Đề tài nhánh nghiên cứu quy trình công nghệ chế tạo bơm chuyên dụng phục vụ nuôi tôm thương phẩm quy mô trang trại

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ SẢN
***


CHƯƠNG TRÌNH KHOA HỌC CÔNG NGHỆ
TRỌNG ĐIỂM CẤP NHÀ NƯỚC GIAI ĐỌAN 2001 – 2005
“ Khoa học và công nghệ phục vụ công nghiệp hóa, hiện đại hóa

nông nghiệp và nông thôn “ ( Mã số KC. 07 )


BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NHÁNH

THIẾT KẾ VÀ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ, CHẾ TẠO BƠM CHUYÊN
DỤNG PHỤC VỤ MÔ HÌNH NUÔI TÔM THƯƠNG PHẨMTHÂM
CANH QUI MÔ TRANG TRẠI

THUỘC ĐỀ TÀI TRỌNG ĐIỂM CẤP NHÀ NƯỚC:
“NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐỒNG BỘ
CÁC THIẾT BỊ PHỤC VỤ MÔ HÌNH NUÔI TÔM THƯƠNG PHẨM
THÂM CANH QUI MÔ TRANG TRẠI”
( Mã số :KC.07.27 )

Chủ nhiệm đề tài : - PGS.TS Phạm Hùng Thắng
Cộng tác viên: - Th.S Đặng Xuân Phương
- KS Võ Thanh Chương









6623-3
02/11/2007

Nha Trang - 2006



3

Chương I
XÁC ĐỊNH YÊU CẦU KỸ THUẬT THIẾT BỊ
I.1 Giới thiệu về ngành nuôi tôm sú công nghiệp:
I.1.1: Giới thiệu qua về ngành nuôi tôm sú công nghiệp tại Việt Nam[1]
Việt Nam là một quốc gia có bờ biển trải dài hơn 3260Km dọc từ tỉnh Quản
Ninh ở phía Bắc đến tỉnh Kiên Giang ở phái Nam của đất nước. Cùng với hệ thống
sông ngòi chằn chịt tạo thành hơn 300.000ha mặt nước lợ, có thể cải tiến thành đìa
nuôi tôm thương phẩm đạt tiêu chuẩn. Có khí hậ
u nhiệt đới ôn hòa, môi trường chưa
bị ô nhiểm nhiều tạo cho Việt Nam nhiều thuận lợi phát triển nghề nuôi tôm thương
phẩm mạnh. Với ưu thế và tiềm năng sẵn có và lại được nhà nước đầu tư hổ trợ trong
những năm gần đây cho nên nghề nuôi tôm ở nước ta đã và đang phát triển mạnh để
trở thành một quốc gia có diện tích nuôi và sản lượng nuôi tôm xu
ất khẩu lớn ở Đông
Nam Á và thế giới. Diện tích nuôi tôm gia tăng nhanh chóng từ 50.000ha năm 1985
lên đến 285.000 ha năm 1998 với 30 tỉnh nuôi tôm sú. Do đặc thù địa lý của nước ta
người ta chia các tỉnh có thể nuôi tôm sú ra thành 3 khu vực chính: khu vực phái Bắc,
khu vực miền trung và khu vực phía Nam.


4

Bảng 1:Nuôi tôm sú công nghiệp tại Việt Nam
Phía Bắc

Miền Trung
Phía Nam
Tỉnh Diện Tích Tỉnh
Diện
Tích
Tỉnh
Diện
Tích
Quản Ninh
Hải Phòng
Thái Bình
Nam Định
Ninh Bình
Thanh Hóa
Nghệ An
Hà Tỉnh
12.565
8.750
3.245
5.800
3.220
6.000
1.500
1.249
Quản Ninh
Quản Trị
Thừa Thiên Huế
Đà Nẵng
Quản Nam
Quảng ngãi

Bình Định
Phú Yên
Khánh Hòa
Ninh Thuận
Bình Thuận
593
313
1.296
140
1.150
680
2.061
1.314
4.313
630
260
Bà Rịa Vũng
Tàu
Đồng Nai
TP HCM
Long An
Tiền Giang
Bến Tre
Trà vinh
Sóc Trăng
Bạc Liêu
Cà Mau
Kiên Giang
1.350
555

4.900
868
4680
34.680
19000
25.919
30.925
105.520
10882
Tổng
39.429 12.530 238.279

I.1.2 Giới thiệu qua về ngành nuôi tôm sú công nghiệp tại khu vực Nam
Trung Bộ:
Khu vực Nam Trung Bộ gồm có 3 tỉnh: Phú Yên, Khánh Hòa và Ninh Thuận
phân bố dọc theo bờ biển dài khoảng 400Km đã tạo thành những vùng nuôi tôm
thuận lợi với hàng trăm hecta. Được sự quan tâm sâu sắc của chính quyền địa
phương và sự giúp đỡ về khoa học kỹ thuật của các cơ quan khoa học ( trường đại


5

học Thủy Sản NT, Viện Hải Dương Học, Trung tâm nghiên cứu Thủy Sản III).
Nghề nuôi tôm thương phẩm và tạo giống nhân tạo ở khu vực Nam Trung Bộ là
những địa phương đi đầu trong khoa học kỹ thuật bán thâm canh và thâm canh
cũng như áp dụng trang bị kỹ thuật về nuôi tôm
Bảng 2: Diện tích – Sản lượng – Năng suất nuôi tôm Nam Trung Bộ[1]
Diện Tích (ha) Sản lượng (tấn) Nă
ng Suất trung bình
Tỉnh

