Mr Tran Thanh Hai
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT

KHOA DẦU KHÍ
BỘ MÔN LỌC HÓA DẦU

Tiểu luận: Bơm, quạt, máy nén
trong công nghệ lọc – hóa dầu

Sinh viên thực hiện: Trần Thanh Hải
Msv: 1321010138
Lớp: Lọc hóa dầu B – k58

1


Mr Tran Thanh Hai
CHƯƠNG 1:

LỜI MỞ ĐẦU

Trong thời kỳ hội nhập kinh tế WTO, với vai trò là ngành đóng góp phần
quan trọng vào GDP toàn quốc, dầu khí càng được chú trọng đầu tư phát triển.
Hiện nay có rất nhiều công ty dầu khí trong và ngoài nước như: Vietsopetro, BHP,
BP, Mobil, Schlumberger… với nhiều mỏ dầu mới được phát hiện và khai thác đã
chứng tỏ tiềm năng rất lớn về dầu khí của nước ta.
Trước thực tế đó, một nhiệm vụ quan trọng được đăt ra là phải có một hệ
thống thiết bị hiện đại, phù hợp, mang lại hiệu quả kinh tế cao. Hiện nay, máy móc,
thiết bị phục vụ cho công tác tìm kiếm, thăm dò, khai thác dầu khí rất đa dạng và
phong phú. Việc tìm kiếm, tiếp cận công nghệ mới, tìm hiểu về nguên lý hoạt động

và các dạng hỏng hóc thường gặp của thiết bị để tìm biện pháp nâng cao tuổi thọ
thiết bị là rất quan trọng vì từ đó ta có thể nắm bắt được ưu, nhược điểm từng thiết
bị để có thể sử dụng hợp lý mang lại năng suất làm việc cao nhất, với thời gian lâu
nhất.
Mặc dù các chất lỏng đặc biệt có thể được vận chuyển bằng gầu kéo, nhưng
phương thức thông thường là vận chuyển chất lưu bằng đường ống , bơm, máy thổi,
máy nén, hoặc bơm phun. Các phương thức vận chuyển trên sẽ được nghiên cứu
trong đồ án này. Với mục tiêu sử dụng sao cho có năng suất cao nhất va khả năng
làm việc của các thiết bị vận chuyển chất lỏng, khí.
Là một đề tài kỹ thuật nên cần sự nghiên cứu sâu, song do kiến thức chuyên
môn và kinh nghiệm chưa nhiều nên ảnh hưởng nhất định đến kết quả đề tài, rất
mong thầy cô và các bạn góp ý.

2


Mr Tran Thanh Hai
Contents
CHƢƠNG 1:

LỜI MỞ ĐẦU ...............................................................................2

CHƢƠNG 2: MÁY BƠM .......................................................................................4
2.1. Bơm động học ..................................................................................................4
2.1.1. Bơm cánh quạt ...........................................................................................4
2.1.1.1.Máy bơm nƣớc ly tâm..............................................................................5
2.1.1.2. Bơm hƣớng trục, bơm hỗn hợp ............................................................10
2.1.2. Một số loại bơm khác .................................................................................12
2.2. Bơm thể tích ...................................................................................................13
2.2.1.Bơm piston ................................................................................................13

2.2.2.Bơm piston-roto ........................................................................................14
CHƢƠNG 3: HỆ THỐNG BƠM PHUN VÀ BƠM CHÂN KHÔNG .................19
CHƢƠNG 4: MÁY NÉN KHÍ .................................................................................30
CHƢƠNG 5: MÁY THỔI (QUẠT) ......................................................................40

3


Mr Tran Thanh Hai

CHƯƠNG 2:
MÁY BƠM
Máy bơm nƣớc là một loại máy thủy lực, nhận năng lƣợng từ bên ngoài (cơ
năng, điện năng, thủy năng…) và truyền năng lƣợng cho dòng chất lỏng, nhờ vậy
đƣa chất lỏng lên một độ cao nhất định hoặc dịch chuyển chất lỏng theo hệ thống
đƣờng ống.
Ngƣời ta chia máy bơm nƣớc ra nhiều loại dựa vào những đặc điểm nhƣ:
nguyên lý tác động của cánh bơm vào dòng nƣớc, dạng năng lƣợng làm chạy máy
bơm, kết cấu máy bơm, mục đích bơm, loại chất lỏng cần bơm… Trong đó thƣờng
dùng đặc điểm thứ nhất để phân loại máy bơm; theo đặc điểm này máy bơm đƣợc
chia làm hai loại: bơm động học và bơm thể tích.
2.1. Bơm động học

