Nguyên lý hoạt động của bơm màng: Giải mã từ A-Z 1. Khái quát về bơm màng khí nén (AODD Pump) Giải thích máy bơm màng khí nén là gì? Máy bơm màng khí nén, còn được gọi là Air Operated Diaphragm Pump (AODD), là dòng máy bơm hoạt động bằng khí nén, sử dụng hai màng bơm linh hoạt chuyển động qua lại để bơm lưu chất. Không giống như các loại bơm dùng motor điện, nguyên lý hoạt động của bơm màng toàn bộ quá trình vận hành của bơm được điều khiển bởi hệ thống phân phối khí, tạo ra chu trình hút – đẩy liên tục. Tầm quan trọng và sự phổ biến trong công nghiệp Với cấu tạo tối ưu, độ an toàn cao và khả năng bơm được nhiều dạng chất lỏng, bơm màng khí nén được sử dụng phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp như: Lĩnh vực sản xuất hóa chất Lĩnh vực chế biến thực phẩm Xử lý nước thải, môi trường Các chất lỏng có độ nhớt cao Quan trọng hơn, trong các điều kiện làm việc dễ cháy nổ hoặc đòi hỏi tiêu chuẩn an toàn cao, bơm màng khí nén gần như phương án phù hợp nhất. Ưu điểm cốt lõi của máy bơm màng khí nén Không dùng nguồn điện → an toàn tuyệt đối trong điều kiện dễ bắt lửa Tự mồi tốt, cho phép bơm lưu chất khi bơm khô Không bị ảnh hưởng khi chạy khô, không gặp hiện tượng quá nhiệt Xử lý được nhiều loại lưu chất: chất hóa học, bùn thải, chất có hạt rắn, chất ăn mòn 2. Cấu tạo cơ bản của bơm màng khí nén Để nắm vững cách thức làm việc, cần nắm vững các bộ phận chính của máy bơm màng khí nén. Kết cấu của thiết bị này không quá phức tạp nhưng hiệu quả, được thiết kế nhằm việc tách biệt nguồn khí nén với lưu chất để ngăn ngừa nhiễm bẩn. Thân bơm (Body): Đây là phần vỏ ngoài chứa chất lỏng được bơm, thường được làm từ những vật liệu có độ bền cao như nhựa kỹ thuật (PP, PVDF), hợp kim nhôm, thép không gỉ (inox) hoặc gang đúc. Việc lựa chọn vật liệu được quyết định bởi tính chất lưu chất: inox phù hợp hóa chất có tính ăn mòn cao, nhựa cho thực phẩm để đáp ứng tiêu chuẩn an toàn vệ sinh. Màng bơm (Diaphragm): Được xem là bộ phận quan trọng nhất, bao gồm hai màng đàn hồi bố trí đối xứng hai bên, được làm từ các chất liệu như Teflon (PTFE) cho tính kháng hóa chất cao, Santoprene (Santo) cho độ đàn hồi và tuổi thọ cao, Nitrile cho dầu mỡ, hoặc cao su Neoprene cho chất lỏng thông thường. Bộ phận này chịu trách nhiệm tạo áp suất để vận chuyển chất lỏng mà không cho phép khí nén tiếp xúc trực tiếp với lưu chất.} Bộ van khí (Air Valve): Có thể xem như trung tâm điều khiển của máy bơm, bộ phận này điều hướng luồng khí nén giữa hai khoang khí. Nó thường là van dạng piston hoặc van spool, làm việc hoàn toàn tự động để đảo chiều khí nén, giúp đảm bảo chu kỳ hoạt động liên tục mà không yêu cầu điều khiển bên ngoài.} Bi và Đế (Ball/Seat): Đây là cụm van một chiều, bao gồm bi (có thể làm từ inox, nhựa kỹ thuật hoặc cao su đặc biệt) và đế van (seat) để bi ngồi khít. Thông thường có 4 cụm bi và đế: hai ở cổng hút và hai ở cổng đẩy, giúp ngăn chặn dòng chảy ngược và định hướng chiều dòng chảy.