1997 1998 1999 1997 1998 1999 1997 1998 1999
Phú
Yên
1044 1263 1525 1357 1536 1950 1.29 1.21 1.31
Khánh
Hòa
_ 4333 4823 _ 3310 7250 _ 0.76 1.51
Ninh
Thuận
595 602 682 649 786 1125 1.09 1.68 1.61
I.2 Thông Số Kỹ Thuật Ao Nuôi Tôm Sú Khu Vực Nam Trung Bộ:
I.2.1: Các thông số hình học về ao nuôi tôm sú ở khu vực Nam Trung Bộ:
- Diện tích ao: trước đây hình thức nuôi quản canh, vì muốn đạt sản lượng
cao nên diện tích ao thường rất lớn, có khi rộng đến vài hecta. Dần dần thu hẹp
được thông qua hình thức nuôi tôm tiên tiến hơn và hiện nay thường nằm trong
khoản (0.4-0.8 ha) để thuận tiện cho Việc quản lý.
- Kích thước ao nuôi: đi đôi với Việc giới hạn diện tích, kích thước ao củng
đượ
c lấy theo một tỷ lệ thống nhất với kích dài và kích thước rộng: tỷ lệ dài/rộng
≈2, tức là các ao đều theo dạng hình chữ nhật chiều dài gấp đôi chiều rộng.
- Mực nước: mực nước thường thay đỗi theo thủy chiều tuy nhiên để đảm
bảo điều kiện sống thuận lợi cho tôm sống và phát triển tốt thì mực nước trong ao
thay đỗi trong khoản (1-1,5)m là tốt nhất.
- Chất đáy ở các ao nuôi khu vực Nam trung Bộ thì ở lớp đáy chủ yếu tồn tại
ở
hai dạng đáy bùn và đáy bùn cát rất dễ cuốn và rất dễ bị sạc lỡ. Cho nến, với các ao nuôi
ở khu vực này phải có quy trình làm ao riêng để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.


6

I.2.2 Các thông số môi trường của ao nuôi ảnh hưởng đến quá trình
phát triển của tôm
I.2.2.1 Nhiệt độ của nước:
Nhiệt độ của nước là đại lượng biểu thị trạng thái nhiêt độ của nước. Nhiệt
độ trong ao được cung cấp nhiệt từ nhiều nguồn: bức xạ mặt trời, sự phản xạ nhiệt
của trái đất, từ các phản ứng hóa học và s
ự phân hủy của các chất hữu cơ trong
nước và nền đáy ao. Nhiệt độ nước đặc trưng luôn luôn biến đỗi theo thời tiết. Quy
luật biến động của nhiệt độ là: biến động theo mùa và biến động hằng ngày. Tôm có
thể chịu đựng được sự thay đỗi nhiệt độ 0,2
0
c/phút. Nhưng khi nhiệt độ thay đỗi đột
ngột 3
0
C hay 4
0
C hoặc Việc quá giới hạn sẽ gây sốc, thậm chí còn làm tôm chết.
Đặc biệt khi nhiệt độ của mặt trời chiếu xuống làm cho lớp nước trên bề mặt nóng
nhanh hơn lớp nước dưới sâu dẫn đến sự phân tầng về nhiệt độ làm giảm năng suất
của ao nuôi. Do đó, Việc dùng máy sục khí và thiết bị đảo nước nhằm phá vỡ sự
phân tầng về nhiệ
t độ của nước trong ao nuôi. Dải nhiệt độ tôm sú thích hợp từ 12-
37.5
0
C, nhưng khoản nhiệt độ thích hợp nhất cho sự tăng trưởng cảu nó có từ 25-
30
0
C
I.2.2.2 Độ hòa tan ôxy trong nước: (Disolvel oxygen)

Ôxy là yếu tố đặc biệt quan trọng đối với quá trình sống của sinh vật. Đối với
ngành nuôi tôm công nghiệp thì Việc tăng hàm lượng ôxy vào trong nước là một
Việc không thể thiếu.
Ôxy được làm giàu cho nước từ hai nguồn cơ bản sau: hòa tan trực tiếp từ
khí quyển và quá trình quang hợp của thực vật thủy sinh thải ra. Hàm lượng Ôxy
trong nước thường xuyên biến động, nhưng nhìn chung nó tuân theo quy luật: chu
k
ỳ ngày đêm, đó là thời tiết và mật độ tảo trong ao nuôi. Theo thời gian nuôi là mật
độ tích tụ tảo trong ao nuôi và chế độ quản lý ao nuôi. Hiện tượng quan hợp của tảo
(thực vật phù du) chỉ xảy ra vào ban ngày dưới ánh sáng mặt trời. Do đó những
thời gian mà trời u ám và vào ban đêm thi ao nuôi sẽ không đủ ôxy cho tôm. Tình
hình thiếu ôxy cũng xảy ra khi thực vật thủy sinh chết quá nhiều do Việc sử dụng
hóa chất. Để giả
quyết vấn đề này, người ta sử dụng máy sục khí, máy đảo nước
hoặc thay đỗi nước vào ao để tạo thêm ôxy. Hàm lượng ôxy tốt nhất để tôm sống
khoẻ mạnh và phát triển tốt nhất là từ (5-7) mg/l .