Trong buồng công tác của máy bơm động học, chất lỏng nhận năng lƣợng
liên tục từ cánh bơm truyền cho nó suốt từ cửa vào đến cửa ra của bơm. Loại máy
bơm này gồm có những bơm sau:
2.1.1. Bơm cánh quạt

Bơm cánh quạt (gồm máy bơm nƣớc ly tâm, hƣớng trục, cánh chéo): Trong
loại máy bơm này, các cánh quạt gắn trên xe công tác (BXCT) sẽ truyền trực tiếp

năng lƣợng lên chất lỏng để đẩy chất lỏng dịch chuyển. Loại bơm này thƣờng có
lƣu lƣợng lớn, cột áp thấp ( trong bơm nƣớc gọi cụ thể là cột nƣớc ) và hiệu suất
tƣơng đối cao, do vậy thƣờng đƣợc dung trong công nghiệp và các ngành cấp nƣớc
khác.

4


Mr Tran Thanh Hai

2.1.1.1.Máy bơm nước ly tâm

Bơm ly tâm là loại máy móc xuất hiện khá sớm, thông dụng cả trong công
nghiệp và trong đời sống hàng ngày.
 Nó đƣợc sử dụng rộng rãi nhờ có những ƣu điểm tuyệt vời sau:
- Bơm ly tâm có cấu tạo khá đơn giản. Do đó hầu hết thợ cơ khí đều có thể tự
gia công và chế tạo một máy bơm ly tâm đơn giản bằng những phƣơng tiện
sẵn có. Việc tháo lắp và sửa chữa bơm rất đơn giản, dễ làm.
- Giá thành tƣơng đối rẻ, diện tích không lớn nên dễ sử dụng và dễ di chuyển.
- Có thể khởi động máy bơm nhanh, dễ dàng điều chỉnh.
- Khi bơm có thể truyền nƣớc đều đặn, liên tục. Ngoài nƣớc ra còn có thể bơm
truyền đƣợc các loại chất lỏng khác, thậm chí là hỗn hợp chất rắn và chất
lỏng.
- Dễ thích ứng và nâng cao hiệu suất của liên hợp bơm.
 Ngoài những ƣu điểm trên thì bơm ly tâm cũng có các nhƣợc điểm nhƣ:
- Không có khả năng tự hút (trƣớc khi khởi động bơm cần đổ đầy chất lỏng
vào bánh cánh và đƣờng ống hút) nên làm tăng giá thành và thiết bị của bơm
thêm phức tạp.
- Hiệu suất thấp khi vòng quay nhỏ.
- Hiệu suất của bơm giảm nhiều khi độ nhớt của chất lỏng cần bơm tăng lên.

- Có sự phụ thuộc giữa hiệu suất của bơm đến chế độ làm việc của nó.
 Cấu tạo của bơm ly tâm (hình 3.1)

5


Mr Tran Thanh Hai

Hình 3.1: Các bộ phận của bơm ly tâm
 Xét sơ đồ kết cấu của một bơm ly tâm đơn giản ở hình trên, ta thấy bơm ly
tâm gồm các bộ phận chủ yếu sau:
- Bánh công tác: kết cấu có 3 dạng chính là cánh mở hoàn toàn, mở một phần
và cánh kín. Bánh công tác đƣợc lắp trên trục của bơm cùng với các chi tiết
khác cố định với trục tạo nên phần quay của bơm gọi là Roto. Bánh công tác
đƣợc đúc bằng gang hoặc thép theo phƣơng pháp đúc chính xác. Các bề mặ
cánh dẫn và đĩa bánh công tác yêu cầu có độ nhẵn tƣơng đối cao để giảm tổn
thất. Bánh công tác và Roto của bơm đều phải đƣợc cân bằng tĩnh và cân
bằng động để khi làm việc bánh công tác không cọ xát vào thân bơm.
- Trục bơm: thƣờng đƣợc chế tạo bằng thép hợp kim và đƣợc lắp với bánh
công tác thông qua mối ghép then. Trục bơm đƣợc chế tạo bằng thép hợp
kim hoặc thép chậm gỉ.

6


Mr Tran Thanh Hai
- Bộ phận dẫn hƣớng: bao gồm bộ phận dẫn hƣớng vào và bộ phận dẫn hƣớng
ra.
- Ống hút, ống đẩy: hai loại ống này có thể làm bằng gang đúc, tôn hàn hoặc
cao su.

