Máy nén khí – phân loại, nguyên lý làm việc và ứng dụng trong cuộc sống

Máy nén khí là gì ?

Máy nén khí là thiết bị bao gồm các hệ thống cơ học và máy móc có chức năng làm tăng áp suất và nhiệt độ của dòng khí bằng cách giảm thể tích của nó. Dòng khí bị nén là một loại năng lượng tạo ra áp lực và được sử dụng cho các hoạt động của con người.

Máy nén khí không dầu giảm âm Pegasus 300L

Máy nén khí làm việc theo 2 hoạt động: nén và phát. Có 3 kiểu nén không khí thường gặp đó là sử dụng piston, trục vít quay và dùng phương pháp ly tâm, đây cũng là cơ sở để phân loại các dòng máy nén khí hiện nay.

Máy nén khí piston

Các bộ phận chính của máy nén khí piston

Van xả nước : là bộ phận quan trọng trong hệ thống khí nén, giúp loại bỏ nước ngưng lẫn trong khí nén, đảm bảo chất lượng khí nén cũng như không gây hoen gỉ các linh kiện bên trong.

Đầu nén khí : là bộ phận không thể thiếu của máy nén khí piston. Nó bao gồm piston nén khí, ống dẫn khí ra, bộ lọc khí vào.

Đầu nén khí của máy nén khí piston 2 cấp 1 chiều

Xilanh : có nhiệm vụ hình thành không gian hút và nén khí, vận hành trong điều kiện nhiệt độ và áp suất biến đổi theo chu kỳ hút và nén.

Bình chứa : Dùng để tích trữ khí nén, điều hòa áp suất ở đầu ra, giúp khí nén được cung cấp liên tục tới các thiết bị, dụng cụ sử dụng khí.

Máy nén khí dây đai Pegasus với bình chứa dung tích 70 lítTùy theo nhu yếu sử dụng thì người dùng sẽ lựa chọn mẫu sản phẩm máy nén khí piston có dung tích bình chứa khí tương thích. Thông thường máy có hiệu suất càng cao thì dung tích bình chứa khí càng lớn .

Lọc gió : Có nhiệm vụ ngăn chặn bụi bẩn từ bên ngoài môi trường đi vào cụm đầu nén của máy nén khí công nghiệp trong quá trình vận hành.

Nếu không có lọc gió thì bụi bẩn sẽ xâm nhập vào trong cụm đầu nén làm dầu bôi trơn bị bẩn, lọc dầu máy bị tắc, ảnh hưởng tác động tới việc làm mát, hoạt động giải trí của máy .

Đồng hồ đo áp suất : là bộ phận giúp người dùng theo dõi được áp suất trong bình chứa khí, nó được đo lường bằng các đơn vị như: bar, kg/cm2, Mpa.

Rơ le áp suất : có nhiệm vụ tự động ngắt – mở máy nén khí khi máy đã đạt được áp suất cài đặt sẵn.

Van an toàn : để tránh những nguy hiểm có thể xảy ra trong quá trình sử dụng máy bơm khí nén piston thì người dùng phải đảm bảo rằng bộ phận này hoạt động tốt bởi van an toàn có nhiệm vụ ngăn chặn sự gia tăng đột ngột của áp suất khí trong quá trình máy làm việc, giữ áp suất ở mức ổn định, tránh xảy ra các vụ cháy nổ máy bơm khí nén piston.

Van một chiều : bộ phận này xuất hiện ở các máy bơm khí nén piston, máy nén khí trục vít. Van một chiều có chức năng để dòng khí đi theo một chiều nhất định, không thể quay theo chiều ngược lại. Từ đó, nó giúp giữ sự ổn định của áp suất đầu ra.

Nếu không có van một chiều trong máy nén không khí piston thì khí nén sẽ đi qua đường hút và quay lại van hút. Do vậy, người dùng cần bảo vệ van một chiều luôn hoạt động giải trí tốt khi máy bơm khí nén piston quản lý và vận hành .

Nguyên lý hoạt động máy nén khí piston 1 cấp 1 chiều

Không khí được hút trực tiếp từ bên ngoài qua bộ lọc khí đến piston thực thi nén khí và đẩy ra bình chứa khí nén. Khí nén chỉ được nén một lần duy nhất, thanh truyền tay quay được nối với piston giúp piston hoàn toàn có thể tịnh tiến .