7

I.2.2.3 Độ pH:
Chỉ số pH là một trong những chỉ tiêu quan trọng về chất lượng nước, nó là
chỉ số axit hay kiềm của nước và gắn liền với chế độ khí của vùng nước. Đối với ao
nuôi tôm thì độ pH trong khoản (6.5-9), thuận lợi là từ (7.8-8.2). Nếu chuyển tôm từ
vùng nước này đến vùng nước khác có độ pH chênh lệch nhau lớn thì tôm sẽ bị sốc
pH và chết.
I.2.2.4 Độ mặn (Salinity ) S%
Độ mặn là tổng lượng (tính theo gam) các chất hòa tan chứa trong 1kg nước

biển, các nhà hải dương học tính độ muối bằng phần nghìn
00
0
. Tùy theo loại tôm
và thời điểm trong chu kỳ sinh sống của mỗi loại tôm mà nồng độ mặn có khác
nhau. Đối với tôm sú thì nó có thể chịu đựng được sự biến thiên về độ mặn từ 3 -
45%, độ mặn lý tưởng cho tôm sống và phát triển mạnh là từ 15-25%.
I.2.2.5. Độ trong:
Độ trong của nước được đo dựa vào độ sâu còn nhìn thấy được nhờ một
dụng cụ gọi là đĩa Secchi. Còn hàm lượ
ng Seston thường được xác định theo
phương pháp trọng lượng. Seston là tập hợp các sinh vật sống trong tầng nước và
thể lơ lững trong nước. Chúng gồm có các hợp phần sau: chất vẫn vô cơ được đưa
vào thủy vực từ đất, bùn mã hưu cơ, sinh vật phù du (kể cả động vật và thực vật).
Do đó trong các ao nuôi thủy sản tồn tại mối quan hệ độ trong và thực trạng của ao.
Gia trị độ trong <20cm thì ao được gọi là ao đục, ao đục nó sẽ cản trở sự quan hợp
của sinh vật phù du trong nước do đó sẽ dẫn đến tình trạng thiếu ôxy trong ao nuôi.
Ngược lại, nếu ao có độ trong từ 45-60cm thì nước ao được coi là nghèo chất dinh
dưỡng Độ trong khoản từ (30-40cm) là tình trạng ao tốt nhất.
I.2.2.6: Hàm lượng khí NH3 và H
2
S:
Hàm lượng khí NH
3
có ảnh hưởng rất lớn tới quá trình sinh trưởng và phát
triển của tôm, lượng khí NH
3
sẽ tăng lên tỷ lệ thuận so với nhiệt độ và nồng độ pH.
Nếu hàm lượng NH
3

quá cao tôm sẽ có xu hướng ngoi lên mặt nước để lấy ôxy từ
không khí dẫn đến gây xốc (tress) cho tôm. Do vậy để giảm độc tính của NH
3
cần
phải tăng cường ôxy hòa tan trong nước bằng cách quạt xục khí, đảo nước, máy nén
khí, bộ trộ ôxy…
H
2
S có ảnh hưởng đến sinh vật nói chung, với hàm lượng H
2
S lớn thì nó ảnh
hưởng nghiêm trọng đến quá trình sinh trưởng của tôm. Đối với hàm lượng H
2
S nhỏ


8

thì nó không ảnh hưởng nhiều đến quá trình sinh trưởng của tôm nhưng nó sẽ tiêu
hao nhiều ôxy trong môi trường.
I.2.2.7: Tốc độ dòng nước (Vc):
Tốc độ củng là một trong các yếu tố quan trọng quyết định đến sự sinh
trưởng và phát triển của tôm, tốc độ dòng chảy như thế nào là hợp lý đó là một
trong những vấn đề còn đang cập nhật của ngành nuôi tôm hiện nay.
Nhận xét: qua Vi
ệc phân tích các thông số ao nuôi ảnh hưởng đến quá trình
sinh trưởng và phát triển của tôm. Ta thấy Việc sử dụng các thiết bị cơ khí trong
nuôi tôm công nghiệp là hết sức cần thiết để đảm bảo nồng độ ôxy trong ao, tốc độ
dòng nước, nhiệt độ nước….Và một trong các thiết bị quan trong để đảm bảo các
yêu tố sinh trưởng của tôm là thiết bị đảo nước sục khí. Và hiện nay trên thị trường

có r
ất nhiều thiết bị như vậy.
I.3 .Thiết bị đảo nước sục khí:
I.3.1 Các thiết bị đảo nước sục khí để xử lý môi trường nuôi:
Trong mô hình nuôi tôm thương phẩm thâm canh qui mô trang trại, một
trong các thiết bị phục vụ cho công tác nuôi trồng là thiết bị đảo nước-sục khí.
Thiết bị đảo nước xục khí có nhiều dạng: đảo nước sục khí kiểu chân vịt, đảo nước
kiểu cánh quạt, đảo nước sục khí kiểu thổi khí, đảo nước kiểu ly tâm văng.
I.3.1.1 Đả
o nước kiểu cánh quạt: là loại đảo nước được dùng tương đối
rộng rãi ở các ao nuôi trên toàn quốc. Nó làm Việc theo nguyên lý cánh guồng quay
hất nước lên thành những hạt nhỏ, tiếp xúc và thẩm thấu không khí ( có oxy) làm
giàu hàm lượng không khí (oxy) hòa tan trong nước.Cánh guồng làm bằng vật liệu
nhựa hoặc kim loại, ưu điểm của thiết bị đảo nước kiểu cánh guồng là đơn giản dễ
chế tạo do đ
ó công nghiệp địa phương hoặc các cơ sở cơ khí nhỏ củng có thể sản
xuất được.







