Máy nén khí

Máy nén khí là một trong những thiết bị quen thuộc và rất cơ bản trong sản xuất, gia công và cả đời sống hàng ngày. Nó làm việc ra sao, cấu tạo như thế nào? Tất cả được B2B tổng hợp lại ở dưới đây nhé.

Tìm hiểu máy nén khí

Máy nén khí là 1 loại máy được dùng rất nhiều trong công nghiệp và trong đời sống. Nó sẽ gồm các máy móc hay còn gọi là hệ thống cơ học, chức năng của nó sẽ làm tăng áp lực chất khí. Vậy máy nén khí dùng để làm gì?

Cung cấp năng lượng cho dòng khí nén, nén khí lại để tăng áp lực và nhiệt độ. Máy nén khí thực hiện hút không khí từ môi trường ở bên ngoài, dự trữ trong bồn chứa. Vì thế mà áp suất khí trong bình sẽ rất lớn.

Từ trong bồn chứa, khí được dẫn ra và phân phối đến các thiết bị cần như: bộ phận quay của máy vít đinh, súng phun hơi để xì khô, máy đánh nhám, máy dập, máy khoan…

Trong những máy này sẽ có tua bin hơi nhỏ, khi nhận được dòng khí áp lực cao vào sẽ đẩy cánh quạt của tua bin quay. Chính các cơ cấu truyền động thích hợp ở bên trong mà nó có thể hoạt động theo đúng với thiết kế.

Cấu tạo máy nén khí

Motor máy nén khí

Motor là bộ phận của máy nén khí. Nó sẽ chuyển đổi từ dạng điện năng sang năng lượng khí. Đây có lẽ là bộ phận quan trọng nhất của 1 máy nén khí. Nó được quấn bằng dây đồng, dây nhôm và sử dụng dòng điện 1 pha đối với máy nhỏ, 3 pha đối với máy lớn. Motor dùng điện nguồn 220v hoặc 380kv.

Bên cạnh đó, 1 số loại motor xăng, motor dầu cũng phổ biến. Nhưng nhìn chung, motor điện với tính năng linh hoạt, thiết kế nhỏ gọn, không tạo ra khí thải, không gây tiếng ồn vẫn được khách hàng tin dùng.

Tùy vào loại máy nén mà động cơ được trang bị sẽ khác nhau. Động cơ từ 1HP - 20HP thường phù hợp với gia đình, hoạt động sản xuất nhỏ, vừa.

Bình chứa khí

Bình chứa hay bồn chứa là 1 bộ phận chứa khí nén, chuyển khí nén đến toàn bộ thiết bị, hệ thống ở sau nó.

Ngoài ra, bình còn có chức năng là nơi ngưng tụ 1 phần hơi nước, lắng đọng bụi bẩn có trong không khí, hạ nhiệt độ của khí nén đầu vào.

Bình chứa có dạng trụ tròn và được làm hoàn toàn bằng thép, inox… Nó phân chia thành bình chứa khí áp cao, bình chứa khí áp thấp.

Các thiết bị xử lý khí nén

Như chúng ta đã biết, khí nén là năng lượng có sẵn và lấy từ môi trường xung quanh. Nó luôn lẫn hơi nước, đất cát, bụi bẩn, cặn dầu… Những hệ thống yêu cầu khí nén khô, sạch thì buộc máy nén phải có thêm các bộ lọc, lọc tách dầu nhằm đáp ứng yêu cầu về chất lượng khí.

Ngoài ra thì còn có van áp suất, van 1 chiều, van an toàn, van chặn dầu… thực hiện phân phối, điều tiết thông số áp, lưu lượng của máy nén để đảm bảo an toàn, bảo vệ máy nén và cả hệ thống.

Những thiết bị phụ trợ khác

Một số thiết bị khác cần thiết như:

+ Đồng hồ đo áp suất

+ Bộ phận xả nước tự động ở máy nén

+ Cảm biến áp suất, cảm biến nhiệt độ, cảm biến quá tải

+ Bộ phận làm mát sơ bộ khí nén

Ngoài ra, tùy loại máy nén khí mà nó có thể thêm các công tắc điều khiển, vỏ bảo vệ hay màn hình…

Nguyên lý hoạt động của máy nén khí

Máy nén khí hoạt động dựa trên 3 nguyên lý sau:

+ Nguyên lý thay đổi thể tích

Không khí được dẫn đi đến buồng chứa, buồng chứa dần bị thu hẹp lại. Ứng dụng theo đúng định luật Boyle-Mariotte thì áp lực tăng lên ở bồn chứa. Máy nén khí vận hành theo nguyên lý này là: Loại piston, bánh răng, cánh gạt…

+ Nguyên lý ăn khớp

Máy có 2 trục vít: Cái, đực. Nếu máy nén được khởi động thì khí được bơm dẫn vào. Hai trục vít sẽ quay ngược chiều nhau đó là quá trình ăn khớp. Lúc các trục vít này quay nhanh, không khí được hút qua cửa nạp vào vỏ và truyền đi đến buồng khí giữa trục vít. Không khí bị nén lại giữa các bánh răng rồi đưa đến cửa xả.

