Trong thời đại công nghiệp, may nen khi đóng một vai trò hết sức quan trọng trong các dây truyền sản xuất sử dụng khí ở áp suất cao để vận hành các loại máy móc khác...
Có thể hiểu Máy nén khí là các máy móc có công dụng làm tăng áp suất của chất khí dùng để cung cấp khí có áp suất cao cho các hệ thống máy công nghiệp để vận hành chúng, để khởi động động cơ có công xuất lớn, để chạy động cơ khí nén hoặc các máy móc, thiết bị của nhiều chuyên ngành khác...
Phân loại máy nén khí
Nếu xét theo cơ chế hoạt động thì có thể phân chia thành các loại máy nén khí sau:
Máy nén khí chuyển động tròn:
Máy nén khí sử dụng chuyển động tròn của trục vít sử dụng 2 buli được nối vào 2 trục vít ép khí vào trong thể tích nhỏ hơn. Chúng được sử dụng rộng rãi khi cần làm việc liên tục trong thương mại lẫn trong công nghiệp, và có thể để cố định hoặc di chuyển. Khả năng làm việc của chúng có thể dao động từ 5 đến trên 500HP, từ áp suất thấp đến áp suất rất cao (8,3 MPa).
Loại này được sử dụng để cấp khí nén cho nhiều loại máy công cụ. Chúng cũng có thể sử dụng cho những động cơ có bơm tăng áp suất khí nạp như ôtô hoặc máy bay.
Máy nén khí chuyển động tịnh tiến:
Máy nén khí chuyển động tịnh tiến sử dụng piston điều khiển bằng tay quay. Có thể đặt cố định hoặc di chuyển đuợc, có thể sử dụng riêng biệt hoặc tổ hợp. Chúng có thể điều khiển bởi động cơ điện hoặc động cơ đốt trong.
Máy nén khí sử dụng piston tịnh tiến loại nhỏ có công suất từ 5-30 mã lực thường được sử dụng trong lắp ráp tự động và trong cả những việc không chuyển động liên tục.
Những máy nén khí loại lớn có thể có công suất lên đến 1000 mã lực được sử dụng trong những ngành láp ráp công nghiệp lớn, nhưng chúng thường không được sử dụng nhiều vì có thể thay thế bằng các máy nén khí sử dụng chuyển động tròn của bánh răng và trục vít với giá thành rẻ hơn. Áp suất đầu ra có tầm dao động từ thấp đến rất cao (>5000 psi hoặc 35 MPa).
Máy nén khí đối lưu:
Máy nén khí đối lưu sử dụng hệ thống các cánh quạt trong rotor để nén dòng lưu khí. Cánh quạt của stator cố định nằm phía dưới của mỗi rotor lại đẩy trực tiếp dòng khí vào hệ thống những cánh quạt của rotor tiếp theo. Vùng không gian của đường đi không khí ngày càng giảm dần thông qua máy nén khí để tăng sức nén. Máy nén khí theo phương pháp nén khí đối lưu thường được sử dụng khi cần dòng chuyển động cao ví dụ như trong những động cơ turbine lớn. Hầu như chúng được sử dụng nhiều máy trong một dây chuyền. Trường hợp tỉ lệ áp suất dưới tỷ lệ 4:1, để tăng hiệu quả của quá trình hoạt động người ta thường sử dụng những điều chỉnh về hình học.
Máy nén khí ly tâm:
Máy nén khí ly tâm sử dụng đĩa xoay hình cánh quạt hoặc bánh đẩy để ép khí vào phầm rìa của bánh đẩy làm tăng tốc độ của khí. Bộ phận khuếch tán của máy sẽ chuyển đổi năng lượng của tốc độ thành áp suất. Máy nén khí ly tâm thường sử dụng trong ngành công nghiệp nặng và trong môi trường làm việc liên tục. Chúng thường được lắp cố định. Công suất của chúng có thể từ hàng trăm đến hàng ngàn mã lực. Với hệ thống làm việc gồm nhiều máy nén khí ly tâm, chúng có thể tăng áp lực đầu ra hơn 10000 lbf/in² (69 MPa).
