Bơm màng khí nén (còn gọi là bơm AODD) là lựa chọn quen thuộc để bơm hóa chất, bùn, sơn, dầu hay nước thải có cặn. Nhưng nhiều người mua về mới thấy bơm chạy yếu, màng rách sau vài tuần hoặc thân bơm bị ăn mòn. Nguyên nhân thường không nằm ở chất lượng bơm mà ở khâu chọn. Bài viết này hướng dẫn cách chọn bơm màng khí nén theo 4 bước: lưu lượng, áp suất khí cấp, vật liệu thân và vật liệu màng, kèm một ví dụ tính toán cụ thể.
Bơm màng khí nén hoạt động thế nào và khi nào nên dùng?
Bơm có hai buồng, mỗi buồng có một tấm màng, hai màng nối với nhau bằng một trục. Van chia khí luân phiên đẩy khí nén vào sau từng màng: một bên đẩy chất lỏng ra, bên kia hút chất lỏng vào. Các van bi một chiều ở đầu hút và đầu xả giữ cho dòng chảy đi đúng hướng.
Nhờ nguyên lý này, bơm màng khí nén có những ưu điểm mà bơm ly tâm khó làm được:
- Chạy khô không hỏng và có khả năng tự mồi, hút được từ thùng, bồn đặt thấp hơn bơm.
- Không dùng điện tại bơm, phù hợp khu vực dễ cháy nổ như kho sơn, xưởng dung môi.
- Bơm được chất lỏng đặc, có hạt rắn như bùn, vữa, mực in, keo.
- Đóng van đầu xả thì bơm tự dừng, không bị quá tải như bơm điện.
Ngược lại, nếu chỉ cần bơm nước sạch liên tục với lưu lượng lớn, bơm ly tâm điện sẽ tiết kiệm năng lượng hơn. Khi cần châm hóa chất với liều lượng nhỏ và chính xác (vài lít/giờ), nên dùng bơm định lượng thay vì bơm màng khí nén.
Bước 1: Xác định lưu lượng cần bơm
Lưu lượng thường tính theo lít/phút. Cách tính đơn giản nhất là lấy thể tích cần chuyển chia cho thời gian mong muốn:
Q (lít/phút) = Thể tích (lít) ÷ Thời gian (phút)
Điểm quan trọng: không nên chọn bơm có lưu lượng tối đa vừa khít nhu cầu. Lưu lượng ghi trên catalogue là giá trị lớn nhất khi xả tự do và cấp khí ở áp cao nhất. Khi có cột áp đầu xả, chất lỏng đặc hoặc đường hút dài, lưu lượng thực tế giảm đáng kể. Kinh nghiệm thực tế là chọn bơm sao cho lưu lượng cần chỉ bằng khoảng 50–60% lưu lượng tối đa. Bơm chạy ở nhịp vừa phải cũng giúp màng và van bi bền hơn.
Với chất lỏng đặc (sơn, keo, bùn đặc), nên chọn bơm cỡ lớn hơn và cho chạy chậm, vì chất lỏng cần thời gian để điền đầy buồng bơm.
Bước 2: Tính cột áp và áp suất khí nén cấp
Với phần lớn bơm màng khí nén thông dụng, áp suất đầu xả không thể vượt quá áp suất khí cấp vào bơm (tỷ lệ khoảng 1:1). Vì vậy cần tính tổng áp suất đầu xả rồi so với áp khí mà máy nén của bạn cung cấp được.
- Cứ 10 m chiều cao đẩy nước tương ứng khoảng 1 bar.
- Cộng thêm tổn thất qua ống, co, van (đường ống dài, nhiều co có thể thêm 0,5–1 bar).
- Chất lỏng nặng hơn nước (tỷ trọng lớn) cần áp cao hơn tương ứng.
