Máy nén khí và hệ thống khí nén trung tâm
Máy nén khí và hệ thống khí nén trung tâm.
Đối với một hệ thống khí nén trung tâm thông thường bao gồm các thiết bị cơ bản sau:
I. MÁY NÉN KHÍ:
Đây là thiết bị quan trọng nhất đối với hệ thống khí nén (nó được coi như trái tim của hệ thống). Bởi máy nén khí trực tiếp sản sinh ra khí nén. Để cung cấp tới các thiết bị và các vị trí có nhu cầu sử dụng khí nén.
Ứng dụng của máy nén khí được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau. Ngành khai thác khoáng sản, các ngành công nghiệp nặng, ngành y tế. Cho đến ngày nay, máy nén khí được phổ biến khá rộng rãi không những trong sản xuất mà còn được sử dụng trong sinh hoạt hàng ngày. Bởi tiện ích thiết thực mà nó mang lại trong hoạt động hàng ngày của chúng ta.
Tùy vào mục đích sử dụng và công suất, tính năng của từng loại máy nén khí. Máy được chia ra thành một số tên gọi với thiết kế, cho từng mục đích sử dụng khác nhau. Tuy nhiên, máy nén khí hiện có mặt trên thị trường gồm có một số chủng loại như sau:
-
Máy nén khí trục vít ( Screw air compressor):
Máy nén khí sử dụng chuyển động tròn của trục vít, sử dụng Puli hoặc khớp nối. Được nối vào 02 trục vít ép khí vào trong thể tích nhỏ hơn. Chúng được sử dụng trong các ngành sản xuất công nghiệp, có thể là loại cố định hoặc di động.
Công suất của máy nén khí loại này dao động từ 5HP đến 500HP, từ áp suất thấp cho đến áp suất cao (8,5Mpa).
Máy nén khí trục vít 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: ô tô hoặc máy bay…
Máy nén khí trục vít được chia thành hai loại:
–Máy nén khí trục vít loại có dầu (Oil flood):
Máy nén khí làm việc và nén đến áp suất nhất định được cài đặt sẵn. Máy sử dụng dầu chuyên dụng để bôi trơn và làm kín. Qua các thiết bị xử lý khí nén như tách dầu sau đó cung cấp cho các thiết bị. Và các vị trí sử dụng khí nén không yêu cầu khí sạch ( trong khí nén vẫn còn hàm lượng dầu dù là rất nhỏ). Vì vậy máy nén khí trục vít loại có dầu thường được sử dụng cung cấp khí nén cho máy công cụ. Hoặc một số ngành sản xuất không yêu cầu khí sạch.
–Máy nén khí trục vít loại không dầu (Oil free):
Ngược lại với loại máy nén khí trục vít có dầu, khí nén của máy nén khí trục vít không dầu được cung cấp bởi máy nén khí là loại khí sạch. (khí nén cung cấp hoàn toàn không có dầu). Sử dụng nước sạch để bôi trơn và làm kín. Loại máy nén khí này thường được sử dụng trong một số ngành như: y tế, chế biến thực phẩm, dược phẩm, chế tạo linh kiện điện tử và một số ngành khác.
-Ngoài ra máy nén khí trục vít còn được phân loại theo cấu trúc thiết kế: máy nén khí trục vít đơn và máy nén khí trục vít đôi.
2. Máy nén khí Pittong ( Piston air compressor):
Máy nén khí Piston hay còn gọi là máy nén khí chuyển động tịnh tiến. Sử dụng piston điều khiển bằng tay quay. Có thể đặt cố định hoặc di chuyển được, có thể sử dụng riêng biệt hoặc tổ hợp. Chúng có thể được điều khiển bằng động cơ điện hoặc động cơ Diesel.