Nhiều hệ thống làm tuyết nhân tạo sử dụng loại máy nén này. Chúng có thể sử dụng động cơ đốt trong, bộ nạp hoặc động cơ tua-bin. Máy nén khí ly tâm được sử dụng trong một động cơ tua-bin bằng gas nhỏ hoặc giống như là tầng nén khí cuối cùng của động cơ tua-bin gas cỡ trung bình.
Máy nén khí dòng hỗn hợp:
Máy nén khí nén dòng hỗn hợp cũng tương tự như là máy nén khí ly tâm, nhưng vận tốc đối xứng tại lối từ rotor. Bộ khuyếch tán thường sử dụng để biến dòng khí hỗn hợp thành dòng khí đối lưu. Máy nén khí nén dòng hỗn hợp có một bộ khuyếch tán đường kính nhỏ hơn của máy nén khí ly tâm tương đương.
Máy nén khí dạng cuộn:
Máy nén khí dạng cuộn, tương tự như một thiết bị quay sử dụng bánh vít, nó bao gồm 2 cuộn lá chèn hình xoắn ốc để nén khí. Áp suất khí ra của nó không ổn định bằng của máy nén khí sử dụng bánh vít thông thường nên ít được sử dụng trong công nghiệp. Nó có thể sử dụng giống như một bộ nạp tự động, và trong hệ thống điều hòa không khí.
Máy nén khí màng lọc:
Máy nén khí có màng lọc sử dụng để nén khí hydro và nén khí đốt thiên nhiên. Máy nén khí thông thường được đặt phía trên những bình chứa để giữ khí nén. Thường là máy nén khí có dầu hoặc dầu tự do đều được sử dụng nhiều vì dầu sẽ xâm nhập vào dòng khí. Nhưng trong trường hợp máy nén khí cho thợ lặn thì 1 số lượng dầu dù là nhỏ nhất cũng không thể chấp nhận.
Máy nén khí sử dụng chuyển động tròn của trục vít sử dụng 2 buli được nối vào 2 trục vít ép khí vào trong thể tích nhỏ hơn. Chúng được sử dụng rộng rãi khi cần làm việc liên tục trong thương mại lẫn trong công nghiệp, và có thể để cố định hoặc di chuyển. Khả năng làm việc của chúng có thể dao động từ 5 đến trên 500HP, từ áp suất thấp đến áp suất rất cao (8,3 MPa).
Loại này được sử dụng để cấp khí nén cho nhiều loại máy công cụ. Chúng cũng có thể sử dụng cho những động cơ có bơm tăng áp suất khí nạp như ôtô hoặc máy bay.
Máy nén khí chuyển động tịnh tiến:
Máy nén khí chuyển động tịnh tiến sử dụng piston điều khiển bằng tay quay. Có thể đặt cố định hoặc di chuyển đuợc, có thể sử dụng riêng biệt hoặc tổ hợp. Chúng có thể điều khiển bởi động cơ điện hoặc động cơ đốt trong.
Máy nén khí sử dụng piston tịnh tiến loại nhỏ có công suất từ 5-30 mã lực thường được sử dụng trong lắp ráp tự động và trong cả những việc không chuyển động liên tục.
Những máy nén khí loại lớn có thể có công suất lên đến 1000 mã lực được sử dụng trong những ngành láp ráp công nghiệp lớn, nhưng chúng thường không được sử dụng nhiều vì có thể thay thế bằng các máy nén khí sử dụng chuyển động tròn của bánh răng và trục vít với giá thành rẻ hơn. Áp suất đầu ra có tầm dao động từ thấp đến rất cao (>5000 psi hoặc 35 MPa).
Máy nén khí đối lưu:
Máy nén khí đối lưu sử dụng hệ thống các cánh quạt trong rotor để nén dòng lưu khí. Cánh quạt của stator cố định nằm phía dưới của mỗi rotor lại đẩy trực tiếp dòng khí vào hệ thống những cánh quạt của rotor tiếp theo. Vùng không gian của đường đi không khí ngày càng giảm dần thông qua máy nén khí để tăng sức nén. Máy nén khí theo phương pháp nén khí đối lưu thường được sử dụng khi cần dòng chuyển động cao ví dụ như trong những động cơ turbine lớn. Hầu như chúng được sử dụng nhiều máy trong một dây chuyền. Trường hợp tỉ lệ áp suất dưới tỷ lệ 4:1, để tăng hiệu quả của quá trình hoạt động người ta thường sử dụng những điều chỉnh về hình học.