Áp suất khí cấp tối đa của từng model khác nhau (nhiều model khoảng 7–8 bar, tham khảo catalogue cụ thể). Nên để dư khoảng 1–2 bar giữa áp khí cấp và áp đầu xả cần thiết. Ngoài áp, máy nén cần đủ lưu lượng khí: bơm càng lớn và chạy càng nhanh thì càng “ăn” nhiều khí. Hãy kiểm tra mức tiêu thụ khí trên đường đặc tính của bơm trước khi mua, tránh trường hợp máy nén nhỏ chạy liên tục mà bơm vẫn yếu.
Đường khí vào bơm nên có bộ lọc, tách nước và van điều áp. Khí lẫn nước, bụi là nguyên nhân hàng đầu làm kẹt van chia khí. Nếu nhà xưởng không có máy nén khí, có thể cân nhắc bơm màng điện với cùng ưu điểm tự mồi, bơm được chất lỏng có cặn.
Bước 3: Chọn vật liệu thân bơm theo chất lỏng
Thân bơm là phần tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng nên phải chịu được ăn mòn. Bảng dưới đây tóm tắt các vật liệu thân phổ biến:
| Vật liệu thân | Phù hợp | Lưu ý |
|---|---|---|
| Hợp kim nhôm | Dầu, nhớt, sơn gốc dầu, dung môi, nước thải trung tính | Nhẹ, giá tốt; không dùng cho axit, kiềm |
| Gang | Bùn, nước thải có cặn, chất lỏng mài mòn trung tính | Chắc chắn, chịu va đập; dễ gỉ với nước có tính ăn mòn |
| Inox 304/316 | Thực phẩm, dược phẩm, hóa chất ăn mòn nhẹ đến trung bình | Inox 316 chịu ăn mòn tốt hơn 304; không hợp với axit clohydric |
| Nhựa PP | Axit, kiềm loãng, nước thải hóa chất | Giá hợp lý; giới hạn nhiệt độ thấp (thường dưới khoảng 60–70°C, tham khảo) |
| Nhựa PVDF | Axit mạnh, chất oxy hóa, hóa chất nồng độ cao | Chịu hóa chất và nhiệt tốt hơn PP; giá cao hơn |
Với ngành thực phẩm, đồ uống, nên chọn dòng bơm màng thực phẩm có thân inox đánh bóng và màng đạt chuẩn tiếp xúc thực phẩm.
Bước 4: Chọn vật liệu màng và van bi
Màng là chi tiết làm việc nhiều nhất, uốn hàng triệu lần trong vòng đời. Chọn sai vật liệu màng khiến màng phồng, cứng hoặc rách rất nhanh.
- NBR (cao su nitrile, Buna): hợp dầu khoáng, nhiên liệu, nhớt; kém với axit mạnh và dung môi xeton.
- EPDM: hợp nước, nước nóng, axit và kiềm loãng; không dùng cho dầu mỡ.
- Neoprene (CR): bền mài mòn, dùng cho bùn, nước thải, hóa chất nhẹ.
- Santoprene (TPE): bền uốn, chịu mài mòn tốt, dùng rộng rãi cho nước thải, bùn, hóa chất loãng.
- PTFE (Teflon): chịu được hầu hết hóa chất kể cả axit đặc và dung môi mạnh; độ bền uốn thấp hơn cao su nên thường dùng kèm màng đỡ.
- Viton (FKM): chịu dầu, dung môi thơm, axit mạnh ở nhiệt độ cao; giá cao.
Van bi và đế van nên cùng nhóm vật liệu với màng. Trước khi đặt hàng, hãy gửi tên hóa chất, nồng độ và nhiệt độ để được đối chiếu bảng tương thích của nhà sản xuất, vì cùng một hóa chất nhưng nồng độ khác nhau có thể cần vật liệu khác nhau. Màng và van bi là phụ tùng hao mòn, nên dự trù sẵn một bộ phụ kiện bơm màng để thay khi cần.
Ví dụ: chọn bơm chuyển hóa chất cho bể pha 2 m³
Một trạm xử lý nước thải cần chuyển dung dịch xút (NaOH) loãng, nhiệt độ thường, từ bồn chứa lên bể pha 2 m³ cao 5 m, đường ống dài khoảng 20 m, muốn đầy bể trong 15 phút. Máy nén khí sẵn có cấp được 6 bar.