Ở kỳ nạp, phía trên piston hình thành chân không, bởi vậy không khí đi vào buồng nén thông qua van nạp. Sự chênh lệch áp suất gây ra bởi chân không trên bề mặt piston sẽ khiến van này mở tự động.

Trục khuỷu tinh chỉnh và điều khiển piston của máy qua thanh truyền. Van xả và van hút nằm ở phía trên xilanh. Thông thường, một chiếc máy nén khí có tối thiểu một và tối đa là sáu xilanh tùy theo đặc thù việc làm .

Ở kỳ nén, van nạp đóng và quá trình nén khí xảy ra khi piston đi xuống “điểm chết dưới” và bắt đầu đi lên, gây ra sự biến đổi áp suất phía trên và dưới khiến không khí đi vào buồng nén.

Khí đi vào bên trong xilanh, thể tích xilanh giảm dần để nén khí đến hơn cả áp suất nhất định. Mức áp suất này được xác lập khi áp suất bên trong xilanh lớn hơn áp suất dòng chảy. Lúc này, van xả mở ra, giúp khí thoát ra ngoài, đi vào mạng lưới hệ thống khí nén và kết thúc một chu kỳ luân hồi thao tác .
Thể tích liên tục giảm, khi piston đạt tới “ điểm chết trên ” và khởi đầu đi xuống trở lại thì van xả sẽ tự động hóa đóng. Piston lại liên tục di dời về gần “ điểm chết dưới ”, thể tích và áp suất của xilanh tăng. Áp suất của dòng khí lớn hơn áp suất xilanh, van hút mở và lại liên tục một quy trình nén khí mới. Máy bơm khí nén piston 1 cấp, 1 chiều hoàn toàn có thể nén đến áp suất 10 bar .

Nguyên lý hoạt động máy nén khí piston 2 cấp 1 chiều

Về cơ bản, máy nén khí piston 1 cấp 1 chiều và máy nén piston 2 cấp 1 chiều đều triển khai quy trình nén khí dựa trên sự hoạt động tịnh tiến của piston, quy trình tạo khí đều trải qua ba quá trình là : hút khí, nén khí và xả khí .
Mô hình máy nén khí Piston 2 cấp 1 chiềuTrường hợp piston đi xuống, thể tích phần khoảng trống phía trên piston lớn dần, áp suất sẽ giảm, van nạp mở ra, lúc này không khí sẽ được nạp vào phía trên piston. Đồng thời, khi piston đi xuống, thể tích dưới piston giảm, áp suất tăng, van xả mở ra, khí theo đường ống qua bình chứa .
Còn trong trường hợp piston đi lên, khoảng trống phía dưới piston lớn dần, áp suất giảm, van nạp mở ra, không khí được nạp vào xi lanh ; đồng thời thể tích phía trên piston nhỏ dần. Lúc này, áp suất tăng, van xả mở ra, khí nén phía trên piston được nén đẩy vào bình chứa .

Đối với máy bơm khí nén piston 2 cấp 1 chiều, không khí phải thông qua hai lần nén mới đạt được mức áp suất theo yêu cầu.

Loại máy này thường được dùng cho những shop sửa chữa thay thế xe xe hơi, xe máy, xưởng sản xuất nhu yếu áp lực đè nén thao tác của khí nén trên 12 kg / cm3. Máy nén không khí piston 2 cấp tạo áp lực đè nén khí, hiệu năng hoạt động giải trí tốt hơn máy 1 cấp 1 chiều .

Ưu điểm của máy nén khí piston

• Giá thành phù hợp với nhu cầu sử dụng rộng rãi trong cuộc sống hằng ngày.
• Kết cấu gọn, trọng lượng máy nhỏ, chiếm diện tích lắp đặt không lớn.
• Tiện lợi khi tháo lắp các cụm chi tiết.
• Có thể tạo ra áp suất lớn từ 2-1000 kg/cm2 và có thể lớn hơn nữa.

