Máy bơm tự mồi hoạt động như thế nào? Hướng dẫn đầy đủ

Máy bơm tự mồi là gì?

A bơm tự mồi là một loại máy bơm ly tâm được thiết kế để làm sạch không khí từ đường hút và vỏ của chính nó mà không cần sự trợ giúp từ bên ngoài. Không giống như máy bơm ly tâm tiêu chuẩn yêu cầu vỏ máy bơm và ống hút phải được đổ đầy chất lỏng trước khi có thể hoạt động, máy bơm tự mồi có thể xử lý hỗn hợp không khí và chất lỏng khi khởi động. Điều này làm cho nó đặc biệt có giá trị trong các ứng dụng mà máy bơm được lắp đặt phía trên nguồn chất lỏng hoặc nơi đường hút có thể thoát ra giữa các lần sử dụng.

Thuật ngữ "tự mồi" dùng để chỉ khả năng của máy bơm trong việc sơ tán không khí khỏi đường ống dẫn vào và tạo ra lực hút cần thiết để hút chất lỏng lên thân máy bơm. Khi chất lỏng đến cánh quạt, máy bơm sẽ hoạt động giống như một bộ phận ly tâm thông thường. Đặc tính này giúp loại bỏ sự cần thiết của quy trình mồi thủ công, van chân hoặc thiết bị chân không bên ngoài trong nhiều hệ thống lắp đặt, tiết kiệm cả thời gian và công sức bảo trì.

Nguyên tắc làm việc cốt lõi

Hoạt động cơ bản của máy bơm tự mồi phụ thuộc vào việc tuần hoàn một lượng chất lỏng được giữ lại trong vỏ máy bơm sau mỗi lần sử dụng. Chất lỏng được giữ lại này là chìa khóa để mồi. Khi máy bơm khởi động, cánh quạt quay và trộn chất lỏng này với không khí có trong đường hút. Hoạt động ly tâm tách không khí ra khỏi hỗn hợp chất lỏng - không khí bay lên và thoát ra, trong khi chất lỏng rơi trở lại và tuần hoàn qua bánh công tác.

Chu trình này lặp lại nhanh chóng, hút dần không khí ra khỏi đường hút và tạo chân không ở đầu vào của máy bơm. Khi áp suất khí quyển tác động lên bề mặt chất lỏng trong bình chứa nguồn, chất lỏng được đẩy lên ống hút về phía máy bơm. Khi chất lỏng lấp đầy vỏ và đến hoàn toàn bánh công tác, máy bơm sẽ chuyển sang chế độ bơm bình thường và cung cấp dòng chảy liên tục đến phía xả.

Thời gian mồi phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm chiều dài và đường kính của đường hút, lực nâng thẳng đứng cần thiết và thiết kế của máy bơm. Chu kỳ tự mồi điển hình hoàn thành trong vòng 30 giây đến vài phút trong điều kiện bình thường.

Các thành phần chính và vai trò của chúng

Để hiểu cách thức hoạt động của máy bơm tự mồi cũng đòi hỏi phải xem xét kỹ hơn các bộ phận chính bên trong của nó và vai trò của mỗi bộ phận trong quá trình mồi.

Vỏ bơm (Bình chứa chất lỏng)

Vỏ lớn hơn so với bơm ly tâm tiêu chuẩn. Nó chứa một lượng chất lỏng dự trữ ngay cả sau khi máy bơm dừng lại. Bình chứa này giúp cho khả năng tự mồi - nếu không có chất lỏng được giữ lại, sẽ không có gì trộn lẫn với không khí và thúc đẩy quá trình sơ tán. Vỏ thường được làm từ gang, thép không gỉ hoặc nhựa nhiệt dẻo tùy thuộc vào ứng dụng.

cánh quạt

Cánh quạt là bộ phận quay truyền năng lượng cho chất lỏng. Trong máy bơm tự mồi, cánh quạt thường được thiết kế mở hoặc bán mở để xử lý hỗn hợp không khí-lỏng một cách hiệu quả trong quá trình khởi động. Lực ly tâm do cánh quạt quay tạo ra là lực tách bọt khí khỏi chất lỏng và đẩy chúng về phía cổng xả.

Cổng hút và xả

Cổng hút kết nối với đường ống vào và là nơi xảy ra quá trình thoát khí. Cổng xả dẫn khí đã tách ra khỏi máy bơm trong quá trình mồi và sau đó mang chất lỏng được bơm vào hệ thống. Một số thiết kế bao gồm một cổng tuần hoàn bên trong dẫn chất lỏng trở lại vùng trộn để tiếp tục chu trình mồi.

