BÁO CÁO BÀI TIỂU LUẬN KỸ THUẬT CHÂN KHÔNG BƠM CHÂN KHÔNG ROTO VÒNG NƯỚC

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC BÁO CÁO BÀI TIỂU LUẬN KỸ THUẬT CHÂN KHÔNG BƠM CHÂN KHƠNG ROTO VỊNG NƯỚC Giảng viên hướng dẫn: Hồng Minh Nam Nhóm – Lớp: 04 – A01 Sinh viên: Vũ Hồng Khơi – 1711824 Dương Minh Khang – 1711678 Lê Nguyên Khải - 1711732 TP.HCM, 2020 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC BÁO CÁO BÀI TIỂU LUẬN KỸ THUẬT CHÂN KHƠNG BƠM CHÂN KHƠNG ROTO VỊNG NƯỚC Giảng viên hướng dẫn: Hồng Minh Nam Nhóm – Lớp: 04 – A01 Sinh viên: Vũ Hồng Khơi – 1711824 Dương Minh Khang – 1711678 Lê Nguyên Khải - 1711732 TP.HCM, 2020 MỤC LỤC GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1 Khái quát chân không bơm chân không 1.1 Chân không gì? [1] .1 1.2 Bơm chân không 2 Giới thiệu bơm roto 2.1 Khái niệm bơm roto 2.2 Phân loại NHỮNG NỘI DUNG CHÍNH .7 Cấu tạo – Nguyên lý hoạt động [3] .7 3.1 Cấu tạo 3.2 Nguyên lý hoạt động [4] 3.3 Các bước tiến hành vận hành bơm [5] Ứng dụng [3] Ưu Nhược điểm bơm chân khơng roto vịng nước .10 5.1 Ưu điểm .10 5.2 Nhược điểm 11 Những điều cần lưu ý lắp đặt bơm chân khơng vịng nước 11 KẾT LUẬN 13 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 14  DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Một số bơm chân không dùng công nghiệp Hình 2.1: Bơm roto dạng nón .3 Hình 2.2: Bơm roto dạng phẳng .4 Hình 2.3: Bơm roto vòng nước cấp Hình 2.4: Bơm roto vịng nước cấp Hình 2.5: Bơm roto vịng dầu .5 Hình 2.6: Bơm roto vòng nước .6 Hình 3.1: Cấu tạo bơm chân khơng roto vịng nước .7  Bơm chân khơng roto vịng nước | Nhóm 04 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI Khái quát chân không bơm chân không 1.1 Chân không gì? [1] Chân khơng vật lý xác định không gian không chứa vật chất, chân không tích khác khơng có khối lượng khơng, lượng khơng Do khơng có vật chất bên trong, khơng có va đập tạo áp suất nên khơng có áp suất Trong thực tế, khơng có nơi vũ trụ biết tới tồn chân không tuyệt đối Các thí nghiệm ứng dụng thực tế tạo vùng khơng gian chứa vật chất có áp suất thấp Những vùng khơng gian gọi chân không kỹ thuật Như vậy, chân không hiểu khoảng không gian, thời gian cụ thể có mật độ vật chất thấp thấp Khái niệm thấp thấp hiểu cách tương đối Hay dễ hình dung hơn, người ta gọi trạng thái có áp suất nhỏ áp suất khí trung bình chân khơng, chia làm: - Chân không thấp (P > 100Pa) - Chân khơng trung bình (100Pa > P > 0.1 Pa) - Chân không sâu (0.1Pa > P > 10-5 Pa) - Chân không siêu sâu (P < 10-5 Pa) Nơi có điều kiện gần với chân khơng tuyệt đối khoảng không thiên thể, khoảng khơng nằm ngồi rìa vũ trụ Bơm chân khơng roto vịng nước | Nhóm 04 1.2 Bơm chân khơng Cùng với phát triển quy mô công nghiệp lĩnh vực cơng nghệ hóa học vào đầu kỷ XX, công nghệ chân không dùng cho trình u