Chính sự tương thích với những nhu yếu việc làm của những đơn vị chức năng, tổ chức triển khai cá thể nên dòng máy nén khí piston được bán với doanh thu rất cao trên thị trường .

Nhược điểm của máy nén khí piston

• Do có các khối lượng tịnh tiến qua lại nên máy nén khí piston hoạt động không cân bằng, làm việc còn khá ồn và rung động.
• Khí nén cung cấp không được liên tục, do đó phải có bình chứa khí nén đi kèm, độ ổn định và độ bền của máy không cao như dòng máy nén khí trục vít.

Máy nén khí trục vít

Nếu như máy nén khí piston có nguyên lý vận hành dựa trên sự chuyển động tịnh tiến của piston làm thay đổi thể tích, thì máy nén khí trục vít hoạt động theo nguyên lý ăn khớp giữa các trục vít với nhau hoặc qua một hoặc một vài cặp bánh răng ăn khớp.

Máy nén khí trục vít Puma công suất 175HP

Máy nén khí trục vít thường được ứng dụng trong những ngành, lĩnh vực hoạt động đòi hỏi khí áp suất cao, lưu lượng khí liên tục, đặc biệt là trong các ngành công nghiệp nặng.

Máy bơm khí nén trục vít là loại máy có hiệu suất thao tác cao, quản lý và vận hành với số vòng xoay cao, máy được phong cách thiết kế với những cặp bánh răng, có xê dịch về lưu lượng thấp. Khi thao tác, máy trọn vẹn cân đối, độ rung ồn thấp .

Nguyên lý hoạt động

Các loại máy nén khí trục vít có cấu trúc gồm hai trục vít được đặt trong một khoang chứa hay còn gọi là cụm đầu nén. Khi máy bơm khí nén trục vít quản lý và vận hành, khí được hút vào, qua bộ lọc khí để vô hiệu bụi bẩn, tạp chất .
Bộ trục vít trong máy nén khí trục vít

Sau đó, khí đi vào buồng nén, tại đây thì dầu cũng được đưa vào để bôi trơn, làm mát, làm kín khe hở trục vít. Trước khi dầu đi vào buồng nén thì nó cũng đi qua bộ lọc dầu để được loại bỏ tạp chất, bụi bẩn, đảm bảo chất lượng tốt nhất.

Máy nén khí trục vít quản lý và vận hành theo nguyên tắc ăn khớp, thể tích những buồng biến hóa trong quy trình ăn khớp. Hai trục vít của máy bơm khí nén trục vít có những răng ăn khớp nhau và số răng của hai trục vít này chênh nhau từ 1 đến 2 cái .
Nguyên lý hoạt động máy nén khí trục vít

Khi hoạt động, hai trục vít phải quay ngược chiều nhau, khe hở giữa trục vít và vỏ bọc phải đảm bảo rất nhỏ. Quá trình hút khí và nén khí được diễn ra theo đúng quy trình.

Khi trục vít quay, quan sát từ phía hút phía cặp bánh răng nhả khớp, một khoang lớn được hình thành do hốc giữa những răng tách xa nhau, khoang này được thông với cửa hút và lấp đầy bởi không khí. Thể tích đạt được lớn nhất khi khoang đó được giãn ra trọn vẹn, tách khỏi cửa hút và quy trình hút dừng lại .
Khi những trục vít quay nhanh, không khí được hút vào trong vỏ qua cửa nạp và truyền dẫn vào buồng khí ở giữa những trục vít. Tại đây không khí được nén giữa những răng, khí nén đi tới cửa xả .
Cả cửa nạp và cửa xả sẽ đóng mở tự động hóa khi những trục vít quay. Van một chiều được lắp ở cửa xả của máy nén khí trục vít, ngăn dòng khí quay ngược lại, chỉ được cho phép khí đi theo một chiều nhất định, giảm thực trạng rò rỉ khí nén .

Máy nén khí ly tâm

Máy nén khí ly tâm thường có kích thước và khối lượng rất lớn

Các bộ phận chính

Vỏ máy : Vỏ máy thường được chế tạo bằng gang xám hay bằng gang hợp kim; có cấu tạo phức tạp, có khối lượng lớn, là giá đỡ cho các chi tiết khác.

