Bộ đệm cho máy bơm khẩu phần

Người hùng thầm lặng: Vai trò quan trọng của bể đệm trong hệ thống bơm màng

Trong thế giới xử lý chất lỏng công nghiệp, bơm màng nổi tiếng về độ bền, tính linh hoạt và khả năng xử lý nhiều loại chất lỏng, từ bùn nhớt đến hóa chất ăn mòn. Tuy nhiên, ngay cả những con ngựa đáng tin cậy nhất cũng có thể được hưởng lợi từ bộ phận hỗ trợ giúp nâng cao hiệu suất và tuổi thọ của nó. Thành phần này là bể đệm (hoặc bộ giảm xung), một phụ kiện thường bị bỏ qua nhưng cực kỳ quan trọng.

Bài viết này tìm hiểu chức năng, lợi ích và những cân nhắc chính của việc lắp đặt bể đệm trong hệ thống bơm màng.

Hiểu thách thức cốt lõi: Nhịp đập

Không giống như máy bơm ly tâm cung cấp dòng chảy trơn tru, liên tục, máy bơm màng hoạt động theo nguyên lý chuyển động qua lại. Chuyển động qua lại của màng ngăn tạo ra những khối chất lỏng rời rạc được đẩy qua đường xả. Điều này dẫn đến một dòng chảy xung hoặc đập.

Mặc dù xung này vốn có trong thiết kế của máy bơm nhưng nó có thể gây ra một số vấn đề quan trọng trong hệ thống đường ống:

1. Búa nước: Sự tăng tốc và giảm tốc nhanh chóng của cột chất lỏng có thể tạo ra các xung áp suất có tính hủy diệt, được gọi là búa nước. Điều này có thể gây căng thẳng cho đường ống, phụ kiện, van và dụng cụ, dẫn đến hư hỏng do mỏi và rò rỉ.

2. Rung: Xung truyền rung động khắp toàn bộ hệ thống. Điều này có thể làm lỏng các kết nối, gây mài mòn quá mức trên các bộ phận hỗ trợ và tạo ra tiếng ồn.

3. Đo lưu lượng không chính xác: Nhiều máy đo lưu lượng, chẳng hạn như máy đo lưu lượng tuabin hoặc máy đo lưu lượng từ, được hiệu chuẩn để có lưu lượng ổn định. Xung động có thể khiến chúng đọc không chính xác, dẫn đến sai sót trong quá trình kiểm soát và định lượng không chính xác.

4. Giảm hiệu suất bơm: Máy bơm phải hoạt động chống lại các sóng áp suất do chính nó tạo ra, tiêu thụ nhiều năng lượng hơn mức cần thiết.

Giải pháp: Bể đệm hoạt động như thế nào

Bể đệm là một bình chứa được lắp đặt ở phía xả của bơm màng, được thiết kế để giảm thiểu các xung này. Nó hoạt động dựa trên nguyên tắc đơn giản nhưng hiệu quả: sử dụng đệm khí nén để hấp thụ năng lượng.

Bể đệm kiểu bàng quang điển hình chứa hai thành phần chính:

• Bàng quang hoặc cơ hoành linh hoạt: Bộ phận này tách chất lỏng được bơm ra khỏi buồng khí.

• Nạp khí (thường là Nitơ hoặc Không khí): Phía khí được nạp trước đến một áp suất cụ thể, thường được đặt ở mức 60-80% áp suất vận hành trung bình của hệ thống.

Đây là quá trình trong quá trình hoạt động:

1. Trong hành trình xả của máy bơm: Máy bơm đẩy một dòng chất lỏng vào đường xả ở áp suất cao. Thay vì toàn bộ sóng áp suất này truyền xuống đường ống, nó sẽ nén khí trong bể đệm. Bàng quang giãn ra, hấp thụ đỉnh của xung áp lực và dự trữ năng lượng của nó.