9

Kết cấu động cơ và hợp số (Vikyno):

Hình 1:Kết cấu động cơ và hợp số (Vikyno):
a)Máy đảo nước trục ngắn:

Máy đảo nước trục ngắn có hai loại do Đài Loan và do Thái Lan sản xuất,
nhưng có cấu tạo tương tự nhau. Tuy nhiên chúng khác nhau về kích thước bề mặt
cánh, số lượng cánh và số lượng guồng…
Máy đảo nước trục ngắn do Đài Loan sản xuất: mỗi máy chỉ có hai
guồng làm bằng thép không rỉ, bố trí hai bên do động cơ điện dẫn động qua bộ
chuyền giảm tốc trục vít- bánh vít. Cả hệ thống được đặt trên khung và được làm
nỗi bằng các phao ( là các ống nhựa bịt kín hai đầu), khung cố định bằng bốn cọc
cắm thẳng đứng và có thể điều chỉ
nh chiều sâu gập của cánh quạt.
Máy đảo nước do Thái Lan sản xuất: có cấu tạo tương tự như máy
của Đài Loan sản xuất nhưng có bốn guồng (mỗi bên hai guồng) guồng được làm
bằng nhựa PVC có 8 cánh. Cách bố trí trong ao củng giống như loại máy trên nhưng
số lượng máy ít hơn ( trong cùng một ao)






10


b)Máy đảo nước trục dài (loại cụm).
Hình 2:Máy đảo nước trục dài (loại cụm).
Máy này do các cơ sở tư nhân sản xuất: nó dựa trên cấu tạo và nguyên lý
hoạt động của hai loại máy trục ngắn trên nhưng có giá thành tương đối thấp ( sử
dụng cho cùng một ao)
Máy gồm động cơ Diezel dẫn động, truyền qua hộp giảm tốc đến trục các
đăng và dẫn đến tr
ục guồng, trên trục guồng có lắp các guồng.

Tùy theo diện tích và hình dạng của ao nuôi tôm, kinh tế của người nuôi tôm,
đặc điểm của cơ sở chế tạo máy đảo nước trục dài có công suất và số vòng quay
mà có phương án truyền động giảm tốc và số lượng guồng, số lượng cánh và kích
thước bề mặt cánh khác nhau. Trên thực tế hiện nay có các kiểu truyền động giảm
tốc như sau: Đai – đ
ai, đai- bánh răng, đai-hộp số, đãi xích.


* Nhận xét các loại máy đảo nước trên:


11

Các loại máy đảo nước trên có cấu tạo tương tự nhau, chỉ cái tiến thêm một
số bộ phận do đó chúng có một số ưu điểm chung sau:
-Ưu điểm:
+ Có khả năng khuếch tán ơxy vào nước và giải phóng khí độc
(H
2
S,NH
3
…) ra ngồi nhanh chóng.
+ Tạo dòng chạy nhẹ, đều và luận chuyển tHường xun trong ao (
nếu bố trí máy hợp lý). Ngồi ra với hai loại máy trục ngắn thì Việc bố trí, lắp đặt
máy trong ao tương đối thuận tiện, dễ dàng. Còn loại máy trục dài tạo được dòng
chảy rộng và khơng phụ thuộc vào nguồn điện.
- Tuy nhiên chung vẫn còn tồn tại những nhược điểm sau:
+ Với loại máy trục ngắn:
1. Tính cơ
động thấp do hồn tồn phụ thuộc vào nguồn điện.

2. Chi phí cho tồn bộ hệ thống khá cao.
3. Lượng Ơxy khuếch tán khơng đêu và dòng chảy khơng rộng.
4. Chưa tập chung chất bẩn vào một nơi nhất định để xử lý.
I.3.1.2 Đảo nước sục khí kiểu thổi có hai loại:
Hình 3:Sơ đồ khối thiết bị đảo nước sục khí kiểu thổi.
- Loại thứ nhất hoạt động như máy nén vơ c
ấp, máy để trên bờ và theo hệ
thống ống có khoan lỗ đặt dưới đáy ao sục khí cho các ao ni. Máy sục khí kiểu
khí nén được dẫn động từ động cơ Diezel hoạt động cung cấp khơng khí có áp xuất
Họng xã khí
Ao nuôi tôm
Bình chứa khí
Máy nén khí


