01. Tổng quan về máy bơm định lượng.
Máy bơm định lượng có các dòng như bơm định lượng piston, bơm định lượng dạng màng, bơm định lượng thủy lực, bơm định lượng điện tử có khả năng bơm chất lỏng một cách chính xác và làm thay đổi thành phần của chất lỏng theo ý muốn người dùng.
Máy bơm định lượng là loại bơm có kích cỡ nhỏ thuộc dòng bơm thể tích, bơm được thiết kế để bơm chất lỏng hoặc hóa chất một cách chính xác vào nước, hơi nước hoặc khí… Phương thức hoạt động của bơm định lượng là thiết bị sẽ rút một lượng chất lỏng đã được đo lường vào trong buồng chứa và sau đó sẽ bơm lượng chất lỏng đó vào ống dẫn hoặc bể chứa. Trong công nghiệp, bơm định lượng là thiết bị không thể thiếu trong quy trình phân tán hóa chất tự động và được trang bị nhiều trong các ngành từ xử lý nước thải đến chế biến thực phẩm, nông nghiệp, dược phẩm,…
Bơm định lượng hoạt động bằng động cơ điện loại nhỏ hoặc động cơ truyền động bằng khí, thiết bị có thể được vận hành bằng hệ thống điều khiển bên ngoài (tự động) hoặc điều khiển bằng hệ thống của chính máy bơm (thủ công). Về phần điều khiển, người dùng có thể tùy ý điều chỉnh bơm vận hành theo ý muốn từ lưu lượng, thời gian bơm hoạt động, cảnh báo bơm chạy khô, khử khí, và kiểm soát chất lượng của dòng chảy…
02. Ứng dụng của máy bơm định lượng
Ngoài xử lý nước và công nghiệp thực phẩm, máy bơm định lượng còn thường được gọi là máy bơm định lượng hóa chất và được sử dụng nhiều trong các nhà máy công nghiệp, nông nghiệp, cơ sở sản xuất, phòng thí nghiệm y tế và trong các hoạt động khai thác mỏ khoáng. Ví dụ: một máy bơm định lượng dùng trong ngành thực phẩm có chức năng bơm thêm hóa chất ăn mòn hoặc axit vào bể chứa nước để trung hòa độ pH. Hoặc còn được dùng bơm Clo để tiêu diệt vi khuẩn…
Bơm cũng có thể được sử dụng cho các ứng dụng chất keo tụ để đẩy chất rắn ra khỏi chất lỏng hoặc thay đổi thành phần của chất. Bơm định lượng cũng được sử dụng để định lượng hóa chất thành dòng để tạo ra sản phẩm mong muốn trong các ứng dụng sản xuất và đảm bảo được sự nhất quán thường xuyên cho keo hoặc phụ gia trong sản xuất ván sợi, hoặc định lượng nước muối cho sản xuất thịt. Bơm định lượng cũng thích hợp cho các ứng dụng yêu cầu áp suất và nhiệt độ cao như định lượng thức ăn cho nồi hơi bằng chất ức chế ăn mòn…
03. Nguyên lý vận hành của máy bơm định lượng
Bơm định lượng có nhiều loại và mỗi loại đều có những cách thức vận hành khác nhau, ta sẽ đề cập về các loại bơm định lượng ở phần bên dưới. Nhưng nhìn chung, nguyên lý hoạt động chung của bơm định lượng là hút một lượng chất lỏng đo được vào buồng chứa và bơm lượng hóa chất đó vào đường ống hoặc bể chứa chất lỏng đang được định lượng.
- # Đầu tiên: Bơm bắt đầu quá trình tự mồi, thiết bị sẽ tự động đưa chất lỏng vào làm đầy buồng bơm
- # Tiếp theo: Một khi buồng bơm đầy hóa chất, bơm mở van một chiều và hút chất lỏng vào trong, sau đó đóng van kết thúc quá trình hút.
- # Sau đó: Chất lỏng trong buồng được định lượng xong, thì bơm sẽ mở van một chiều và đẩy chất lỏng đi ra ngoài theo ống dẫn.
- # Cuối cùng: Là quy trình điều khiển hệ thống định lượng, người dùng có thể vận hành theo cách thủ công hoặc điều khiển tự động tùy theo nhu cầu.
