Hướng dẫn cuối cùng về máy bơm màng: Cách thức hoạt động, lựa chọn và ứng dụng

Bơm màng, còn được gọi là bơm màng hoặc bơm khí nén, là bơm dịch chuyển tích cực sử dụng màng mềm hoặc màng ngăn để di chuyển chất lỏng. Các bơm này được thiết kế để xử lý nhiều loại chất lỏng khác nhau, bao gồm các chất nhớt, mài mòn và ăn mòn, khiến chúng phù hợp với nhiều ứng dụng công nghiệp. Cơ chế của bơm cô lập chất lỏng khỏi các thành phần bên trong của bơm, đây là một lợi thế rõ rệt khi xử lý các vật liệu nhạy cảm hoặc nguy hiểm.

Bơm màng là gì

Bơm màng là một loại bơm dịch chuyển tích cực sử dụng tác động qua lại của màng linh hoạt để di chuyển chất lỏng. Màng này, thường được làm bằng cao su, nhựa nhiệt dẻo hoặc Teflon, tạo thành một lớp đệm ngăn cách chất lỏng được bơm với các thành phần cơ học của bơm. Bằng cách thay đổi thể tích buồng, chất lỏng được hút vào bơm và sau đó được đẩy ra. Thiết kế này đặc biệt hữu ích cho các ứng dụng mà độ tinh khiết của chất lỏng hoặc việc ngăn ngừa rò rỉ là điều cần thiết.

Các loại bơm màng

Máy bơm màng có nhiều cấu hình, mỗi cấu hình phù hợp với các ứng dụng khác nhau. Các loại phổ biến nhất bao gồm:

Bơm màng đơn

Bơm màng đơn sử dụng một màng đơn để đẩy chất lỏng. Hoạt động của bơm liên quan đến màng di chuyển qua lại, tạo ra chân không để hút chất lỏng vào buồng bơm trong một chu kỳ, sau đó đẩy chất lỏng ra ngoài trong chu kỳ ngược lại. Những máy bơm này thường được sử dụng cho các ứng dụng lưu lượng thấp hơn.

Bơm màng đôi

Bơm màng đôi sử dụng hai màng được liên kết với nhau bằng một trục. Các màng chuyển động song song, tạo ra dòng chảy liên tục và cân bằng hơn. Một màng hút chất lỏng vào khoang của nó trong khi màng còn lại đẩy chất lỏng ra, tạo ra dòng chảy mượt mà hơn. Thiết kế này đặc biệt hữu ích để xử lý chất lỏng có độ nhớt cao hơn và duy trì đầu ra ổn định.

Máy bơm AODD

Máy bơm màng đôi hoạt động bằng khí nén (AODD) sử dụng khí nén để kích hoạt màng ngăn. Điều này làm cho chúng phù hợp để sử dụng trong môi trường nguy hiểm hoặc dễ nổ vì chúng không cần nguồn điện. Máy bơm AODD cũng rất linh hoạt, có khả năng xử lý nhiều loại chất lỏng.

Bơm màng dẫn động cơ học

Trong bơm màng dẫn động cơ học, màng được di chuyển bằng liên kết cơ học kết nối với động cơ. Chuyển động được điều khiển bởi cam, tay quay hoặc các hệ thống cơ học khác. Loại bơm này thường cung cấp lưu lượng chính xác và được kiểm soát.

Bơm màng chạy bằng điện

Bơm màng dẫn động bằng điện sử dụng động cơ điện để di chuyển màng. Các bơm này thường được sử dụng trong các tình huống đòi hỏi lưu lượng chính xác và có thể tích hợp vào các hệ thống tự động. Chúng thường tiết kiệm năng lượng hơn so với các mô hình vận hành bằng khí nén.

Linh kiện của bơm màng

Bơm màng bao gồm một số thành phần chính hoạt động cùng nhau:

Cơ hoành

Màng ngăn là thành phần cốt lõi, tạo ra một lớp đệm ngăn cách chất lỏng được bơm với cơ chế bên trong của máy bơm. Nó thường được làm từ vật liệu linh hoạt và di chuyển qua lại.

Buồng bơm

Buồng bơm là không gian nơi chất lỏng được hút vào và đẩy ra. Thể tích của nó thay đổi theo chuyển động của màng ngăn, cho phép bơm đẩy chất lỏng.

Van

Van đầu vào và đầu ra điều chỉnh lưu lượng chất lỏng vào và ra khỏi buồng bơm. Các van này, có thể là van bi, van kiểm tra hoặc các thiết kế khác, đảm bảo chất lỏng di chuyển theo hướng mong muốn.

