nhiệt độ cao.
Ứng dụng:
Lò chân không.
Thiết bị sấy chân không.
Van và cơ cấu truyền động gần buồng gia nhiệt.
Hệ thống coating có chu kỳ gia nhiệt.
Thiết bị nghiên cứu nhiệt độ...
Hiệu quả của bộ tách nước đối với bơm chân không vòng dầu.
Trong bơm chân không vòng dầu, dầu không chỉ có nhiệm vụ bôi trơn. Đây còn là môi chất làm kín khe hở, hỗ trợ làm mát, cuốn theo tạp chất và góp phần quyết định áp suất cuối cùng của bơm. Vì vậy, chất lượng dầu ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng tạo chân không, độ ổn định vận hành và tuổi thọ của thiết bị.
Đối với các quy trình có nhiều hơi nước, dầu bơm rất dễ bị nhiễm ẩm, nhũ hóa và suy giảm tính năng. Bộ tách dầu–nước được thiết kế để xử lý vấn đề này bằng cách tuần hoàn, tách nước và lọc tạp chất khỏi dầu trong quá trình vận hành.
1. Vì sao nước gây hại cho bơm chân không vòng dầu?
Khi bơm hút khí có chứa hơi nước, hơi nước đi vào buồng bơm cùng dòng khí. Nếu áp suất riêng phần của hơi nước vượt quá áp suất hơi bão hòa tại nhiệt độ bên trong bơm, hơi nước sẽ ngưng tụ thành nước và hòa trộn với dầu.
Hiện tượng này thường gặp trong các ứng dụng:
- Sấy chân không và cô đặc
- Đông khô thực phẩm
- Hút chân không bao bì
- Khử khí dầu máy biến áp;
- Sấy gỗ, dược phẩm và hóa chất
- Hệ thống coating, mạ chân không có chi tiết còn ẩm
- Hút không khí nóng ẩm từ buồng sản xuất
- Quy trình vệ sinh hoặc rửa thiết bị trước khi hút chân không.
- Hút chân không trong quá trình sản xuất kim hoàn.
Dầu nhiễm nước thường chuyển sang màu trắng đục hoặc màu sữa. Khi đó, bơm có thể xuất hiện các vấn đề sau:
Khả năng làm kín suy giảm
Màng dầu có nhiệm vụ làm kín khe hở giữa rotor, cánh gạt và stator. Khi dầu bị pha loãng hoặc nhũ hóa, đặc tính độ nhớt và khả năng tạo màng dầu thay đổi. Rò rỉ nội bộ tăng lên, khiến bơm khó đạt áp suất chân không tốt nhất.
Thời gian hút chân không kéo dài
Khi dầu chứa nước, lượng hơi nước liên tục thoát ra khỏi dầu dưới áp suất thấp và trở thành tải khí ngược đối với bơm. Vì vậy, dù hệ thống không có rò rỉ lớn, áp suất vẫn có thể giảm rất chậm hoặc dừng tại một mức cao hơn bình thường.
Ăn mòn các bộ phận bên trong
Nước kết hợp với chất bẩn hoặc khí công nghệ có thể tạo ra môi trường ăn mòn. Các chi tiết dễ bị ảnh hưởng gồm:
- Cánh gạt, rotor và cylinder, lò xo, van xả và van chống hút ngược, vòng bi và các chi tiết thép, bề mặt làm kín và đường dầu.
Dầu nhanh xuống cấp
Nước thúc đẩy quá trình oxy hóa và phá vỡ một số phụ gia trong dầu. Dầu có thể tăng độ axit, tạo cặn, thay đổi độ nhớt và mất khả năng bôi trơn. Nếu tiếp tục vận hành, chi phí sửa chữa thường lớn hơn nhiều so với chi phí thay dầu.
2. Nguyên lý làm việc của thiết bị tách nước-dầu
Thiết bị tách nước-dầu là thiết bị xử lý dầu được lắp bên ngoài bơm chân không. Dầu được đưa ra khỏi bơm, đi qua cụm tách nước và lọc, sau đó dầu sạch được bơm trở lại buồng bơm chân không.
Quá trình làm việc cơ bản gồm:
1. Dầu nhiễm nước được lấy từ bình dầu hoặc đường tuần hoàn của bơm.
2. Dầu đi qua bộ phận xử lý để nước được tập trung và tách khỏi dầu.
3. Cặn rắn và một phần chất bẩn được giữ lại tại phần tử lọc.
4. Dầu sau xử lý được đưa trở lại bơm.
5. Chu trình được lặp lại liên tục trong quá trình vận hành.
Khác với việc chỉ xả phần nước lắng dưới đáy bình dầu, thiết bị tách nước-dầu xử lý dầu theo chu trình tuần hoàn. Điều này đặc biệt có ý nghĩa khi nước đã phân tán hoặc hình thành nhũ tương trong dầu.
3. Hiệu quả kỹ thuật khi sử dụng ‘’thiết bị tách nước-dầu’’
Duy trì áp suất chân không ổn định
Khi hàm lượng nước trong dầu được kiểm soát, áp suất hơi phát sinh từ dầu giảm xuống. Bơm có điều kiện duy trì áp suất cuối cùng ổn định hơn, đặc biệt sau nhiều chu kỳ hút sản phẩm có độ ẩm cao.
Hiệu quả này thể hiện qua:
- Áp suất nền thấp hơn;
- Ít dao động áp suất giữa các mẻ;
- Thời gian hút ổn định hơn;
- Giảm hiện tượng bơm đạt chân không tốt khi mới thay dầu nhưng suy giảm nhanh sau vài ngày.
