Bơm phễu (hopper) trục vít cho dịch đặc, ít chảy: chọn sao cho đúng

Một chất lỏng loãng tự chảy vào họng hút nhờ trọng lực và độ chân không nhẹ mà bơm tạo ra. Nhưng với khối đặc, dính hoặc có cấu trúc sệt như bã táo sau ép, hồ tinh bột, bùn cô đặc hay thịt quả nghiền, dòng vật liệu gần như không tự di chuyển. Khi đó họng hút của bơm thông thường bị “đói” liệu: khối đặc bắc cầu (bridging) phía trên cửa hút, tạo lỗ rỗng, làm bơm hút hụt, rung và mòn nhanh. Đây là lý do nhiều dây chuyền thực phẩm, đồ uống và xử lý chất thải gặp tình trạng nghẹt, ngắt quãng khi cố dùng bơm không có phễu nạp.

Bơm phễu giải quyết đúng điểm này. Phễu rộng phía trên cho phép đổ hoặc cào trực tiếp khối đặc vào bơm. Bên trong phễu, một vít tải xoay chậm sẽ phá vỡ hiện tượng bắc cầu, gom vật liệu và đẩy cưỡng bức xuống cụm rotor-stator. Nhờ vậy buồng bơm luôn được nạp đầy, lưu lượng ổn định ngay cả với môi chất gần như không chảy.

Bơm phễu là một biến thể của bơm trục vít lệch tâm (progressive cavity). Trái tim của bơm vẫn là một rotor xoắn bằng thép quay lệch tâm bên trong một stator cao su. Khi rotor quay, giữa rotor và stator hình thành những khoang kín (cavity) di chuyển đều dọc theo trục, đẩy môi chất từ cửa hút sang cửa đẩy. Cơ chế thể tích này cho lưu lượng đều, ít xung, ít cắt và tự mồi, nên giữ được cấu trúc của những dịch nhạy cảm.

Điểm khác biệt của dòng phễu nằm ở phần nạp liệu. Phía trên cụm rotor-stator là một phễu lớn, bên trong có vít tải cưỡng bức. Vít này không tạo áp như rotor chính mà đóng vai trò “người tiếp liệu”: liên tục dồn khối đặc về phía họng hút để rotor không bao giờ bị đói. Sự phối hợp giữa vít nạp và rotor lệch tâm là chìa khóa giúp bơm xử lý hàm rắn cao và độ nhớt lớn mà vẫn chạy êm.

Trong dải Diamond của Nova Rotors, hai cấu hình phễu phục vụ hai nhóm nhu cầu khác nhau. Dòng DH-JH là phiên bản phễu công nghiệp, thiết kế cho chất đặc với hàm rắn tới khoảng 28%; phần phễu kết hợp lệch tâm lớn và vít nạp cho phép đưa bã, hồ đặc và khối nhão vào bơm một cách ổn định. Dòng HE bổ sung phễu kèm xe đẩy, hướng tới ngành thực phẩm và rượu vang, nơi cần di chuyển bơm linh hoạt giữa các bồn, thùng lên men hay điểm nạp liệu trong xưởng.

Ở dải tổng thể, các dòng Diamond của Nova Rotors đạt lưu lượng tới khoảng 420 m³/h và áp suất tới khoảng 48 bar tùy cấu hình, đủ biên độ để chọn được cỡ bơm phù hợp cho từng công đoạn. Riêng với bài toán phễu, thông số then chốt thường là hàm rắn và độ đặc của môi chất hơn là lưu lượng đỉnh.

Trong chế biến thực phẩm và đồ uống, bơm phễu xử lý các khối khó chảy như thịt quả, mứt đặc, bã sau ép, sốt sệt hay khối nguyên liệu đã nghiền. Dòng HE với xe đẩy đặc biệt tiện cho xưởng rượu vang khi cần chuyển bã nho hoặc dịch đặc giữa các bồn. Trong xử lý nước thải và môi trường, bơm phễu nhận bùn cô đặc, cặn lắng và khối nhão mà bơm ly tâm không kham nổi. Nhờ cơ chế ít cắt, bơm giữ nguyên cấu trúc với các môi chất nhạy cảm, đồng thời vẫn đẩy được khối đặc nhờ vít nạp cưỡng bức.

Khi cần ghép chuỗi, bơm phễu thường đứng sau một máy nghiền hai trục để giảm kích thước rắn trước khi bơm, hoặc đứng ngay tại điểm nạp liệu đầu dây chuyền. Cách bố trí này giúp dòng vật liệu được kiểm soát ổn định từ khâu đầu vào.

Như mọi bơm trục vít lệch tâm, cặp rotor-stator là phần hao mòn của bơm phễu và hoàn toàn không được chạy khô: khi thiếu môi chất bôi trơn, ma sát giữa rotor và stator sinh nhiệt nhanh và có thể làm cháy stator cao su. Với chất đặc, rủi ro chạy khô thường đến từ tình trạng đói liệu ở phễu, nên việc duy trì mức liệu trong phễu và chọn đúng cỡ vít nạp rất quan trọng.

Vật liệu stator cũng cần chọn theo môi chất: NBR cho dầu mỡ và nhiều thực phẩm thông dụng, EPDM cho môi trường gốc nước và một số hóa chất, Viton cho môi chất có tính ăn mòn hoặc nhiệt độ cao hơn. Chọn sai cao su sẽ khiến stator trương nở hoặc lão hóa sớm, kéo theo giảm lưu lượng và tăng chi phí thay thế.