12

cao vào bình chứa ( áp suất không khí thường từ 5-8kg/cm
3
). Từ bình chứa dẫn theo
ống xuống đáy ao và tỏa ra khắp ao như hình vẽ.
- Loại thứ hai hoạt động như một cánh quạt thổi không khí vào nước qua ống
thổi. Các loại đảo nước-sục khí kiểu này sử dụng không phổ biến trong các ao nuôi
ở Việt Nam.
- Thiết bị này có ưu điểm cho năng suất hòa tan Ôxy cao và thải khí độc lớn.
Nhưng không tạo được dòng chảy hợp lý và không gom được ch
ất bân trong ao
nuôi để tạo vùng sạch cho tôm phát triển. Đây là một trong những nguyên nhân tạo
ra dịch bệnh ở tôm.
I.3.1.3 Đảo nước kiểu ly tâm văng: sử dụng chủ yếu trong các ao nuôi nước

ngọt, chúng hoạt động theo nguyên lý: Đĩa công tác quay hút ở giữa văng nước ra
xung quanh tao nên các tia nhỏ trước khi rơi xuống sẽ được thẩm thấu ôxy trong
không khí. Ở Việt Nam loại này hầu như chưa được sử dụng.
I.3.1.4 Thi
ết bị đảo nước kiểu bơm làm Việc theo nguyên lý Becnuly:
dòng nước do cánh bơm quay sẽ hút nước từ trên tầng mặt ao nuôi đưa xuống tầng
dưới của ao cùng một lượng không khí hòa tan và lan tỏa vào các vùng khác trong
ao nuôi tôm làm cho nước trong ao nuôi được đảo lên và làm tăng hàm lượng không
khí (oxy) hòa tan trong nước.


Hình 4: Máy thổi khí (IIIKYNO)


13


I.3.1.5 Máy đảo nước dùng bơm:
- Hiện nay thiết bị đảo nước này được dùng chủ yếu ở Philippin. Với phương
pháp này nước trong ao được bơm hút và qua đường ống phun trên đầu ao phía kia.
Được bố trí như hình vẽ:
Hình 5: Sơ đồ khối máy đảo nước dùng bơm
- Phương pháp xục khí dùng bơm này có ưu điểm là đơn giản, hiệu quả và
làm Việc tin cậy và tạo nồng
độ ơxy đồng đều theo tầng nước. Tuy nhiên phương
pháp này cũng còn nhiều nhược là năng suất khuếch tan Ơxy thấp và khó gom chất
thải bân trong ao.
I.3.1.6 Máy thổi khí venture:
Máy này do Đài Loan sản xuất có dạng như hình:
Loại máy đảo nước bằng chân vịt đặt trong ống bao dẫn khí và được nhúng

sâu vào trong nước. Chân vịt được dẫn động bằng động cơ điện. Tồn bộ hệ thống
được đặt trên khung phao nỗi.
Khi động c
ơ điện hoạt động làm quay chân vịt, nhờ cấu tạo xoắn của cánh
chân vịt và ống bao dẫn khí tao ra dòng chảy và khuếch tán ơxy vào trong nước.
Ngồi ra loại máy thổi khí Venture còn có loại máy thổi khí tự tạo, ngun lý
hoạt động của nó củng gồm có động cơ điện làm quay cánh chân vịt, do biên dạng
xoắn của cánh chân vịt nên tạo được lực đẩy nước, đồng thời khuấy động vùng
nước tại m
ặt đạp của chân vịt làm khuếch tán ơxy trong khơng khí vào nước
Họng xã nước
Ao nuôi
Cửa hút
Bơm nước
Đường ống


14


* Đánh giá ưu nhược điểm của máy sục khí:
Tuy cấu tạo nguyên lý làm Việc và cách bố trí của loại máy sục khí ở trên có
khác nhau nhưng chúng vẫn có chung một số ưu nhược điểm sau:
Ưu điểm:
1. Kết cấu đơn giản, sử dụng thuận tiện, bảo quản dễ dàng.
2. Có khả năng khuếch tán ôxy vào trong nước và giai phóng khí độc ra
ngoài tương đối nhanh.
3. Có
độ bền tương đối cao.
4. Giá thành tương đối thấp (trừ loại máy thổi khí Venturi)

Tuy nhiên loại máy còn tồn tại nhiều nhược điểm sau:
1. Lượng ôxy tăng cường thêm cho ao không nhiều.
2. Chưa có khả năng tạo dòng chảy nhẹ và đều để thích hợp cho tôm.
3. Vùng nước tại cửa miệng đẩy của bơm hay tại mặt đạp của chân vịt bị khuấy
đạp quá mạnh làm giảm nhanh chóng chất l
ượng môi trường nước ở khu vực đẩy.
4. Chưa tập chung được chất bẩn, thậm chí còn phân tán chất bẩn ra khắp ao.
5. Đối với máy thổi khí Venturi và máy thổi khí tự tạo thì:
- Chỉ sử dụng cho ao có diện tích nhỏ.
- Tạo dòng chảy hẹp nên đối với ao lớn thì phải bố trí nhiều máy rất tốn kém
( thường thì 5-8máy/ao 0.5ha)
- Hoàn toàn phụ thuộc vào nguồn điện nên không thích hợp cho những khu
vực chưa có
điện và những nơi xa nguồn điện thì phải tốn một khoản chi phí đầu tư
vào cơ sở hạ tầng lớn mới đưa thiết bị vào hoạt động được
I.3.2 Một số mô hình sử dụng thiết bị nuôi tôm thương phẩm:
a) Dàn đảo nước được thiết kế chế tạo theo dạng môđun.