} Trục kết nối: Là một trục cứng nối hai màng bơm lại với nhau, đảm bảo khi một màng di chuyển ra ngoài, màng kia sẽ bị kéo vào trong, tạo chuyển động đồng bộ trong quá trình làm việc của máy bơm màng khí nén.} 3. Nguyên lý làm việc chi tiết (Chu trình 2 pha) Bơm màng khí nén hoạt động dựa trên sự chênh lệch áp suất khí nén và chuyển động tịnh tiến của hai màng đàn hồi. Pha 1: Hút trái – Xả phải Khí nén được dẫn vào khoang khí bên phải Màng bơm bên phải di chuyển theo hướng đẩy → tạo áp lực đẩy vật liệu bơm đi qua đường xả Đồng thời, trục nối kéo màng phía trái di chuyển vào trong Buồng chất lỏng phía trái tạo vùng áp suất thấp → hút chất lỏng từ cổng hút vào Chu kỳ 2: Đẩy bên trái – Hút bên phải Hệ van khí tự động chuyển mạch, dẫn khí nén tới khoang khí bên trái Màng bên trái đẩy chất lỏng ra cổng xả Màng bơm phía phải co lại, sinh áp suất hút lưu chất mới Hai quá trình trên lặp lại không ngừng, đảm bảo bơm vận hành ổn định và không cần động cơ điện. ứng dụng của máy bơm màng 4. Cơ chế hoạt động của van một chiều (Bi và Đế) Trong quá trình bơm vận hành: Bi được nâng lên khi lưu chất đi vào khoang bơm Bi nhanh chóng đóng kín lúc chất lỏng được đẩy ra đường ống xả Nguyên lý đóng mở tự động này mang lại: 5. Những yếu tố quyết định hiệu suất hoạt động của bơm Nguồn áp suất khí nén đầu vào Áp suất khí càng cao → lưu lượng bơm càng lớn Tuy nhiên cần nằm trong giới hạn cho phép để tránh mòn màng Tính chất nhớt của chất bơm Với chất lỏng có độ nhớt lớn → hành trình chuyển động của màng sẽ chậm lại Cần chọn kích thước bơm và vật liệu màng phù hợp Quy cách và cách lắp đặt đường ống Ống dẫn có kích thước nhỏ sẽ tạo ra hiện tượng “thắt cổ chai” Cần hạn chế tối đa các đoạn co, gấp khúc nhằm hạn chế sụt áp trên đường ống 6. Ứng dụng công nghiệp thực tế dựa trên nguyên lý Nhờ nguyên lý hoạt động linh hoạt, máy bơm màng khí nén được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực: Bơm hóa chất ăn mòn: axit, kiềm, dung môi (màng Teflon, thân nhựa) Bơm thực phẩm – đồ uống: các loại sữa, siro, nước sốt (thân inox, đạt chuẩn vệ sinh) Ứng dụng bơm bùn và chất thải: các loại bùn đặc, nước thải lẫn tạp chất rắn (đáp ứng tốt điều kiện mài mòn khắc nghiệt) 7. Kết luận và khuyến nghị bảo dưỡng Bơm màng khí nén có cơ chế hoạt động đơn giản nhưng mang lại hiệu suất cao, vận hành không dùng điện năng, an toàn, linh hoạt và bền bỉ trong đa dạng điều kiện vận hành. Lời khuyên bảo trì: Rà soát màng bơm thường xuyên để hạn chế rò rỉ khí hoặc chất lỏng Làm sạch cụm bi – đế van để giữ cho van một chiều vận hành chính xác Ưu tiên sử dụng khí nén sạch, khô để nâng cao tuổi thọ van khí Khi được sử dụng và bảo dưỡng hợp lý, bơm màng khí nén có thể hoạt động ổn định trong thời gian dài với chi phí vận hành rất thấp. www.englishcourses.edu.vn