cầu áp suất nhỏ áp suất khí để đảm bảo chất lượng sản phẩm Chân không hiểu trạng thái mơi trường khơng có áp suất, có áp suất nhỏ áp suất trung bình khí Trong điều kiện phát triển nay, môi trường chân không trở nên vô cần thiết hoạt động sản xuất công nghiệp nhiều lĩnh vực khác Để tạo môi trường chân không vậy, người ta sử dụng loại máy hút chuyên biệt, gọi máy bơm hút chân khơng Nói cách khác, bơm hút chân khơng thiết bị sử dụng để loại bỏ không khí, nước chất lỏng từ khơng gian khép kín để tạo áp suất thấp áp suất khí xung quanh (tạo mơi trường chân khơng) Máy bơm chân không được Otto von Guericke phát minh vào năm 1650, kế tục máy bơm hút đã có mặt từ thời cổ đại [1] Những thông số kỹ thuật loại bơm chân không là:  Vận Hình 1.1: Một số bơm chân khơng dùng cơng nghiệp khí (vận tốc bơm)  Năng suất bơm ( vận tốc dịng khí) tốc hút Bơm chân khơng roto vịng nước | Nhóm 04  Áp suất tới hạn  Áp suất làm việc nhỏ nhất, lớn Giới thiệu bơm roto 2.1 Khái niệm bơm roto Bơm roto loại bơm mà phận có chuyển động quay bánh răng, trục quay có cánh gạc,… gọi chung roto đặt lệch tâm với phận đứng yên stato Roto có chuyển động trịn nên tạo dịng vật chất tương đối Nên lưu lượng áp suất dòng vật chất bơm roto ổn định so với loại bơm piston Áp suất làm việc loại bơm roto thường cao lại thấp loại bơm piston 2.2 Phân loại 2.2.1 Dựa vào hình dáng cấu tạo cửa vào buồng  Bơm roto dạng nón Hình 2.2: Bơm roto dạng nón Bơm chân khơng roto vịng nước | Nhóm 04 Với loại thiết kế này, cửa khí vào buồng thiết kế theo dạng hình nón Các cạnh bên bánh công tác gia công để xoay quanh bề mặt hình nón với khoảng cách phù hợp để tránh bị va chạm Cho nên loại thiết bị khó chế tạo sửa chữa hiệu suất lại cao dạng thiết kế khác  Bơm roto dạng phẳng Hình 2.3: Bơm roto dạng phẳng Hình cho thấy cấu trúc máy bơm roto loại phẳng điển hình Cấu tạo cửa vào buồng phẳng thay hình nón, nguyên lý làm việc Thiết kế phẳng dễ sản xuất hơn, nhiên hiệu thiết dạng nón 2.2.2 Dựa vào số vịng nước hoạt động  Bơm roto vòng nước cấp Bơm chân khơng roto vịng nước | Nhóm 04 Hình 2.4: Bơm roto vòng nước cấp Bơm roto vòng nước cấp loại thiết bị có kết cấu với tầng làm việc, tạo độc chân không trung bình lưu lượng lớn Kiểu liên kết động đầu bơm loại đầu liền đầu rời dùng kiểu truyền động khác nhau, tùy theo thương hiệu loại không giống [2] Ưu điểm bơm dễ chế tạo sữa chữa  Bơm roto vòng nước cấp Hình 2.5: Bơm roto vịng nước cấp Đây loại bơm có cấu tạo tầng làm việc nối tiếp nhau, có tầng dài tầng ngắn với mục đích tạo đước độ chân không cao sâu hơn, lưu lượng lớn hơn, khỏe cho ứng dụng đòi hỏi áp suất chân không sâu Kiểu liên kết Bơm chân khơng roto vịng nước | Nhóm 04 động đầu bơm chủ yếu đầu rời, truyền động theo nhiều kiểu khác truyền động kiểu khớp nối truyền động theo kiểu dây