15

Mỗi dàn có 3 môđun. Mỗi môđun gồm 1 khung và 1 trục rỗng được chế tạo bằng
thép tráng kẽm (hoặc inox); 2 phao nhựa PVC; 4 guồng đảo dạng cánh bằng nhựa; 2. 01
hộp giảm tốc và 01 bệ đặt động cơ và hộp giảm tốc; 3. 01 động cơ điezen (hoặc động cơ
điện). Mỗi dàn (3 môđun) trên dùng động lực: 4,5 kw, đáp ứng diện tích 2500 m2 ao
Giá bán thiết bi : 4.500.000 VNĐ/1thiế
t bị (không có động cơ)
b) Kỹ thuật khác:
1 máy sục khí/6000m2; + 1 quạt nước 4 cánh/1.200m2, 1 quạt nước 8
cánh/1.500m2, 1 quạt nước 10 cánh/1.600m2, 1 quạt nước 14 cánh/1.800-2.000m2;

Giá Thiết bị:
1. Quạt nước: Loại có động cơ 3 pha (Việt-Hung (có hoá đơn VAT): Giàn 7
guồng, 2,2kW=6.600.000đồng; 2. Đầu nổ Trung Quốc (có hoá đơn VAT): - Giàn 7
guồng D8 = 5.700.000 đồng, - Giàn 14 guồng D8 = 7.200.000 đồng; 3. Giá mô tơ: -
1,5kW = 900.000 đồng; - 2kW = 1.000.000 đồng; - 3kW = 1.200.000 đồng; 5kW =
1.700.000 đồng. Giá đầu nổ D8: 1.800.000 đồng, trong đó, giá linh kiện r
ời: - Cán
h

quạt bằng inox: 110.000đ/guồng; - Khung phao bằng can nhựa: 110.000đ; - Bộ giả
m

tốc: 1.650.000đ; - Bộ trục: 165.000đ; Bộ trục cát đăng: 330.000đ; - Cánh quạt bằng
nhựa: 85.000đ/guồng (chú ý: vận chuyển đến công trình từ 4-5 máy trở lên, khách hàng
không trả tiền vận chuyển. Giá bán buôn: giảm 5-8%

I.3.3 Chọn thiết bị đảo nước-sục khí kiểu bơm hướng trục:
Vấn đề đặt ra bây giờ là ta phải chọn được một thiết bị có thể đáp ứ
ng được
các đòi hỏi của kỷ thuật nuôi tôm công nghiệp: tạo dòng dòng chảy đều và nhẹ, có
khả năng năng khuếch táng ôxy vào trong nước cao, có khả năng gồm được chất
bẩn trong ao, có khả năng bổ sung thêm các thành phần hóa học của ao nuôi, và gía
thành thấp . Trên cơ sở của thiết bị đảo nước sục khí có sẵn trên thị trường, trong
phạm III đề tài này tôi đề xuất chế tạo thiết bị
đảo nước-xục khí bằng vật liệu phi
kim loại theo dạng bơm hướng trục đặt đứng có cải tiến. Vì đặc điểm của thiết bị
này cột áp thấp nhưng lưu lượng lớn thích hợp với yêu cầu là một thiết bị đảo nước,
có khả năng tạo dòng chảy đều, có khả năng gom được chất thải dưới đáy ao
khi bố
trí hợp lý các thiết bị trong ao nuôi.

16


I
.4. Yêu cầu kỹ thuật thiết bị
- Sử dụng - bảo quản đơn giản và phù hợp với ngư dân Việt nam.







Bơm cấp - thải nước nuôi.
- Thực hiện cấp và thải nước nuôi với hiệu quả cao (lưu lượng cao với cột áp
phù hợp).
- Liên hợp tốt với các bộ sử lý nước sử dụng các hợp chất sinh hoá khác nhau
thông dụng .
- Độ bền cao và chế tạo trong nước.
- Sử dụng - bảo quản đơn giản và phù hợp với ngư dân Việt nam.
Bơm đảo nướ
c tuần hoàn.
- Thực hiện đảo nước trong ao nuôi để tạo dòng chảy hợp lý, chống phân tầng
nước và thoát khí độc đáy ao với hiệu quả cao (lưu lượng cao với cột áp phù hợp) .
- Liên hợp tốt với các bộ sử lý nước sử dụng các hợp chất sinh hoá khác nhau thông
dụng .

- Độ bền cao và chế tạo trong nước.


17


Chương II
THIẾT KẾ KỸ THUẬT THIẾT BỊ
II.1 Chọn phương án thiết kế:
II.1.1.Chọn các thông số cơ bản
Xuất phát từ yêu cầu thực tế của sản xuất đối với các mô hình nuôi tôm
thương phẩm thâm canh, quy mô trang trại cần phải thiết kế thiết bị đảo nước kiểu
bơm với cột nước cần bơm H=1-2m. Các vùng nuôi tôm hiện nay ở nước ta đang sử
dụng rất nhiều các thiết bị đảo nướ
c – sục khí kiểu chân vịt đặt chìm dưới nước có
các thông số sau:
- Công suất động cơ: N=1,1KW=1,5ML
- Số vòng quay : n=2900 V/phút
Hiện nay ở các vùng nuôi tôm, các ao nuôi công nghiệp chủ yếu được xây
dựng với quy mô 2000m
3
– 3,500m
3
do cá thể hay tập thể nhỏ hay hợp tác xả nhỏ
quản lý và đầu tư nhằm đạt mục đích cao nhất. Để đám ứng tình hình thực tế của
sản xuất và nhu cầu sử dụng thiết bị bơm đảo nước cho các ao nuôi tôm công
nghiệp đã chọn phương án ngiên cứu thiết kế bơm đảo nước liên kết với động cơ
điện có các thông số thiế
t kê sau:
- Công suất động cơ điện: N=1,1KW

- Số vòng quay : n=2900 v/phút
- Cột nước bơm: H=2m
II.1.2. Nguyên lý làm Việc:
Thiết bị đảo nước kiểu bơm làm Việc theo nguyên lý Becnuly: dòng nước do
cánh bơm quay sẽ hút nước từ tầng trên mặt ao nuôi đưa xuống tầng dưới của ao
cùng một lượng không khí hòa tan và lan tỏa vào các vùng khác trong ao nuôi tôm
làm cho nước trong ao nuôi được đảo lên và làm tăng hàm lượng không khí (oxy)
hòa tan trong nước. Hiện tượng trên có được là do sự chênh lệch áp lực ở
hai phía
cửa vào và cửa ra của cánh bơm khi cánh bơm quay.