+ Nguyên lý động năng

Không khí ở ngoài được dẫn đi vào buồng chứa, được gia tốc với tốc độ cao bởi 1 bộ phận quay. Chính nhờ sự chênh lệch vận tốc thì áp lực khí tăng lên. Nó theo nguyên tắc này để tạo ra công suất, lưu lượng lớn. Loại máy hoạt động theo nguyên lý này là máy nén khí ly tâm.

Phân loại máy nén khí

Để phân loại máy nén thì người ta phân theo: Cơ chế hoạt động, cách truyền động, áp suất khí ra, công suất, phạm vi sử dụng…

Theo cơ chế hoạt động

Máy nén khí đối lưu

Máy nén khí loại đối lưu sẽ dùng hệ thống các cánh quạt ở trong rotor để nén dòng lưu khí.

Quạt của stator sẽ được cố định nằm ở dưới của rotor. Nó sẽ đẩy trực tiếp dòng khí vào các cánh quạt của rotor kế tiếp. Khi vùng không gian đường đi của không khí giảm dần nhằm thông qua máy nén khí để tăng được sức nén.

Máy nén khí loại này dùng cho những công việc cần dòng khí chuyển động cao như hệ thống động cơ tua bin lớn, nhiều máy cho 1 dây chuyền…

Máy nén khí chuyển động tịnh tiến

Loại máy nén này dùng piston điều khiển bằng tay quay để làm việc. Nó có thể di chuyển được hoặc đặt cố định, làm việc dạng tổ hợp hoặc riêng biệt và được điều khiển bằng động cơ đốt trong hoạt động cơ điện.

+ Máy nén khí chuyển động tịnh tiến loại nhỏ: Công suất từ 5 đến 30 mã lực, dùng trong những hệ thống lắp ráp tự động, những công việc không chuyển động liên tục.

+ Máy nén khí chuyển động tịnh tiến loại lớn thì công suất sẽ đạt 1000 mã lực, thường dùng cho các hệ thống lớn. Nó có thiết kế đặc biệt nên giá thành cao. Tuy nhiên nó lại không được sử dụng nhiều vì nó có thể thay bằng loại máy trục vít hay loại có chuyển động tròn của bánh răng để giảm thiểu chi phí đầu tư.

Máy nén khí dòng hỗn hợp

Máy nén loại dòng hỗn hợp thì có nhiều nét tương đồng với máy nén khí ly tâm. Vận tốc thì đối xứng tại lối từ của rotor. Máy này có 1 bộ khuếch tán, đường kính bé hơn so với bộ của máy ly tâm. Bộ khuếch tán sẽ biến dòng khí nén hỗn hợp thành dòng khí đối lưu.

Máy nén khí ly tâm

Máy nén loại ly tâm sẽ dùng đĩa xoay có hình cánh quạt hay hình bánh đẩy để ép khí đi vào phần rìa của bánh đẩy. Từ đó, tốc độ của khí tăng lên. Bộ phận khuếch tán của máy giúp chuyển đổi năng lượng của tốc độ thành áp suất. Máy dùng nhiều trong các ngành công nghiệp nặng, những công việc đòi hỏi làm liên tục, cố định. Công suất đạt từ vài trăm đến hàng ngàn mã lực.

Máy nén khí màng lọc

Đây là máy nén có màng lọc chuyên dụng để nén khi hydro, nén các khí đốt thiên nhiên. Nó được đặt ở phía trên những bình chứa dầu để giữ nguồn khí nén. Những máy nén khí có dầu, dầu tự do đều có màng lọc vì dầu sẽ xâm nhập và ảnh hưởng dòng khí. Những máy nén khí cho thợ lặn thì không được phép xuất hiện dù chỉ là lượng dầu nhỏ.

Máy nén khí trục vít

Loại máy nén khí nén tương tự như các bơm hay thiết bị quay có bánh vít. Cấu tạo gồm 2 cuộn lá chèn hình xoắn ốc để nén khí. Từ đó nó làm việc như 1 bộ nạp tự động trong 1 hệ thống khí.