- Một số dạng của bánh công tác bơm ly tâm thƣờng đƣợc sử dụng (hình 3.2)

Hình 2.2: Các dạng bánh công tác
 Nguyên lý hoạt động của bơm ly tâm:
- Một vật khi quay quanh trục phải chịu một lực có hƣớng kéo vật ra xa trục
quay và có phƣơng lực đi qua tâm quay. Đó là lực ly tâm.
- Hạt nƣớc khi nằm trên một đĩa tròn phẳng đang quay sẽ chịu tác dụng của
lực ly tâm và dịch chuyển dần từ tâm quay ra phía ngoài.
- Bơm ly tâm là loại bơm theo nguyên lý lực ly tâm. Nƣớc đƣợc dẫn vào tâm
quay của cánh bơm. Nhờ lực ly tâm, nƣớc bị đẩy văng ra mép cánh bơm.
Năng lƣợng bên ngoài thông qua cánh bơm đã đƣợc truyền cho dòng nƣớc,
một phần tạo nên áp năng, một phần tạo thành động năng khiến nƣớc chuyển
động.
- Trƣớc khi bơm làm việc, cần phải làm cho thân bơm (trong đó có bánh công
tác) và ống hút đƣợc điền đầy chất lỏng, thƣờng gọi là mồi bơm.
7


Mr Tran Thanh Hai
- Khi bơm làm việc, bánh công tác quay, các phần tử chất lỏng ở trong bánh
công tác dƣới ảnh hƣởng của lực ly tâm bị văng từ trong ra ngoài, chuyển
động theo các máng dẫn và đi vào ống đẩy với áp suất cao hơn, đó là quá
trình đẩy của bơm. Đồng thời ở lối vào của bánh công tác tạo nên vùng có
chân không và dƣới tác dụng của áp suất trong bể chứa lớn hơn áp suất ở lối
vào của bơm, chất lỏng ở bể hút liên tục bị đẩy vào bơm theo ống hút, đó là
quá trình hút của bơm. Quá trình hút và đẩy của bơm là quá trình liên tục,
tạo nên dòng chảy liên tục qua bơm.
Quá trình hút và đẩy của bơm là quá trình liên tục, tạo nên dòng chảy liên
tục qua bơm.
Bộ phận dẫn hƣớng ra (thƣờng có dạng xoắn ốc nên còn gọi là buống xoắn

ốc) để dẫn chất lỏng từ bánh công tác ra ống đẩy đƣợc điều hòa, ổn định và còn có
tác dụng biến một phần động năng của dòng chảy thành áp năng cần thiết.
 Đặc điểm của bơm ly tâm
- Bơm đƣợc nhiều loại chất lỏng nhƣ nƣớc, dầu, hóa chất, kể cả hỗn hợp các
chất lỏng và rắn.
- Phạm vi sử dụng lớn và năng suất cao:
 Cột nƣớc bơm H = 10 hàng ngàn mét
 Lƣu lƣợng bơm Q = 2 100.000

/h

 Công suất động cơ N = 1 6000 kW
- Kết cấu nhỏ gọn, chắc chắn, làm việc tin cậy.
- Hiệu suất

của bơm tƣơng đối cao so với các loại bơm khác

= 0,65

- Giá thành không cao lắm.
 Một số lƣu ý khi sử dụng bơm ly tâm

8


Mr Tran Thanh Hai
- Khi mua bơm, phải chọn bơm theo đúng những yêu cầu về thông số kỹ
thuật.
- Trang bị các thiết bị đo áp suất, đo chân không, van một chiều… để làm việc
hiệu quả hơn.

- Trƣớc khi khởi động máy, nên kiểm tra lại động cơ, các mối ghép, dầu bôi
trơn….. rồi mới bắt đầu đổ chất lỏng để mồi bơm.
- Sau khi khởi động, nên đợi đến khi động cơ đƣợc ổn định mới mở khóa ở
ống đẩy.
- Trong lúc máy đang hoạt động, nên thƣờng xuyên quan sát đồng hồ đo và
nghe âm thanh của động cơ để kịp thời phát hiện những dấu hiệu bất thƣờng
và giải quyết.
- Nếu thấy chất lỏng không lên, lên không đều, lên quá ít… cần lập tức kiểm
tra lại.
- Trƣớc khi tắt máy, nên đóng khóa của ống đẩy.
 Ứng dụng của bơm ly tâm: bơm ly tâm dùng để bơm và vận chuyển các chất
lỏng có độ nhớt thấp nhƣ nƣớc ngọt, nƣớc biển. Dùng trong các hệ thống đòi
hỏi lƣu lƣợng lớn và đều nhƣng không đòi hỏi cột áp cao nhƣ các hệ thống
nƣớc ngọt, nƣớc biển làm mát máy, hệ thống ballast, cứu hỏa…

9


Mr Tran Thanh Hai
2.1.1.2. Bơm hướng trục, bơm hỗn hợp

Hình 2.3: Bơm hướng trục

Hình 2.4: Bơm hỗn hợp

10


Mr Tran Thanh Hai
 Bơm hƣớng trục:


Hình 2.5: Sơ đồ hoạt động của máy bơm hướng trục
1,6 – than máy bơm và cụm ổ trục; 2 – BXCT; 3 – cánh của BXCT;
4 – trục;
5 – cánh hướng dòng; 7,8 – biểu đồ tốc độ dòng chảy v = f ( R )
sau cửa ra cánh hướng dòng và trước của vào BXCT; 9 – phần lưu tuyến.
Trong các bơm hƣớng trục chất lỏng chảy qua phần chảy dọc theo mặt hình
trụ, trục quay của chất lỏng là trục quay. Trƣớc cửa vào BXCT 2 và trên cửa ra từ
cánh hƣớng dòng 5 hƣớng của dòng chảy trùng với hƣớng trục quay 4. Máy bơm
trục đƣợc sản xuất 2 kiểu: cánh gắn cố định với bầu BXCT và kiểu cánh có thể
quay đƣợc quanh trục của chúng. Máy bơm hƣớng trục có trục đứng và trục ngang.
Kiểu trục ngang thƣờng dùng với trạm bơm nhỏ. Máy bơm hƣớng trục dùng
để bơm nƣớc có thành phần hạt lơ lửng kích thƣớc đến 0,1mm hàm lƣợng lớn hơn
0,3% làm việc không lớn hơn 35C.
Có thể đặt làm loại bơm này có khả năng làm việc trong môi trƣờng nhiệt độ
cao hơn và chịu đƣợc hàm lƣợng bùn cát lớn hơn quy định trên. Bơm hƣớng trục là
bơm có khả năng lƣu lƣợng lớn, cột nƣớc thấp, hiệu suất cao.

11


Mr Tran Thanh Hai

 Bơm cánh chéo

Hình 2.6: Cấu tạo bơm hướng chéo trục đứng
Về các thông số cột nƣớc, lƣu lƣợng và hiệu suất thì máy bơm hƣớng chéo
chiếm vị trí trung gian giữa hai loại bơm li tâm và hƣớng trục.
Chất lỏng từ nguồn chuyển động theo hƣớng trục dọc ống hút 1 vào BXCT 2.
Trong BXCT 2 dòng nƣớc quay 1 góc nhỏ hơn 900 so với trục quay 7 rồi tịnh tiến

vào trong buồng xoắn 3, sau đó qua đoạn côn khuếch tán vào ống đẩy 4.
2.1.2. Một số loại bơm khác

Bơm xoắn: chất lỏng qua các rãnh BXCT của máy bơm sẽ nhận đƣợc năng
lƣợng để tạo dòng chảy xoắn và đƣợc đẩy khỏi cửa ra BXCT. Ngƣời ta dung máy
bơm này chủ yếu trong công tác hút nƣớc hố thấm, tiêu nƣớc, cứu hỏa,….
Bơm tia: dùng một dòng tia chất lỏng hoặc dòng khí bên ngoài có động năng
lớn phun vào buồng công tác của bơm nhờ vậy hút và đẩy chất lỏng. Loại bơm này
12


Mr Tran Thanh Hai
bơm đƣợc lƣu lƣợng nhỏ, thƣờng đƣợc dung để hút nƣớc giếng và dung trong thi
công.
Bơm rung: cơ cấu công tác của bơm này là pít tong-van giao động qua lại
với tần số cao gây nên tác động rung cơ học lên dòng chất lỏng để hút đẩy chất
lỏng. Loại bơm này có lƣu lƣợng nhỏ, thƣờng đƣợc dung bơm nƣớc giếng và giếng
mỏ.
Bơm khí ép: loại bơm này nhờ tạo hỗn hợp khí và nƣớc có trọng lƣợng riêng
nhỏ hơn trọng lƣợng riêng của nƣớc để dâng nƣớc cần bơm lên cao. Loại bơm này
thƣờng dung để hút nƣớc bẩn hoặc nƣớc giếng.
Bơm nước va (bơm Taran): lợi dụng hiện tƣợng nƣớc va thủy lực để đƣa
nƣớc lên cao. Loại bơm này bơm đƣợc lƣu lƣợng nhỏ, thƣờng đƣợc dung cấp nƣớc
cho vùng nông thôn miền núi.
2.2. Bơm thể tích

Bơm thể tích: là loại bơm có thể biến đổi trực tiếp cơ năng thành thế năng,
thông qua quá trình nén, giảm chất lỏng bằng cách thay đổi theo chu kì dung tích
trong một thể tích kín. Có thể chia bơm thể tích thành các loại bơm:
2.2.1.Bơm piston


Có 2 loại bơm piston bơm tác dụng đơn (bơm tác dụng một chiều) và bơm
tác dụng kép (bơm tác dụng 2 chiều).
Bơm piston đƣợc truyền động bởi động cơ, chuyển động quay của trục động
cơ đƣợc biến đổi thành chuyển động tịnh tiến piston 1 trong xilanh 2.
Nếu tay quay từ vị trí điểm

quay theo chiều mũi tên đến điểm

thì

piston di chuyển về phía trái, thể tích buồng làm việc 5 tăng dần, áp suất p trong đó
giảm đi và bé hơn áp suất ở mặt thoáng bể chứa

( p<

). Do đó chất lỏng từ bể

hút qua van hút 6 vào buồng làm việc 5, trong khi đó van đẩy 4 đóng. Đó là quá
trình hút của bơm.
13


Mr Tran Thanh Hai

Hình 2.7: Nguyên lý làm việc của bơm piston tác dụng đơn
Sau đó, tay quay tiếp tục quay từ điểm

đến điểm


, piston đổi chiều

chuyển động sang phải, thể tích buồng làm việc giảm dần làm áp suất tăng lên, van
hút 6 bị đóng, van đẩy 4 mở để chất lỏng chảy vào ống đẩy thực hiện quá trình đẩy
của bơm. Quá trình hút và đẩy của bơm piston diễn ra gián đoạn và xen kẽ lẫn
nhau, tạo nên quá trình làm việc lien tục của bơm. Một quá trình hút và đẩy kế tiếp
nhau gọi là chu trình làm việc của bơm.
2.2.2.Bơm piston-roto

Gồm bơm piston quay hƣớng trục và piston quay hƣớng kính.

Hình 2.8: Cấu tạo và nguyên lý làm việc của bơm piston quay hướng trục

14


Mr Tran Thanh Hai
Nguyên lý hoạt động: trong bơm piston – roto hƣớng trục, các lỗ xi lanh
phân bố đều trên roto 1 nhƣng không hƣớng kính mà song song với nhau theo
hƣớng trục roto. Piston 2 trong xi lanh luôn luôn đƣợc đầy và tựa một đầu vào đĩa
cố định nằm nghiêng 3 bằng các lò xo đặt trong xi lanh. Khi roto quay, các piston
quay theo, vì một đầu piston luôn tựa vào mặt đĩa nghiêng nên các piston cũng
đồng thời chuyển động tịnh tiến tƣơng đối với xi lanh. Các lỗ xi lanh ở mặt cuối
roto đƣợc lắp sát với nắp cố định 4. Trong nắp này có 2 rãnh hình vòng cung 5
đƣợc ngăn cách nhau bởi hai gờ 6, hai rãnh này đƣợc thong với hai lỗ để dẫn chất
lỏng ra vào a, b. Khi roto quay theo chiều mũi tên thì rãnh 5 bên trái là cửa hút A,
rãnh bên phải là cửa đẩy B.
Ưu điểm: tạo đƣợc áp suất nén cao và không phụ thuộc vào lƣu lƣợng và tần
số quay của tay biên.
Nhược điểm: cấu tạo phức tạp, lƣu lƣợng cấp không đều và chạy chậm, làm