18

Ñoäng cô

• Hình 6: Sơ đồ nguyên lý làm Việc

Ao Lôùn

Ao nhoû

• Hình 7 : Sơ đồ bố trí trong ao nuôi:
II.1.3. Chọn kết cấu:
- Xuất phát từ yêu cầu hút nước ở trên và đẩy xuống dưới đáy và tạo dòng chảy
đều trong ao ta phải chọn kết cấu sao cho ống hút và ống xả nằm trên hai đường thẳng
song song và cùng nằm trong một mặt phẳng: ống hút ở trên, ống xả ở dưới (nếu là bơm
thì ngược lại) để vừa có khả nă
ng lấy ôxy ở tầng nước trên đảo xuống tầng dưới, vừa có
khả năng tạo dòng chảy đều

⇒ chọn hình dáng bơm theo hình chữ S.


19

- Cánh bơm đặt chìm dưới nước trong võ bơm ( không cần phải mồi bơm)
- Để có kết cấu đơn giản nhất tạo điều kiện thuận tiện cho Việc chế tạo ta
chọn kết cấu trục cánh bơm đồng trục với trục động cơ.
- Hệ thống truyền động (động cơ) phải được đặ
t cao hơn mặt nước vì vậy hệ
thống liên kết với nhau thông qua bệ đỡ động cơ đặt trên một cái phao: võ bơm và
động cơ được lắp chặt với bệ đỡ để tạo thành một hệ thống hoàn chỉnh.
- Với kết cấu là bơm hương trục đặt đứng, trục bơm trùng với trục động cơ
nên ta chọn động cơ kiểu mặt bích
để thuận tiện cho Việc lắp đặt.
- Để thiết bị có khả năng bổ sung thêm các chế phẩm sinh học cho ao nuôi
nhờ dòng chảy do bơm tạo ra phân tán khắp ao nuôi, và có khả năng tăng thêm hàm
lượng ôxy cho ao nhờ sự chênh lệch áp suất ở mặt thoáng (áp suất khí quyển) và áp
suất trong ống hút của bơm ta bố trí thêm một ống dẩn khí chổ cửa hút của bơm để
hút ôxy.
II.1.4.Trên cơ sở nguyên lý hoạ
t động và kết cấu cơ bản của bơm; tôi đề
xuất các phương án thiết kế:
Thiết kế hai kiểu bơm sau:
1.Bơm nổi:
Bơm nổi gồm các phương án sau:
Phương án 1:
Theo kết quả nghiên cứu của đề tài KC07.27 dạng bơm nước chuyên dùng đả
được nghiên cứu thiết kế và chế tạo
-Vỏ: vật liệu là thép không gỉ, chế tạo theo phương pháp hàn.

-tr
ục: vật liệu là thép không gỉ.
-Khớp nối: khớp nối chử thập.
-Ổ trục: ổ lăn kết hợp với bạc trượt có chức năng định hướng.
Trên cơ sở kết cấu trên, tôi đề xuất phương án thay đổi một số chi tiết cơ
bản của bơm bằng vật liệu phi kim loại: phương án 2 và 3



20

Phương án 2:
-Vỏ: vật liệu là ống nhựa.
-trục: vật liệu là inox.
-Khớp nối: khớp nối mềm.
-Ổ trục: ổ lăn kết hợp với bạc trượt có chức năng định hướng.
Phương án 3: (giống phương án 2)
-Ổ trục: hai bạc trượt bằng nhựa có chức năng định hướng.

Hình 8: Bơm nổi
1-§éng c¬ ®iÖn;
2-èng dÉn khÝ;
3-Phao;
4-èng dÉn dßng;
5-C¸nh b¬m;
6-Gèi ®ì;
7- èng trôc;



21

2.Bơm chìm:
Kiểu 1:PVC

1-Gi¸ ®ì; 2-èng dÉn khÝ;
3-Thanh treo; 4-Phao;
5-èng x¶; 6-Lãt èng x¶;
7-C¸nh b¬m; 8-èng dßng;
9-Lãt b¬m; 10-§éng c¬ ®iÖn;
11-èng hót; 12-Hép ®iÒu khiÓn;
H×nh 9: B¬m ch×m xục khí cã èng nèi dÉn dßng b»ng èng nhùa PVC


22

Kiểu 2:Composis

3
1
2
4
6
5
10
8
9
7
H×nh 10: B¬m ch×m xục khí cã èng dÉn dßng b»ng vËt liÖu
composite.
1-§én
g
c¬ ®iÖn 2-Vßn
g
treo;

3-èng dÉn dßng; 4-C¸p ®iÖn;
5-Phao; 6-Hép ®iÒu khiÓn;
7-Thanh treo 1; 8-èn
g
dÉn khÝ;
9-Thanh treo 2; 10-C¸nh b¬m;



