Máy nén khí trục vít là gì? Cấu tạo & Nguyên lý vận hành

Cấu tạo máy nén khí trục vít chính là yếu tố quan trọng, quyết định hiệu suất và độ ổn định khi máy vận hành. Cùng Yên Phát tìm hiểu cấu tạo chi tiết của cả máy có dầu và không dầu trong bài viết sau.

1. [Giải đáp] Máy nén khí trục vít là gì?

Máy nén khí trục vít là thiết bị sử dụng cơ chế xoắn ngược chiều của 2 trục vít để nén khí. Trục vít sẽ làm giảm thể tích của không khí, tạo ra áp suất cao.

Thiết bị thường có thiết kế dạng tủ chắc chắn. Sở hữu công suất mạnh mẽ và khả năng nạp cấp khí liên tục.

2. Các loại máy nén khí trục vít theo chất lượng khí

Dựa vào độ sạch của khí nén đầu ra, người ta chia máy nén khí trục vít thành 2 loại khác nhau:

• Máy nén khí trục vít có dầu (ngâm dầu): Là loại máy nén sử dụng dầu bôi trơn để hạn chế ma sát và làm mát động cơ. Giúp máy luôn ở nhiệt độ ổn định và hoạt động trơn tru. Khí nén ở đầu ra thường lẫn dầu hoặc tạp chất.
• Máy nén khí trục vít không dầu: Là thiết bị được thiết kế kín khít, sử dụng chất liệu chống mài mòn để làm mát động cơ. Hiệu quả làm mát và tỷ số nén thường thấp hơn máy có dầu. Nhưng lượng khí đầu ra sạch 100%.

3. Cấu tạo chi tiết các bộ phận của máy nén khí trục vít

3.1. Cấu tạo máy nén khí trục vít không dầu

Máy nén khí trục vít không dầu vẫn sử dụng dầu bôi trơn động cơ. Nhưng thiết kế bộ phận trục khuỷu không có dầu để khí nén đi ra không bị lẫn dầu.

Máy nén khí trục vít không dầu được cấu tạo từ những bộ phận sau:

• Động cơ (motor): Bộ phận quan trọng cung cấp điện năng để máy hoạt động.
• Bơm dầu: Cung cấp dầu bôi trơn để giảm ma sát và làm mát động cơ và các bộ phận liên quan.
• Đầu nén áp suất: Thường có thiết kế 2 cấp nén là cấp nén đầu 1 (áp suất thấp) và cấp nén đầu 2 (áp suất cao).
• Van cửa hút: Điều chỉnh linh hoạt lượng không khí hút vào tùy theo nhu cầu sử dụng.
• Bộ giải nhiệt: Nhiệm vụ quan trọng là duy trì nhiệt độ ổn định cho máy, bao gồm giải nhiệt trước, giải nhiệt sau và giải nhiệt dầu.
• Quạt giải nhiệt: Tạo luồng gió để hỗ trợ hiệu quả tản nhiệt.
• Bảng điều khiển: Màn hình thông minh hiển thị các thông số hoạt động để người dùng dễ theo dõi, điều khiển.
• Tủ vận hành: Có lớp vỏ dày chắc chắn bên ngoài, bên trong là hệ thống điện, mạch điều khiển, động cơ, rơ le,...
• Van an toàn: Trang bị van tự động xả khí khi áp suất máy đang vượt ngưỡng an toàn.
• Hộp bánh răng: Có nhiệm vụ truyền lực đến trục vít với tỷ số nén phù hợp. 
• Đai truyền động: Hạn chế rung,  giúp máy hoạt động trơn tru.
• Thước đo dầu: Là bộ phận thể hiện chất lượng dầu để bạn dễ kiểm soát và thay thế.
• Lọc dầu: Lọc sạch tạp chất và dầu bị lẫn vào khí nén trước khi sử dụng.

3.2. Cấu tạo máy nén khí trục vít có dầu

Đa phần máy nén khí trục vít loại có dầu của các hãng đều có cấu tạo giống nhau. Chỉ thay đổi 1 số vị trí các bộ phận, bao gồm:

• Cụm đầu nén: Bộ phận đóng vai trò rất quan trọng trong máy nén, thường được lắp kèm với động cơ qua coupling.
• Động cơ (motor): Bộ phận cung cấp năng lượng để máy nén hoạt động.
• Khoang truyền động: Thực hiện truyền chuyển động từ động cơ sang trục vít.
• Van nạp khí: Nằm giữa bộ lọc và trục vít, điều chỉnh lượng khí được hút từ bên ngoài vào.
• Van áp suất tối thiểu: Hoạt động như 1 chiếc van 1 chiều, kiểm soát mức áp suất tối thiểu trong bình.
• Van hằng nhiệt: Vị trí ở giữa bình dầu và trục vít, điều chỉnh lượng dầu chuyển lên két làm mát.
• Bình chứa dầu: Bình chứa dầu dự trữ để bôi trơn và làm mát động cơ.
• Lọc tách dầu: Có nhiệm vụ lọc tách dầu lẫn trong khí nén trước khi được đưa vào sử dụng.
• Bộ giải nhiệt (Aftercooler): Có chức năng làm mát cho lượng khí sau khi nén.
• Quạt làm mát: Tạo ra luồng khí mát xung quanh bộ làm mát dầu và khí.
• Bộ điều khiển: Màn hình giúp bạn điều khiển toàn bộ các thông số áp suất và hiệu suất máy.
• Cảm biến áp suất: Kiểm soát máy nén hoạt động trong dải áp suất an toàn.
• Cảm biến nhiệt độ: Phát tín hiệu cảnh báo nếu máy khí nén có nhiệt độ quá cao.

4. Cách vận hành của các loại máy nén khí trục vít

Cả 2 dòng máy nén có dầu và không dầu đều hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển động tròn của trục vít. Tuy nhiên, mỗi loại vẫn có quy trình nén khí riêng:

• Cách máy nén khí trục vít có dầu hoạt động:

Van hút không khí từ bên ngoài vào và tạo hỗn hợp khí, dầu. Hỗn hợp này được bộ phận tách dầu lọc sạch dầu trong khí.

Khí sau khi tách dầu sẽ được nén ở áp suất cao. Khí nén sau đó sẽ được làm mát, tách hơi nước trước khi đưa vào sử dụng.

Cùng lúc đó, dầu còn lại ở bình chứa sẽ được van hằng nhiệt giữ ở mức nhiệt an toàn. Sau đó đưa đi làm mát, lọc tạp chất để tiếp tục quay trở lại đầu nén.

• Cách máy nén khí trục vít không dầu hoạt động:

Van xả cùng bộ lọc hút không khí từ bên ngoài vào và loại bỏ bụi bẩn. Van không tải mở để nén khí ở cấp 1 với áp suất từ 2-2.5 bar. 

Khí sau khi nén ở cấp 1 sẽ được làm mát và tiếp tục đưa vào cấp 2. Ở đây, khí được nén ở áp suất cao tới 7-13 bar thì dừng lại. 

Aftercooler - bộ làm mát sẽ hạ nhiệt độ khí nén xuống dưới 25 độ C. Sau đó, bẫy nước thực hiện tách ẩm trong khí nén để sử dụng.

Việc hiểu rõ cấu tạo máy nén khí trục vít sẽ giúp bạn dễ dàng tối ưu hiệu suất nén khí. Đồng thời, giúp ích rất nhiều khi cần bảo trì hoặc sửa chữa thiết bị.