Khi độ nhớt môi chất tăng tới ngưỡng mà cánh tuabin hay cánh chân vịt không đẩy nổi dòng chảy ra tới thành bồn, lớp môi chất sát thành đứng yên và bám lại. Cánh khuấy mỏ neo sinh ra cho đúng tình huống đó.
Cánh khuấy mỏ neo là cánh đường kính lớn, quay chậm, biên dạng ôm theo đáy và thành bồn. Cánh chạy trong chế độ chảy tầng và tạo dòng tuần hoàn ngang, khác hẳn dòng hướng trục hay dòng tỏa tia của các biên dạng cánh tốc độ cao.
Đây là cánh dùng cho hồ bột, paste, keo, dịch cô đặc, bùn đặc và những bồn có áo gia nhiệt cần lấy nhiệt qua thành. Nếu bạn chưa chốt được biên dạng, xem trước bài cách chọn cánh khuấy theo độ nhớt.
1. Cánh khuấy mỏ neo làm ba việc trong bồn
Việc thứ nhất là cạo lớp bám trên thành. Cánh chạy sát thành với khe hở nhỏ, mỗi vòng quay bóc lớp môi chất đang đứng yên sát thành và đẩy nó vào khối chung. Không có việc này thì lớp bám dày dần, và trong bồn có áo gia nhiệt thì lớp bám đó chính là lớp cách nhiệt.
Việc thứ hai là truyền nhiệt. Hệ số truyền nhiệt qua thành bồn phụ thuộc trực tiếp vào tốc độ môi chất trượt trên thành. Cánh mỏ neo giữ cho lớp sát thành luôn chuyển động nên nhiệt đi qua được, còn cánh đường kính nhỏ để lại một lớp tĩnh làm nghẽn đường truyền nhiệt.
Việc thứ ba là chống lắng đáy. Biên dạng đáy của cánh mỏ neo làm theo đáy bồn thật, nên phần đáy cong và góc chuyển tiếp giữa đáy với thành đều nằm trong vùng cánh quét qua. Đây là hai vị trí mà mọi biên dạng cánh khác đều bỏ sót.
2. Thông số kỹ thuật cánh khuấy mỏ neo
| Thông số | Giá trị hãng công bố |
|---|---|
| Tỉ số đường kính cánh trên đường kính bồn (dj/D) | 0,8 – 0,98 |
| Độ nhớt môi chất (hãng không ghi đơn vị) | < 100.000 |
| Tốc độ dài đầu cánh (hãng không ghi đơn vị) | 1 – 5 |
| Chế độ dòng chảy | Chảy tầng, dòng tuần hoàn ngang |
| Đường kính cánh, vật liệu, kiểu lắp, số tầng | Chế tạo theo bản vẽ bồn, liên hệ kỹ thuật |
Tỉ số dj/D là con số quyết định khi chọn cánh mỏ neo. Dải 0,8 đến 0,98 nghĩa là đường kính cánh chiếm từ 80% tới 98% đường kính bồn, tức cánh gần như lấp kín mặt cắt ngang. Chọn dj/D thấp hơn dải này thì khe hở với thành quá lớn và cánh mất tác dụng cạo thành, mà đó lại là lý do chính để dùng cánh mỏ neo.
Hãng cũng cho phép thêm thanh đứng và thanh ngang vào cánh mỏ neo để mở rộng vùng khuấy. Khi thêm đủ nhiều thanh, kết cấu chuyển thành cánh khuấy khung, xử lý được môi chất nhớt hơn một bậc.
3. Vì sao cánh thông dụng không thay được cánh mỏ neo
Môi chất nhớt không truyền chuyển động đi xa. Với chất lỏng loãng, cánh tuabin tạo dòng lan ra toàn bồn nhờ rối. Khi độ nhớt lên cao, rối tắt và chuyển động chỉ tồn tại trong vùng ngay quanh cánh. Bồn có cánh tuabin nhỏ giữa lòng một khối paste thì phần lớn thể tích bồn đứng yên, dù động cơ vẫn chạy đủ dòng.
Khe hở giữa cánh và thành quyết định lớp bám. Cánh thông dụng đường kính nhỏ, cách thành bồn xa, nên lớp môi chất sát thành không bao giờ bị bóc. Tăng công suất động cơ không sửa được điều này vì nó là bài toán hình học chứ không phải bài toán năng lượng.
Tăng tốc độ làm hỏng thêm. Với môi chất nhớt, tăng vòng quay chủ yếu làm tăng mô-men cản và sinh nhiệt cắt tại chỗ, còn thể tích được khuấy thì gần như không đổi. Với keo và nhựa lỏng, nhiệt cắt đó còn làm biến chất mẻ sản phẩm.
4. Khe hở, tải trọng và các lưu ý khi lắp
Khe hở với thành bồn là thông số quan trọng nhất khi chế tạo. Khe hở quá lớn thì mất tác dụng cạo thành, còn quá nhỏ thì cánh chạm thành khi trục võng hoặc khi bồn giãn nở nhiệt. Con số này phải tính theo chiều dài trục, đường kính trục, nhiệt độ vận hành và dung sai chế tạo của chính cái bồn đó.
