Tìm hiểu về Bơm xoắn ốc

LIÊN HIỆP CÁC HỘI KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT VIỆT NAM TRUNG TÂM CƠ ĐIỆN NÔNG NGHIỆP VÀ NGÀNH NGHỀ NÔNG THÔN 54 Ngõ 102, Trường Chinh, Đống Đa, Hà Nội DĐ: 0912733672, Email: nguyensyhiet@yahoo.com.au GIỚI THIỆU VỀ BƠM XOẮN ỐC Năng lượng dòng chảy là dạng năng lượng có sẵn trong thiên nhiên, là nguồn năng lượng sạch. Việc sử dụng dòng chảy chạy các loại bơm phục vụ sản xuất và đời sống là rất cần thiết đối với người dân vùng cao. Nước ta có đặc điểm địa hình các vùng miền núi khá dốc nên nguồn năng lượng thác nước và dòng chảy khá lớn, phân bố nhiều ở các tỉnh miền núi phía Bắc và duyên hải miền Trung, trong đó có các huyện miền núi trong tỉnh Thanh Hóa. Từ xa xưa cọn nước là phương tiện hữu hiệu đã được sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau như tưới nước phục vụ sản xuất, và cung cấp nước cho đời sống sinh hoạt hàng ngày. Về mùa khô nguồn nước sông suối nhiều nơi thuộc vùng núi cao bị hạ thấp, bình độ các cánh đồng khá cao, thường là 5 - 10m, nên việc lấy nước tưới cây trồng rất vất vả, khó khăn, thiếu phương tiện tưới nước nên ảnh hưởng đến sản xuất cũng như đời sống sinh hoạt của người dân. Từ thực trạng đó, đã có những triển khai nghiên cứu ứng dụng các loại bơm nước sử dụng dòng chảy như bơm va, bơm thủy luân, bơm xoắn ốc, trong đó bơm xoắn ốc là loại bơm có kết cấu đơn giản nhất, dễ chế tạo, chi phí chế tạo và lắp đặt thấp, không cần phải đầu tư kinh phí xây dựng công trình lắp đặt bơm. Vì vậy bơm xoắn ốc rất phù hợp với vùng cao. Do thiết bị vận hành bằng sức nước, nên người dân sẽ giảm được các khoản chi phí xăng dầu hay điện năng, không cần người vận hành chạy máy. Bơm chạy không ngừng nghỉ xuất ngày đêm nên hiệu quả kinh tế cao, góp phần vào việc xóa đói giảm nghèo ở vùng sâu vùng xa. Bơm không cần đến nhiên liệu nên không gây ô nhiễm môi trường, nên góp phần bảo vệ hệ sinh thái đa dạng ở các sông, suối vùng cao. Hiện nay với xu thế khai thác sử dụng năng lượng thiên nhiên sạch, không gây ô nhiễm môi trường, và với lợi thế của bơm xoắn ốc là: Cấu tạo đơn giản, chiều cao nâng nước gấp nhiều lần đường kính cuộn ống, tốc độ quay không cần cao mà rất chậm (3-5 vòng/phút). Nên gần đây nhiều chuyên gia trên thế giới đã trở lại nghiên cứu sâu phát minh cổ đại này và đi đến kết luận rằng: Bơm xoắn ốc rất thích hợp để dùng sức dòng sông suối quay bơm đưa nước lên cao tưới cây trồng. 1. Hiệu quả kinh tế xã hội của bơm xoắn ốc. 1.1. Sử dụng dễ, tuổi thọ cao, giá thành thấp. Bơm xoắn ốc không yêu cầu quay nhanh mà quay rất chậm, tốc độ tối ưu là 3 ÷ 5 vòng/phút. Quay chậm quá thì lưu lượng nước bơm được sẽ thấp, nhưng quay nhanh hiệu suất nạp nước vào cuộn ống sẽ giảm, thậm chí nhanh quá nước không kịp nạp được vào cuộn ống, không bơm được nước. Do quay chậm nên chỉ cần chỗ sông suối có tốc độ dòng chảy lớn hơn 1m/giây là quay được bơm, bơm hoạt động tốt. Ở những chỗ tốc độ dòng chảy thấp hơn thì gom sỏi đá, tạo phai dồn dòng chảy lại để có tốc độ dòng chảy đạt yêu cầu. Vì thế trong thực tế có rất nhiều chỗ sông suối có thể lắp đặt sử dụng được bơm xoắn ốc này, không cần những chỗ có dòng chảy lớn như thác nước, các tỉnh miền núi đều có thể sử dụng được bơm xoắn ốc. Việc chăm sóc và bảo trì bơm cũng rất đơn giản, hàng tháng chỉ cần một lần tra mỡ bôi trơn vào 2 gối đỡ gỗ ở 2 đầu trục bơm. Do bơm đặt trên phao nổi với dây thép định vị, nên chỉ phải điều chỉnh độ cao trục bơm một lần (vào lúc lắp đặt bơm) sao cho mức nước mặt suối vừa phủ qua cánh bàn đạp là được, khi nước suối thay đổi lên xuống thì phao sẽ tự nổi theo, do đó mức nước suối luôn ở mức phủ qua bàn đạp để bơm luôn hoạt động trong điều kiện tối thích. Đến mùa mưa lũ, nước suối dâng rất cao và chảy siết thì bơm cũng nổi theo, có khi dạt vào bờ, nên bơm vẫn an toàn không bị phá hủy (Ví dụ tại Yên bái nơi chúng tôi đặt bơm ở nhà ông Ca xã Nghĩa Tâm hoạt động đã 4 năm, mùa lũ thường nước dâng lên thêm hơn 2-3m, ngập tràn ngọn tre ở bờ suối, nhưng bơm vẫn an toàn nổi trên mặt suối). Bơm có cấu tạo đơn giản. Việc chế tạo chỉ cần một vài khâu công nghệ đơn giản, cắt, khoan và hàn nên các cơ sở cơ khí nhỏ ở địa phương hoàn toàn có thể chế tạo được bơm. Chỉ riêng có bộ phận ống khít quay là hơi phức tạp cần công nghệ tiện. Khi chế tạo hàng loạt và thành thạo thì giá thành chỉ 15-18 triệu đồng/bơm. Bơm xoắn ốc tuy lưu lượng nhỏ (9-10m3/giờ), nhưng tự động quay suốt ngày đêm nên lượng nước bơm được khá lớn (110-250 m3/ngày-đêm). Do đó công suất tưới khá lớn. Hơn nữa nếu cần lưu lượng tưới lớn hơn thì đặt 2-3 bơm tại cùng một chỗ. Không mất điện, xăng dầu, không cần công nhân thường trực. Vận hành, chăm sóc, bảo quản bơm cũng rất đơn giản, không hư hỏng vặt, tuổi thọ sử dụng cao (khoảng 8-10 năm) nên giá thành tưới nước rất thấp. 1.2. So với các phương tiện tưới nước khác ở miền núi. So với cọn tre (Hình1): Cọn tre truyền thống phải có đỉnh bánh xe cao hơn độ cao nâng nước nên cọn rất cồng kềnh, cọn lại phải đặt cố định trên mặt đất, nên đến mùa mưa lũ dễ bị nhấn chìm cuốn trôi, hàng năm phải tu bổ hoặc làm lại rất tốn kém. Trong khi đó, bơm xoắn ốc có đường kính nhỏ, nhưng đưa được nước lên cao gấp nhiều lần đường kính bánh xe. Do bơm được đặt trên phao nổi, luôn nổi theo mặt nước nên không bị mưa lũ nhấn chìm, phá hủy. So với các công trình thủy lợi khác: Bơm xoắn ốc có ưu thế là thích hợp với những cánh đồng nhỏ lẻ phân tán của miền núi. Ở đây nếu xây dựng công trình thủy lợi kiểu xây đập cao chặn nước sẽ rất tốn kém, hiệu quả kinh tế thấp và không an toàn khi gặp lũ quét lớn. So với bơm va: Bơm va đòi hỏi dòng chảy rất lớn, do đó việc xây dựng công trình đặt bơm va vừa rất tốn kém để tạo được độ chênh mức nước lớn như thác nước, lại vừa rất ít chỗ suối có được dòng chẩy mạnh đáp ứng được yêu cầu này. 1.3. Về mặt bảo vệ môi trường. Bơm xoắn ốc hoạt động bằng sức dòng nước, một năng lượng thiên nhiên sạch không gây ô nhiễm môi trường, một xu thế mà thế giới đang rất khuyến khích. Hình 1: Cọn nước truyền thống 2. Mẫu bơm xoắn ốc đặt trên phao nổi Bơm gồm 2 bánh xe với đường kính 2,5m, trên mỗi bánh xe bắt 1 hoặc 2 cuộn ống xoắn ốc (Tổng cộng là 2 hoặc 4 cuộn ống), ống bằng nhựa đường kính Ø63mm, đầu ngoài cuộn ống là gầu múc nước Ø100mm, đầu trong nối thông để nạp nước vào trục bánh xe. Trục bánh xe đồng thời là trục bơm nằm ngang bằng thép ống Ø90mm, nhận nước từ các cuộn ống xoắn ốc rồi chuyền qua ống khít quay tới ống xả nước lên cao. Hai đầu trục bơm là 2 gối đỡ bằng gỗ. Giữa 2 bánh xe là 12 bàn đạp dài 1,2m, rộng 0,5m để dòng nước đẩy vào làm quay bơm. Bơm được đặt trên phao nổi gồm 2 mảng, mỗi mảng 2 thùng phi nhựa (dung tích 200lit/thùng). 3. Phát triển ứng dụng bơm xoắn ốc. Trung tâm Cơ điện nông nghiệp và Ngành nghề nông thôn trong những năm qua đã nghiên cứu và chuyển giao bơm xoắn ốc, đào tạo huấn luyện cách chế tạo , lắp đặt và vận hành bơm tại tỉnh Yên Bái và phát triển ứng dụng bơm xoắn ốc với phương châm “nhà nước và nhân dân cùng làm”. Đến nay tại huyện Văn Chấn của Yên Bái đã có 22 bơm xoắn ốc được chế tạo, lắp đặt đưa vào sử dụng với nhiều mục đích khác nhau. Mô hình ứng dụng bơm trong sản xuất thường là: Bơm đưa nước suối lên ao ở lưng chùng đồi để nuôi cá, ba ba, rồi nước từ ao được dẫn xuống các nương ruộng để tưới cây trồng,(hình 2,3,4). H.2. Mẫu bơm xoắn ốc đặt trên phao nổi, kết quả nghiên cứu của đề tài Ngoài tỉnh Yên Bái, tỉnh Hà Giang với kinh phí của tỉnh, cũng đang thực hiên dự án chuyển giao công nghệ chế tạo ứng dụng bơm xoắn ốc, hiện đã có 4 bơm đang được sử dụng tại huyện Bắc Quang và Vị Xuyên. Tổ chức NGO Caritas (Thụy Sỹ) cũng có dự án đang sử dụng một bơm. Việc ứng dụng loại bơm này luôn luôn duy trì nguồn cung cấp nước ở vùng cao đã mở rộng thêm nghề nuôi trồng thủy sản, kết hợp với trồng trọt, trong đó có thể mở rộng thêm diện tích trồng lúa mà trước đây thiếu khả năng cung cấp nước đã bị giới hạn. Mô hình ứng dụng trong sản xuất kết hợp thủy sản, cây trồng đã đem lại hiệu quả kinh tế cho người dân vùng cao, góp phần xóa đói giảm nghèo, mở rộng sản xuất, nâng cao thu nhập cho người dân. Trên cở sở mô hình sử dụng bơm xoắn ốc này có thể chế tạo các kiểu cỡ bơm khác nhau tùy theo điệu kiện dòng chảy suối và nhu cầu cần cấp nước. Hình 3. Bơm xoắn ốc đưa nước suối lên ao ở lưng chừng đồi để nuôi cá, ba ba Hình 4: Một bơm xoắn ốc đang được sử dụng tại xã Nghĩa Tâm, h. Văn Chấn, Yên Bái Thông qua bản giới thiệu này, Trung tâm chúng tôi xin chuyển đến quý đơn vị một số thông tin về loại bơm này để các anh tham khảo, qua đó các anh nghiên cứu xem xét và có hướng đề xuất dự án áp dụng loại bơm cung cấp nước sử dụng năng lượng dòng chảy sông suối này vào phục vụ sản xuất và sinh hoạt ở địa phương. Trung tâm cơ điện nông nghiệp và ngành nghề nông thôn mong được phối hợp cùng quý cơ quan xây dựng mô hình và nhân rộng tiến bộ kỹ thuật này, không những đem lại lợi ích trong mở mang, phát triển sản xuất mà còn góp phần tô điểm thêm hình ảnh đẹp cho nông thôn mới vùng cao. Hà nội ngày 1.5.2013 TS. Nguyễn Sỹ Hiệt