Cơ chế truyền động

Cơ cấu truyền động chịu trách nhiệm di chuyển màng ngăn. Có thể là liên kết cơ học, khí nén hoặc động cơ điện, tùy thuộc vào loại bơm.

Ống hút và ống xả

Ống phân phối hút và xả là các kết nối nơi chất lỏng đi vào và thoát ra khỏi máy bơm. Chúng được thiết kế để cung cấp lưu lượng hiệu quả và giảm thiểu tổn thất áp suất.

Máy bơm màng hoạt động như thế nào

Máy bơm màng sử dụng tác động qua lại của màng chắn linh hoạt để di chuyển chất lỏng. Quá trình này bao gồm một số bước chính tạo ra chuyển động bơm.

Cốt lõi của hoạt động này là màng ngăn, một màng linh hoạt. Màng ngăn này được kết nối với một cơ cấu truyền động, có thể là cơ học, khí nén hoặc điện. Khi cơ cấu truyền động được kích hoạt, nó sẽ di chuyển màng ngăn qua lại bên trong buồng bơm. Chuyển động này làm thay đổi thể tích của buồng bơm, tạo ra hoạt động bơm.

• Giai đoạn hút: Trong giai đoạn hút, màng ngăn được kéo lại. Điều này làm tăng thể tích của buồng bơm, tạo ra chân không hút chất lỏng vào bơm qua van đầu vào. Van đầu ra được đóng trong giai đoạn này để ngăn dòng chảy ngược.
• Giai đoạn xả: Khi buồng chứa đầy, cơ cấu truyền động đẩy màng ngăn về phía trước. Điều này làm giảm thể tích của buồng chứa, tăng áp suất và đẩy chất lỏng qua van xả và ra khỏi bơm. Đồng thời, van nạp đóng lại, ngăn chất lỏng chảy ngược trở lại đường hút.

Chuyển động qua lại của màng ngăn, xen kẽ giữa các pha hút và xả, tạo ra dòng chảy liên tục của chất lỏng. Quá trình này được lặp lại để cung cấp khả năng bơm nhất quán. Các van kiểm tra của máy bơm, nằm ở cả đầu vào và đầu ra, quản lý dòng chảy của chất lỏng, đảm bảo chất lỏng chỉ di chuyển theo một hướng. Chúng ngăn chất lỏng chảy ngược về phía đầu vào trong pha xả và ngăn chất lỏng chảy ngược vào máy bơm từ đường xả trong quá trình hút.

Ưu điểm của bơm màng

Xử lý chất lỏng nhớt

Máy bơm màng có khả năng bơm chất lỏng có độ nhớt cao. Khoảng hở lớn và thiết kế đơn giản cho phép các chất đặc dễ dàng đi qua mà không bị tắc nghẽn.

Xử lý chất lỏng mài mòn

Máy bơm có thể xử lý chất lỏng có chứa các hạt mài mòn. Màng ngăn linh hoạt giảm thiểu tiếp xúc với các bộ phận chuyển động, giảm hao mòn cho máy bơm.

Khả năng tự mồi

Bơm màng có khả năng tự mồi. Chúng có thể hút chất lỏng hiệu quả từ bên dưới bơm mà không cần phải đổ đầy đường ống hút ban đầu.

Khả năng chạy khô

Máy bơm có khả năng chống hư hỏng khi chạy mà không có chất lỏng, được gọi là chạy khô, trong thời gian ngắn. Điều này là do màng ngăn bảo vệ các bộ phận bên trong khỏi ma sát và tích tụ nhiệt.

Kháng hóa chất

Bơm màng tương thích với nhiều loại hóa chất. Màng và các bộ phận tiếp xúc với nước có thể được làm từ vật liệu chống ăn mòn và phân hủy.

Hoạt động không rò rỉ

Nhờ lớp niêm phong mà màng ngăn tạo ra, máy bơm không bị rò rỉ. Điều này rất quan trọng khi bơm chất lỏng nguy hiểm hoặc có giá trị.

Nhược điểm của bơm màng

Dòng chảy xung

Bơm màng có thể tạo ra dòng chảy dao động, đặc biệt là loại màng đơn. Điều này có thể gây ra vấn đề cho các ứng dụng yêu cầu dòng chảy ổn định, nhất quán.

Áp suất và lưu lượng thấp hơn

Nhìn chung, bơm màng có hạn chế về lưu lượng và khả năng chịu áp suất so với bơm ly tâm hoặc bơm piston.

Yêu cầu bảo trì

Mặc dù thiết kế rất chắc chắn, nhưng màng chắn cuối cùng vẫn cần được thay thế do bị mòn và mỏi, điều này làm tăng thời gian và chi phí bảo trì.