2. Giữa các kỳ xả: Khi máy bơm chuyển sang kỳ hút, áp suất trong đường ống giảm xuống trong giây lát. Khí nén trong bể đệm lúc này giãn nở, đẩy chất lỏng được lưu trữ trở lại đường ống.

Chu kỳ hấp thụ và giải phóng năng lượng liên tục này "làm mịn" các đỉnh và đáy áp suất sắc nét thành một dòng chảy ổn định và nhiều lớp hơn.

Lợi ích chính của việc lắp đặt bể đệm

Việc tích hợp bể đệm mang lại những cải tiến rõ rệt trên toàn bộ hệ thống:

• Kéo dài tuổi thọ thiết bị: Bằng cách loại bỏ các đột biến áp suất có hại và giảm độ rung, tuổi thọ của chính máy bơm cũng như van, đồng hồ đo và thiết bị hạ lưu được kéo dài đáng kể.

• Dòng chảy mượt mà hơn: Quá trình này được hưởng lợi từ tốc độ dòng ổn định hơn, điều này rất quan trọng đối với các ứng dụng như định lượng hóa chất, sắc ký hoặc bất kỳ quy trình nào yêu cầu kiểm soát thể tích chính xác.

• Giảm tiếng ồn và độ rung: Hệ thống hoạt động êm hơn và ít rung lắc hơn rõ rệt, góp phần mang lại môi trường làm việc an toàn và thoải mái hơn.

• Cải thiện hiệu suất của máy bơm: Máy bơm hoạt động với áp suất ngược ổn định hơn, có thể giảm mức tiêu thụ năng lượng và ứng suất cơ học lên hệ thống truyền động của máy bơm.

• Độ chính xác nâng cao của thiết bị: Đồng hồ đo lưu lượng và cảm biến áp suất cung cấp kết quả đọc chính xác và đáng tin cậy hơn, giúp kiểm soát quy trình tốt hơn và tính toàn vẹn dữ liệu.

Lựa chọn và định cỡ bể đệm

Việc lựa chọn bể đệm phù hợp là rất quan trọng để đạt được hiệu suất tối ưu. Các yếu tố chính bao gồm:

• Tốc độ dòng bơm (GPM/LPM): Tốc độ dòng chảy cao hơn đòi hỏi dung tích bình chứa lớn hơn để làm giảm xung một cách hiệu quả.

• Tốc độ bơm (RPM/SPM): Số xung mỗi phút ảnh hưởng đến hiệu suất giảm chấn cần thiết.

• Áp suất vận hành hệ thống: Bể phải được định mức cho áp suất hệ thống tối đa.

• Xung dư chấp nhận được: Mức độ mịn của dòng chảy mong muốn sẽ quyết định kích thước cuối cùng. Trong các ứng dụng quan trọng, có thể cần đến các bể lớn hơn hoặc nhiều bể.

Các nhà sản xuất thường cung cấp công thức hoặc phần mềm định cỡ để giúp lựa chọn thể tích bể đệm chính xác dựa trên các thông số này.

Phần kết luận

Mặc dù bơm màng có thể hoạt động mà không cần bình đệm, nhưng việc vận hành nó mà không có bình đệm cũng giống như việc lái một chiếc ô tô không có bộ giảm xóc. Chuyến đi sẽ gồ ghề, các bộ phận sẽ hao mòn nhanh hơn và khả năng kiểm soát sẽ bị ảnh hưởng. Bể đệm là một khoản đầu tư đơn giản, tiết kiệm chi phí, mang lại lợi ích gấp nhiều lần bằng cách bảo vệ thiết bị vốn, đảm bảo sự ổn định của quy trình và giảm thời gian ngừng hoạt động bảo trì. Nó biến một máy bơm xung vốn có thành một giải pháp xử lý chất lỏng trơn tru, đáng tin cậy và hiệu quả, thực sự giành được danh hiệu là người hùng thầm lặng của hệ thống bơm màng.