Máy nén khí sử dụng piston tịnh tiến loại nhỏ công suất từ 5HP-30HP. 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 công suất lên đến 1000HP. Được sử dụng trong những ngành lắp ráp công nghiệp lớn. Nhưng chúng thường không được sử dụng nhiều vì có thể thay thế bằng các máy nén khí 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 (>5000PSI hoặc 35Mpa). Giống như máy nén khí trục vít, máy nén khí Piston cũng được chia làm hai loại. Máy nén khí piston có dầu ( Oil flood piston air compressor). Và máy nén khí piston không dầu ( Oil free piston air compressor). Ngoài ra máy nén khí piston còn được phân loại theo áp suất làm việc: máy nén khí piston thấp áp và máy nén khí piston cao áp.
3. Máy nén khí đối lưu:
Máy nén khí đối lưu sử dụng hệ thống 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 những hệ thống cánh quạt của rotor tiếp theo.
Vùng không gian 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 turbin lớn. Hầu như chúng được sử dụng nhiều trong một dây truyền. Trường hợp tỉ lệ áp suất dưới 4:1, để tăng hiệu quả của quá trình hoạt động người ta thường sử dụng những điều chỉnh về hình học.
4. 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 được sử dụng trong các 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 nghìn mã lực. Với hệ thống làm việc gồm nhiều máy nén khí ly tâm, chúng có thể tăng áp đầu ra hơn 1000lbf/in2(69Mpa).
Nhiều hệ thống làm tuyết nhân tạo sử dụng loại máy nén khí này. Chúng có thể sử dụng động cơ đốt trong, bộ nạp hoặc động cơ turbin. Máy nén khí ly tâm được sử dụng trong một động cơ tuabin bằng gas nhỏ hoặc gần giống như tầng khí nén cuối cùng của động cơ turbin cỡ trung bình.
5. Máy nén khí dòng hỗn hợp:
Máy nén khí dòng hỗn hợp cũng tương tự như máy nén khí ly tâm. Nhưng vận tốc đối xứng lại nối từ rotor. Bộ khuếch tán thường sử dụng để biến đổi dòng khí hỗn hợp thành dòng khí đối lưu. Máy nén khí dòng hỗn hợp có 01 bộ khuếch tán đường kính nhỏ hơn của máy nén khí ly tâm tương đương.
6. Máy nén khí dạng cuộn ( Scroll air compressor):
Cấu tạo máy nén xoắn ốc
Máy nén khí dạng cuộn hay còn gọi là máy nén khí dạng xoắn ốc gồm 02 phần xoắn ốc acsimet. Một đĩa xoắn ở trạng thái tĩnh, đĩa còn lại quay quanh đĩa xoắn cố định. Hai đĩa xoắn này được đặt ăn khớp vào nhau tạo thành các túi dạng hình lưỡi liềm. Trong quá trình nén, phần xoắn ốc tĩnh được giữ cố định.
Phần xoắn ốc di động di chuyển trên trục chuyển động lệch tâm. Khí được dẫn vào khoảng trống do hai lưỡi xoắn tạo ra. Hai đĩa khép dần từng nấc và tiến dần vào tâm của hình xoắn ốc. Thể tích nhỏ dần tạo ra áp suất lớn, khi đến tâm thì khí đạt được áp suất đẩy và được nén qua cổng đẩy ở tâm của scroll cố định. Các túi khí được nén đồng thời và liên tiếp tạo ra sự liên tục, ổn định, hiệu quả và yên tĩnh trong quá trình hoạt động.
Cũng như máy nén khí trục vít và máy nén khí piston. Máy nén khí dạng cuộn (scroll) cũng được chia thành hai loại. Máy nén khí scroll có dầu và máy nén khí scroll không dầu.
Đặc điểm nổi bật của máy nén khí scroll là: làm việc êm ái hơn so với máy nén khí piston và trục vít. Nhưng do giá thành cao hơn so với các loại máy nén khí piston và trục vít vào khoảng 45% nên ít được phổ biến hơn.