Máy nén khí ly tâm:
Máy nén khí ly tâm sử dụng đĩa xoay hình cánh quạt hoặc bánh đẩy để ép khí vào phầm rìa của bánh đẩy làm tăng tốc độ của khí. Bộ phận khuếch tán của máy sẽ chuyển đổi năng lượng của tốc độ thành áp suất. Máy nén khí ly tâm thường sử dụng trong ngành công nghiệp nặng và trong môi trường làm việc liên tục. Chúng thường được lắp cố định. Công suất của chúng có thể từ hàng trăm đến hàng ngàn mã lực. Với hệ thống làm việc gồm nhiều máy nén khí ly tâm, chúng có thể tăng áp lực đầu ra hơn 10000 lbf/in² (69 MPa).
Nhiều hệ thống làm tuyết nhân tạo sử dụng loại máy nén này. Chúng có thể sử dụng động cơ đốt trong, bộ nạp hoặc động cơ tua-bin. Máy nén khí ly tâm được sử dụng trong một động cơ tua-bin bằng gas nhỏ hoặc giống như là tầng nén khí cuối cùng của động cơ tua-bin gas cỡ trung bình.
Máy nén khí dòng hỗn hợp:
Máy nén khí nén dòng hỗn hợp cũng tương tự như là máy nén khí ly tâm, nhưng vận tốc đối xứng tại lối từ rotor. Bộ khuyếch tán thường sử dụng để biến dòng khí hỗn hợp thành dòng khí đối lưu. Máy nén khí nén dòng hỗn hợp có một bộ khuyếch tán đường kính nhỏ hơn của máy nén khí ly tâm tương đương.
Máy nén khí dạng cuộn:
Máy nén khí dạng cuộn, tương tự như một thiết bị quay sử dụng bánh vít, nó bao gồm 2 cuộn lá chèn hình xoắn ốc để nén khí. Áp suất khí ra của nó không ổn định bằng của máy nén khí sử dụng bánh vít thông thường nên ít được sử dụng trong công nghiệp. Nó có thể sử dụng giống như một bộ nạp tự động, và trong hệ thống điều hòa không khí.
Máy nén khí màng lọc:
Máy nén khí có màng lọc sử dụng để nén khí hydro và nén khí đốt thiên nhiên. Máy nén khí thông thường được đặt phía trên những bình chứa để giữ khí nén. Thường là máy nén khí có dầu hoặc dầu tự do đều được sử dụng nhiều vì dầu sẽ xâm nhập vào dòng khí. Nhưng trong trường hợp máy nén khí cho thợ lặn thì 1 số lượng dầu dù là nhỏ nhất cũng không thể chấp nhận.
Nếu phân chia theo cấu tạo thì có các loại máy nén khi sau:
a- Máy nén khí Kiểu Piston: hoạt động tương tự như hệ thống trong xe gắn máy của bạn bao gồm: Trục khuỷu, thanh truyền, xupap (có thể được thay bằng lá van)...
b- Máy nén khí Kiểu Trục vít SCR (AIR SCREW COMPRESSOR): Máy nén khí sử dụng chuyển động tròn của trục vít sử dụng 2 buli được nối vào 2 trục vít ép khí vào trong thể tích nhỏ hơn.
c- Máy nén khí ly tâm: Máy nén khí ly tâm sử dụng đĩa xoay hình cánh quạt hoặc bánh đẩy để ép khí vào phần rìa của bánh đẩy làm tăng tốc độ của khí. Bộ phận khuếch tán của máy sẽ chuyển đổi năng lượng của tốc độ thành áp suất. Máy nén khí ly tâm thường sử dụng trong ngành công nghiệp nặng và trong môi trường làm việc liên tục. Chúng thường được lắp cố định. Công suất của chúng có thể từ hàng trăm đến hàng ngàn HP (mã lực).
d- Máy nén khí Kiểu Trục vít đơn: Được dùng trong công nghệ "Không dầu", bảo đảm khí ra không có dầu lẫn trong đó. Dùng trong nghành thực phẩm & dược phẩm đảm bảo sản phẩm an toàn cho người sử dụng.
