Khí nén không còn là khái niệm xa lại đối với ngành công nghiệp nói chung. Bài này mình sẽ giới thiệu về các loại máy nén khí, công thức tính lưu lượng máy nén khí và các phụ kiện trong hệ thống máy nén khí. Bài viết này dựa trên kiến thức mình có và tham khảo thêm các nguồn trên mạng, nếu có thiếu sót ở đâu, mong mọi người chỉ giáo.

1.Sản xuất khí nén

Hệ thống điều khiển khí nén hoạt động dựa vào nguồn cung cấp khí nén, nguồn khí này phải được sản xuất thường xuyên với lượng thể tích đầy đủ với một áp suất nhất định thích hợp cho năng lượng  hệ thống.

1.1.Máy nén khí

Máy nén khí là máy có nhiệm vụ thu hút không khí, hơi ẩm, khí đốt ở một áp suất nhất định và tạo ra nguồn lưu chất có áp suất cao hơn.

1.2 Các loại máy nén khí

Máy nén khí được phân loại theo áp suất hoặc theo nguyên lý hoạt động.

Đối với nguyên lý hoạt động ta có:

- Máy nén theo nguyên lý thể tích: máy nén pít tông, máy nén cánh gạt.

Máy nén tuabin là được dùng cho công suất rất lớn và không kinh tế khi sử dụng lưu lượng dưới mức 600m3/phút. Vì thế nó không mang lại áp suất cần thiết cho ứng dụng điều khiển khí nén và hiếm  khi sử dụng.

1.2.1.Máy nén kiểu pít tông (Reciprocating compressors)

Máy nén pít tông (Hình 2.1) là máy nén phổ biến nhất và có thể cung cấp năng suất đến 500m3/phút.  Máy nén 1 pít tông có thể nén khí khoảng 6 bar và ngoại lệ có thể đến 10 bar, máy nén kiểu pít tông hai cấp có thể nén đến 15 bar, 3-4 cấp lên đến 250 bar.

Lưu lượng của máy nén pít tông:

1.2.2.Máy nén kiểu cánh quạt (Rotary compressors)

Nguyên lý hoạt động của máy nén khí kiểu cánh gạt mô tả ở Hình 2.2 không khí sẽ được vào buồng hút. Nhờ rôto và stato đặt lệch tâm, nên khi rôto quay chiều sang phải, thì không khí vào buồng nén. Sau đó khí nén sẽ đi ra buồng đẩy.

Lưu lượng  của máy nén cánh gạt tính theo:

1.3.Phân phối khí nén

Hệ thống phân phối khí nén có nhiệm vụ chuyển không khí nén từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ,đảm bảo áp suất p và lưu lượng Q và chất lượng khí nén cho các thiết  bị làm việc, ví dụ như van,động cơ khí,xy lanh khí…

Truyền  tải không khí nén được thực hiện bằng hệ thống ống dẫn khí nén,chú ý đối với hệ thống ống dẫn khí có thể là mạng đường ống được lắp ráp cố định (trong toàn nhà máy) và mạng đường ống lắp ráp trong từng thiết bị, trong từng máy mô tả ở Hình 2.3.

Đối với hệ thống phân phối khí nén ngoài tiêu chuẩn chọn máy nén khí hợp lí,tiêu chuẩn chọn đúng các thông số của hệ thống ống dẫn (đường kính ống, vật liệu ống) cách lắp đặt hệ thống ống dẫn, bảo hành hệ thống phân phối cũng đóng vai trò quan trọng về phương diện kinh tế cũng như yêu cầu kỹ thuật cho hệ thống điều khiển khí nén.

1.3.1.Bình nhận và trích khí nén

Bình trích chứa khí nén có nhiệm vụ cân bằng áp suất khí nén của máy nén khí chuyển đến, trích chứa, ngưng tụ và tách nước trước khi chuyển đến nơi tiêu thụ.

Kích thước của bình trích chứa phụ thuộc vào công suất của máy nén khí, công suất tiêu thụ của các thiết  bị sử dụng và phương pháp sử dụng khí nén.

Bình trích chứa khí nén có thể đặt nằm ngang, nằm đứng.Đường ống ra của khí nén bao giờ cũng nằm ở vị trí cao nhất của bình trích chứa (Hình 2.4).

1.3.2. Đường ống

Đường ống dẫn khí nén có đường kính trong vài milimet trở lên. Chúng được làm bằng các vật liệu cao su,nhựa hoặc kim loại.

Thông số cơ bản kích thước ống (đường kính bên trong) phụ thuộc vào: vận tốc dòng chảy cho phép, tổn thất áp suất cho phép, áp suất làm việc, chiều dài ống, lưu lượng, hệ số cản trở dòng chảy và các phụ kiện nối ống.

Lưu lượng: phụ thuộc vào vận tốc dòng chảy (Q=v.F). Vận tốc dòng chảy càng lớn, tổn thất áp suất trong ống càng lớn.