tăng kích cỡ khi có lƣu lƣợng lớn.
2.2.1Bơm bánh răng.
Là loại roto quay, trong đó môi chất đƣợc chuyển dịch trong mặt phẳng
thẳng góc với tâm quay của thiết bị. Bơm bánh răng đƣợc dùng trong các máy thủy
lực (máy ép, máy nâng, cần cẩu, máy đào đất,…..), trong hệ thống điều khiển tự
động, trong bôi trơn các bộ phận chuyển động của máy. Do không có van hút và
đẩy nên bơm bánh răng có thể quay với tốc độ lớn (n = 700 – 5000 vòng/phút) và
đƣợc truyền động trực tiếp bằng động cơ.
Khi làm việc bơm bánh răng luôn tiếp xúc với dầu nhờn, dầu thủy lực, vì
vậy tuổi thọ khá cao. Các bề mặt làm việc của bơm phải đƣợc chế tạo với độ chính
xác và độ lỏng cao thì mới tạo đƣợc áp lực và đỡ mất mát lƣu lƣợng.

15


Mr Tran Thanh Hai

Hình 2.9: Bơm bánh răng ăn khớp trong
2.2.1.Bơm cánh gạt
Bơm thủy lực cánh gạt là bơm thủy lực roto có kết cấu đơn giản làm việc ít
ồn, có khả năng điều chỉnh đƣợc lƣu lƣợng. Loại máy này yêu cầu việc lọc chất
lỏng khắt khe khi làm việc.
Phạm vi làm việc của bơm cánh gạt tác dụng đơn tƣơng đối hẹp nhƣng đối
với bơm tác dụng kép phạm vi làm việc đƣợc mở rộng nhiều. Máy thủy lực cánh
gạt đƣợc sử dụng nhiều trong hệ thống máy công cụ khoan, doa, phay, tiện, mài.

Hình 3.10: Bơm cánh gạt

16



Mr Tran Thanh Hai
2.3. Đường đặc tính bơm

Biểu đồ: Đường đặc tính của nhiều cỡ bơm
2.4.Chọn bơm
 Dựa vào tính chất của chất lỏng: lƣu ý độ nhớt, tạp chất
 Dựa vào hệ số quay nhanh

(SI)
⁄

⁄

Trong đó: Q =

/s, n = rpm, H = m

O
17


Mr Tran Thanh Hai
< 500

: bơm thể tích

= 500 – 4000

: bơm ly tâm


= 2000 – 8000 : bơm hỗn hợp
= 7000 – 20000 : bơm hƣớng trục
 Và một số yêu cầu khác:
- Nhỏ gọn, ít ồn, chi phí đầu tƣ và vận hành, bảo dƣỡng
- Có công dụng riêng: định lƣợng, đo đếm…..
 Dựa vào đƣờng đặc tính của bơm và đặc tính hệ thống: tránh chọn bơm quá
lớn.

18


Mr Tran Thanh Hai

CHƯƠNG 3:
HỆ THỐNG BƠM PHUN VÀ BƠM CHÂN KHÔNG
Các thiết bị có tác dụng duy trì áp suất thấp trong thiết bị đƣợc trình bày
trong bảng phạm vi hoạt động của 1 số thiết bị chân không.Việc sử dụng các loại
bơm-máy nén khí ngƣợc với mục đích đã đƣợc đề cập ở phần đầu chƣơng.Áp suất
có thể giảm đi bởi sự tác động của dòng chất lỏng.Ví dụ nhƣ máy phun nƣớc 40 psi
sẽ duy trì đƣợc áp suất từ 0.5 – 2 psi. Áp suất làm việc tức thời có thể tới 0.1 Torr,
máy phun hơi nƣớc có khoảng áp suất rộng hơn.Chúng không có các bộ phận
chuyển động,không ồn,dễ lắp đặt,đơn giản, tƣơng đối kinh tế để vận hành ,và rất
thích hợp với việc vận chuyển các hỗn hợp hơi có tính ăn mòn.
3.1. Sự bố trí bơm phun
Một số bơm phun đƣợc sử dụng đồng thời khi lƣu lƣợng thay đổi hoặc vì hệ
thống bị hở giữa các lần ngừng để bảo dƣỡng.Khi đó một vài bộ phận đƣợc đồng
thời thêm vào hoặc bớt đi theo yêu cầu.
Những bộ phận thiếu ổn định trong hệ thống yêu cầu áp suất phải thấp.Bản
vẽ phác họa sự bố trí của một số hệ thống đƣợc trình bày trong hình (4.1). Trong

hình (4.1a) bậc đầu tiên dẫn động hơi quá trình,bậc thứ 2 truyền hỗn hợp hơi đó
với hơi nƣớc của bậc thứ nhất.
Hai sự lắp đặt khác sử dụng các bình ngƣng tụ liên tiếp vì mục đích kinh tể
của hơi nƣớc trong hai bậc sau.Khi tiếp xúc ( khí áp ) với bình ngƣng hơi nƣớc và
các chất có ngƣng tụ khác đƣợc loại bỏ nhờ một bơm phun nƣớc lạnh.Phần ống xả
của bình ngƣng đƣợc bít kín nhờ một bệ 34 ft trong bể lắng,hoặc là nhờ một bơm
bơm các chất ngƣng tụ làm việc ở áp suất chân không.Bề mặt các bình ngƣng cho
phép thu hồi lại nhƣng sản phẩm ngƣng có giá trị hoặc bị lẫn tạp chất bẩn hoặc hơi
nƣớc ngƣng tụ để quay lại thiết bị đun nguyên liệu.Các thiết bị ngƣng tụ này tốn
kém hơn so với khí áp,và việc chế tạo chúng cũng phức tạp hơn các loại thiết bị
ngƣng tụ khác bởi vì rằng hiện tại có một lƣợng lớn các khí không ngƣng tụ
19


Mr Tran Thanh Hai

Hình 3.1a: Mô tả các bộ phận của bơm phun 2 bậc(hãng Croll-Reynolds)
Các bơm nhiều bậc nhƣ có 6 bậc đƣợc trình bày trong hình (4.1b; 4.1c),đƣợc
kết hợp với nhiều bình ngƣng liên tiếp theo nhiều kiểu.Thiết bị ngƣng khí áp khả
thi chỉ khi nhiệt độ của nƣớc nhỏ hơn điểm sủi bọt của nó khí áp suất lớn trong
từng bậc. Quá trình vận hành thông thƣờng yêu cầu nhiệt độ là 5 oF dƣới điểm sủi
bọt.

20


Mr Tran Thanh Hai

Hình 3.1b: Máy bơm phun 2 bậc với bình ngưng khí áp 2 bậc liên tiếp(hãng Elliot)


Hình 3.1c: Máy bơm phun 2 tầng với bình ngưng tụ kế tiếp ( hãng Elliot )

21


Mr Tran Thanh Hai
3.2. Bơm chân không
Là thiết sử dụng nhằm mục đích loại bỏ không khí,chất khí,hơi nƣớc,chất lỏng
từ một không gian khép kín để tạo ra chân không.kết quả của việc này nhằm mục
đích tạo ra áp suất thấp hơn áp suất khí quyển xung quanh.ứng dụng rộng rãi trong
các ngành gốm sứ,hóa học,hóa dầu,y tế,thực phẩm,sinh hoạt con ngƣời,cuộc
sống,...
3.2.1. Bơm chân không màng(bơm màng)
Thiết bị làm việc có nguyên lý kiểu hút đẩy pít tông,trong đó ngƣời ta thay
thế pít tông bằng màng.sự thay đổi thể tích làm việc của bơm sinh ra do có sự
chuyển dịch của màng,ở bơm chân không màng có kết cấu kín nhƣ pít tông nên
chúng đƣợc sử dụng để bơm các chất lỏng bẩn và độc hại.
Hoạt động: Van khí nén bên cạnh cung cấp khí nén vào buồng chứa bên trái,
tạo áp lực đẩy màng bơm sang trái hƣớng ra ngoài. Dƣới áp lực này làm đóng van
số 1, mở van số 2, cho phép chất lỏng đƣợc bơm đi.

Hình 3.2: Sơ đồ hoạt động bơm chân không
Van khí nén bên cạnh cung cấp khí nén vào buồng chứa bên trái, tạo áp lực
đẩy màng bơm sang trái hƣớng ra ngoài. Dƣới áp lực này làm đóng van số 1, mở
22


Mr Tran Thanh Hai
van số 2, cho phép chất lỏng đƣợc bơm đi. Màng bơm bên phải cũng đƣợc di
chuyển cùng chiều sang phía bên trái thông qua trục nối. Tạo áp lực chân không

đóng van số 4 và mở van số 3, hút chất lỏng vào buồng chứa để chuẩn bị cho chu
trình tiếp theo.

(a)

(b)

Hình 3.3: Thiết bị bơm chân không màng(a) và Piston(b)
3.2.2. Bơm chân không dầu, bơm hút chân không dòng nước
Các loại máy bơm đƣợc thiết kế với cánh quay có lực quay lớn.sử dụng dầu
để làm mát và làm kín.ứng dụng trong y tế,bệnh viện,sản xuất nhựa,...
Bơm hút chân không dòng nƣớc: là loại bơm sử dụng nƣớc để làm mát và
làm kín.ứng dụng trong nhiệt,hơi nƣớc,hóa chất,...nhƣ sản xuất giấy,sấy nông sản,..

Hình 3.4: Bơm hút chân không dòng nước, dầu
23


Mr Tran Thanh Hai
 Một số lỗi thƣờng gặp trong hệ thống chân không có thể là do một số
nguyên nhân sau:
- Điều kiện hoạt động và các thay đổi.
- Sự thay đổi các thông số kĩ thuật có ích.
- Trục trặc thiết bị.

 Kiểm tra định kì hệ thống chân không và các phụ kiện bao gồm từ trên và
xuống các đƣờng ống dẫn và rò rĩ vì nó đóng vai trò quan trọng trong việc
thực hiện các hệ thống chân không.
3.3. Sự rò rỉ không khí
Kích cỡ của máy bơm phun và lƣợng hơi tiêu tốn của nó phụ thuộc vào tỷ lệ

lƣợng khí đƣợc vận chuyển của hệ thống.Một phần nhỏ các khí đó là không khí bị
rò rỉ từ khí quyển lọt vào trong hệ thống.
Về mặt lý thuyết, tỷ lệ không khí rò rỉ qua các khe nhỏ,nếu chúng đƣợc coi
nhƣ các lỗ hay vòi phun ngắn,là không đổi ở áp suất trong ống dƣới 53% áp suất
khí quyển. Tuy nhiên,các khe hở tạo ra để xử lý các đoạn đƣờng ống với tỷ số độ
dài và đƣờng kính lớn. Theo đó,dòng cộng hƣởng chỉ đƣợc xác định tại áp suất
cuối nhỏ,tỷ lệ khối lƣợng rò rỉ đƣợc xác định bởi vận tốc dòng và mật độ thấp
chiếm ƣu thế tại áp suất trong đƣờng ống. Lƣu lƣợng các khí khác trong bình chứa
đƣợc tạo chân không đƣợc xác định trong mỗi quá trình riêng biệt. Lƣợng khí có
thể ngƣng tụ có thể giảm bớt nhờ đặt thiết bị ngƣng đã đƣợc làm lạnh ở giữa quá
trình và bơm chân không.
Các tiêu chuẩn đƣợc cải tiến bởi viện nghiên cứu truyền nhiệt đối với tỷ lệ rò
rỉ không khí trong các hệ thống kín thƣơng mại.Biểu đò của chúng đƣợc xây dựng
từ phƣơng trình :

m = k.V2/3

(4.1)

Trong đó : m đo bằng lb/hr
V là tổng thể tích của hệ thống,đơn vị ft3
24


Mr Tran Thanh Hai

Áp suất
(Torr)
k


>90

20-90

3-20

1-3

<1

0.194

0.146

0.0825

0.0508

0.02

Bảng 3.1: Hệ số k là hàm của áp suất làm việc của hệ thống
Mỗi một máy khuấy trộn có một vòng bít chuẩn,không khí rò rỉ đƣợc đƣa
vào với lƣu lƣợng 5 lb/hr.Sử dụng đệm cơ học chân không đặc biệt có thể làm
giảm lƣợng không khí cho phép tới 1-2 lb/hr.
Đối với một bản thiết kế chi tiết, tỷ lệ ở phƣơng trình (4.1) có thể đƣợc bổ
sung các giá trị trong bảng 4.2. Kỹ thuật thông thƣờng tạo ra các hệ thống vòi phun
kích cỡ vƣợt tiêu chuẩn,năng suất có thể điều chỉnh tăng lên 2 lần so với tỷ lệ
chuẩn của viện Nghiên cứu Truyền Nhiệt.
Với các khí khác, tƣơng quan với tỷ lệ rò rỉ khí đƣợc dựa trên không khí ở
70oF.Ở các điều kiện khác,sử dụng hệ số hiệu chỉnh để xác định ảnh hƣởng tới tỷ lệ

không khí.Hệ số khối lƣợng phân tử là :

fM = 0.375ln (M/2)

(4.2)

Khi nhiệt độ T đo bằng oF cao của không khí hoặc cao hơn của hơi nƣớc thì:
fA = 1 - 0.00024(T – 70 ) , với không khí

(4.3)

fB = 1 - 0.00033(T – 70 ) , với hơi nƣớc

(4.4)

25