Toàn quốc Bí mật đằng sau khả năng tự mồi của bơm màng khí nén

Bí mật đằng sau khả năng tự mồi của bơm màng khí nén
1. Giới thiệu chung về bơm màng khí nén (AODD Pump)
Bơm màng vận hành bằng khí nén, tên tiếng Anh là AODD Pump, là dòng bơm thuộc nhóm dịch chuyển thể tích hoạt động nhờ áp lực khí nén để luân chuyển dung dịch. Thiết bị này vận hành dựa trên cơ chế chuyển động qua lại của cặp màng bơm, liên kết với nhau qua trục trung tâm.
Khí nén được cung cấp để đẩy màng, nguyên lý hoạt động của bơm màng tạo ra sự chênh lệch áp suất giúp hút và đẩy chất lỏng mà không xảy ra tiếp xúc trực tiếp giữa khí nén và chất lỏng, từ đó giúp đảm bảo độ an toàn cao và vệ sinh trong quá trình vận hành.
Bơm màng khí nén đặc biệt phổ biến trong nhiều lĩnh vực công nghiệp yêu cầu mức độ ổn định lớn và khả năng xử lý đa dạng chất lỏng.
Trong lĩnh vực thực phẩm và đồ uống, bơm màng khí nén được sử dụng để vận chuyển các chất nhạy cảm như sốt thực phẩm, sữa hoặc nước ép mà không làm thay đổi chất lượng ban đầu.
Trong lĩnh vực hóa chất, bơm AODD được đánh giá cao cho việc bơm chuyển các hóa chất ăn mòn hoặc độc hại như axit, dung dịch kiềm.
Ngoài ra, trong lĩnh vực xử lý nước thải, bùn thải, bơm màng khí nén giúp vận chuyển bùn và nước thải một cách hiệu quả, giảm nguy cơ tắc nghẽn. Giá trị cốt lõi của bơm AODD nằm ở khả năng làm việc bền bỉ trong điều kiện khắc nghiệt, nơi những dòng bơm truyền thống dễ hỏng hóc hoặc không đảm bảo an toàn.
Lợi thế chính của bơm AODD bao gồm: Không cần dùng điện, giúp loại bỏ rủi ro cháy nổ do điện trong môi trường dễ cháy; khả năng chạy khô mà không bị hư hỏng (khả năng dry-run), phù hợp cho những hệ thống vận hành không liên tục; khả năng tự mồi cao (tự hút), có thể hút lưu chất lên đến 8–9 mét mà không cần mồi thủ công; và đảm bảo an toàn cháy nổ (chống nổ), nhờ vận hành bằng khí nén, không dùng motor điện.
Nhờ những ưu điểm trên làm cho AODD luôn là giải pháp ưu tiên trong nhiều ngành công nghiệp yêu cầu cao.
2. Cấu tạo cơ bản của bơm màng khí nén
Để làm rõ nguyên lý hoạt động, cần nắm vững những bộ phận cấu thành của bơm màng khí nén. Kết cấu của thiết bị này không quá phức tạp nhưng khoa học, được thiết kế nhằm việc phân tách hoàn toàn nguồn khí nén với lưu chất để tránh ô nhiễm.
Thân bơm (Body):
Đây là phần vỏ ngoài tiếp xúc trực tiếp với lưu chất, được chế tạo từ những vật liệu có độ bền cao như nhựa (PP, PVDF), nhôm, thép không gỉ (inox) hoặc gang đúc. Vật liệu thân bơm phụ thuộc vào loại chất lỏng: inox cho hóa chất ăn mòn, nhựa dùng trong ngành thực phẩm để đảm bảo vệ sinh.
Màng bơm (Diaphragm):
Được xem là bộ phận quan trọng nhất, gồm hai màng linh hoạt bố trí đối xứng hai bên, được làm từ các chất liệu như PTFE cho khả năng chịu hóa chất vượt trội, Santoprene cho độ đàn hồi và tuổi thọ cao, Buna-N (Nitrile) cho các chất lỏng gốc dầu, hoặc cao su Neoprene cho môi trường làm việc phổ thông. Màng bơm chịu trách nhiệm tạo lực để vận chuyển lưu chất mà không để khí nén tiếp xúc với chất lỏng.}
Bộ van khí (Air Valve):
Có thể xem như trung tâm điều khiển của bơm, van khí điều hướng luồng khí nén giữa các buồng khí. Thông thường đây là van piston hoặc van trượt spool, làm việc hoàn toàn tự động để chuyển hướng dòng khí, đảm bảo chu kỳ hoạt động liên tục mà không yêu cầu tác động từ bên ngoài.}
Bi và Đế (Ball/Seat):
Là hệ thống van một chiều, gồm bi (có thể làm từ thép, nhựa hoặc cao su đặc biệt) và đế van (seat) để bi ngồi khít. Thông thường có bốn bộ bi-đế: hai ở cổng hút và 2 tại cửa xả, giúp ngăn chặn dòng chảy ngược và kiểm soát chiều dòng chảy.}
Trục kết nối:
Đây là một trục cứng liên kết hai màng bơm, đảm bảo khi một màng di chuyển ra ngoài, màng còn lại sẽ hút vào, tạo sự đồng bộ trong hoạt động của bơm.}
3. Cơ chế vận hành chi tiết (Hoạt động theo 2 chu kỳ)
Bơm màng khí nén hoạt động thông qua độ chênh áp giữa các khoang khí và chuyển động tịnh tiến của hai màng đàn hồi.