Trong vỏ máy có những ổ trục để đỡ những trục máy, có những áo nước để dẫn nước làm mát, có những khoang để dẫn khí. Vỏ máy ly tâm được sản xuất thành 2 nửa để thuận tiện cho việc tháo lắp, tuy nhiên cũng có loại vỏ máy được sản xuất liền khối .

Trục máy : Trục máy được lắp vào các các ổ đỡ trên vỏ máy. Trục máy được chế tạo bằng thép hợp kim.

Cánh định hướng : là một tấm kim loại đặt sát với bánh công tác, đóng vai trò dẫn hướng dòng khí đi từ cửa xả của cấp nén này tới cửa nạp của cấp nén kế tiếp. Cánh định hướng được chế tạo bằng gang hoặc thép hợp kim.

Bánh công tác : được lắp trên trục máy quay theo trục máy để làm biến đổi động năng chất khí, thực hiện quá trình nén khí. Có 3 loại bánh công tác là: bánh công tác hở, bánh công tác nửa hở, bánh công tác kín.

Nguyên lý hoạt động

Khi cánh quat quay có nhiều cánh với vận tốc cao, không khí được hút vào giữa cánh quạt với tốc độ lớn và áp suất cao, sau đó không khí đi vào vòng khuếch tán tĩnh, ở đó không khí co và giãn, thế cho nên tốc độ của nó giảm nhưng áp suất tăng một cách đáng kể .
Nguyên lý hoạt động máy nén khí ly tâm
Không khí được dẫn trong buồng chứa và được tần suất bởi một bộ phận quay với vận tốc cao, ở đó áp suất khí nén dược tạo ra nhờ sự chênh lệch tốc độ, nguyên tắc này tạo ra lưu lượng và hiệu suất rất lớn .
Từ bộ khuếch tán tổng hợp, ở đó không khí giãn nỡ thêm và áp suất tăng rồi đi đến cấp sau đó hoặc trục tiếp đến ngõ ra. Không giống như loại máy nén khí hướng trục, việc chia cấp cúa máy nén khi này rất đơn thuần .
Sự biến đổi áp suất của khí khi qua guồng động làm biến hóa khối lượng riêng của khí. Khi guồng động quay, khí sẽ văng từ tâm ra xung quanh dưới công dụng của lực ly tâm làm tăng khối lượng riêng của khí và tạo ra áp lực đè nén tĩnh, đồng thời tốc độ của khí cũng tăng lên và như vậy tăng áp lực đè nén động của khí .

Ưu điểm của máy nén khí ly tâm

Hiệu suất lớn : với cấu tạo và nguyên lý hoạt động riêng biệt nên hiệu suất đạt được của máy là rất lớn, có thể lên tới 100% hiệu suất. Bởi vậy mà chiếc máy này có thể đáp ứng mọi nhu cầu cung cấp khí nén lớn, cho hiệu quả công việc cao.

Công suất cao : Đây là dòng máy nén khí có công suất và lưu lượng cực lớn, ít hãng có thể sản xuất.

Nếu như một máy nén khí trục vít thường có hiệu suất từ 15 kW đến 220 kW và lưu lượng tối đa đạt 42 m3 / phút thì máy nén khí ly tâm lại hiệu suất và lưu lượng khí nén lớn hơn rất nhiều lần, thường thì là từ 50 m3 / phút trở lên .
Thậm chí một số ít tên thương hiệu máy nén khí nổi tiếng như máy nén khí Fusheng, Puma thì lưu lượng hoàn toàn có thể đạt tới 350 m3 / phút và hiệu suất lên tới hàng nghìn Kw .

Tiết kiệm chi phí bảo dưỡng, thay mới linh kiện: Các linh kiện máy nén khí ly tâm đều được cấu thành từ những chất liệu cực bền, lắp ráp chắc chắn và ít xảy ra sự cố hay hỏng hóc.

Bởi vậy người dùng sẽ không tốn nhiều ngân sách thay mới linh phụ kiện như máy nén trục vít hay piston. Trung bình khoảng chừng 2 – 4 năm mới phải thay linh phụ kiện một lần và ngân sách thay linh phụ kiện cũng không nhiều .

