Máy nén khí là gì?
Máy nén khí là loại máy tạo ra dòng khí áp lực cao một cách liên tục.
Trong thực tiễn khí nhắc đến máy nén khí không phải ai cũng biết máy nén khí là gì. Để dễ hình dung, các bạn có thể giới thiệu cho người đối diện rằng: máy nén khí là cái máy bơm xe ở ngoài đường của các bác sửa xe. Hoặc có thể hiểu đơn giản hơn bơm là một máy nén khí sơ khai nhất.
Phân biệt máy nén khí với quạt và máy thổi khí:
– Quạt là thiết bị có động cơ nhỏ, chỉ tạo ra luồng khí có áp lực 0.1 kgf/cm2
– Máy thổi khí ( blower): tạo ra luồng khí có áp lực từ 0.1kgf/cm2 đến 1 kgf/cm2
– Máy nén khí ( compressor): tạo ra luồng khí có áp lực trên 1 kgf/cm2
PHÂN LOẠI MÁY NÉN KHÍ
Máy nén khí có rất nhiều loại khác nhau. Nhưng để đơn giản dễ hiểu người ta phân chia máy nén theo nguyên lý hoạt động thì có 2 loại. Đó là máy nén khí kiểu thay đổi thể tích và máy nén khí kiểu turbo.
I. MÁY NÉN KHÍ KIỂU THỂ TÍCH
Máy nén khí kiểu thay đổi thể tích thì chia thành hai loại chính đó là: máy nén kiểu chuyển động tịnh tiến( piston) và máy nén kiểu quay.
1. Máy nén khí kiểu chuyển động tịnh tiến
Máy nén kiểu chuyển động tịnh tiến hoạt động theo nguyên lý thay đổi thể tích bằng cách chuyển động qua lại đưa từ thể tích lớn xuống thể tích nhỏ để tạo ra luồng khí áp lực cao. Loại máy nén khí kiểu chuyển động tịnh tiến điển hình là máy nén khí piston.
Máy nén khí Piston cũng được chia làm hai loại: máy nén piston có dầu và máy nén piston không dầu.
2. Máy nén khí kiểu quay
Máy nén khí kiểu quay hoạt động theo nguyên lý thay đổi thể tích dựa trên chuyển động quay với tốc độ lớn của trục vít tạo ra luồng khí áp lực cao.
Máy nén khí kiểu quay được chia thành nhiều loại:
a, Máy nén khí có dầu
Với loại máy nén khí có dầu này thì chuyển động quay tốc độ cao phải được bôi trơn, làm mát bằng dầu. Tốc độ quay lớn sẽ sinh nhiệt, nếu không có dầu bôi trơn thì bộ phận quay có thể bị nung chảy bởi nhiệt. Khi đó khí nén sinh ra sẽ có lẫn hơi dầu vì vậy gọi là máy nén khí có dầu. Máy nén có dầu được chia làm nhiều loại như:
– Máy nén khí trục vít đôi: Bộ phận quay tạo ra khí nén áp lực là 1 cặp trục vít
– Máy nén khí trục vít đơn: Bộ phận quay chỉ có một trục vít ở chính giữa, hai bên là hai bánh răng hành tinh quay quanh.
– Máy nén khí loại cánh: Bộ phận quay tạo ra khí nén dạng cánh
– Máy nén khí dạng cuộn: Bộ phận quay dạng cuộn ( Oil scroll)
b, Máy nén khí không dầu
Máy nén khí không dầu thì hoàn toàn không dùng dầu để bôi trơn hoặc làm mát bộ phận quay. Nhưng nếu không có dầu bôi trơn, bộ phận quay sẽ bị kẹt hoặc nung chảy. Vì vậy bộ phận quay phải được chế tạo bằng chất liệu rất đặc biệt. Chất liệu đó có thể chịu được nhiệt độ cao ( 200-300oC) và độ bóng siêu cao để không bị mài mòn bởi ma sát. Do những lý do đó, máy nén không dầu rất đắt. Máy nén không dầu cũng được chia ra thành rất nhiều loại:
– Máy nén khí trục vít không dầu: Là loại máy nén khí sử dụng trục vít đôi, thay đổi thể tích để tạo ra khí nén. Máy hoàn toàn không dầu bôi trơn trong buồng nén. Giá của máy nén khí trục vít không dầu đắt gấp 3 lần máy nén khí trục vít có dầu.