Pha 1: Hút trái – Xả phải
Nguồn khí nén được đưa vào khoang khí bên phải
Màng bơm phía phải dịch chuyển ra ngoài → sinh lực đẩy chất lỏng ra cửa xả
Đồng thời, trục liên kết kéo màng phía trái co vào trong
Buồng chất lỏng phía trái tạo môi trường chân không → hút vật liệu từ đầu hút đi vào
Chu kỳ thứ hai: Đẩy trái – Hút phải
Van phân phối khí tự động đổi hướng, cấp khí nén sang khoang khí của màng trái
Màng bơm phía trái xả chất lỏng ra cửa xả
Màng bơm phía phải co lại, sinh áp suất hút chất lỏng mới
Hai quá trình trên diễn ra liên tục, giúp bơm hoạt động ổn định và không sử dụng motor điện.

4. Cách vận hành của van một chiều gồm Bi và Đế
Khi máy bơm bắt đầu làm việc:
Bi được nâng lên khi chất lỏng được hút vào
Bi sẽ đóng lại khi màng bơm đẩy chất lỏng ra ngoài
Cơ chế vận hành thông minh này cho phép:
5. Các yếu tố tác động đến hiệu quả vận hành bơm
Áp suất khí nén đầu vào
Áp lực khí nén đầu vào lớn hơn sẽ giúp bơm đạt lưu lượng cao hơn
Tuy vậy, áp suất phải được kiểm soát trong ngưỡng cho phép nhằm tránh mài mòn màng
Độ nhớt của lưu chất
Lưu chất càng nhớt → tốc độ dao động của màng bơm càng giảm
Cần chọn kích thước bơm và vật liệu màng phù hợp
Kích thước và bố trí đường ống
Ống dẫn có kích thước nhỏ sẽ tạo ra hiện tượng “thắt cổ chai”
Nên hạn chế co, gấp khúc để giảm tổn thất áp suất
6. Ứng dụng trong thực tiễn xuất phát từ nguyên lý hoạt động
Cơ chế làm việc tối giản nhưng linh hoạt của bơm AODD cho phép áp dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp.
Ứng dụng trong bơm hóa chất ăn mòn: Thông qua vật liệu màng Teflon chịu hóa chất cao, thiết bị có khả năng bơm axit sulfuric, natri hydroxit hoặc dung môi mà không bị ăn mòn, phổ biến trong ngành công nghiệp hóa chất và sơn.
Bơm thực phẩm, đồ uống: Đối với lĩnh vực thực phẩm, bơm đáp ứng tiêu chuẩn vệ sinh nghiêm ngặt thông qua cơ chế không cho khí nén tiếp xúc trực tiếp với nguyên liệu, ngăn ngừa tạp nhiễm. Nó dùng để bơm siro, nước sốt hoặc bia mà không ảnh hưởng đến chất lượng và đặc tính sản phẩm.
Bơm bùn, chất thải: Nhờ khả năng chống mài mòn tốt và vận hành không cần mồi, giúp AODD đặc biệt thích hợp với các hệ thống xử lý bùn công nghiệp, nước thải sinh hoạt và hạt rắn lơ lửng, hạn chế tình trạng tắc nghẽn so với bơm ly tâm thông thường.
7. Kết luận và lời khuyên bảo trì
Tóm lại, nguyên lý làm việc của bơm màng khí nén hoạt động theo sự đảo chiều khí nén nhằm hình thành chu kỳ hút-đẩy liên tục, đem đến hiệu quả cao với thiết kế đơn giản, an toàn và đa năng. Chính vì vậy làm cho AODD trở thành lựa chọn đáng tin cậy trong nhiều ngành công nghiệp.
Nhằm đảm bảo khả năng làm việc ổn định, doanh nghiệp cần kiểm tra màng bơm định kỳ theo khoảng 3 đến 6 tháng tùy theo tần suất sử dụng nhằm kịp thời phát hiện hiện tượng rò rỉ khí nén hay chất bơm, thay thế nếu màng bơm có dấu hiệu mài mòn, rạn nứt. Song song với việc này, kiểm tra van khí và bi-đế nhằm hạn chế tắc nghẽn, và đảm bảo nguồn khí nén sạch sẽ nhằm gia tăng thời gian sử dụng của bơm. Thực hiện bảo trì đầy đủ có tác dụng giảm chi phí vận hành cũng như phòng ngừa những rủi ro trong quá trình sử dụng.