23

Hình 11: Bơm chìm khi bơm luôn chuyển nước




24

II.2.Tính toán các thông số cơ bản
II.2.1.Tính toán các thông số cơ bản của bơm:
1)Công suất làm việc trên trục bơm-đọng cơ:

K
N
N
dc
tr
=

Ở đây :
−= KN
dc
1,1 Công suất động cơ điện
K=1,5- Hệ số dự chữ an toàn của động cơ
Ta có
KWN
tr
733,0
5,1
1,1

==

2) Lưu lượng máy bơm:
H
KN
Q
Bdcbtr
.81,9

ηη
=
Ở đây:

b
η
=0,66-Hệ số hiệu suất dự kiến của bơm

dc
η
=0,9-Hệ số hiệu suất của động cơ điện

b
K =1,11-Hệ số bù tảI do ảnh hưởng của chiều dày lá cánh bơm/18/
H=2m-Cột nước thiết kế của bơm.
Khi ấy: Q=0,022m
3
/s
Q=80m
3
/h.

3) Hệ số tỷ tốc của bơm:

4
3
65,3
H
Q
nn
s
=
Trong đó :
n=2900V/ph
Thay vào ta được:

7,937=
s
n
4)Ứng với hệ số tỷ tốc
937
=
s
n ,7 ta chọn hệ số cột nước theo quan hệ
(
H
K )=f(
s
n )/3,8:
(
H
K

)=f(
s
n
)/3,8 =0,09
5) Theo đồ thị:

()
/8/
.
.
uut
Huut
Kfd =

ta xác định được tỷ số ban đầu tương đốI của bánh công tác:

42,0
.
=
uut
d
Kiểm tra kết quả trên theo bánh công tác kinh nghiệm tính hệ số bầu tương đối/3/8:

603,0
)(8,26
−
<
s
nd

25


603,0
)(8,26
−
<
s
nd
=0,43
Ta chọn hệ số bầu tương đối:
50,0)( =
b
d
6) Đường kính bánh công tác xác định theo công thức/3/
H=(
2
2
2
.
) DnK
cuutH

Do vậy:
mD 115,0
)7,46(09,0
2
2
2

==

Chọn
=
2
D
112 mm
Ký Hiệu của máy bơm sẽ là: HTĐ114-1100
HTĐ-Hướng trục đặt đứng: 114 - Đường kính bánh công tác (mm)
1100-Công suất máy bơm(woat)
7)Xác định hệ số không thứ nguyên
+Hệ số cột nước của bơm:

2
2
2
.Dn
H
K
c
H
=

0683,0
)112,0.()3,48(
2
22
==
H
K

+Hệ số lưu lượng:

3
2
.Dn
Q
K
c
Q
=
=0,327
Thay vào ta có:

0=
Q
K
8) Kiểm tra lạI hệ số tỷ tốc sau khi chọn các thông số cơ bản

75,0
)(
.219
H
Q
s
K
K
n =


6,937

)0955,0(
614,0
.219
75,0
==
s
n

Hệ số tỷ tốc tính theo các công thức trên cho kết quả tương đương chứng tỏ việc
chọn các thông số cột nước (H) và lưu lượng (Q) và đường kính bánh công tác là
đúng, tiếp tục tính toán các thông số khác.
9) Khe hướng kính giữa mép ngoài bánh công tác và vành tròn:

2
001,0 D=
δ


112.0112.001.0
=
=
δ

Do bơm thiết kế và đường kính bánh công tác quá bé và yêu cầu công nghệ
chế tạo tong nước nên trong trường hợp này ta chọn khe hở theo công nghệ chế tạo.


26

Chọn khe hở:

mm1
=
δ

10)Đường kính trong của vòng tròn/7/7:

δ
2
2
+= DD
vành


δ
2
2
+= DD
vành
=112 + 2.1 = 114mm
Để thuận lợI cho công nghệ gia công và kiểm tra kích thước, ta lấy đường
kính trong của vành mòn với dung sai: 0,1
Khi ấy đường kính của bánh công tác sẽ là:

mmD )112(
1.0
2
−
=
11) Tốc độ vòng tại tiết diện mép ngoài bánh công tác:

30
.
2
1
2
n
DU
mép
Π
=


smU
mép
/17
30
2900.14,3
.112,0
2
1
==

12) Tốc độ dòng chảy dọc theo trục ở trước và sau bánh công tác:

)1.(.
4
2
2
2 b
dD

Q
V
−Π
=
Ζ


smV /3
)5,01.(112,0.14,3
0222,0.4
22
=
−
=
Ζ

13) Độ dày tối ưu của lưới profin tiết diện mép ngoài bánh công tác:
(
uutHmép
K
t
.
)(95,5)
1
=

(
5355,0)09,0(95,5)
1
==

mép
t

14) Số lá bánh công tác:

b
mép
tbmép
b
tb
uut
RR
r
−
−
+=Ζ
)
2
1
)((
)15,012,0(
.1
αα

Trong đó:
tb
r
-Bấn kính trung bình của tiết diện profin cánh bầu, mép
α
-góc đặt cánh ở tiết diện bầu và mép ngoài.

tb
)
2
1
( -độ dày lướI cánh ở tiết diện trung bình.
Ta có: 218,2
.1
=Ζ
uut

Chọn số cánh bơm công tác: