thiết kế và lập quy trình chế tạo ống nối hướng dòng trong bơm nước chuyên dùng phục vụ nuôi trồng thủy sản bằng vật liệu composite

Luận Văn Tốt Nghiệp
-1-
GVHD: Th.S. Đặng Xuân Ph ơng
Nguyễn Tiến Khiêm 43 CT
Mục lục

Lời nói đầu 5

Tổng quan về tình hình nuôi tôm
và giới thiệu một số máy đảo n ớc sục khí
1.1. tình hình nuôi tôm trên thế giới và ở Việt Nam 7
1.1.1. Tình hình nuôi tôm trên thế giới 7
1.1.2. Tình hình nuôi tôm ở Việt Nam 7
1.2. Giới thiệu một số máy đảo n ớc sục khí 8
1.2.1. Lợi ích của việc sử dụng máy sục khí 8
1.2.2. Các thiết bị phục vụ đảo n ớc thông dụng 9
1.2.2.1. Bơm thay n ớc 9
1.2.2.2. Máy sục khí (Aerator) 9
1.2.2.3. Máy đảo n ớc kiểu cánh quạt 11
1.2.2.4. Máy đảo n ớc kiểu thổi 15
1.2.2.5. Đảo n ớc kiểu li tâm văng 16
1.2.2.6. Máy đảo n ớc dùng bơm 16
1.2.2.7. Thiết bị đảo n ớc kiểu bơm làm việc theo nguyên lý
Becnuly 17
Thiết kế ống nối h ớng dòng trong
bơm đảo n ớc sục khí phục vụ nuôi tôm 22
2.1. thiết kế kết cấu 22
2.1.1. Nguyên tắc chung của thiết kế 22
2.1.2. Mục đích của việc thiết kế kết cấu 23
2.1.3. Thiết kế kết cấu 23
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Luận Văn Tốt Nghiệp
-2-
GVHD: Th.S. Đặng Xuân Ph ơng
Nguyễn Tiến Khiêm 43 CT
2.2. lựa chọn vật liệu 34
2.2.1. Gang xám 34
2.2.2. Thép không gỉ 35
2.2.3. Vật liệu polyme 35
2.2.4. Vật liệu composite 35
Vật liệu composite và công nghệ chế tạo 38
3.1. tổng quan về vật liệu composite 38
3.1.1. Khái niệm về composite 38
3.2. đặc điểm và phân loại 38
3.2.1. Đặc điểm 38
3.2.2. Phân loại 39
3.3. liên kết nền-cốt 40
3.3.1. Vật liệu cốt 41
3.3.1.1. Hạt 41
3.3.1.2. Sợi và vải 41
3.3.1.3. Các loại sợi chính 42
3.3.2. vật liệu nền 44
3.3.2.1. Nhựa nhiệt cứng 46
3.3.2.2 Nhựa nhiệt dẻo 44
3.3.2.3. Nhựa ổn định nhiệt 49
3.3.3. Chất phụ gia 50
3.3.4. Liên kết nền cốt 50
3.4. cấu trúc của vật liệu composite 50
3.4.1. Cấu trúc dạng lớp 50
3.4.2. Composite cấu trúc dạng tấm ba lớp 51
3.4.3. Giới thiệu một số vật liệu composite và ứng dụng của chúng 52

3.5. công nghệ chế tạo vật liệu composite 53
3.5.1. Đúc không áp lực 53
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Luận Văn Tốt Nghiệp
-3-
GVHD: Th.S. Đặng Xuân Ph ơng
Nguyễn Tiến Khiêm 43 CT
3.5.1.1. Đúc tiếp xúc 53
3.5.1.2. Đúc bắn đồng thời 54
3.5.1.3. Đúc chân không 54
3.5.2. Đúc áp lực 55
3.5.2.1 Đúc phun nhựa 55
3.5.2.2. Đúc nguội nhờ áp lực 55
3.5.2.3. Đúc có nhiệt độ 55
3.5.2.4. Đúc phun 55
3.5.3. Đúc liên tục 56
3.5.4. Kéo định hình 56
3.5.5. Đúc ly tâm 56
3.5.6. Ph ơng pháp quấn ống 57
3.5.6.1. Nguyên lý 57
3.5.6.2. Quấn tiếp tuyến 57
3.5.6.3. Quấn hêlicôit 57
3.5.6.4. Quấn liên tục 57
3.5.7. Gia công bán thành phẩm 58
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo ống
nối dẫn dòng cho bơm sục khí bằng vật liệu
composite 59
4.1. Thiết kế quy trình chế tạo khuôn 59
4.1.1. Vật liệu làm khuôn 60
4.1.2. Thiết kế chế tạo khuôn cho phần ống cong 61

