Trong cuộc cách mạng công nghiệp và sự phát triển không ngừng của công nghệ, việc sử dụng bơm màng khí nén đã trở thành một phần quan trọng của hầu hết các ngành công nghiệp. Được cho ra đời để giải quyết các vấn đề vận chuyển và áp lực trong quy trình sản xuất, bơm màng khí nén đã từng bước thay đổi cách chúng ta làm việc và tạo ra những lợi ích vô cùng quan trọng trong hiệu suất làm việc.
Bơm màng khí nén là gì?
Bơm màng khí nén là một thiết bị bơm sử dụng áp lực khí nén để tạo chuyển động cho màng bơm, từ đó đẩy chất lỏng đi qua bơm. Bơm màng khí có cấu tạo đơn giản, hoạt động ổn định, độ bền cao và có thể bơm được nhiều loại chất lỏng, kể cả các chất lỏng có độ nhớt cao, có chứa các hạt rắn….
Bơm màng khí nén được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau trong đời sống như:
- Công nghiệp: bơm hóa chất, bơm bùn, bơm sơn, bơm nước thải….
- Nông nghiệp: bơm phân bón, bơm nước tưới….
- Xây dựng: bơm bê tông, bơm vữa….
- Dịch vụ: bơm xăng dầu, bơm nước sinh hoạt….
Cấu tạo và nguyên lý bơm màng khí nén
Bơm màng khí nén được thiết kế dựa trên nguyên tắc cơ bản của áp lực khí nén để tạo động cơ đẩy màng linh hoạt, đẩy chất lỏng hoặc chất khí qua hệ thống ống dẫn. Dưới đây là mô tả về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bơm màng khí:
Cấu tạo của máy bơm màng khí nén
Bơm màng khí nén là một thiết bị bơm sử dụng khí nén để tạo lực đẩy màng bơm, từ đó đẩy chất lỏng đi qua bơm. Bơm màng khí nén có cấu tạo đơn giản, gồm các bộ phận chính sau:
- Màng bơm: đây là bộ phận quan trọng nhất của máy bơm màng khí, màng bơm có thể được làm từ các vật liệu như teflon, viton, cao su buna….
- Vở máy bơm màng khí nén (thân bơm): là bộ phận ngoài cùng có chức năng đựng và bảo vệ các chi tiết máy bơm. Vỏ máy bơm được làm từ các vật liệu như nhựa, nhôm, inox, gang….
- Cổng hút cổng cả
- Bộ phận chia khí (bộ phận phối khí): là bộ phận cấu tạo riêng biệt của máy bơm.
- Buồng bơm: là bộ phận chứa chất lỏng cần bơm. Buồng bơm được chia thành 4 khoang bao gồm 2 khoang hút và 2 khoang đẩy.
- Trục bơm: là bộ phận nằm giữa bơm, đây là bộ phận quan trọng của máy bơm màng khí nén.
- Bi bơm và đế bơm màng
- Bộ phận giảm thanh: có tác dụng giảm rung lắc và tiếng ồn cho thiết bị trong quá trình sử dụng.
Nguyên lý hoạt động bơm màng khí nén
Máy bơm màng khí nén làm việc theo nguyên lý hút đẩy dựa trên nền tảng nguồn năng lượng khí nén và dựa vào sự chuyển động qua lại của hai màng bơm. Khi khí nén được cung cấp vào bên trong bơm, áp suất khí tăng lên và đẩy màng bơm sang phía trước. Khi áp suất giảm, màng bơm trở lại vị trí ban đầu và hút chất lỏng vào bên trong.
Máy bơm màng khí nén hoạt động theo một chu trình đầy đủ như sau:
- Bước 1: Hệ thống khí nén bắt đầu tiến hành hướng không khí vào buồng khí A.
- Bước 2: Khi trục di chuyển sang trái và chuyển động của màng ngăn làm giảm thể tích buồng bơm A đồng thời làm tăng thể tích buồng bơm B. Các van ở hai bên buồng bơm giúp đảm bảo rằng chất lỏng chỉ chảy theo một hướng: từ cổng vào đến cổng xả. Cuối cùng, máy sẽ hút chất lỏng từ đầu vào (là buồng B) và xả nó ra (buồng A).
- Bước 3: Sau khi máy bơm hoàn thành quá trình hút chất lỏng lần đầu tiên, thì hệ thống phân phối khí sẽ tiếp tục thông hơi ở buồng A và hướng khí nén vào buồng B.
- Bước 4: Tại đây, trục bắt đầu di chuyển sang trái, tăng thể tích buồng A và giảm thể tích buồng B. Chất lỏng tại đây được hút vào buồng A và đẩy ra buồng B.
- Bước 5: Tương tự như vậy, khi trục hoàn thành quá trình hút, hệ thống phân phối khí sẽ tiếp tục thông hơi tại buồng B và hướng khí nén vào buồng A một lần nữa.