Van tuần hoàn hoặc lối đi

Đường đi bên trong này cho phép chất lỏng chảy ngược từ phía xả vào buồng trộn phía hút trong quá trình mồi. Đây là một tính năng thiết kế dành riêng cho máy bơm tự mồi và không có trong máy bơm ly tâm tiêu chuẩn. Khi hoạt động bơm bình thường bắt đầu, đường dẫn này sẽ bị đóng lại bằng tác động của van hoặc trở nên không hoạt động về mặt thủy lực.

Các loại máy bơm tự mồi

Có một số cấu hình, mỗi cấu hình phù hợp với các yêu cầu lắp đặt và loại chất lỏng khác nhau. Bảng dưới đây tóm tắt các loại phổ biến nhất:

Ưu điểm so với máy bơm ly tâm tiêu chuẩn

Máy bơm tự mồi mang lại những lợi ích thiết thực khiến chúng được ưa chuộng hơn trong nhiều hệ thống lắp đặt nơi máy bơm ly tâm thông thường gặp khó khăn hoặc hỏng hóc hoàn toàn.

• Không cần mồi thủ công: Máy bơm khởi động và tự động khởi động, giảm thời gian khởi động và sự can thiệp của người vận hành.
• Xử lý luồng không khí: Chúng chịu đựng được các túi khí thỉnh thoảng xuất hiện trong đường hút mà không làm mất nguyên tố hoặc làm hỏng bánh công tác.
• Lắp đặt trên mặt đất: Thích hợp cho các thiết lập trong đó máy bơm nằm phía trên nguồn chất lỏng, loại bỏ sự cần thiết của các bộ phận chìm trong nhiều trường hợp.
• Sơn lót lại sau khi chạy khô: Nếu máy bơm bị mất mồi trong quá trình vận hành, nó có thể tự phục hồi khi chất lỏng quay trở lại vỏ.
• Đường ống đơn giản: Hầu hết các ứng dụng đều không cần van chân, giúp giảm chi phí lắp đặt và các điểm bảo trì tiềm ẩn.

Ứng dụng phổ biến

Máy bơm tự mồi được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp một cách chính xác nhờ tính linh hoạt trong vận hành của chúng. Khả năng xử lý các điều kiện thay đổi và dịch vụ không liên tục khiến chúng trở thành lựa chọn thiết thực trong các lĩnh vực sau:

• Nước thải đô thị: Trạm nâng và hệ thống chuyển nước thải được hưởng lợi từ khả năng của máy bơm để xử lý chất lỏng chứa chất rắn và mồi lại sau khi bị gián đoạn.
• Nông nghiệp và thủy lợi: Lấy nước từ các kênh, bể hoặc sông lộ thiên nơi máy bơm nằm phía trên mặt nước là trường hợp sử dụng cổ điển.
• Khử nước xây dựng: Loại bỏ nước ngầm hoặc nước mặt khỏi các vị trí khai quật, nơi điều kiện hút không thể đoán trước và máy bơm có thể gặp không khí thường xuyên.
• Hệ thống hàng hải và đáy tàu: Máy bơm đáy tàu phải xử lý đường ống chứa đầy không khí trong quá trình khởi động; thiết kế tự mồi rất phù hợp với môi trường này.
• Xử lý hóa chất: Việc vận chuyển chất lỏng dễ bay hơi hoặc bão hòa khí ở nơi dự kiến sẽ thoát khí trong đường dây và phải được quản lý mà không bị hỏng bơm.
• Hệ thống chữa cháy: Máy bơm chữa cháy di động thường sử dụng thiết kế tự mồi để hút nước từ nguồn nước mở một cách nhanh chóng trong quá trình ứng phó khẩn cấp.

Cân nhắc cài đặt để có hiệu suất tối ưu

Mặc dù máy bơm tự mồi làm giảm độ phức tạp của việc lắp đặt so với máy bơm ly tâm tiêu chuẩn, nhưng vẫn phải giải quyết một số yếu tố nhất định để đảm bảo vận hành đáng tin cậy và mồi hiệu quả.

Chiều dài và đường kính đường hút

Đường hút dài hơn chứa nhiều thể tích không khí hơn, làm tăng thời gian mồi. Giữ đường ống hút càng ngắn và thẳng càng tốt sẽ giảm bớt gánh nặng này. Đường kính ống phải bằng hoặc lớn hơn một chút kích thước cổng hút của máy bơm để giảm thiểu tổn thất do ma sát và hỗ trợ thoát khí hiệu quả.

