Kiến thức hệ thống máy nén khí căn bản

Máy nén khí  là các máy móc (hệ thống cơ học) có chức năng làm tăng áp suất của chất khí. Công dụng của máy nén khí thì rất nhiều, chúng có mặt trong hầu hết các ngành công nghiệp như in ấn, bao bì, thực phẩm, dệt, gỗ,… Máy nén khí là một

“mắt xích” quan trọng trong các hệ thống công nghiệp sử dụng khí ở áp suất cao để vận hành các máy móc khác…

 

Hệ thống máy nén khí phổ biến

 

Máy nén khí trục vít 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 với dải công suất lớn từ 7,5kw (10HP) – 240 kw(300HP).

Một hệ thống máy nén khí  hoàn chỉnh sẽ bao gồm:

Máy nén khí → Bình tích áp → Máy sấy khí → Lọc → thiết bị tiêu thụ khí nén. Sơ đồ hệ thống được mô tả như hình trên.

Tác dụng của từng thiết bị trong hệ thống được mô tả tóm lược như sau:

– Máy nén khí: tạo ra khí nén với lưu lượng và áp lực theo yêu cầu của khách hàng. Máy nén khí có dầu được dùng đối với các ngành sản xuất cơ khí nói chung và máy nén khí không dầu được áp dụng trong ngành công nghệ sạch như thực phẩm, thuốc, bia, rượu mạch điện tử …

Cấu tạo bên trong máy nén khí trục vít được mô tả như hình dưới:

 

Cấu tạo máy nén khí trục vít

 

Nguyên lý hoạt động của máy nén khí trục vít  được mô tả như hình dưới:

 

Nguyên lý hoạt động của máy nén khí

 

Mô hình đường đi của khí nén trong máy nén khí  trục vít

 

 

Đường đi của khí

 

Các đại lượng cơ bản của hệ thống khí nén:

+) Lưu lượng (Capacity) khí nén thường được tính theo đơn vị lít/phút, m³/phút, CFM, Nm³/phút . . . Với công thức đổi như sau:

1 m³/phút = 1000 lít/phút

1 m³/phút =  1,089 x 1 Nm³/phút

1 CFM = 0,0283 m³/phút

+) Áp lực (Pressure) khí nén thường được tính theo đơn vị Mpa (Megapascal), bar, kgf/cm², psi, atm… Với công thức quy đổi như sau:

1 Mpa = 10 bar

1 atm pressure = 1,01325bar

1 bar = 14,5038 psi

1 bar = 1,0215 kgf/cm²

+) Công suất (Power) máy nén khí thường được tính theo đơn vị Kw hoặc HP ( sức ngựa) với công thức quy đổi như sau:

1kw = 1,35 HP

 

Hiện tại trên thị trường máy nén khí có thể phân chia thành 5 loại chính:

Máy nén khí Piston có dầu và máy nén khí Piston không dầu.

Máy nén khí trục vít có dầu và máy nén khí trục vít không dầu.

Máy nén khí cao áp

Máy nén khí lưu lượng lớn Turbo

Máy nén khí động cơ diesel (máy công trường)

 

– Bình tích áp:  Thông thường máy nén khí khi bắt đầu hoạt động không thể đáp ứng ngay được áp lực yêu cầu của sản xuất ( Ví dụ nhà máy cần có khí nén với áp lực 8 bar để điều khiển một thiết bị nào đó ) mà máy nén khí phải chạy một thời

gian ( thông thường khoảng 1 – 2 phút ) mới đạt được áp lực 8 bar như vậy nếu không có bình tích áp thì sẽ có độ trễ nhất định trong việc điều khiển. Như vậy có thể nói bình tích áp có tác dụng như là một nơi tích trữ áp lực khí nén để đáp ứng nhu cầu sản xuất đồng thời có tác dụng tách một phần nước trong khí nén và giảm nhiệt độ của khí nén trước khí đi vào máy sấy khí. Khi máy nén khí tích trữ áp lực đủ lớn vào bình tích áp thì nó sẽ dừng máy hoặc chạy ở chế độ không tải tuỳ thuộc vào việc cài đặt.Độ lớn của bình tích áp sẽ phụ thuộc vào quy mô sản xuất của mỗi một nhà máy.

Bình tích áp (bình tích khí nén)

 

– Máy sấy khí: có tác dụng làm khô khí nén bằng việc tách nước. Hiện trên thị trường có 02 loại máy sấy đó là (1) loại máy sấy tách nước theo nguyên lý làm lạnh khí nén để ngưng tụ nước, (2) loại máy sấy tách nước theo nguyên lý hấp thụ nước qua các hạt hút nước.

Cấu tạo của máy sấy khí có hình dưới đây:

 

Cấu tạo máy sấy khí

 

Nguyên lý hoạt động của máy sấy khí:

 

Nguyên lý hoạt động máy sấy khí

 

– Bộ lọc: Có tác dụng lọc các tạp chất, nước và dầu trong khí nén, tuỳ theo yêu cầu của khách hàng mà có thể phải dùng 1 cấp, 2 cấp hoặc 3 cấp lọc. Cấp lọc thứ nhất thông thường chặn được các tạp chất với kích thước ≥ 0,1 Micromet , cấp lọc thứ hai chặn được tạp chất với kích thước ≥ 0,01 Micromet , cấp lọc thứ ba thông thường là lọc bằng than hoạt tính được dùng trong công nghiệp sạch chặn được tạp chất với kích thước ≥ 0,003 Micromet.