- Bước 6: Quá trình này diễn ra theo quy trình luân phiên từ buồng A sang buồng B.
Ưu điểm và nhược điểm của bơm màng khí nén
Bơm màng khí nén là một loại bơm được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, với những ưu điểm và nhược điểm nổi bật như:
Ưu điểm
Máy bơm màng khí nén có những ưu điểm vượt trội sau:
- Bơm màng khí nén có khả năng xử lý nhiều loại chất lỏng khác nhau từ chất lỏng có độ nhớt cao đến chất lỏng nặng một cách hiệu quả, chính xác mà không làm biến dạng các vật liệu bơm.
- Trong quá trình sử dụng máy bơm màng khí, người dùng không cần phải trở lại kiểm tra các van mà vẫn bơm được chất lỏng được một cách trực tiếp.
- Bơm màng có khả năng tự mồi hoàn hảo, vận chuyển các loại bùn loãng, axit.
- Máy có thể hoạt động với công suất tối ưu liên tục mà vẫn đảm bảo chất lượng hút chất lỏng.
- Các phụ tùng của thiết bị dễ dàng thay thế, hư bộ phận nào bạn có thể thay bộ phận đó, không tốn quá nhiều chi phí.
- Bơm màng khí giúp giảm thiểu khả năng cháy nổ trong các khu vực có nguy cơ cháy nổ cao nhờ việc không sử dụng điện, do đó không sinh ra tia lửa điện.
- Máy bơm có khả năng tự mồi cao và chạy khô không sinh nhiệt.
- Thiết bị có tuổi thọ khá cao khi sử dụng đúng mục đích.
Nhược điểm
Bên cạnh những ưu điểm, máy bơm màng khí nén vẫn tồn tại một số nhược điểm sau:
- Máy bơm có giá thành cao hơn so với các loại máy bơm thông thường.
- Màng bơm của bơm màng khí nén sẽ ít chịu tác động về hao mòn so với máy bơm màng cơ học vì nhờ vào cân bằng áp suất của nguồn cung cấp khí nén.
Những ứng dụng của bơm màng khí nén
Bơm màng khí nén là thiết bị có khả năng xử lý nhiều loại chất lỏng hoặc chất khí. Với những ưu điểm vượt trội của mình, thiết bị được ứng dụng phổ biến trong đa dạng các lĩnh vực trong đời sống:
- Công nghiệp thực phẩm: Bơm màng khí nén được sử dụng để chuyển các chất lỏng như bia, sữa, nước ép hoặc nước sốt trong quá trình sản xuất thực phẩm. Điều này đảm bảo tính an toàn và tránh nhiễm bẩn trong môi trường thực phẩm.
- Công nghiệp hóa chất: Trong các ứng dụng hóa chất, bơm màng khí nén có khả năng xử lý các chất lỏng ăn mòn và dễ mòn mà các loại bơm khác có thể không đủ mạnh để xử lý. Chúng được sử dụng trong quá trình vận chuyển, trộn và khuấy các hợp chất hóa học.
- Xử lý nước: Bơm màng khí nén chuyên được sử dụng trong các ứng dụng xử lý nước, bao gồm xử lý nước thải, lọc nước và tạo áp lực trong hệ thống xử lý nước. Chúng có thể xử lý nước có chất lỏng và hạt rắn mà không gây tắc nghẽn.
- Công nghiệp ô tô: Trong quá trình sản xuất ô tô, bơm màng khí nén được sử dụng để cung cấp dầu bôi trơn, hút chất lỏng làm mát và thực hiện nhiều nhiệm vụ khác để duy trì quá trình sản xuất suôn sẻ.
- Công nghiệp dầu khí: Bơm màng khí nén được sử dụng để vận chuyển và xử lý các loại dầu, hỗn hợp khí, và các hợp chất có thể ăn mòn trong ngành công nghiệp dầu khí.
- Sản xuất điện tử: Trong sản xuất các thiết bị điện tử như chip và mạch điện tử, bơm màng khí nén giúp trong việc vận chuyển các hợp chất phụ gia chính xác vào quá trình sản xuất.
- Vệ sinh môi trường: Trong việc xử lý và kiểm soát môi trường, bơm màng khí nén giúp trong việc bơm các loại hóa chất, phân tách chất lỏng và thực hiện các quy trình xử lý môi trường.
Tổng kết
Với sự phát triển không ngừng, bơm màng khí nén đã và đang tiếp tục chứng minh vai trò không thể thiếu của mình trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Đó không chỉ là một thiết bị công nghiệp đơn thuần, mà còn là biểu tượng của sự đổi mới và tiến bộ trong công nghiệp hiện đại. Chắc chắn, với sự phát triển của công nghệ và sự sáng tạo không ngừng của con người, chúng ta sẽ tiếp tục thấy bơm màng khí nén tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong tương lai.