Tiếng ồn

Máy bơm khí nén có thể gây ồn khi vận hành. Mặc dù các cấu hình khác ít ồn hơn, tiếng ồn vẫn có thể là vấn đề đối với một số ứng dụng nhất định.

Kích cỡ

Bơm màng có thể lớn hơn và cồng kềnh hơn so với một số loại bơm khác có lưu lượng tương tự, điều này có thể khiến chúng khó sử dụng ở những không gian nhỏ.

Ứng dụng của bơm màng

Ngành công nghiệp hóa chất

Bơm màng thường được sử dụng trong các nhà máy chế biến hóa chất để xử lý các vật liệu ăn mòn và nguy hiểm. Chúng được thiết kế để đảm bảo việc chuyển giao an toàn và đáng tin cậy.

Xử lý nước thải

Các máy bơm này được sử dụng để đo hóa chất trong xử lý nước thải và vận chuyển bùn, do khả năng xử lý chất rắn của chúng.

Ngành thực phẩm và đồ uống

Bơm màng được sử dụng để vận chuyển thực phẩm và đồ uống vì chúng có khả năng hoạt động vệ sinh.

Ngành công nghiệp dược phẩm

Máy bơm được sử dụng trong ngành dược phẩm vì chúng có thể xử lý chất lỏng vô trùng và nhạy cảm mà không làm nhiễm bẩn chúng.

Hoạt động khai thác

Do khả năng xử lý vật liệu mài mòn, máy bơm màng được sử dụng để bơm bùn và các vật liệu nhớt khác trong hoạt động khai thác mỏ.

Ứng dụng sơn và lớp phủ

Những máy bơm này thường được sử dụng để vận chuyển sơn, chất phủ và chất kết dính vì chúng có thể xử lý được độ đặc của các vật liệu này.

Dầu khí

Bơm màng được sử dụng để bơm và vận chuyển nhiều loại chất lỏng khác nhau trong sản xuất dầu khí, bao gồm bùn khoan và phụ gia hóa học.

Cách chọn bơm màng phù hợp

Việc lựa chọn máy bơm màng phù hợp đòi hỏi phải cân nhắc cẩn thận một số yếu tố:

• Phù hợp máy bơm với ứng dụng và yêu cầu cụ thể: Đầu tiên và quan trọng nhất, khả năng của máy bơm phải phù hợp với các yêu cầu của ứng dụng cụ thể về tính chất của chất lỏng, vị trí sử dụng và nhiệm vụ mà máy bơm cần thực hiện.
• Tốc độ dòng chảy: Đánh giá lưu lượng cần thiết để đảm bảo công suất của máy bơm đáp ứng được nhu cầu vận hành. Việc chọn máy bơm quá lớn hoặc quá nhỏ có thể dẫn đến tình trạng kém hiệu quả hoặc các vấn đề về hiệu suất.
• Áp lực: Chọn máy bơm có khả năng đáp ứng yêu cầu về áp suất của hệ thống, có tính đến áp suất của chính chất lỏng.
• Loại chất lỏng: Đánh giá độ nhớt, độ mài mòn, bản chất hóa học và nhiệt độ của chất lỏng để đảm bảo khả năng tương thích với vật liệu bơm.
• Lựa chọn kích thước: Đảm bảo kích thước vật lý của máy bơm phù hợp với không gian lắp đặt và mọi hạn chế về không gian của môi trường.
• Trị giá: Đánh giá hiệu quả về mặt chi phí của máy bơm, xem xét đến chi phí vận hành, tuổi thọ và chi phí thay thế phụ tùng để tìm ra lựa chọn tiết kiệm nhất cho mục đích sử dụng cụ thể.

Sự cố thường gặp với bơm màng

• Hỏng cơ hoành: Màng ngăn có thể bị hỏng do mỏi hoặc bị phân hủy hóa học, cần phải thay thế.
• Các vấn đề về van: Van có thể bị mòn hoặc bị tắc, ảnh hưởng đến lưu lượng và áp suất.
• Rò rỉ: Có thể xảy ra rò rỉ xung quanh các mối nối và phớt, đòi hỏi phải kiểm tra và sửa chữa cẩn thận.
• Rò rỉ không khí (bơm AODD): Rò rỉ khí trong máy bơm AODD có thể làm giảm hiệu quả và gây ra các vấn đề về vận hành.
• Sự dao động: Sự dao động trong dòng chảy có thể gây ra rung động hệ thống và đòi hỏi thiết bị bổ sung, như bộ giảm chấn xung.

Máy bơm màng so với các loại máy bơm khác