Lưu ý : Bộ tách nước không thể khắc phục áp suất kém do rò...
Bơm chân không piston Stokes Microvac của Edwards – Giải pháp chân không công nghiệp bền bỉ cho các quy trình khắc nghiệt
Trong các ứng dụng công nghiệp nặng như nhiệt luyện, luyện kim chân không, sấy máy biến áp, đúc chân không và phủ chân không, hệ thống bơm phải đáp ứng đồng thời nhiều yêu cầu: lưu lượng lớn, khả năng làm việc liên tục, độ bền cao và dễ bảo trì tại nhà máy.
Stokes Microvac là dòng bơm chân không piston quay ngâm dầu được phát triển dành riêng cho những điều kiện vận hành như vậy.
Với lịch sử ứng dụng thực tế hơn 80 năm, Stokes Microvac đã trở thành một trong những dòng bơm piston chân không được sử dụng phổ biến trong các hệ thống chân không công nghiệp trên thế giới. Dòng sản phẩm hiện có ba model chính gồm Stokes 212J, Stokes 412J và Stokes 612J, với tốc độ bơm từ 234 đến 884 m³/h.
Tổng quan về bơm chân không Stokes Microvac Edwards
Stokes Microvac là bơm chân không thể tích sử dụng cơ cấu piston quay và dầu chân không để làm kín, bôi trơn và hỗ trợ làm mát.
Trong quá trình hoạt động, piston quay lệch tâm bên trong buồng bơm, liên tục tạo ra các khoang có thể tích thay đổi. Khí được hút vào, nén và đẩy ra ngoài qua cụm van xả. Dầu chân không tạo lớp làm kín giữa các chi tiết chuyển động, giúp bơm đạt áp suất thấp và duy trì hiệu suất ổn định.
So với nhiều dòng bơm cánh gạt dầu thông thường, Stokes Microvac được thiết kế với tốc độ quay thấp, kết cấu gang đúc chắc chắn và khoảng hở cơ khí phù hợp cho các ứng dụng công nghiệp nặng.
Đây không phải là dòng bơm nhỏ dành cho phòng thí nghiệm. Stokes Microvac được phát triển cho các hệ thống cần vận hành lâu dài, tải khí lớn và yêu cầu độ tin cậy cao.
Các model Stokes Microvac
Dòng Stokes Microvac gồm ba model cơ bản: Stokes 212J, Stokes 412J, Stokes 612J
Stokes 212J có tốc độ bơm danh định 234 m³/h tại nguồn điện 50 Hz. Đây là model nhỏ nhất trong dòng Microvac nhưng vẫn sở hữu kết cấu bơm piston công nghiệp chắc chắn.
Model 212J phù hợp với:
- Buồng nhiệt luyện và lò chân không có thể tích vừa
- Hệ thống sấy chân không
- Thiết bị phủ chân không
- Hệ thống thử kín
- Buồng chân không công nghiệp
- Hệ thống cần thay thế bơm piston Stokes thế hệ cũ
Công suất động cơ 5,5 kW giúp 212J cân bằng tốt giữa năng lực hút và mức tiêu thụ điện.
Stokes Microvac 412J
Stokes 412J đạt tốc độ bơm 442 m³/h tại 50 Hz và sử dụng động cơ 11 kW. Đây là model phù hợp với nhiều hệ thống chân không công nghiệp cỡ trung bình và lớn.
412J thường được sử dụng trong:
- Lò nhiệt luyện chân không
- Luyện kim và nấu chảy kim loại
- Sấy chân không máy biến áp
- Đúc và thấm chân không
- Hệ thống coating
- Quy trình hóa chất và dược phẩm
- Hệ thống chân không trung tâm
Nhờ lưu lượng lớn hơn gần hai lần 212J, Stokes 412J có thể rút ngắn thời gian hút xuống của buồng chân không hoặc xử lý tải khí lớn hơn.
Stokes Microvac 612J
Stokes 612J là model có công suất lớn nhất trong ba dòng tiêu chuẩn, đạt tốc độ bơm 884 m³/h tại 50 Hz.
Bơm sử dụng hai động cơ 11 kW tại 50 Hz. Cấu hình này phù hợp với hệ thống có buồng lớn, tải khí cao hoặc yêu cầu thời gian hút xuống ngắn.
Các ứng dụng điển hình gồm:
- Lò chân không công nghiệp cỡ lớn
- Hệ thống luyện kim chân không
- Sấy và xử lý cách điện máy biến áp
- Thiết bị PET công suất lớn
- Hệ thống phủ chân không
- Quy trình khử khí vật liệu
- Hệ thống bơm kết hợp với mechanical booster
Ưu điểm nổi bật của Stokes Microvac
1. Kết cấu cơ khí bền bỉ
Thân bơm được chế tạo từ gang đúc và gang cầu, mang lại độ cứng vững cao và khả năng chịu tải tốt. Kết cấu này đặc biệt phù hợp với môi trường sản xuất công nghiệp, nơi thiết bị phải vận hành trong thời gian dài.
Số lượng chi tiết chuyển động được tối ưu giúp hạn chế các điểm có nguy cơ mài mòn hoặc hư hỏng.
2. Tốc độ quay thấp giúp kéo dài tuổi thọ
Một trong những đặc điểm quan trọng của Stokes Microvac là tốc độ quay thấp.
Tốc độ quay thấp giúp:
- Giảm mài mòn cơ khí
- Giảm tải cho vòng bi và bề mặt làm kín
- Hạn chế phát sinh nhiệt
- Tăng tuổi thọ dầu và chi tiết bên...