04. Các bộ phận chính của máy bơm định lượng.
- *Buồng chứa hóa chất: Lưu chứa hóa chất cần định lượng
- *Van chân: Là loại van một chiều được tích hợp trên đường hút có chức năng giúp cho bơm có khả năng tự mồi. Đôi khi van được trang bị thêm một công tắc phao để cảnh báo các sự cố có liên quan đến chất lỏng.
- *Phần bơm: Có nhiều loại đa dạng, và khác nhau về kích thước và vật liệu nhưng loại vật liệu thường được dùng là nhựa chống hóa chất ăn mòn như (PVC, PE hoặc tương tự), và cao su hoặc thép không gỉ. Bơm có một đường hút được gắn tại đầu vào và ống dẫn định lượng được gắn tại cổng hút. Người dùng cần lưu ý là các cơ chế của bơm có thể thay đổi.
- *Ống dẫn định lượng: Thường là ống PVC hoặc PE cấu tạo khá cứng hoặc ống gia cố. Thỉnh thoảng trong các ứng dụng có hơi nước, nước nóng hoặc áp suất siêu cao, thì có thể là ống bằng thép không gỉ. Người dùng có thể trang bị thêm một loạt các van giảm áp, van xả khí đi kèm trên ống dẫn đó.
- *Vòi phun: Tại nơi bơm chất lỏng được định lượng vào dòng chất lỏng chính có một điểm phun, thường được coi là van một chiều để khi bơm đẩy một lượng chất lỏng được định lượng vào đường ống, nó có thể vượt qua áp suất trong đường ống phân phối và cho phép chất lỏng đó đi vào dòng chảy. Một khi máy bơm dừng hoạt động, lúc này van một chiều sẽ có chức năng ngăn không cho chất lỏng được bơm vào ống định lượng để tránh nguy cơ làm hỏng bơm.
- *Hệ thống điều khiển: Thông thường có một hệ thống điều khiển được cài đặt trực tiếp vào bơm định lượng để đảm bảo bơm vận hành chính xác và bật / tắt vào những thời điểm cụ thể. Bao gồm các cảm biến đo pH, clo, bộ điều khiển lưu lượng có chức năng tăng, giảm mức độ định lượng.
05. Phân loại các dòng máy bơm định lượng
Có 4 loại bơm định lượng phổ biến trên thị trường là: bơm định lượng piston, bơm định lượng dạng màng, máy bơm định lượng thủy lực và máy bơm định lượng điện tử. Chúng khác nhau về cơ chế hoạt động và phù hợp cho nhiều ứng dụng, áp suất và hóa chất đa dạng
5.1. Máy bơm định lượng piston
Là loại có một buồng bơm hoạt động bằng một piston, màng và tích hợp thêm van tại đầu vào và đầu ra. Khi buồng chứa được lấp đầy chất lỏng bằng việc kéo piston, thì tùy thuộc vào lượng chất lỏng được định lượng mà mức thể tích của chất lỏng đó được bơm vào dòng chảy chính luôn ở một lưu lượng nhất định. Dòng bơm này rất chính xác và cung cấp lưu lượng gần như không đổi trong khoảng 6-250l / giờ.
5.2. Máy bơm định lượng dạng màng
Loại bơm có cơ chế màng ngăn nhưng được điều khiển bởi một cuộn điện từ có chức năng hút và bơm hóa chất theo các xung nhịp, và thời gian giữa các xung nhịp chính là yếu tố kiểm soát tốc độ dòng chảy. Dòng bơm định lượng dạng màng này không có độ chính xác cao so với các dòng khác vì chất lỏng được bơm phải theo các xung nhịp và bị hạn chế bởi thời gian giữa các lần bơm chất lỏng vào dòng chảy chính. Thêm một đặc điểm nữa là bơm có cấu tạo đơn giản về mặt cơ học và tiêu thụ ít năng lượng cùng với giá thành rẻ.
5. 3. Máy bơm định lượng thủy lực
Có cơ chế vận hành được truyền động từ một piston chức năng như xi-lanh thủy lực. Bơm định lượng thủy lực sở hữu hai đặc điểm nổi bật là tạo áp suất cao của dòng bơm định lượng piston và có độ kín như bơm định lượng dạng màng. Buồng bơm được ngăn đôi bởi một vách ngăn phẳng (màng bơm) bằng cao su hoặc chất dẻo. Ngăn thứ nhất là ngăn phụ, nằm giữa màng bơm và piston. Ngăn này được đổ đầy dầu. Sự chuyển dịch vị trí piston sẽ kéo theo biến dạng tương ứng của màng bơm. Ngăn thứ hai là ngăn chính, nằm giữa đầu bơm và màng bơm, hoạt động như buồng bơm màng. Sự chuyển dịch vị trí của màng bơm sẽ tạo nên sức hút hoặc sức đẩy chất lỏng cần bơm.
5.4. Máy bơm định lượng điện tử
Bơm định lượng điện tử có hai loại: điều khiển tự động và điều khiển bằng tay. Loại bơm định lượng điều khiển tự động có thêm bộ phận cảm biến giúp máy bơm có thể báo tín hiệu về bộ điều khiển khi lượng hóa chất bơm chưa đủ hoặc vượt quá mức quy định. Loại bơm định lượng hóa chất bằng tay thường có thêm núm vặn điều chỉnh lưu lượng giúp người sử dụng dễ đàng điều chỉnh lưu lượng bơm như mong muốn.
06. Cơ chế tự mồi của máy bơm định lượng
Khi bơm định lượng được mồi, thì tất cả không khí được đẩy ra khỏi đường ống đến kim phun, sau đó bơm tự thiết lập lưu lượng chất lỏng cần thiết hoặc được điều chỉnh thủ công để vận hành sau khi nhận được tín hiệu chất lỏng từ đầu vào.
Nếu chất lỏng có vấn đề gì hoặc xảy ra sự cố thì hệ thống báo động sẽ kích hoạt để cảnh báo cho người vận hành, đồng thời khi hết chất lỏng để bơm thì hệ thống sẽ tự động dừng hoặc cũng tự phát ra báo động.
Nhờ có chức năng tự mồi, nên máy bơm định lượng được nếu thiết lập đúng, nó sẽ tự vận hành trơn tru và đạt hiệu quả ổn định lâu dài.
07. Cách lắp đặt máy bơm định lượng cho hệ thống
Trước tiên, người dùng phải đảm bảo là tất cả các thành phần của bơm đều tương thích với chất lỏng và hóa chất cần được định lượng. Lưu ý những chất lỏng có độ ăn mòn, áp suất và nhiệt độ cao thì cần những thiết bị bơm định lượng có cấu tạo vật liệu chuyên dụng để không bị tan chảy hoặc ăn mòn.
Khi mọi thứ đều tương thích, người dùng nên chọn vị trí tốt cho điểm định lượng. Điều cần lưu ý là bơm phải được lắp đặt sao để có thể trộn đều chất lỏng và không gây ảnh hưởng đến bất kỳ bộ phận ống dẫn nào khác.
Một khi đã xác định được điểm định lượng, người dùng cần lắp bơm ở vị trí phù hợp. Mặc dù máy bơm định lượng có thể xử lý các chất lỏng, hóa chất ăn mòn nhưng thiết bị thường không chống chịu được ảnh hưởng thời tiết do cấu tạo vỏ bơm có xếp hạng IP khá thấp nên đôi khi bơm cần được bảo vệ khỏi nước, bụi, ánh nắng hoặc nhiệt độ bằng cách lắp đặt trong tủ hoặc trong bên trong nhà máy để tối đa hóa tuổi thọ làm việc.
Thêm một yếu tố để cân nhắc chính là bể chứa chất lỏng, có liên quan đến đặc trưng của chất lỏng, bao nhiêu chất lỏng cần định lượng, bao nhiêu chất lỏng cần được lưu trữ tại bơm…
08. Tổng Kết
Do một số hóa chất khi bơm có thể gây nguy hiểm cho người vận hành ảnh hưởng đến môi trường xung quanh, nên cần phải tìm hiểu rõ về chỉ số MSDS của loại hóa chất đó. Tốt hơn hết là người dùng nên nhờ sự tư vấn của đội ngũ kỹ thuật hoặc các chuyên gia trong ngành để có phương pháp xử lý chất lỏng phù hợp.