Máy nén khí trục vít trong công nghiệp

MÁY NÉN KHÍ

Nói một cách đơn giản nhất, máy nén khí là một thiết bị tạo áp lực ra và di chuyển không khí có áp suất. Không khí dưới áp suất cung cấp một lực lớn, có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho nhiều loại công cụ, ứng dụng và ngành công nghiệp khác nhau.

Trong bài viết này chúng tôi xin chia sẻ với các bạn nội dung chính về máy nén khí như sau:

 ===> Máy nén khí là gì?

 ===> Các loại máy nén khí

 ===> Công nghệ máy nén khí

 ===> Thiết kế máy nén khí

I. Máy nén khí là gì?

Máy nén khí là một thiết bị tạo và di chuyển không khí có áp suất ở nhiều tốc độ khác nhau để cho phép thực hiện các công việc, ứng dụng và chức năng nhanh hơn, hiệu quả hơn, dễ dàng hơn và với chi phí thấp hơn. Các thiết bị này được sử dụng trong một loạt các ngành công nghiệp chính như sản xuất, chất bán dẫn, thực phẩm và đồ uống, chăm sóc sức khỏe, thiết bị gia dụng, năng lượng và dầu khí.

Không khí có áp suất có thể cung cấp tuyệt quá lực có thể được sử dụng để xúc tác và cung cấp năng lượng cho nhiều loại ứng dụng khác nhau cho nhiều mục đích có lợi.

II. Các loại máy nén khí

Trong ngành công nghiệp khí nén, một trong những động lực quan trọng nhất là việc sử dụng bơm dầu và máy nén khí không dầu. Mỗi loại đều có lợi thế tùy thuộc vào các ứng dụng. Cả hai đều là thị trường lớn. Một điểm khác biệt chính là máy nén không dầu không dễ bị nhiễm bẩn như máy nén phun dầu, loại sau này thích hợp cho các ngành công nghiệp có yêu cầu về độ tinh khiết của không khí ít nghiêm ngặt hơn.

Máy nén khí không dầu: Những máy nén không sử dụng bất kỳ chất bôi trơn nào trong buồng máy nén. Máy nén khí không dầu cụ thể mà bạn cần phụ thuộc vào mức độ tinh khiết của không khí mà bạn cần đạt được.

Có không khí không dầu Loại 0, khác với “không khí không dầu về mặt kỹ thuật”. Máy nén không dầu Class 0 có thể đảm bảo 100% không khí không có dầu. Mặc dù giá cao hơn, những máy nén này an toàn hơn nhiều cho các ứng dụng nhạy cảm. Ngược lại, máy nén “không dầu về mặt kỹ thuật” có khả năng gây ô nhiễm vì chúng là máy nén được bôi trơn chứa bộ lọc loại bỏ dầu

Máy nén khí trục vít không dầu Atlas Copco

Máy nén khí ngâm dầu: Các thiết bị này sử dụng dầu để bôi trơn buồng nén khí, bôi trơn các bộ phận và làm kín trong không khí. Đây là những loại máy nén phổ biến nhất, có chi phí ban đầu và bảo trì thấp hơn, tuổi thọ cao hơn. 

Máy nén khí trục vít ngâm dầu Atlas Copco

III. Công nghệ máy nén khí

Trục vít quay: Máy nén khí trục vít quay sử dụng kiểu quay, chuyển động tròn để nén không khí. Có khả năng chạy liên tục – chúng không cần tắt và mở – đây là một trong những loại máy nén phổ biến nhất trong nhiều ngành công nghiệp.

Không khí đi vào qua van đầu vào và được chuyển động qua các vít xoắn kép, được gọi là rôto, tạo áp suất không khí. Khi các vít quay, thể tích giảm và áp suất không khí tăng lên.

Máy nén trục vít quay được sử dụng khi cần khối lượng lớn khí áp suất cao.

Piston (piston) Compressor:  Các  máy nén piston thông thường, một trong những phổ biến nhất được sử dụng, có năm phần chính: một trục khuỷu, thanh truyền, piston, xi lanh, và đầu van. Đầu van giữ các nắp kim loại mỏng, van đầu vào và van xả, ở đỉnh của xi lanh. Một cái được gắn bên dưới và cái kia ở trên tấm van. Khi piston di chuyển xuống, một chân không được tạo ra phía trên nó, cho phép không khí bên ngoài ở áp suất khí quyển đẩy van đầu vào mở và lấp đầy khu vực phía trên piston. Khi piston di chuyển lên, không khí phía trên nó nén, giữ van đầu vào đóng và đẩy van xả mở. Không khí di chuyển từ cửa xả vào bể chứa. Với mỗi lần thổi, nhiều không khí đi vào bình hơn và áp suất tăng lên.