đai [2] 2.2.3 Dựa vào loại chất lỏng sử dụng bơm  Bơm roto vịng dầu Hình 2.6: Bơm roto vịng dầu  Bơm roto vịng nước Hình 2.7: Bơm roto vịng nước Đây hai loại bơm có ngun lý hoạt động tương tự nhau, thay bơm roto vịng dầu sử dụng dầu để làm kín làm mát bơm roto vịng nước lại sử Bơm chân khơng roto vịng nước | Nhóm 04 dụng nước để làm điều Việc dùng nước có nhiều ưu điểm so với dùng dầu giá thành rẻ, thích hợp để sử dụng mơi trường có lưu chất ngưng tụ, nhiều bụi bẫn hay có chất gây nhiễm,… Nhưng bơm roto vịng dầu lại cho áp suất chân khơng sâu bơm roto vịng nước, kích thước thiết bị nhỏ khơng bị gỉ bên Chi tiết vấn đề trình bày cụ thể phần báo cáo NHỮNG NỘI DUNG CHÍNH Cấu tạo – Nguyên lý hoạt động [3] 3.1 Cấu tạo Chú 1) Cổng hút 2) Cổng xả 6) Lỗ xả 7) Tấm chắn 3) Vòng nước 8) Thân máy bơm 4) Roto (bánh cơng tác) 9) Khí nén bơm thích: 5) Lỗ hút Hình 3.8: Cấu tạo bơm chân khơng roto vịng nước Như hình mơ tả, bơm chân khơng roto vịng nước bao gồm bánh công tác đặt lệch tâm với thân Chất lỏng (nước) đưa vào cho đảm bảo lượng nước ngang với trục bơm khởi động để tránh tình trạng motor tải Dưới tác dụng quay roto, nước chuyển động tăng tốc tạo thành hình vành khăn bám lên thành vỏ lực ly tâm Bơm chân khơng roto vịng nước | Nhóm 04 3.2 Ngun lý hoạt động [4] Q trình làm việc chu trình quay roto diễn sau:  Tại vị trí A, cánh quạt sát với thân máy bơm nhất, chất lỏng lấp đầy tồn thể tích buồng  Trong nửa vòng quay đầu (từ A đến B), chất lỏng (nước) tác dụng lực ly tâm dịch chuyển dần khỏi buồng hai cánh quạt khiến thể tích khoảng khơng buồng tăng lên Sự tăng thể tích dẫn đến giảm áp suất buồng, động lực để hút khơng khí từ môi trường cần tạo chân không vào cổng hút đến bơm Áp suất chân không tạo từ trục bơm di chuyển nước Do đó, lỗ hút thiết kế cho khí vào từ trục bơm Trong nửa vòng quay sau (từ B đến A), chất lỏng dần chạy ngược trở lại buồng chứa khiến khoảng khơng bị giảm, khí buồng bị nén lại sau đẩy qua lỗ xả (6) cổng xả (2) Quá trình lặp lại liên tục cho buồng cánh quạt Trong vòng quay, buồng thực chức hút – nén – xả khiến bơm hoạt động gần liên tục Khí liên tục hút vào cổng hút đồng thời đẩy cổng xả 3.3 Các bước tiến hành vận hành bơm [5]  Cấp nước kiểm tra mực nước cho bơm - Trong trình hút đẩy máy bơm chân khơng vịng nước ln có lượng nước định theo khơng khí ngồi Vì ta phải thường xuyên kiểm tra lượng nước bơm Lượng nước phù hợp để cấp cho bơm khởi động ngang với trục bơm  Kiểm tra dị vật, rị rỉ nước chân khơng  Kiểm tra nguồn điện cấp điện cho bơm  Theo dõi thường xuyên, dùng van để hiệu chỉnh Bơm chân khơng roto vịng nước | Nhóm 04 - Trong trình hoạt động tốc độ cao bơm, phải quan sát theo dõi để hiệu chỉnh thông số vật lý mức cho phép Đặc biệt cần ý đến thông số nhiệt độ, áp suất lượng nước cịn lại Ứng dụng [3] Trong