4.1.3. Thiết kế chế tạo khuôn cho phần thẳng của ống dòng 67
4.1.4. Thiết kế chế tạo khuôn 68
4.1.5. Khuôn làm phần nối ống dẫn khí 69
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Luận Văn Tốt Nghiệp
-4-
GVHD: Th.S. Đặng Xuân Ph ơng
Nguyễn Tiến Khiêm 43 CT
4.2. quy trình chế tạo ống nối dẫn dòng bằng vật
liệucomposite 69
4.2.1. Phân tích khả năng gia công 69
4.2.2. Quy trình công nghệ chế tạo ống nối dẫn dòng 70
4.2.2.1. Nguyên công1 71
4.2.2.2. Nguyên công 2 73
4.2.2.3. Nguyên công3 74
4.2.2.4. Nguyên công 4 75
4.2.2.5. Nguyên công 5 76
4.3. gia công cơ 77
4.3.1. Nguyên công 1 77
4.3.2. Nguyên công2 77
4.3.3. Nguyên công 3 78
4.3.4. Nguyên công 4 79
Lắp ráp ống nối dẫn dòng với láp bơm và thử
nghiệm 81
5.1. lắp ráp ống nối dẫn dòng với láp bơm 81
5.2. thử nghiệm 82
kết luận và đề xuất ý kiến 84
tài liệu tham khảo 91

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Luận Văn Tốt Nghiệp
-5-
GVHD: Th.S. Đặng Xuân Ph ơng
Nguyễn Tiến Khiêm 43 CT
LờI NóI ĐầU




Ngành nuôi trồng thuỷ sản ở n ớc ta hiện nay đang giữ một vai trò rất quan
trọng trong nền kinh tế quốc dân. Bên cạnh việc góp phần cải thiện, nâng cao đời
sống của nhân dân, nuôi trồng thuỷ sản còn tạo đ ợc những sản phẩm xuất khẩu có
giá trị kinh tế cao.
Những năm gần đây, ngành nuôi tôm sú Việt Nam phát triển mạnh mẽ và rộng
khắp. Việc nghiên cứu chuyển giao kỹ thuật đến tận ng ời nuôi càng trở nên cần
thiết để ứng dụng vào sản xuất, nâng cao hiệu quả. Từ việc sản xuất giống thành
công đến việc nghiên cứu cải tiến kỹ thuật nuôi và việc sử dụng các trang thiết bị để
cải thiện môi tr ờng trong ao nuôi đã tạo nên những b ớc phát triển đột phá. Trong
đó việc sử dụng các trang thiết bị đảo n ớc sục khí đã mang lại nhiều lợi ích thiết
thực nh : Bổ sung l ợng thiếu hụt ôxy trong n ớc; góp phần làm tăng mật độ nuôi ít
nhất từ 5á10 lần; tạo dòng chảy l u động trong ao th ờng xuyên để gom chất bẩn,
thức ăn thừa; duy trì điều kiện thích hợp nhất đối với tôm.
Hiện nay, trên thị tr ờng đã có một số loại bơm đảo n ớc sục khí phục vụ cho
quá trình nuôi tôm. Các loại bơm đảo n ớc sục khí này có những u điểm lớn nh
làm tăng hàm l ợng ôxy đủ cho tôm sinh tr ởng và phát triển; phá bỏ đ ợc lớp nhiệt

phân tầng trong ao, giảm sự thay n ớc, loại bớt chất khí thặng d ; tăng mật độ
nuôi, song cũng còn tồn tại một số nh ợc điểm mà chúng ta cần phải nghiên cứu
để khắc phục. Trên cơ sở của đề tài khoa học cấp bộ thiết kế một loại bơm h ớng
trục chuyên dụng phục vụ cho nuôi trồng thuỷ sản, nay tôi đ ợc Bộ môn Chế Tạo
Máy khoa Cơ Khí tr ờng Đại học Thuỷ Sản giao cho nhiệm vụ là:

Sau một thời gian nghiên cứu, tiến hành sản xuất và thử nghiệm d ới sự h ớng
dẫn tận tình của thầy tôi đã hoàn thành đề tài với đầy
đủ nội dung sau:
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Luận Văn Tốt Nghiệp
-6-
GVHD: Th.S. Đặng Xuân Ph ơng
Nguyễn Tiến Khiêm 43 CT





Vì thời gian và trình độ bản thân còn hạn chế và đây cũng là lần đầu tiên làm
quen với công tác nghiên cứu khoa học nên tôi không thể tránh khỏi những thiếu sót
trong quá trình thực hiện đề tài. Vì vậy, tôi rất mong đ ợc sự chỉ bảo của các thầy
trong khoa và sự đóng góp ý kiến của những ng ời quan tâm đến lĩnh vực này để
vấn đề nghiên cứu đ ợc hoàn thiện hơn.
Nhân đây, Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy
đã quan tâm giúp đỡ, h ớng dẫn tôi thực hiện luận văn này. Cảm ơn các
thầy trong khoa, các thầy trong x ởng thực tập cơ khí, các anh chị công nhân của
trung tâm tàu cá, và bạn bè đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực tập tốt nghiệp.

Nha Trang, ngày 16 tháng 6 năm 2006

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Luận Văn Tốt Nghiệp
-7-
GVHD: Th.S. Đặng Xuân Ph ơng
Nguyễn Tiến Khiêm 43 CT
CHƯƠNG 1

Tổng quan về tình hình nuôi tôm và giới thiệu
một số máy đảo n ớc sục khí

1.1. tình hình nuôi tôm trên thế giới và ở việt nam



Nghề nuôi tôm đã xuất hiện cách đây rất lâu, nh ng công nghiệp nuôi tôm
th ơng mại mới đ ợc phát triển gần đây vào những năm 1964 nhờ sự hoàn chỉnh của
quy trình sản xuất giống.
Thập kỷ 90 sản l ợng tôm nuôi trên thế giới tăng nhanh cùng với sự gia tăng
của các quốc gia nuôi tôm (trên 50 n ớc) và phong phú hoá mô hình nuôi tôm: Thay
n ớc th ờng xuyên, ít thay n ớc tái sử dụng n ớc, nuôi tôm trên cát, tôm lúa, tôm lúa xen canh.

Năm 2000 sản l ợng nuôi trồng thuỷ sản toàn cầu đạt 45,7 triệu tấn [7, Tr 4]
trong đó giáp xác chiếm 3,6% t ơng ứng 1,65 triệu tấn, nh ng chúng chiếm tới 16,6
tổng giá trị nuôi trồng thuỷ sản toàn cầu.
Tổng sản l ợng tôm nuôi luôn tăng từ năm 1994 đến năm 2001. Tính riêng tôm
sú sản l ợng sụt giảm mạnh vào năm 1997 và 1998, sau đó tăng trở lại vào năm
1999 và đạt mức cao vào năm 2000 và 2001.



Nghề nuôi tôm ở Việt Nam xuất hiện khoảng 100 năm nay. Nh ng phong trào
nuôi tôm mới chỉ phát triển mạnh mẽ từ những năm 1987, 1988 khi sản xuất tôm
giống trong n ớc thành công. Hiện nay Việt Nam trở thành một quốc gia có sản
l ợng tôm nuôi cao trong khu vực và trên thế giới. Thể hiện qua bảng sau:
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Luận Văn Tốt Nghiệp
-8-
GVHD: Th.S. Đặng Xuân Ph ơng
Nguyễn Tiến Khiêm 43 CT
Bảng 1.1: Diện tích và sản l ợng tôm nuôi tại Việt Nam thời kỳ 1988-2003 [7, Tr 5]
Bảng 1.1


GIớI THIệU MộT Số MáY ĐảO N ớc sục khí

1.2.1. l

- Tránh sự thiếu ôxy trong ao để giảm thiểu số tôm bị chết khi nuôi ở tình trạng cao
sản. Đ ợc cung cấp đầy đủ ôxy, tôm sẽ ăn khỏe hơn.
- Gia tăng đ ợc mật độ nuôi ít nhất 5-10 lần mật độ thông th ờng.
- L ợng ôxy và nhiệt độ đ ợc phân bố điều hoà trong ao.

- Tạo một dòng n ớc th ờng trực trong ao, một điều kiện mà tôm a thích. Nhờ
dòng n ớc này, ao có một đời sống sinh động hơn với các điều kiện thiên nhiên
thích hợp đ ợc gia tăng.
- Phá bỏ đ ợc lớp nhiệt phân tầng trong ao, giảm sự thay n ớc, loại bớt đ ợc chất
khí thặng d , nhiệt độ của n ớc và phân bố đều trong ao các hoá chất, phân bón,
thuốc men khi đ ợc áp dụng.
Năm Diện tích (ha) Sản l ợng (tấn) Năng xuất (kg/ha/năm)

1994 245.000 45.000 184
1995 260.000 55.316 212
1996 200.000 49.749 248
1997 195.000 49.298 253
1998 265.000 56.058 211
1999 295.000 59.025 200
2000 226.407 104.519 462
2001 446.208 158.775 365
2002 478.693 180.000 376
2003 546.665 200.000 366
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Luận Văn Tốt Nghiệp
-9-
GVHD: Th.S. Đặng Xuân Ph ơng
Nguyễn Tiến Khiêm 43 CT
- Gia tăng sự xuất hiện của các chất dinh d ỡng trong n ớc ao và kích thích sự tăng
tr ởng của rong rêu cũng nh các vi sinh vật trong n ớc.
- Làm bền vững các điều kiện của môi tr ờng bằng cách ôxy hoá tất cả các hoá chất
và chuyển đi những hợp chất hữu cơ hoà tan.
- Kích thích tôm hoạt động mạnh hơn, tôm sẽ thèm ăn hơn và cải thiện tỷ lệ hoán
chuyển thức ăn một cách có lợi về mặt kinh tế.
- Di chuyển các chất phế thải về tập chung một chỗ trong ao nuôi nhờ vậy mà ao có

vùng bẩn ,vùng sạch riêng biệt.

c

Các thiết bị này có rất nhiều loại và nhiều cách bố trí khác nhau trong ao nuôi.
Do đó khi sử dụng phải biết cách lựa chọn loại thiết bị và cách bố trí cho phù hợp
hoặc có thể cải tiến chúng theo ph ơng án tối u nhất.