Dựa vào công suất, phạm vi sử dụng

Nếu công suất máy nhỏ và vừa thì nó thuộc nhóm máy nén mini.

Nếu máy nén khí có công suất lớn hoặc rất lớn, chuyên dùng cho những hệ thống sản xuất quy mô to, phức tạp thì thuộc nhóm máy nén khí công nghiệp.

Theo áp suất khí ra

Dựa vào chính áp lực của khí nén tạo ra mà người ta sẽ phân thành 4 loại máy:

+ Máy nén khí áp suất rất cao: Áp suất làm việc trên 300 bar.

+ Máy nén áp suất cao: Áp lực làm việc từ 70 bar đến 300 bar.

+ Máy nén khí áp suất trung bình: Áp suất vận hành từ 10 bar đến 70 bar.

+ Máy nén khí áp suất thấp: Áp suất làm việc bé, chỉ dưới 10 bar.

Dựa vào cách truyền động

Nếu căn cứ trên cách truyền động thì ta có 2 loại:

+ Máy nén khí dây đai: Truyền động bằng dây đai hay còn gọi là dây curoa

+ Máy nén khí trực tiếp: Truyền động trực tiếp.

Dựa vào tính chất lượng khí nén được tạo thành

Chất lượng khí nén sau khi được tạo thành cũng là 1 yếu tố để con người phân chia các loại máy nén:

+ Máy nén khí không dầu: Khí nén tạo ra sạch 100%, đảm bảo an toàn vệ sinh, không có hơi dầu.

+ Máy nén khí có dầu: Khí tạo thành sẽ có lượng dầu nhưng rất nhỏ.

Theo nguồn năng lượng dùng để vận hành

Nếu theo nguồn năng lượng vận hành thì ta có 3 loại:

+ Máy nén chạy bằng dầu: Hoạt động nhờ vào dầu diesel.

+ Máy nén khí chạy bằng điện: Sử dụng nguồn điện năng.

+ Máy nén khí chạy bằng xăng: Vận hành bằng nguồn xăng được cấp.

Theo khả năng di chuyển

Nếu căn cứ trên yếu tố này thì ta có:

+ Máy nén khí di động: Loại này có gắn bánh xe để hỗ trợ di chuyển, thiết kế nhỏ gọn dễ dàng đi đến các vị trí.

+ Máy nén khí cố định: Loại máy nén này sẽ không có bánh xe đi kèm không di chuyển linh hoạt như loại trên, thường là loại có kích thước lớn, trọng lượng nặng, khá cồng kềnh nên phải khiêng vác.

Ứng dụng của máy nén khí

Máy nén khí có rất nhiều ứng dụng và chúng tôi chi liệt kê 1 vài ứng dụng cơ bản.

Công nghiệp chế tạo

Các ngành công nghiệp chế tạo dùng máy nén khí cỡ lớn, áp suất cao để phục vụ cho sửa chữa, chế tạo, gia công hay cung cấp khí nén cho những thiết bị khác hoạt động. Thiết bị tham gia vệ sinh sạch bụi, hệ thống điều khiển tự động, in bao bì chân không, bảo quản thực phẩm, lắp ráp linh kiện…

Công nghiệp bảo dưỡng xe

Tại gara ô tô, trung tâm bảo dưỡng xe thì máy nén khí là thiết bị không thể thiếu. Nó sẽ bơm hơi vào lốp xe, cung cấp khí nén xì khô, làm sạch bụi bẩn tại các ngóc ngách, vị trí. Sau khi rửa xe, khí nén từ máy sẽ thổi hơi nước, làm khô để tránh bị han gỉ, chập điện…

Công nghiệp khai khoáng

Máy nén sẽ cấp lượng oxy sạch cho con người khi khai thác ở dưới hầm mỏ trong 1 thời gian dài, cấp khí cho quá trình thăm dò độ sâu hay cấp năng lượng cho các thiết bị dùng khí hoạt động.

Bên cạnh đó, nó còn dùng trong các ngành công nghiệp thực phẩm, sản xuất đồ uống. Máy nén cung cấp khí nén sẽ sử dụng cho những dây chuyền sản xuất, đóng gói, in ấn bao gì, khuôn mẫu, thổi chai lọ, làm mát thực phẩm.

Công nghiệp xây dựng

Công nghiệp xây dựng ứng dụng máy nén để giảm thiểu tối sức lực con người trong việc vận chuyển, phun bê tông, thông gió… Cung cấp oxy cho thợ nếu những công trình ở dưới lòng đất, buộc phải làm việc lâu. Nó còn cung cấp khí nén cho các máy khoan, máy đập, súng bắn vít…

Vui chơi, giải trí

Máy nén sẽ tạo nên dòng phun nước sương, bơm khí cho khinh khí cầu bay, bơm khí cho thuyền, phao cao su… Trong các trò chơi khác như: Đu quay, phi thuyền, tàu lượn cũng dùng thiết bị này.

Y tế

 Đối với các ngành sản xuất thiết bị y tế, dược phẩm… thì sẽ dùng máy nén khí loại không dầu để cung cấp khí nén sạch, đảm bảo vệ sinh, vô khuẩn. Ứng dụng của máy sẽ dùng trong hệ thống đóng gói, sấy vỏ thuốc, vệ sinh, sản xuất thuốc, cung cấp lượng khí cho máy oxi…

Những lưu ý khi mua máy nén khí

Để tìm mua được máy nén khí sao cho đáp ứng được nhu cầu làm việc, tiết kiệm chi phí không phải là việc dễ dàng gì

Mua nhằm mục đích gì?

Mỗi một công việc hay mỗi 1 ngành nghề cũng đều sẽ có những yêu cầu về sử dụng máy nén riêng. Những hệ thống cần di chuyển hay công suất nhỏ thì sẽ dùng mát nén khí dạng trục viton. Những hệ thống lớn trong nhà máy, xưởng thì cần máy nén có mô tơ để đảm bảo công suất lớn.

Với những công việc yêu cầu cấp khí nén sạch thực phẩm, y tế và cấp khí cho các hệ thống ngầm… để đảm bảo vệ sinh thì nên lựa chọn máy nén không dầu để dùng.

Chọn đúng công suất

Đối với các khách hàng tìm mua máy nén khí mới thì cần phải chọn đúng công suất. Từ công suất của hệ thống thì mới có thể tính toán được công suất của máy nén. Hệ thống nhỏ thì nên dùng các loại máy nén nhỏ, trung bình, phù hợp với công suất ở đầu ra. Những hệ thống lớn thì nên sử dụng máy nén cỡ lớn để có thể cấp khí nén, năng lượng cho cả hệ thống. Tránh tình trạng thiếu công suất làm hệ thống quá tải, thừa công suất gây lãng phí.

Chú ý kết cấu máy

Khí chọn máy thì không nên bỏ qua kết cấu của máy. Các linh kiện bên trong của máy phải chắc chắn, ăn khớp với nhau, các bu lông, ốc vít không được xô lệch, phải đúng vị trí. Những bộ phận vỏ, chân… đều phải còn mới, không bị bong tróc, móp méo.

Độ ồn của máy

Máy nén khí làm việc sẽ gây ra những tiếng ồn và dù nhỏ to thì cũng khiến người dùng thấy khó chịu. Vì vậy mà khi lựa chọn cần xem xét yếu tố tiếng ồn. Chúng tôi luôn khuyên khách hàng nên chọn máy chính hãng, hiệu suất tốt và độ ồn thấp. Đó thường là những dòng máy mà nguyên liệu vỏ, thiết kế có khả năng tiêu âm, triệt tiêu những tiếng ồn lớn.

Ví dụ như:

+ Máy nén piston không vỏ: Tiếng ồn rất to nó đến từ động cơ được gắn ở bên ngoài và không có lớp vỏ bảo vệ.

+ Máy nén trục vít: Loại này thì được đánh giá cao nhất vì nó có thiết kế tối ưu, động cơ nằm bên trong vỏ. Vật liệu vỏ, vật liệu động cơ đều là loại chống ồn tốt. Với máy này thì nó có khả năng tiêu âm, triệt âm rất tốt.

+ Máy piston có vỏ: Loại này thì có máy piston ở bên trong nhưng thêm lớp vỏ để giảm bớt độ ồn khi động cơ làm việc.

Nguồn gốc xuất xứ

Cuối cùng chính là nguồn gốc xuất xứ của thiết bị. Thường thì sẽ dựa trên việc dùng cho công ty hay dùng cho cá nhân. Những thương hiệu nổi tiếng trên thị trường thì chất lượng máy sẽ tốt hơn so với các loại chưa được ai biết đến. Khách hàng nên chọn loại máy nén khí của Hàn Quốc, Nhật Bản, Đức để nâng cao hiệu quả làm việc, tiết kiệm nhiên liệu và giúp máy luôn ổn định với độ bền cao.