Giới hạn nâng hút

Máy bơm tự mồi bị giới hạn bởi các định luật vật lý chi phối lực hút. Ở mực nước biển, lực hút tối đa theo lý thuyết là khoảng 10,3 mét (34 feet) nước. Trong thực tế, tổn thất do ma sát đường ống, nhiệt độ và hiệu suất bơm làm giảm mức này xuống mức tối đa thông thường là 6 đến 8 mét (20 đến 26 feet). Luôn tham khảo thông số kỹ thuật của nhà sản xuất để biết mức độ nâng hút chính xác của một kiểu máy nhất định.

Phòng chống rò rỉ không khí

Bất kỳ rò rỉ không khí nào trong đường ống hút hoặc phụ kiện sẽ liên tục đưa không khí vào hệ thống, ngăn không cho máy bơm hoàn thành chu trình mồi. Tất cả các kết nối ở phía hút phải kín. Sử dụng chất bịt kín ren, miếng đệm thích hợp và phụ kiện được đánh giá phù hợp. Thường xuyên kiểm tra đường hút xem có vết nứt, tách khớp hoặc kẹp lỏng không.

Giữ chất lỏng sau khi tắt máy

Bình chứa mồi trong vỏ máy bơm phải giữ lại chất lỏng giữa các chu kỳ vận hành. Nếu vỏ thoát nước hoàn toàn - do van một chiều bị thiếu hoặc hỏng khi xả hoặc tình trạng dòng chảy ngược - máy bơm sẽ mất khả năng tự mồi và sẽ yêu cầu đổ đầy thủ công trước khi bắt đầu tiếp theo. Việc lắp đặt van một chiều ở phía xả là biện pháp phòng ngừa được khuyến nghị trong hầu hết các ứng dụng nâng thẳng đứng.

Lời khuyên bảo trì để giữ cho máy bơm tự mồi hoạt động đáng tin cậy

Bảo trì thường xuyên sẽ duy trì khả năng tự mồi của máy bơm và kéo dài tuổi thọ hoạt động của máy bơm. Các thực hành chính bao gồm:

• Kiểm tra và làm sạch cánh quạt: Các mảnh vụn, cặn hoặc mòn trên cánh quạt làm giảm hiệu suất và có thể ngăn cản sự phân tách thích hợp giữa không khí và chất lỏng trong quá trình mồi.
• Kiểm tra phốt cơ khí và bao bì: Vòng đệm bị mòn ở phía hút có thể hút không khí vào trong quá trình vận hành, làm gián đoạn quá trình mồi và gây ra hiện tượng xâm thực.
• Xả sạch sau khi xử lý chất rắn hoặc hóa chất: Sự tích tụ cặn bên trong vỏ có thể làm giảm thể tích hiệu quả của bể lót và ăn mòn các bề mặt bên trong.
• Kiểm tra thời gian mồi định kỳ: Nếu máy bơm mất nhiều thời gian hơn để khởi động so với khi mới, điều này báo hiệu sự hao mòn, rò rỉ không khí hoặc thể tích vỏ giảm cần phải điều tra.
• Bảo vệ khỏi đóng băng: Ở vùng khí hậu lạnh, hãy xả nước vỏ máy bơm trước khi tắt máy hoặc sử dụng vật liệu cách nhiệt để tránh làm hỏng vỏ hoặc cánh quạt do băng đóng.

Chọn máy bơm tự mồi phù hợp

Việc chọn đúng máy bơm cho một ứng dụng cụ thể bao gồm việc đánh giá một số thông số ngoài tính năng tự mồi. Các yêu cầu về tốc độ dòng chảy, cột áp động tổng, độ nhớt của chất lỏng, nhiệt độ và sự hiện diện của chất rắn hoặc chất mài mòn đều ảnh hưởng đến kiểu máy bơm và kết cấu vật liệu nào sẽ hoạt động tốt nhất. Luôn tham chiếu chéo đường cong hiệu suất của máy bơm với các yêu cầu về lưu lượng đầu của hệ thống của bạn để xác nhận điểm vận hành nằm trong phạm vi hiệu quả của máy bơm.

Đối với các ứng dụng liên quan đến hóa chất ăn mòn, hãy chọn vật liệu vỏ và cánh quạt được đánh giá về khả năng tương thích hóa học - thép không gỉ, polypropylen hoặc PVDF là những lựa chọn phổ biến. Đối với dịch vụ xử lý nước thải hoặc bùn, hãy chọn máy bơm có cánh quạt có khe hở lớn được thiết kế để truyền chất rắn mà không bị tắc. Việc tư vấn với kỹ sư máy bơm hoặc tham khảo hướng dẫn ứng dụng của nhà sản xuất sẽ giúp thu hẹp thông số kỹ thuật lý tưởng cho hệ thống lắp đặt của bạn.