Nhược điểm của máy nén khí ly tâm

• So với máy bơm khí nén piston hay trục vít thì kích thước máy bơm khí nén ly tâm lớn hơn nên cần vị trí lắp đặt lớn hơn.
• Máy nén khí ly tâm được lắp đặt cố định, do đó, với nhu cầu di chuyển hoặc làm việc lưu động thì đây chưa phải là sự lựa chọn phù hợp.
• Chi phí đầu tư cao hơn so với máy nén khí trục vít hay piston.
• Việc chế tạo máy hoặc sửa chữa khi xảy ra cũng phức tạp hơn do cấu tạo máy phức tạp, nhiều chi tiết.

Hiện nay, máy nén khí ly tâm được dùng phổ cập trong những ngành công nghiệp nặng như khai khoáng, dầu khí hay những xí nghiệp sản xuất chế biến thực phẩm có tải hiệu suất lớn. Bên cạnh đó, chiếc máy nén khí này cũng được sử dụng trong nhiều mạng lưới hệ thống làm tuyết tự tạo .

Ứng dụng của máy nén khí

Dùng trong nhóm ngành chế tạo

Thiết bị nâng khí nén dùng để cầu hàng, áp lực đè nén tác động ảnh hưởng lên súng phun sơn, tinh chỉnh và điều khiển những thiết bị tự động hóa, sản xuất những vỏ hộp chân không để lê dài thời hạn sử dụng của mẫu sản phẩm, để vệ sinh và làm sạch bụi .
Máy nén khí còn được dùng vào việc làm cắt và hàn, khí nén dùng trong thao tác bơm và thiết bị in, khí nén dùng để nấu chảy sắt kẽm kim loại, cán nóng, cán nguội, dùng khí nén để đóng gói tấm dây .

Dùng trong ngành xây dựng và trang trí

Vận chuyển hoặc phun bê tông, dùng cho việc thông gió, máy nén khí dùng tích hợp với công cụ máy khoan để khoan lỗ, khoan tường .

Bảo vệ môi trường và năng lượng

Khí nén dùng để trấn áp dòng chảy nước thải, quy trình oxy hóa của bể nước thải, làm tăng hàm lượng oxy và sự tuần hoàn trong nước, hoàn toàn có thể làm biến hóa chất lượng của nước, tạo ra nguồn nguồn năng lượng, cũng hoàn toàn có thể ứng dụng trong quy trình sản xuất máy phát điện, trong nhà máy sản xuất điện nguồn năng lượng gió, thôi thúc quy trình đốt cháy của lò đốt .

Dùng trong bảo dưỡng xe hơi, xe máy và xe đạp

Công dụng đơn cử hoàn toàn có thể thấy là : máy nén khí làm sạch bụi, khí nén dùng để xì khô sau khi rửa xe máy, xe xe hơi, bơm hơi bánh xe, sử dụng máy nén khí không dầu để tạo ra khí nén tác động ảnh hưởng súng sơn hoặc những thiết bị khác đến mặt phẳng sắt kẽm kim loại hoặc vật tư khác

Trong ngành giao thông vận tải

Khí nén dùng trong việc đóng và mở cửa xe, điều chỉnh đường ray xe lửa, điều khiển tự động hóa tàu điện ngầm, máy nén khí dùng để điều khiển các máy móc thiết bị tự động trên tàu.

Dùng trong ngành công nghiệp khai khoáng

Có thể thấy như thông gió, khí nén có động lực rất mạnh hoàn toàn có thể làm hoạt động giải trí những thiết bị dùng khí, dùng để thăm dò độ sâu .

Dùng trong ngành y tế

Ít ai ngờ rằng máy nén khí vô cùng quan trọng trong nghề y hệt như khí nén được dùng để khử trùng, cũng như rất nhiều thiết bị y tế đều cần đến máy nén khí để hoạt động giải trí .
Tham khảo bài viết trên kỳ vọng bạn đọc có được thông tin có ích mà bạn đang tìm kiếm. Nếu bạn chăm sóc đến những loại máy nén khí, bạn nên xem ngay những mẫu sản phẩm chất lượng của chúng tôi :

Source: https://suachuatulanh.edu.vn
Category : Thay Bloc Tủ Lạnh