– Máy nén khí không dầu Scroll: Bộ phận quay dạng xoắn ốc ( scroll)
– Máy nén khí cánh gạt ( tooth)
– Máy nén khí dạng lắc ( swing)
c, Máy nén khí không dầu, làm mát bằng nước
Có một loại nén khí trung gian giữa máy nén khí có dầu và máy nén khí không dầu. Đó là máy nén khí làm mát bằng nước. Máy nén khí không dùng dầu để bôi trơn bộ phận quay. Máy nén khí này bộ phận quay cũng không được chế tạo bằng chất liệu đặc biệt. Mà máy nén khí này dùng nước để làm mát. Nước có vai trò thay thế dầu bôi trơn. Loại máy nén này trước kia cũng nhiều hãng sản xuất. Nhưng do có nhiều nhược điểm, hiện này hầu như các hãng đều dừng không sản xuất loại máy nén khí này nữa. Duy có hãng Mitsui Seiki của Nhật vẫn còn duy trì sản xuất dòng máy nén này. Máy nén làm mát trục vít bằng nước cũng được chia làm 2 loại:
– Máy trục vít đơn làm mát bằng nước bơm thẳng vào buồng nén
– Máy trục vít đôi làm mát bằng nước bơm thẳng vào buồng nén
II. MÁY NÉN KHÍ KIỂU TURBO
Máy nén khí kiểu turbo không giống kiểu thay đổi thể tích ép khí tạo ra khí nén mà buồng nén hoàn toàn hở. Máy sử dụng cánh turbo quay với tốc độ lớn cuốn khí đi và tạo ra dòng khí áp lực cao. Máy chia làm 3 loại:
– Loại ly tâm ( centrifugal)
– Loại dọc trục
– Loại xiên
Máy turbo là những máy có công suất lớn từ 75kW trở lên. Song để hiệu quả nhất khi sử dụng, nên đầu tư máy turbo khi công suất từ 350kW trở lên và sử dụng lượng khí lớn, liên tục. Khi đó hiệu suất của máy và hiệu suất sử dụng là cao nhất.
Nếu công suất nhỏ hơn 350kW thì không nên đầu tư máy turbo. Khi sử dụng máy turbo có nhược điểm của nó. Thường thì máy nén turbo là những máy có công suất lớn, nếu trường hợp máy có sự cố thì lượng khí bị mất là rất lớn. Khi đó áp lực khí của nhà máy bị tụp một cách nghiêm trọng. Và lúc đó ảnh hưởng đến sản xuất là điều không thể tránh khỏi. Hơn nữa, không phải lúc nào nhà máy lượng khí lớn như vậy. Có những lúc dùng ít khí những vẫn phải chạy máy turbo công suất lớn gây tốn điện.
ỨNG DỤNG CỦA KHÍ NÉN TRONG THỰC TẾ:
Khí nén được ứng dụng từ rất xa xưa trước công nguyên. Nhưng thời khoa học kỹ thuật phát triển còn lạc hậu và kiến thức về cơ học, vật lý chưa được mở rộng. Cho nên ứng dụng của khí nén còn rất hạn chế
Mãi đến thế kỷ 19, nhiều loại máy móc, thiết bị cơ khí sử dụng khí nén thay cho động cơ điện được phát minh ra. Việc sử dụng năng lượng khí nén thay cho năng lượng của điện tăng lên. Khí nén đóng vai trò cốt yếu ở những lĩnh vực mà sử dụng năng lượng điện không an toàn.
Cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật thứ hai bùng nổ, việc ứng dụng khí nén trong điều khiển được phát triển mạnh mẽ. Năng lượng khí nén kết hợp với năng lượng điện làm cho lĩnh vực tự động hóa được áp dụng trong mọi lĩnh vực. Nó là điều kiện tiên quyết cho phát triển kỹ thuật điều khiển tương lai.
Khí nén hiện nay được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực trong cuộc sống. Khí nén được sử dụng nhiều nhất trong các nhà máy sản xuất công nghiệp. Khí nén cũng được sử dụng trong dân dụng, trong các bệnh viện, cơ sở y tế. Và rất nhiều lĩnh vực khác cần khí nén để tự động hóa các công đoạn…
