Cấu tạo bơm màng: Những bộ phận quan trọng nhất bạn cần biết

1 Máy bơm màng khí nén (hay còn gọi là bơm màng kép khí nén, tên tiếng Anh: Air Driven Double Diaphragm Pump) là một loại bơm dịch chuyển tích cực được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau.

Bơm sử dụng khí nén làm nguồn năng lượng vận hành để tạo chuyển động qua lại của hai màng bơm bố trí đối xứng, cấu tạo bơm màng khí nén từ đó vận chuyển chất lỏng không phụ thuộc vào điện năng.

Tên gọi "Màng kép" được hình thành dựa trên thiết kế hai diaphragm nối với nhau qua một trục trung tâm, hoạt động đồng bộ và theo cơ chế đối xứng trong hai khoang bơm độc lập, đảm bảo dòng chảy ổn định, không ngắt quãng.

Bơm màng khí nén được ứng dụng rộng rãi nhờ khả năng thích ứng cao và mức độ an toàn lớn, đặc biệt trong các lĩnh vực:

Vận chuyển hóa chất ăn mòn (axit, kiềm, dung môi công nghiệp).

Công nghiệp thực phẩm (bơm siro, nước sốt, nguyên liệu chế biến).

Xử lý bùn thải (chất thải lỏng, chất lỏng lẫn cặn).

Ngành sơn, mực in, dầu khí, ngành dược.

2. Phân tích cấu tạo bơm màng khí nén

Cấu tạo bơm màng khí nén gồm ba khối cơ bản, gồm có: cụm tiếp xúc chất bơm (Fluid Side), bộ phận phân phối khí (Air Side) và nhóm chi tiết phụ trợ đi kèm.

A. Bộ phận tiếp xúc chất bơm (Fluid Side)

Đây là phần trực tiếp tiếp xúc với chất lỏng cần bơm.

Thân bơm (Casing/Manifolds):
Bao gồm hệ thống manifold trên (outlet) và manifold dưới (inlet).
Vật liệu chế tạo thân bơm phổ biến gồm nhôm, gang đúc, thép không gỉ Inox 316 và Nhựa kỹ thuật (PP - Polypropylene, PVDF - Polyvinylidene fluoride) để chống ăn mòn tùy theo loại chất lỏng.

Màng bơm (Diaphragms):
Được xem là bộ phận quan trọng nhất của bơm màng.
Cặp màng bơm được lắp đối xứng và liên kết với trục trung tâm.
Các vật liệu màng thường dùng gồm:

PTFE (Teflon): Chống hóa chất cực tốt, chịu nhiệt cao, phù hợp với axit mạnh, dung môi.

Nitrile (Buna-N): Chống dầu, xăng, chất lỏng dầu mỏ tốt, giá thành rẻ.

Santoprene (hoặc các loại TPE tương tự): Độ bền cao, ít mài mòn, phù hợp môi trường axit – kiềm nhẹ và ngành thực phẩm.

Bi và đế bi van một chiều:
Hệ thống 4 bi (thường 2 bi hút và 2 bi đẩy) và đế bi làm van một chiều.
Vật liệu bi thường tương đồng với vật liệu màng (PTFE, Buna-N, Santoprene, thép không gỉ) để ngăn dòng chảy ngược và hướng dòng chất lỏng theo một chiều.

B. Bộ phận phân phối khí (Air Side)

Van phân phối khí nén:
Bộ phận trung tâm điều khiển dòng khí nén, thường là van cơ khí hoặc van pilot, thực hiện việc đảo chiều khí luân phiên giữa hai buồng khí nhằm tạo chuyển động cho màng.

Trục trung tâm (Center Shaft):
Thanh nối hai màng bơm, đảm bảo chúng chuyển động tịnh tiến đồng thời, (một bên đẩy thì bên kia hút).

Vỏ buồng khí (Air Chambers):
Hai khoang kín chứa khí nén, nơi áp suất khí tác động trực tiếp lên màng bơm.

C. Các bộ phận phụ trợ khác

Bộ phận giảm thanh (Muffler/Silencer):
Có tác dụng giảm ồn và hạn chế khí xả trực tiếp, (lắp tại vị trí xả khí của bơm).

O-ring và Gioăng làm kín:
Đóng vai trò làm kín các khớp nối, chống rò rỉ khí nén hoặc chất lỏng, (thường làm từ Buna-N, Viton hoặc PTFE).

3 Cơ chế vận hành

Bơm màng AODD vận hành theo cơ chế hút – xả tuần hoàn nhờ nguồn khí nén cấp vào và bộ van check.

Chu kỳ 1 (Hút bên trái - Đẩy bên phải):
Cụm van đảo chiều dẫn khí nén vào khoang khí phải → áp suất khí nén đẩy màng bơm phải sang trái → chất lỏng trong buồng bơm phải bị đẩy ra đầu ra.
Cùng lúc đó, trục trung tâm kéo màng bơm trái sang phải → hình thành áp suất âm trong buồng bơm trái → mở van inlet để hút chất lỏng vào buồng trái.

Chu kỳ 2 (Hút bên phải - Đẩy bên trái):
Khi màng bơm phải đạt điểm cuối hành trình, van phân phối khí tự động chuyển hướng → áp suất khí chuyển sang buồng trái → ép màng bơm trái sang phải (đẩy chất lỏng ra outlet) và kéo màng bên phải sang trái (hút lưu chất vào).

Hai chu kỳ tuần hoàn liên tiếp, hình thành lưu lượng ổn định tương đối (mặc dù vẫn tồn tại dao động nhỏ).

Cơ chế van một chiều:
Hệ bi van hoạt động nhờ sự thay đổi áp suất giữa các buồng.
Khi áp suất đẩy → bi đóng van hút và mở cửa xả;
khi tạo chân không → bi mở van hút và đóng van đẩy, giúp đảm bảo chất lỏng chỉ chảy một chiều từ inlet → outlet.
https://godovietnam.vn/

4. Lợi thế đáng chú ý hình thành từ cấu tạo

Chạy khô (Dry Run): không gây hư hại trong trường hợp thiếu lưu chất

Khả năng tự mồi cao (Self-priming): hút chất lỏng ở vị trí thấp hơn bơm

Tính an toàn cao: không dùng nguồn điện, đáp ứng tốt môi trường nguy hiểm cháy nổ

Có thể bơm chất lỏng có hạt rắn, độ sệt lớn

Dễ bảo trì, kết cấu gọn nhẹ

5. Lưu ý khi chọn lựa và bảo trì

Lựa chọn vật liệu thân bơm và màng bơm tương thích tính chất hóa học của chất lỏng

Tránh sử dụng sai chất liệu dẫn đến phồng , hư hỏng màng

Kiểm tra thường xuyên:

Màng bơm

Bi van

Bộ tiêu âm

Đảm bảo khí nén cấp vào sạch , khô ráo để kéo dài thời gian sử dụng máy bơm

6. Kết luận

Sở hữu thiết kế tối ưu và nguyên lý làm việc ổn định, máy bơm màng khí nén đã và đang đóng vai trò quan trọng trong hệ thống sản xuất hiện đại, nhất là khi ở các môi trường làm việc đòi hỏi nghiêm ngặt về an toàn, tuổi thọ thiết bị cũng như tính linh hoạt.

������ Nhằm mục đích tối ưu hiệu suất vận hành ổn định lâu dài, nhà máy nên ưu tiên lựa chọn đơn vị phân phối chuyên nghiệp, đảm bảo hỗ trợ kỹ thuật bài bản đồng thời chính sách hậu mãi chu đáo.