- Lưu lượng cần: 2.000 lít ÷ 15 phút ≈ 133 lít/phút.
- Lưu lượng chọn bơm: 133 ÷ 0,55 ≈ 240 lít/phút lưu lượng tối đa. Bơm cổng 1,5 inch thường có lưu lượng tối đa khoảng 250–450 lít/phút (tham khảo, tùy hãng), nên chọn cỡ này hợp lý hơn cỡ 1 inch.
- Áp suất đầu xả: 5 m cột nước ≈ 0,5 bar, cộng tổn thất ống và van ước khoảng 0,5–0,8 bar, tổng khoảng 1,3 bar. Khí cấp 3–4 bar là dư, máy nén 6 bar đáp ứng tốt.
- Vật liệu: NaOH loãng phù hợp thân PP hoặc PVDF, màng EPDM hoặc PTFE. Không dùng thân nhôm.
Kết quả: bơm màng khí nén cổng 1,5 inch, thân PP hoặc PVDF, màng EPDM/PTFE. Đây là ví dụ minh họa; khi chọn thực tế cần đối chiếu đường đặc tính của model cụ thể.
Những lỗi thường gặp khi chọn và lắp bơm màng khí nén
- Chọn bơm theo cỡ ống có sẵn mà không tính lưu lượng, dẫn tới bơm chạy hết công suất liên tục, màng nhanh hỏng.
- Dùng thân nhôm cho hóa chất có tính axit hoặc kiềm.
- Thu nhỏ ống hút so với cổng hút của bơm, khiến bơm hút yếu và rung mạnh.
- Không lắp lọc, tách nước cho đường khí; van chia khí bị kẹt hoặc đóng băng ở cổng xả khí.
- Bắt cứng bơm vào ống kim loại, rung động truyền vào đường ống. Nên dùng đoạn ống mềm ở đầu hút và xả, và lắp bình giảm chấn nếu cần dòng ổn định.
Nếu cần bơm hóa chất trực tiếp từ thùng phuy, có thể tham khảo thêm dòng bơm thùng phuy nhỏ gọn, dễ di chuyển.
Câu hỏi thường gặp
Bơm màng khí nén có cần tra dầu cho khí cấp không?
Nhiều dòng bơm hiện nay được thiết kế chạy không cần dầu bôi trơn, chỉ cần khí sạch và khô. Tuy nhiên yêu cầu khác nhau theo từng hãng, nên làm theo hướng dẫn của nhà sản xuất.
Bơm màng khí nén hút sâu được bao nhiêu?
Khả năng tự mồi khi khô và khi đã có chất lỏng trong buồng bơm khác nhau, thường vài mét cột nước tùy model và vật liệu van (tham khảo catalogue). Nên đặt bơm càng gần mặt chất lỏng càng tốt.
Bao lâu thì phải thay màng bơm?
Tùy chất lỏng, nhịp chạy và áp suất. Bơm chạy đúng cỡ, khí sạch, vật liệu màng phù hợp có thể dùng lâu dài; bơm chạy hết công suất với bùn mài mòn sẽ phải thay sớm hơn. Nên kiểm tra định kỳ và thay ngay khi thấy chất lỏng lọt ra cổng xả khí.
Cần tư vấn chọn bơm màng khí nén?
Công ty TNHH Thương mại và Công nghiệp Động Lực cung cấp máy bơm màng khí nén GODO với nhiều cỡ cổng và vật liệu thân như hợp kim nhôm, gang, inox, PVDF. Hãy gửi cho chúng tôi tên chất lỏng, nồng độ, nhiệt độ, lưu lượng và chiều cao cần bơm để được chọn đúng model. Xem thêm cách tính cho trường hợp châm hóa chất liều nhỏ tại bài cách tính lưu lượng bơm định lượng.
Hotline/Zalo: 08 2222 86 24 (Mr Minh)
Hà Nội: 780 Minh Khai · Đà Nẵng: 683 Trường Chinh · TP.HCM: 815/4/56 Hương Lộ 2