Trong ao hồ nuôi tôm bán công nghiệp, bơm rất cần cho việc cung cấp n ớc
vào ao khi cần thay n ớc mới, bổ sung n ớc vào những lúc chiều thấp đồng thời còn
dùng để bơm n ớc ra khỏi ao khi thu hoạch nhằm rút ngắn thời gian tháo n ớc. Một
số bơm còn dùng để đảo n ớc sục khí và tạo dòng chảy trong ao.



Bơm bố trí một miệng hút và một miệng đẩy trong ao. Khi bơm hoạt động,
n ớc đ ợc hút và xả lại trong ao để tăng l ợng oxy hoà tan vào trong n ớc nhờ thay
đổi tốc độ dòng n ớc sau khi ra khỏi ống xả.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Luận Văn Tốt Nghiệp
-10-
GVHD: Th.S. Đặng Xuân Ph ơng
Nguyễn Tiến Khiêm 43 CT
Hiện nay ng ời nuôi tôm th ờng sử dụng ngay bơm này để thay n ớc hoặc cấp
thêm n ớc cho ao. Các loại bơm đang đ ợc sử dụng là bơm ly tâm và bơm h ớng
trục do động cơ diesel dẫn động.


Máy này do Đài Loan sản

xuất. Loại này đảo n ớc bằng chân
vịt đặt trong ống bao dẫn khí và
đ ợc nhúng sâu d ới n ớc. Chân
vịt d ợc dẫn động bằng động cơ
điện. Toàn bộ hệ thống đ ợc đặt
trên khung phao nổi.
Khi động cơ điện hoạt động
làm quay chân vịt, nhờ biên dạng
xoắn của cánh chân vịt và ống bao
dẫn khí tạo ra dòng chảy và
khuyếch tán ôxy vào trong n ớc.
+ Ưu nh ợc điểm :

- Ưu điểm:
- Có khả năng khuyếch tán ôxy cho những ao nuôi sâu đến 1,5m và giải
phóng hoàn toàn khí độc (H
2
S, NH
3
, ) ở tận đáy ao ra ngoài.
- Tạo dòng chảy nhẹ rất thích hợp cho tôm sinh tr ởng và phát triển.
- Thích hợp với những ao có diện tích nhỏ.
- Sử dụng và bảo quản dễ dàng, có độ bền t ơng đối cao.

- Nh ợc điểm:
- phụ thuộc hoàn toàn vào nguồn điện.
- Giá thành của máy cao.
Hình 1.1: Máy thổi khí Ven turi

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Luận Văn Tốt Nghiệp
-11-
GVHD: Th.S. Đặng Xuân Ph ơng
Nguyễn Tiến Khiêm 43 CT
- Không tạo đ ợc khả năng gom chất bẩn ở đáy ao.
- Gây xáo trộn lớn vùng n ớc tại khu vực hoạt động của máy, gây hiện t ợng xói đáy ao.


Máy này do ng ời nuôi tôm tự lắp ráp. Máy có cấu tạo giống máy thổi khí
Venturi nh ng không có bao dẫn khí. Khi động cơ điện hoạt động làm quay cánh
chân vịt, do biên dạng xoắn của cánh chân vịt nên tạo đ ợc lực đẩy đẩy n ớc, đồng
thời khuấy động vùng n ớc tại mặt đạp của chân vịt làm khuếch tán ôxy vào trong
n ớc.
+ Ưu điểm của máy:
- Kết cấu đơn giản, sử dụng thuận tiện, bảo quản dễ dàng.
- Có khả năng khuyếch tán ôxy vào trong n ớc và giải phóng khí độc ra ngoài
ao t ơng đối nhanh.
+ Nh ợc điểm:
- L ợng ôxy khuếch tán vào n ớc không nhiều do chân vịt ngập sâu trong
n ớc.
- Gây nguy hiểm cho tôm nuôi do hoạt động của chân vịt.
- Phụ thuộc hoàn toàn vào nguồn điện.
- Không có khả năng gom chất thải ở đáy ao.
- Chỉ thích hợp cho những mô hình ao nuôi nhỏ còn những mô hình ao nuôi
lớn thì phải bố trí rất nhiều máy nên rất tốn kém.


Là loại đảo n ớc đ ợc dùng t ơng đối rộng rãi ở các ao nuôi trên toàn quốc.
Nó làm việc theo nguyên lý cánh guồng quay hất n ớc lên thành những hạt nhỏ, tiếp
xúc và thẩm thấu không khí ( có ôxy) làm giàu hàm l ợng không khí (ôxy) hòa tan

trong n ớc. Cánh guồng làm bằng vật liệu nhựa hoặc kim loại, u điểm của thiết bị
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Luận Văn Tốt Nghiệp
-12-
GVHD: Th.S. Đặng Xuân Ph ơng
Nguyễn Tiến Khiêm 43 CT
đảo n ớc kiểu cánh guồng là đơn giản dễ chế tạo do đó công nghiệp địa ph ơng
hoặc các cơ sở cơ khí nhỏ cũng có thể sản xuất đ ợc.