Scroll Compressor : Đây là loại máy nén khí, thường không dầu, hoạt động theo chuyển động tròn. Một rôto hình xoắn ốc dao động chống lại một giống xoắn ốc cố định. Khi những đường xoắn ốc này di chuyển ngược chiều nhau, khoang chứa không khí giữa chúng sẽ nhỏ dần. Sự giảm thể tích này buộc thể tích cố định của khí nạp phải tăng áp suất. Khi đường xoắn ốc quay quanh chuyển động, không khí được hút vào và bị thu vào một trong các túi khí nơi nó dần dần nén lại trong khi di chuyển về phía trung tâm. Chu kỳ nén tiếp tục trong 2,5 vòng, tạo ra luồng không khí gần như không đổi và không có xung động. Đây là một quá trình tương đối im lặng và không có rung động, tất nhiên là mong muốn.

Máy nén ly tâm: Đối với loại máy nén này, không khí được hút vào tâm của cánh quạt quay với các cánh hướng tâm bằng lực ly tâm. Sự chuyển động này của không khí làm tăng áp suất và sinh ra động năng. Trước khi không khí được dẫn vào tâm của cánh quạt, động năng chuyển thành áp suất khi đi qua bộ khuếch tán.

Máy nén răng: Phần tử nén trong máy nén răng bao gồm hai rôto quay ngược chiều nhau bên trong buồng nén. Trong giai đoạn nạp, không khí được hút vào buồng nén cho đến khi các cánh quạt chặn đầu vào. Tiếp theo, không khí hút vào được nén trong buồng nén, buồng nén này sẽ co lại khi các cánh quạt quay. Một trong những cánh quạt chặn cổng ra trong quá trình nén, trong khi đầu vào mở để hút không khí mới vào phần đối diện của buồng nén. Khi một trong các rôto mở cổng ra, khí nén bị đẩy ra khỏi buồng nén.

Máy nén cánh gạt: Máy nén cánh gạt, thường là máy nén bôi trơn bằng dầu, thường được sản xuất bằng các hợp kim đúc đặc biệt. Máy nén cánh quay chứa một rôto hình trụ được đặt bên trong khoang hoặc vỏ. Rôto cũng có một vài rãnh hoặc khe nơi đặt cánh gạt. Rôto được đặt cố ý ở nơi nó gần như tiếp xúc với vỏ mà nó được bao bọc. Xuyên qua sử dụng của lực ly tâm, vị trí lệch tâm này cho phép các cánh gạt được đẩy ra ngoài, cho phép không khí bị giữ lại giữa chúng. Không khí này sau đó giảm thể tích và bị điều áp bởi chuyển động quay của rôto.

IV. Thiết kế máy nén khí

Máy nén có thể là bộ truyền động tốc độ cố định hoặc tốc độ thay đổi (VSD). Sau này tự động thay đổi tốc độ động cơ của nó theo nhu cầu không khí. Ngược lại, máy nén tốc độ cố định hoạt động khi bật hoặc tắt hết ga.

Máy nén tốc độ cố định: Máy nén tốc độ cố định chạy với cùng tốc độ liên tục và có xu hướng hiệu quả khi hoạt động ở 100% công suất của chúng, nghĩa là khi động cơ đang chạy và khí nén đang được sản xuất. Rõ ràng là khi máy nén tốc độ cố định chạy không hiệu quả và điều này có thể dễ dàng đo được khi thiết bị không tải và ngừng tạo khí. Trước khi động cơ dừng hoàn toàn, nó sẽ tiếp tục chạy trong khi không có không khí được tạo ra để bảo vệ động cơ khỏi quá nhiều chu kỳ khởi động / dừng. 

Máy nén khí trục vít ngâm dầu sử dụng biến tần VSD tiết kiệm điện

Máy nén biến tần (VSD): Công nghệ truyền động tốc độ thay đổi (VSD) hoạt động khác nhau. Chúng quay động cơ ở tốc độ thích hợp liên quan đến lượng không khí cần thiết trong một nhà máy hoặc cơ sở nhất định. Khi nhu cầu về không khí tăng lên, thì tốc độ của động cơ cũng tăng theo. Ngược lại, nếu nhu cầu giảm, động cơ sẽ tự động chạy chậm lại và chỉ sử dụng năng lượng cần thiết để cung cấp lưu lượng phù hợp. Máy nén khí VSD phù hợp đầu ra với nhu cầu cần thiết. Họ cảm nhận lượng dòng chảy đang được sử dụng và thay đổi tốc độ tương ứng. Vào những ngày sản xuất chậm hơn, nghỉ trong ngày, hoặc trong ca thứ hai và thứ ba, công nghệ VSD đặc biệt hữu ích vì nó giảm lãng phí điện và tiết kiệm tiền.

Máy nén khí là thiết bị một cấp hoặc hai cấp. Sự khác biệt chính là số lần không khí được nén giữa van đầu vào và vòi phun:

Máy nén một cấp: Với loại máy nén này, không khí được hút vào xi lanh và được giữ lại, sau đó được nén trong một hành trình bằng piston. Không khí chỉ được nén một lần, một lần sau đó đi đến một bình chứa.

Máy nén hai cấp: Máy nén  hai cấp ép không khí hai lần, do đó đạt được áp suất cao hơn so với các máy một cấp. Mặc dù không khí được dẫn vào một hình trụ và được nén lại, nhưng sau đó nó sẽ không được đưa đến bình chứa. Thay vào đó, không khí đi đến một piston nhỏ hơn trong một hành trình thứ hai và sau đó được đưa đến một bình chứa.