cơng nghiệp sản xuất nay, môi trường chân không điều kiện thiếu để phục vụ công nghiệp sản xuất Bơm chân không roto vòng nước thiết bị thiết yếu để tạo môi trường chân không phục vụ q trình Các ứng dụng bơm chân khơng roto vịng nước phục vụ lĩnh vực sau đây: 1) Trong lĩnh vực hóa chất dược phẩm: Ứng dụng trình chưng cất, làm lạnh, lọc, kết tinh, đặc, sấy khơ, nén khí thải, thu hồi dung môi, 2) Trong công nghiệp thực phẩm: Ứng dụng đóng chai, khử mùi xà lách chất béo, khử trùng gia vị trà, sản xuất chất ngọt, sản xuất xúc xích, vận chuyển nguyên liệu, bảo quản thực phẩm lâu hơn, tránh xảy q trình oxy hóa, … 3) Trong cơng nghiệp gỗ: Sấy gỗ 4) Trong công nghiệp bột giấy giấy: Tách nước giấy ướt, tạo lớp phủ giấy 5) Trong xử lí nước: Sục khí vào nước, trình xả lọc, loại bỏ khí Clo nước 6) Trong cơng nghiệp in: Bơm hút chân khơng đóng vai trị đặc biệt quan trọng q trình tạo sản phẩm in hoàn hảo Máy bơm hút chân khơng sử dụng vào q trình chuẩn bị trước in nhằm giúp giấy ép chặt vào lô in, đồng thời loại bỏ bụi giấy bề mặt lô giấy trước phun mực in Bơm chân khơng roto vịng nước | Nhóm 04 7) Trong cơng nghiệp sản xuất ống nhựa: Đóng vai trị định việc định hình kích thước hình dáng sản phẩm 8) Đối với hộ gia đình: Máy bơm nước chân không dùng để cấp nước cho hộ gia đình, điều áp đường ống dẫn nước, hệ thống phun tưới vườn cây, chăn ni Nhìn chung bơm chân khơng roto thiết bị sử dụng hoạt động lĩnh vực đa dạng khác để tạo nên môi trường chân không cần thiết Ưu Nhược điểm bơm chân khơng roto vịng nước 5.1 Ưu điểm  Áp suất nhỏ đạt 33mBara  Lưu lượng khí trung bình  Vì sử dụng nước chất bịt kín, nên bơm làm việc mơi trường ẩm, chất bị ô nhiễm, qua bơm, chất bị ô nhiễm (axit, bazo, rượu, ẩm, ) bị hòa tan pha lãng lớp nước  Vật liệu chế tạo bơm đa dạng: Chỉ cần kim loại đúc khn loại thép khơng gỉ  Bơm chân khơng roto vịng nước thích hợp với chu trình khởi động/dừng lại  Thiết kế bơm đơn giản, chi phí thấp tuổi thọ cao, không phức tạp vận hành, sửa chữa bảo trì đơn giản  Tiếng ồn rung động nhỏ vận hành  Cánh quạt (Roto) không ma sát với kim loại với vỏ, hạn chê mài mịn học 5.2 Nhược điểm  Vì sử dụng nước làm chất bịt kín nên áp suất chân không bị giới hạn áp suất nước bịt kín điều kiện nhiệt độ vận hành, bơm roto vịng dầu có 10 Bơm chân khơng roto vịng nước | Nhóm 04 độ chân khơng sâu so với vịng nước, nên ta thay đổi nhiệt độ nước làm kín dẫn đến thiết bị hoạt động không ổn định  Phải xử lí nước nịt kín trước cho vào bơm, yêu cầu phải nước mềm, nước cứng dẫn đến tình trạng đóng cặn, giảm thể tích buồng bơm  Chắc chắn xảy hịa trộn khí phân tán nước bịt kín, muốn hồn lưu nước làm kín, cần tốn chi phí để làm mát, bơm, quạt, điện phận hóa chất để xử lý nước  Vi khuẩn tích tụ  Hiệu suất thấp Với ưu điểm bơm chân không roto vịng nước thiết bị thích hợp tốt để lựa chọn phục vụ cho trình sản xuất công nghiệp ngày này, đặc biệt ngành cơng nghệ hóa học thực phẩm, với ưu điểm bơm chân khơng roto vịng nước mang lại hiệu quả, lựa chọn tốt so với bơm roto vòng dầu thiết bị tạo môi trường chân không khác bơm piston, bơm cách gạt,… Tuy nhiên bơm có số hạn chế định mặt kỹ thuật, tùy vào nhu cầu sử dụng người sản xuất, mà bơm roto vịng nước lựa chọn, thay loại bơm khác Những điều cần lưu ý lắp đặt bơm chân không vòng nước  Theo khuyến cáo nhà sản xuất lắp đặt bơm ta có lưu ý sau đây:  Đế bơm chân lắp đặt mức đáy móng Bốn góc đế phải trang bị cao su chống sốc bắt vít để lắp đặt để đảm bảo hoạt động ổn định bơm chân không độ rung thấp  Bơm chân khơng vịng nước phải lắp đặt nơi rắn mặt đất có đủ khơng gian xung quanh để kiểm tra, bảo dưỡng bảo trì 11 Bơm chân khơng roto vịng nước | Nhóm 04  Đối với máy bơm có nước làm mát, nước làm mát phải kết nối theo quy định nhà sản xuất  Khi van điện từ lắp đặt cổng bơm, van bơm chân không hoạt động đồng thời  Trong đường kết nối, người dùng cài đặt van máy đo chân khơng phía đầu vào bơm chân khơng kiểm tra áp suất giới hạn bơm chân không lúc [4]  12 Bơm chân không roto vịng nước | Nhóm 04 KẾT LUẬN Bơm chân khơng roto vịng nước loại bơm cánh trượt sử dụng vịng nước để vận hành hút đẩy khơng khí liên tục từ mơi trường cần tạo chân khơng sang mơi trường ngồi Với nhiều ưu điểm kể đến giá thành rẻ, làm việc ổn định nhiều điều kiện khác nhau, lưu lượng lớn, … Bơm chân khơng roto vịng nước đóng vai trị quan trọng hầu hết ngành công nghiệp đại địi hỏi mơi trường làm việc áp suất chân khơng Do đó, thị trường xuất nhiều mẫu mã bơm giá thành cạnh tranh phù hợp với nhu cầu sử dụng khác  13 Bơm chân khơng roto vịng nước | Nhóm 04 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]"Liquid-ring pump", En.wikipedia.org, 2020 [Online] Available: https://en.wikipedia.org/wiki/Liquid-ring_pump [2]"MÁY BƠM CHÂN KHƠNG VỊNG NƯỚC", CƠNG TY TNHH MÁY & THIẾT BỊ CÔNG NGHIỆP THIÊN QUANG, 2020 [Online] Available: http://maybomthienquangvn.com/bom-chan-khong/? fbclid=IwAR23UDbpqei5V8a82swidukH1vontw67pa329BpBWMTw8R8rIiY00rnM9 3k [3] [Online] Available: https://duan600.vn/bom-hut-chan-khong-la-gi/ [Accessed: 19May- 2020] [4]"Precautions for installing water ring vacuum pump- Vacuum Pump - EVP Vacuum Solution!", Evpvacuum.com, 2020 [Online] Available: https://www.evpvacuum.com/precautions-for-installing-water-ring-vacuumpump.html? fbclid=IwAR15ePbmePqcJLHplVfd2s8cZzK4WfQCkZRnxcpl72KzAidXQxs3U0ZlpE [5]"Ngun lý làm việc bơm hút chân khơng vịng nước chi tiết", Bơm hút chân không HCTECH - Chất lượng - Chính hãng số VN, 2020 [Online] Available: https://hctechco.com/tu-van/tai-lieu-tham-khao/nguyen-ly-lam-viec-bom-hut-chankhong-vong-nuoc.html  14