Máy đảo n ớc trục ngắn có hai loại do Đài Loan và do Thái Lan sản xuất,
nh ng có cấu tạo t ơng tự nhau. Tuy nhiên chúng khác nhau về kích th ớc bề mặt
cánh, số l ợng cánh và số l ợng guồng,
+ Máy đảo n ớc 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 đ ợc đặt trên khung và đ ợc làm nổi bằng
các phao ( là các ống nhựa bịt kín hai đầu), khung cố định bằng bốn cọc cắm thẳng
đứng và có thể điều chỉnh chiều sâu gập của cánh quạt.

+ Máy đảo n ớc do Thái Lan sản xuất: Có cấu tạo t ơng tự nh máy của Đài
Loan sản xuất nh ng có bốn guồng (mỗi bên hai guồng), guồng đ ợc làm bằng nhựa
PVC có 8 cánh. Cách bố trí trong ao cũng giống nh loại máy trên nh ng số l ợng
máy ít hơn ( trong cùng một ao)
Hình 1.4: Máy đảo n ớc trục ngắn do Đài Loan sản xuất.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Luận Văn Tốt Nghiệp
-13-
GVHD: Th.S. Đặng Xuân Ph ơng
Nguyễn Tiến Khiêm 43 CT











(loại cụm).

+ Máy này do các cơ sở t nhân sản xuất: Nó dựa trên cấu tạo và nguyên lý
hoạt động của hai loại máy trục ngắn trên nh ng có giá thành t ơng 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 trục guồng, trên trục guồng có lắp các guồng.
Hình 1.5: Máy đảo n ớc trục dài.

Hình 1.5: Máy đảo n ớc trục ngắn do Thái Lan sản xuất.


PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Luận Văn Tốt Nghiệp
-14-
GVHD: Th.S. Đặng Xuân Ph ơng
Nguyễn Tiến Khiêm 43 CT
Tùy theo diện tích và hình dạng của ao nuôi tôm, kinh tế của ng ời nuôi tôm,
đặc điểm của cơ sở chế tạo máy đảo n ớc trục dài có công suất và số vòng quay ,
mà có ph ơng án truyền động giảm tốc và số l ợng guồng, số l ợng cánh và kích
th ớc bề mặt cánh khác nhau. Trên thực tế hiện nay có các kiểu truyền động giảm
tốc nh sau: Đai- đai, đai- bánh răng, đai-hộp số, đai xích.



Các loại máy đảo n ớc trên có cấu tạo t ơng tự nhau, chỉ cải tiến thêm một số

bộ phận do đó chúng có một số u điểm chung sau:

-Ưu điểm:
+ Có khả năng khuếch tán ôxy vào n ớc và giải phóng khí độc (H
2
S, NH
3
) ra
ngoài nhanh chóng.
+ Tạo dòng chảy nhẹ, đều và luân chuyển th ờng xuyên trong ao ( nếu bố trí
máy hợp lý). Ngoài ra với hai loại máy trục ngắn thì việc bố trí, lắp đặt máy
trong ao t ơng đối thuận tiện, dễ dàng. Còn loại máy trục dài tạo đ ợc dòng
chảy rộng và không phụ thuộc vào nguồn điện.
+ Làm việc ổn định

- Tuy nhiên chúng vẫn còn tồn tại những nh ợc điểm sau:
- Với loại máy trục ngắn:
1. Tính cơ động thấp do hoàn toàn phụ thuộc vào nguồn điện.
2. Chi phí cho toàn bộ hệ thống khá cao.
3. L ợng ôxy khuếch tán không đều và dòng chảy không rộng.
4. Ch a tập chung chất thải vào một nơi nhất định để xử lý.
- Với loại máy trục dài:
1. Công xuất tiêu hao cho ma sát và bộ truyền lớn.
2. Bộ truyền đai th ờng mau hỏng.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Ln V¨n Tèt NghiƯp
-15-
GVHD: Th.S. §Ỉng Xu©n Ph ¬ng
Ngun TiÕn Khiªm 43 CT
3. Do sè l ỵng gng nhiỊu, trơc dµi nªn bè trÝ, l¾p ®Ỉt trong ao th× viƯc ®¶m

b¶o ®é cøng v÷ng lµ rÊt khã.
4. ChØ t¹o ® ỵc dßng ch¶y mét chiỊu nªn kh¶ n¨ng lu©n chun dßng n íc
rÊt thÊp, khã tËp chung chÊt th¶i, thøc ¨n thõa vỊ mét n¬i cè ®Þnh ®Ĩ sư lý.

+ Lo¹i thø nhÊt ho¹t ®éng nh m¸y nÐn v« cÊp, m¸y ®Ĩ trªn bê vµ theo hƯ
thèng èng cã khoan lç ®Ỉt d íi ®¸y ao sơc khÝ cho c¸c ao nu«i. M¸y sơc khÝ kiĨu
khÝ nÐn ® ỵc dÉn ®éng tõ ®éng c¬ Diezel ho¹t ®éng cung cÊp kh«ng khÝ cã ¸p xt
cao vµo b×nh chøa ( ¸p st kh«ng khÝ th êng tõ 5-8kg/cm
3
). Tõ b×nh chøa dÉn theo
èng xng ®¸y ao vµ táa ra kh¾p ao nh h×nh vÏ.














+ Lo¹i thø hai ho¹t ®éng nh mét c¸nh qu¹t thỉi kh«ng khÝ vµo n íc qua èng
thỉi. C¸c lo¹i ®¶o n íc-sơc khÝ kiĨu nµy sư dơng kh«ng phỉ biÕn trong c¸c ao nu«i
ë ViƯt Nam.
Họng xã khí
Ao nuôi tôm

Bình chứa khí
Máy nén khí
H×nh 1.6: M¸y ®¶o n íc sơc khÝ kiĨu thỉi.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Luận Văn Tốt Nghiệp
-16-
GVHD: Th.S. Đặng Xuân Ph ơng
Nguyễn Tiến Khiêm 43 CT
Thiết bị này có u điểm cho năng suất hòa tan ôxy cao và giải phóng khí độc
lớn. Nh ng không tạo đ ợc dòng chảy hợp lý và không gom đ ợc chất bẩn trong ao
nuôi để tạo vùng sạch cho tôm phát triển. Đây là một trong những nguyên
nhân tạo ra dịch bệnh ở tôm.












Sử dụng chủ yếu trong các ao nuôi n ớc ngọt, chúng hoạt động theo nguyên lý:
Đĩa công tác quay hút ở giữa văng n ớc ra xung quanh tạo nên các tia nhỏ tr ớc khi
rơi xuống sẽ đ ợc thẩm thấu ôxy trong không khí. ở Việt Nam loại này hầu nh
ch a đ ợc sử dụng.

- Hiện nay thiết bị đảo n ớc này đ ợc dùng chủ yếu ở Philippin. Với ph ơng
pháp này n ớc trong ao đ ợc bơm hút và qua đ ờng ống phun trên đầu ao phía kia.
Đ ợc bố trí nh hình vẽ:

Hình1.7: Máy thổi khí (VIKYNO).


PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Ln V¨n Tèt NghiƯp
-17-
GVHD: Th.S. §Ỉng Xu©n Ph ¬ng
Ngun TiÕn Khiªm 43 CT










Ph ¬ng ph¸p sơc khÝ dïng b¬m nµy cã u ®iĨm lµ ®¬n gi¶n, hiƯu qu¶ vµ lµm
viƯc tin cËy vµ t¹o nång ®é «xy ®ång ®Ịu theo tÇng n íc. Tuy nhiªn ph ¬ng ph¸p
nµy còng cßn nhiỊu nh ỵc ®iĨm lµ n¨ng st khch t¸n «xy thÊp vµ khã gom chÊt
th¶i trong ao.


Dßng n íc do c¸nh b¬m quay sÏ hót n íc tõ trªn tÇng mỈt ao nu«i ® a xng

tÇng d íi cđa ao cïng mét l ỵng kh«ng khÝ hßa tan vµ lan táa vµo c¸c vïng kh¸c
trong ao nu«i t«m lµm cho n íc trong ao nu«i ® ỵc ®¶o lªn vµ lµm t¨ng hµm l ỵng
kh«ng khÝ («xy) hßa tan trong n íc.

Thêi gian sư dơng m¸y vµ c¸ch bè trÝ m¸y sơc khÝ
trong ao nu«i


T theo mËt ®é nu«i trong ao vµ c¨n cø vµo dơng cơ ®o «xy mµ ta x¸c ®Þnh
thêi gian sư dơng m¸y sơc khÝ trong ngµy. C¨n cø vµo kinh nghiƯm nu«i t«m ta cã
thĨ tham kh¶o nh÷ng con sè sau ®©y:[14, Tr 98]
H×nh 1.8: M¸y ®¶o n íc dïng b¬m.

Họng xã nước
Ao nuôi
Cửa hút
Bơm nước
Đường ống
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Luận Văn Tốt Nghiệp
-18-
GVHD: Th.S. Đặng Xuân Ph ơng
Nguyễn Tiến Khiêm 43 CT
- Tháng đầu tiên: 4 á 8 giờ trong một ngày.
- Tháng thứ 2: 8 á 12 giờ trong một ngày.
- Tháng thứ 3: 12 á 18 giờ trong một ngày.
- Tháng thứ 4: 18 á 24 giờ trong một ngày.


Để ấn định số máy sục khí cần thiết trong ao nuôi, ta dựa vào nhiều yếu tố nh

diện tích ao, độ sâu đáy ao, mật độ nuôi tôm trong ao, Kinh nghiệm của những
nhà nuôi tôm cao sản ở Indonesia cho chúng ta một số kinh nghiệm sau. Với một
hectare ao đất, sâu 1,2m nuôi tôm sú với mật độ 20 con/m
2
, ta cần10 á 12 máy sục
khí, mỗi cái một mã lực.


Tuỳ theo diện tích và hình dạng của ao cũng nh số l ợng máy sụ khí sẽ sử
dụng mà ta sắp đặt vị trí của máy trong ao: Ao vuông, chữ nhật hoặc hình dạng
không rõ rệt. D ới đây là là một số cách bố trí máy trong ao nuôi:

- Ao hình vuông, rộng 1/2 ha.