Đây là 4 dạng cơ bản thường gặp trong thực tế, ngoài ra còn có các dạng khác như: máy nén kiểu xoắn ốc, máy nén khí dòng hỗn hợp, máy nén đa cấp, ...
b- Máy nén khí Kiểu Trục vít SCR (AIR SCREW COMPRESSOR): Máy nén khí sử dụng chuyển động tròn của trục vít sử dụng 2 buli được nối vào 2 trục vít ép khí vào trong thể tích nhỏ hơn.
c- Máy nén khí ly tâm: Máy nén khí ly tâm sử dụng đĩa xoay hình cánh quạt hoặc bánh đẩy để ép khí vào phần rìa của bánh đẩy làm tăng tốc độ của khí. Bộ phận khuếch tán của máy sẽ chuyển đổi năng lượng của tốc độ thành áp suất. Máy nén khí ly tâm thường sử dụng trong ngành công nghiệp nặng và trong môi trường làm việc liên tục. Chúng thường được lắp cố định. Công suất của chúng có thể từ hàng trăm đến hàng ngàn HP (mã lực).
d- Máy nén khí Kiểu Trục vít đơn: Được dùng trong công nghệ "Không dầu", bảo đảm khí ra không có dầu lẫn trong đó. Dùng trong nghành thực phẩm & dược phẩm đảm bảo sản phẩm an toàn cho người sử dụng.
Đây là 4 dạng cơ bản thường gặp trong thực tế, ngoài ra còn có các dạng khác như: máy nén kiểu xoắn ốc, máy nén khí dòng hỗn hợp, máy nén đa cấp, ...
Tuy phân ra làm nhiều loại như vậy nhưng chúng đều có cùng chung 1 nguyên lý hoạt động của máy nén khí cơ bản như sau
Máy nén khí là 1 dạng bơm piston. Bạn cũng có thể dùng động cơ đốt trong bất kỳ nào đều làm máy nén khí được.
Cấu tạo chính của Máy nén khí gồm xilanh, piston, 2 van 1 chiều (van xả, van hút).
Piston đi từ điểm chết trên (ĐCT) xuống điểm chết dưới (ĐCD), van hút mở, van xả đóng không khí đi vào xilanh. Piston đi từ ĐCD lên ĐCT, van hút đóng, van mở xả, khí nén đi qua van xả, van 1 chiều đến bình chứa khí nén. Ngoài ra còn có van giảm áp (khi áp suất khí nén tăng quá định mức van tự động mở ra, khí nén thoát ra ngoài môi trường).
Đối với Máy nén khí công suất lớn người ta thiết kế thêm hệ thống làm mát máy và làm mát khí nén.
Máy nén khí có thể có nhiều cấp (cấp 1, cấp 2,...). Khí nén sơ cấp được chuyển sang buồng nén thứ cấp nén tiếp lần nữa và có áp suất cao hơn ở sơ cấp. Ở buồng nén của mỗi cấp đều có 2 van 1 chiều.
Cấu tạo chính của Máy nén khí gồm xilanh, piston, 2 van 1 chiều (van xả, van hút).
Piston đi từ điểm chết trên (ĐCT) xuống điểm chết dưới (ĐCD), van hút mở, van xả đóng không khí đi vào xilanh. Piston đi từ ĐCD lên ĐCT, van hút đóng, van mở xả, khí nén đi qua van xả, van 1 chiều đến bình chứa khí nén. Ngoài ra còn có van giảm áp (khi áp suất khí nén tăng quá định mức van tự động mở ra, khí nén thoát ra ngoài môi trường).
Đối với Máy nén khí công suất lớn người ta thiết kế thêm hệ thống làm mát máy và làm mát khí nén.
Máy nén khí có thể có nhiều cấp (cấp 1, cấp 2,...). Khí nén sơ cấp được chuyển sang buồng nén thứ cấp nén tiếp lần nữa và có áp suất cao hơn ở sơ cấp. Ở buồng nén của mỗi cấp đều có 2 van 1 chiều.
Cảm ơn bài viết khá chi tiết!
ReplyDelete-----------
Mr.Nam
CHUYÊN MÁY ĐO LASER UY TÍN NHẬP KHẨU TẠI ĐÀ NẴNG