II. BÌNH KHÍ NÉN ( BÌNH TÍCH ÁP) :
Chức năng chính của bình chứa khí (bình tích áp) trong hệ thống khí nén trung tâm là tích trữ lượng khí nén mà máy nén khí nén lên áp suất đặt sẵn. Và cung cấp trở lại cho hệ thống khí nén khi có nhu cầu sử dụng đột xuất. Nhằm duy trì áp suất làm việc trong hệ thống không giảm xuống một cách đột ngột ảnh hưởng quá trình làm việc của thiết bị và máy móc sử dụng khí nén.
Ngoài ra, bình chứa khí (air tank) còn có chức năng như thiết bị ngưng một phần nước. Bụi bẩn mà máy nén khí cung cấp cho hệ thống và làm giảm nhiệt độ. Làm mát đầu vào cho các thiết bị khác như: máy sấy khí, lọc khí và các thiết bị khí nén khác…
Bình chứa khí (air tank) được chia thành nhiều loại: bình chứa khí áp suất thấp, bình chứa khí áp suất cao. Bình chứa khí sử dụng vật liệu thép thông thường, bình chứa khí sử dụng thép không gỉ. (thường được dùng trong ngành chế biến dược phẩm, y tế, dược phẩm)… Các sản phẩm về bình chứa khí (air tank) có dung tích từ 0,5m3 đến 50m3 áp suất làm việc từ 7kgf/cm2 đến 50kgf/cm2.
III. THIẾT BỊ XỬ LÝ KHÍ NÉN:
Khí nén được tạo ra từ máy nén khí chứa đựng rất nhiều chất bẩn theo từng mức độ khác nhau. Chất bẩn bao gồm bụi, hơi nước trong không khí, những phân tử nhỏ, cặn bã của dầu bôi trơn và truyền động cơ khí. Khí nén mang chất bẩn tải đi trong những ống dẫn khí sẽ gây nên sự ăn mòn, rỉ sét trong ống và trong các phần tử của hệ thống điều khiển.
Vì vậy, khí nén được sử dụng trong hệ thống khí nén phải được xử lý. Tùy thuộc vào phạm vi sử dụng mà xác định yêu cầu chất lượng của khí nén tương ứng cho từng trường hợp cụ thể. Hệ thống xử lý khí nén được chia thành 3 giai đoạn:
-Lọc khí thô:
Dùng bộ phận lọc bụi thô kết hợp với bình ngưng để tách hơi nước (loc khi nen).
-Phương pháp sấy khô:
Dùng thiết bị sấy (may say khi) khô khí nén để loại bỏ hầu hết lượng nước lẫn bên trong. Giai đoạn này xử lý tùy theo yêu cầu sử dụng của hệ thống khí nén.
+Sấy khô khí nén bằng máy sấy khí (tác nhân lạnh):
Nguyên lý của phương pháp sấy khô bằng tác nhân lạnh là: khí nén đi qua bộ phận trao đổi nhiệt khí-khí (máy sấy khí). Quá trình làm lạnh sẽ được thực hiện bằng cách cho dòng khí nén chuyển động đảo chiều trong những ống dẫn. Nhiệt độ đọng sương tại đây nằm trong khoảng 2oC đến 8oC. Như vậy lượng hơi nước trong dòng khí nén vào sẽ được ngưng tụ. Dầu nước, chất bẩn sau khi được tách ra khỏi dòng khí nén sẽ được tách ra ngoài qua van thoát nước ngưng tụ (bộ tự động xả nước).
+Sấy khô khí nén bằng phương pháp hấp thụ:
Chất sấy khô hay còn được gọi là chất háo nước sẽ hấp thụ lượng hơi nước ở trong không khí ẩm. Thiết bị gồm hai bình. Bình thứ nhất chứa chất sấy khô và thực hiện quá trình hút ẩm. Bình thứ hai tái tạo lại khả năng hấp thụ của chất sấy khô. Chất sấy khô thường được sử dụng: Silicagen SiO¬2, nhiệt độ điểm sương -50oC, tái tạo từ 120oC đến 180oC (may say khi hap thu).
-Lọc khí tinh:
Loại bỏ tất cả các loại tạp chất, kể cả kích thước rất nhỏ đến 0,003µmm.
( Nguồn: sưu tầm)