1 máy sục khí

2 máy sục khí

3 máy sục khí

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Luận Văn Tốt Nghiệp
-19-
GVHD: Th.S. Đặng Xuân Ph ơng
Nguyễn Tiến Khiêm 43 CT
- Ao hình chữ nhật, rộng 1/2 ha.









- Ao hình vuông, rộng 1 ha.









- Ao hình chữ nhật, rộng 1 ha.

2 máy sục khí

3 máy sục khí

4 máy sục khí


2 máy sục khí

3 máy sục khí

4 máy sục khí

6 máy sục khí

7 máy sục khí

8 máy sục khí

Hình 1.9: Sơ đồ bố trí số l ợng máy trong ao.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Luận Văn Tốt Nghiệp
-20-
GVHD: Th.S. Đặng Xuân Ph ơng
Nguyễn Tiến Khiêm 43 CT

Kết luận:

- Việc sử dụng máy đảo n ớc sục khí là hết sức cần thiết trong quy trình nuôi
tôm công nghiệp ở n ớc ta.
- Qua việc tìm hiểu một số máy đảo n ớc sục khí tôi nhận thấy rằng: Mặc dù
các loại máy trên đều có những u điểm nổi bật song còn tồn tại một số
nh ợc điểm cần khắc phục. Vì vậy cần phải có những công trình nghiên cứu
để cải tiến trang thiết bị hiện có. Từ đó nâng cao chất l ợng và hiệu quả sử
dụng, giảm chi phí đầu t nh ng vẫn đảm bảo đ ợc các yêu cầu nh : Tạo
dòng chảy thích hợp phân bố đồng đều, tạo đ ợc vùng sạch vùng bẩn riêng
biệt trong ao và làm tăng hàm l ợng ôxy đủ để tôm khỏe mạnh, tăng tr ởng
nhanh; không gây xói lớp đáy ao, làm việc tin cậy, bố trí, lắp đặt đơn giản;
phù hợp với mô hình nuôi tôm cỡ vừa và nhỏ ở Việt Nam.
7m

7m

7m


7m


Máy sục khí

40
á
50m

40
á
50m

40
á
50m

40
á
50m

20m

Hình 1.10: Sơ đồ bố trí khoảng cách giữa các máy.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Luận Văn Tốt Nghiệp
-21-
GVHD: Th.S. Đặng Xuân Ph ơng
Nguyễn Tiến Khiêm 43 CT
- Xuất phát từ trang thiết bị hiện có là bơm h ớng trục đứng chuyên dụng phục
vụ cho quá trình nuôi tôm nh ng còn một số kết cấu ch a hợp lý nên hiệu
quả sử dụng bơm không cao. Điển hình là ống nối h ớng dòng. Vì vậy cần
nghiên cứu cải tiến để đem lại kết cấu tối u nhất.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Luận Văn Tốt Nghiệp
-22-
GVHD: Th.S. Đặng Xuân Ph ơng
Nguyễn Tiến Khiêm 43 CT
Ch ơng 2
Thiết kế ống nối h ớng dòng trong bơm đảo
n ớc sục khí phục vụ nuôi tôm

2.1. thiết kế kết cấu

2.1.1.

Giải pháp thiết kế công nghệ là sự tổng hoà các yếu tố: Vật liệu hiện có, yêu
cầu kỹ thuật của sản phẩm, thực trạng các trang thiết bị kỹ thuật, các thủ pháp công
nghệ, công suất chế tạo, giá thành, để chọn ra ph ơng án tối u khi sản xuất các
kết cấu chi tiết mà yêu cầu kỹ thuật đặt ra.
Việc thiết kế kết cấu chi tiết bắt đầu từ việc đánh giá phân tích hình dáng của
sản phẩm, mục đích sử dụng, và những tải cơ lý hoá tác động trong và ngoài mà chi
tiết phải chịu đựng. Chính việc phân tích những yếu tố này sẽ giúp ng ời thiết kế
đ a ra những giải pháp thiết kế hợp lý.
Để hình thành công nghệ sản xuất chi tiết, tr ớc hết phải hiểu rõ những điều
kiện làm việc của chúng, của những kết cấu mà chi tiết này sẽ tham gia, hiểu rõ các

yêu cầu kỹ thuật về cơ học, vật lý, hoá học, và những đặc điểm của công nghệ sản
xuất vật liệu, mà từ đó có đ ợc sản phẩm nh mong muốn. Ngoài ra cũng phải hiểu
rõ sản phẩm đ ợc thiết kế nhằm sản xuất hàng loạt hay sản xuất lẻ cho các ngành
chuyên dụng. Khi thiết kế hàng loạt, có thể thiết kế chế tạo hoặc mua sắm các trang
thiết bị máy móc mới. Khi sản xuất đơn lẻ sẽ hiệu quả hơn nếu tận dụng đ ợc những
máy móc thiết bị đã có với việc ứng dụng tối đa các thủ pháp công nghệ quen thuộc,
đơn giản.



PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Luận Văn Tốt Nghiệp
-23-
GVHD: Th.S. Đặng Xuân Ph ơng
Nguyễn Tiến Khiêm 43 CT

Tối u hoá kết cấu của thiết bị hiện có để phù hợp với điều kiện làm việc và
nâng cao hiệu quả của việc sử dụng bơm đảo n ớc sục khí trong nuôi trồng thuỷ sản.


Xuất phát từ bơm nổi (bơm h ớng trục đứng) hiện có, qua nghiên cứu b ớc đầu
của đề tài khoa học cấp bộ B 2005-33-47 Thiết kế-chế tạo bơm đảo n ớc chuyên
dụng dùng trong nuôi trồng thuỷ sản bằng vật liệu phi kim loại và sau một thời gian
sử dụng nhận thấy chúng còn tồn tại một số u nh ợc điểm lớn sau:
+ Ưu điểm:
- Có khả năng tạo dòng chảy đều và rộng.
- Làm tăng hàm l ợng ôxy đủ để tôm khoẻ mạnh, sinh tr ởng nhanh.
- Có khả năng gom đ ợc chất thải d ới đáy ao vào một vùng để sử lý khi đ ợc
bố trí hợp lý.
- Không gây xói mòn lớp đáy ao.

- Dễ chọn động cơ điện tiêu chuẩn có sẵn.

+ Nh ợc điểm:
- Do làm việc trong môi tr ờng nhiều hơi n ớc, sóng n ớc (n ớc mặn) tạt vào
thân động cơ nên chỉ sau một thời gian ngắn thân động cơ bị gỉ sét, hơi n ớc
vào dẫn đến cháy động cơ.
- Kết cấu phức tạp cồng kềnh.
- Dễ bị hà bám vào phao, đ ờng ống.
- Khó chế tạo lắp ráp, yêu cầu độ chính xác chế tạo và độ đồng trục cao.


PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Luận Văn Tốt Nghiệp
-24-
GVHD: Th.S. Đặng Xuân Ph ơng
Nguyễn Tiến Khiêm 43 CT

Hình 2.1: Bơm đảo n ớc sục
khí
h ớng trục đứng (bơm nổi)

1-Động cơ điện; 2-ống dẫn khí;
3-Phao; 4-ống dẫn dòng;

5-Cánh bơm; 6-Gối đỡ;
7- ống trục;
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Luận Văn Tốt Nghiệp
-25-
GVHD: Th.S. Đặng Xuân Ph ơng
Nguyễn Tiến Khiêm 43 CT
Chính nh ợc điểm lớn này đòi hỏi phải cải tiến kết cấu của thân bơm để nâng
cao hiệu quả sử dụng và tăng tuổi thọ của thiết bị. Vì vậy đã cải tiến thiết bị từ bơm

nổi sang bơm chìm.
Tức là thay đổi động cơ điện thông th ờng làm việc trên khô bằng động cơ kín
n ớc làm việc d ới n ớc. Lúc đó, trục của động cơ đ ợc đặt nằm ngang đã loại bỏ
đ ợc sự đổi h ớng 90
0
của dòng n ớc sau cánh bơm so với bơm h ớng trục đứng.
Mặc dù khi sản xuất loại động cơ này thì khâu làm kín n ớc đòi hỏi rất khắt khe, vỏ
bơm bằng vật liệu thép không gỉ nh ng bù lại ta có thể đặt trục nằm ngang nên đơn
giản hoá đ ợc kết cấu rất nhiều.

Một số thông số của bơm chìm:
- N = 1.1Kw.
- n
động cơ
= 2900v/p.
Loại bơm này đã khắc phục đ ợc những nh ợc điểm của loại bơm trên nh : Do
làm việc trong môi tr ờng nhiều hơi n ớc, sóng n ớc (n ớc mặn) tạt vào thân động
cơ nên chỉ sau một thời gian ngắn thân động cơ bị gỉ sét, hơi n ớc vào dẫn đến cháy
động cơ; khó đảm bảo đ ợc độ chính xác và độ đồng trục theo yêu cầu; kết cấu phức
tạp cồng kềnh; dễ bị hà bám vào phao và đ ờng ống. Và phát huy tốt những u điểm
của bơm cũ nh : Có khả năng tạo dòng chảy đều và rộng; làm tăng hàm l ợng ôxy
đủ để tôm khoẻ mạnh, sinh tr ởng nhanh; có khả năng gom đ ợc chất thải d ới đáy
ao vào một vùng để sử lý khi đ ợc bố trí hợp lý; không gây xói mòn lớp đáy ao; phù
hợp với mô hình nuôi tôm cỡ vừa và nhỏ ở Việt Nam.
Nh vậy, khi đã chuyển từ bơm h ớng trục đứng sang bơm h ớng trục ngang,
để chế tạo bơm h ớng trục ngang phù hợp với động cơ nên khi lựa chọn kết cấu và
vật liệu, có hai ph ơng án:
1. Ph ơng án 1:
Sử dụng các ống nhựa PVC và các phụ tùng đ ờng ống tiêu chuẩn để ghép nối
nhằm tạo ra hệ thống dẫn dòng và phần vỏ liên kết với động cơ điện nh hình vẽ

d ới đây.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com