Vận tốc dòng chảy: vận tốc dòng chảy của khí nén trong ống dẫn nên chọn là từ 6 ÷ 10 m/s. Vận tốc của dòng chảy khi qua các chỗ lượng cua của ống hoặc nối ống, van, những nơi có tiết diện nhỏ lại sẽ tăng lên, hay vận tốc dòng chảy sẽ tăng lên nhất thời khi các thiết bị hay máy móc đang vận hành.

Tổn thất áp suất: tốt nhất không  vượt  quá 0.1 bar. Thực tế sai số cho phép đến 5% áp suất làm việc. Như vậy tổn thất áp suất là 0.3 bar là chấp nhận được với áp suất làm việc là 6 bar.

Hệ số cản dòng chảy: khi lưu lượng khí đi qua các chỗ nối khớp, van, khúc cong sẽ gây ra hiện tượng  cản dòng chảy.(Bảng 1), biểu thị các hệ số cản tương đương chiều dài ống dẫn l’ của các phụ kiện nối.

Trong thực tế để xác định các thông số cơ bản của mạng đường ống người ta dựa vào biểu đồ được  cho trong Hình 2.5 dưới đây.

Theo biểu đồ Hình 2.5, các thông số yêu cầu như áp suất p, lưu lượng q, chiều dài ống, tổ thất áp suất  ∆p và đường kính ống có mối liên hệ phụ thuộc với nhau.

Từ biểu đồ Hình 2.5 ta xác định được mối quan hệ giữa các đại lượng trên bằng đường nét đậm và từ đó ta được đường kính trong của ống dẫn cần chọn từ thông = 70 mm.

1.4. Xử lý khí nén

Khí nén được tạo ra từ máy nén khí có chứa nhiều chất bẩn, độ bẩn có thể ở các mức độ khác nhau. Chất bẩn có thể là bụi, độ ẩm của không khí hút vào, những cặn bả của dầu bôi trơn và truyền động cơ khí. Hơn nữa trong quá trình nén nhiệt độ của khí nén tăng lên, có thể gây ra oxy hóa một số phần tử của hệ thống. Do đó việc xử lý khí nén cần phải thực hiện bắt buộc. Khí nén không được xử lý thích hợp sẽ gây hư hỏng hoặc gây trở ngại  tính làm việc của các phần  tử khí nén. Đặc biệt sử dụng khí nén trong hệ thống điều khiển đòi hỏi chất lượng khí nén rất cao. Mức độ xử lý khí nén tùy thuộc vào từng phương pháp xử lý. Trong thực tế người ta thường dùng bộ lọc để xử lý khí nén (Hình 2.6).

Bộ lọc khí có 3 phần tử: van lọc, van điều chỉnh áp suất và van tra dầu.Van lọc khí (Hình 2.7) là làm sạch các chất bẩn và ngưng tụ hơi nước chứa trong nó.

Khí nén sẽ tạo chuyển động xoắn khi qua lá xoắn kim loại, sau đó qua phần  tử lọc, các chất bẩn được tách ra và bám vào màng lọc, cùng với những phân tử nước được để lại nằm ở đáy của bầu lọc. Tùy theo yêu cầu chất lượng của khí nén mà chọn phần tử lọc. Độ lớn của phần tử lọc nên chọn từ 20µm – 50µm.

Van điều chỉnh áp suất: nhiệm vụ của van áp suất là ổn định áp suất điều chỉnh, mặc dù có sự thay đổi bất thường của áp suất làm việc ở đường ra hoặc sự dao động của áp suất ở đầu vào. Áp suất ở đầu vào luôn luôn là lớn hơn áp suất ở đầu ra (Hình 2.8).

Van điều chỉnh áp được điều chỉnh bằng vít điều chỉnh tác động lên màn kín. Phía trên của màng chịu tác dụng của áp suất đầu ra, phía dưới chịu tác dụng của lực lò xo sinh ra do vít điều chỉnh. Bất kỳ sự tăng áp ở đầu tiêu thụ gây cho màng kín dịch chuyển chống lại lực căn của lò xo vì vậy hạn chế dòng khí đi qua miệng van cho tới lúc có thể đóng sát. Khi khí nén được tiêu thụ, áp suất đầu ra giảm, kết quả là đĩa van được mở bở lực căn lò xo lực. Để ngăn chặn đĩa van dao động chập chờn phải dùng đến lò xo cản gắn trên đĩa van.

Van tra dầu: được sử dụng đảm bảo cung cấp bôi trơn cho các thiết  bị trong hệ thống điều khiền khí nén nhằm giảm ma sát, sự ăn mòn và sự gỉ (Hình 2.9).

 Nếu có bất kì câu hỏi nào, hãy gửi mail hoặc liên hệ hệ qua:

Công ty cổ phần Thương mại Năng Lực Việt

🏢 Trụ sở: Lô đất số B2-3-3b Khu công nghiệp Nam Thăng Long - P. Thụy Phương - Q. Bắc Từ Liêm - TP. Hà Nội.

☎️ Điện thoại hotline/ Zalo: 0934683166

🌐 Website: vcc-trading.vn

📧 Email: contact@vcc-group.vn