Tải trọng đặt lên cụm truyền động lớn hơn hẳn cánh thông dụng. Cánh đường kính lớn quay trong môi chất nhớt sinh mô-men xoắn cao, nên hộp giảm tốc, trục và bích lắp đều phải tính lại. Lắp cánh mỏ neo lên một máy khuấy đang chạy cánh tuabin mà giữ nguyên cụm truyền động là cách nhanh nhất làm hỏng hộp số.
Khởi động sau khi dừng lâu là tình huống nguy hiểm nhất. Môi chất nhớt đông lại quanh cánh, mô-men khởi động vọt lên nhiều lần so với mô-men chạy ổn định. Bồn nào có nguy cơ này cần biến tần khởi động mềm hoặc quy trình gia nhiệt trước khi quay.
Bồn có ruột gà gia nhiệt phải kiểm tra va chạm trước khi chốt bản vẽ. Cánh mỏ neo chạy sát thành nên mọi chi tiết nhô vào lòng bồn, gồm ruột gà, tấm chặn dòng, đầu dò nhiệt độ và ống nạp liệu, đều nằm trên đường quét của cánh.
5. Ngành nào dùng cánh khuấy mỏ neo
| Ngành | Môi chất điển hình | Vì sao cần cánh mỏ neo |
|---|---|---|
| Hóa chất | Nhựa lỏng, keo, dịch cô đặc | Phản ứng tỏa nhiệt cần lấy nhiệt qua áo, lớp bám thành làm nghẽn truyền nhiệt |
| Thực phẩm | Mứt, sốt đặc, hồ tinh bột | Môi chất cháy khét khi bám đáy bồn gia nhiệt |
| Sơn và mực in | Sơn gốc dầu, mực đặc | Bột màu lắng đáy, cần cánh quét sát đáy |
| Dược và mỹ phẩm | Kem, gel, nhũ tương đặc | Cần đồng nhất nhiệt độ toàn mẻ và tránh vùng chết |
| Xử lý bùn | Bùn đặc sau ép, vôi sữa đậm đặc | Bùn đóng bánh ở đáy nếu không có cánh quét đáy |
Điểm chung của cả năm nhóm: môi chất đủ nhớt để không tự chảy về vị trí cân bằng khi máy dừng. Đó cũng là phép thử tại chỗ dễ nhất để biết bồn của bạn có thuộc nhóm này không.
6. Hãng và phạm vi cung cấp
Ninh Đà là đại diện chính thức của Greatwall Mixers tại Việt Nam. Cánh khuấy mỏ neo nằm trong nhóm impeller của hãng, chế tạo bằng thép không gỉ 304 hoặc 316L, và làm theo bản vẽ bồn của từng dự án.
Cánh khuấy được cung cấp như hạng mục độc lập, không bắt buộc mua kèm máy nguyên cụm. Nếu bạn thay cánh cho bồn đang chạy, chúng tôi tính lại mô-men và kiểm tra cụm truyền động hiện có trước khi báo phương án.
Xem thêm các biên dạng khác trong danh mục cánh khuấy, hoặc đọc bài các loại cánh khuấy để so sánh toàn bộ nhóm biên dạng.
Câu hỏi thường gặp (FAQ)
Cánh khuấy mỏ neo khác cánh khuấy khung ở điểm nào? Cánh mỏ neo ôm theo đáy và thành bồn, mạnh nhất ở việc chống bám đáy và truyền nhiệt qua áo gia nhiệt. Cánh khung có thêm thanh ngang và thanh đứng phủ gần hết chiều cao mức lỏng, xử lý được môi chất nhớt hơn một bậc theo công bố của hãng.
Khe hở giữa cánh mỏ neo và thành bồn nên là bao nhiêu? Không có một con số chung. Khe hở tính theo chiều dài trục, độ võng trục ở tốc độ vận hành, nhiệt độ làm việc và dung sai của bồn. Bồn càng cao và trục càng dài thì khe hở phải để rộng hơn.
Cánh mỏ neo có làm theo kích thước bồn không? Có, và gần như luôn phải làm theo bồn. Với dj/D từ 0,8 tới 0,98, sai số vài chục milimet đã đủ làm cánh chạm thành hoặc mất tác dụng cạo thành.
Có thể lắp cánh mỏ neo lên máy khuấy đang chạy không? Cần tính lại trước khi thay. Cánh đường kính lớn quay trong môi chất nhớt sinh mô-men xoắn cao hơn cánh cũ, nên phải kiểm tra hộp giảm tốc, trục và bích lắp trước.
Cánh khuấy có bán riêng không hay phải mua cả máy? Bán riêng được. Cánh khuấy là hạng mục độc lập trong danh mục, kể cả khi bạn chỉ thay cánh cho một bồn cũ.
Yêu cầu báo giá cánh khuấy mỏ neo
Để nhận phương án và báo giá, cần bốn thông tin: bản vẽ hoặc kích thước bồn gồm đường kính và chiều cao, môi chất và độ nhớt ở nhiệt độ làm việc, nhiệt độ vận hành, và cụm truyền động hiện có nếu bạn thay cánh cho bồn cũ.
Gửi thông tin về hotline 0388 970 613 (info@ninhda.com) hoặc qua trang tư vấn kỹ thuật để nhận phương án cánh và bản vẽ chế tạo.
