Máy nén khí là gì? Cấu tạo & Nguyên lý hoạt động chi tiết

Máy nén khí hoạt động ổn định 1 phần nhờ vào hệ thống kết cấu các bộ phận thông minh. Cùng Yên Phát khám phá cấu tạo máy nén khí chi tiết trong bài viết sau.

• Linh kiện máy nén hơi
• Máy nén khí Fusheng

1. [Giới thiệu] Máy nén khí là gì?

Máy hơi nén khí là thiết bị chuyển đổi năng lượng (từ động cơ điện, xăng hoặc dầu) thành năng lượng dưới dạng khí nén.

Không khí được hút vào bình rồi nén ở áp suất cao. Khí nén sau đó được đưa vào sử dụng cho nhiều công việc trong cuộc sống.

2. Các dòng máy nén khí thông dụng nhất hiện nay

Thị trường đã cho ra nhiều mẫu máy nén khí khác nhau để đáp ứng mọi nhu cầu sử dụng:

• Máy nén khí piston: Thiết bị sinh khí nén bằng cách sử dụng 1 hay nhiều piston di chuyển trong xi lanh đầu nén. Dòng máy này thường có công suất dưới 30HP, sử dụng phổ biến cho gia đình hoặc hộ kinh doanh vừa và nhỏ.
• Máy nén khí trục vít: Trang bị 2 trục vít xoay ngược chiều nhau để nén khí. Dòng máy này thường có thiết kế dạng tủ, công suất mạnh mẽ cho các nhà xưởng lớn.
• Máy nén khí ly tâm: Máy sử dụng bộ ly tâm để tạo luồng khí di chuyển quanh trục và sinh khí nén. Dòng máy này không phổ biến như các thiết bị khác, thường chỉ sử dụng trong công nghiệp nặng.

3. Chi tiết cấu tạo máy nén khí từ A đến Z

3.1. Cấu tạo máy nén khí piston

Máy nén khí piston là dòng máy có thiết kế đơn giản nhất, cấu tạo chung bao gồm một số bộ phận chính sau:

• Động cơ (motor): Là bộ phận quan trọng có nhiệm vụ cấp năng lượng cho máy hoạt động.
• Bộ phận nén: Bộ phận bao gồm cả xi lanh và piston, đảm nhiệm vai trò nén khí và đẩy khí nén ra ngoài.
• Van nạp khí: Là đầu vào hút không khí từ môi trường bên ngoài.
• Van xả khí: Là đâu ra, nơi cung cấp khí nén cho các công việc cần sử dụng.
• Bộ làm mát: Thường có ở máy nén khí piston 2 cấp, làm mát khí nén và các bộ phận hiệu quả.
• Bộ điều khiển: Cho phép bạn điều chỉnh áp suất và theo dõi máy nén khi hoạt động.
• Bình chứa: Là không gian lưu trữ khí nén để cung cấp cho các thiết bị khác.

3.2. Cấu tạo máy nén khí trục vít

Mỗi thương hiệu sẽ có thiết kế máy nén khí trục vít khác nhau. Nhưng đều có cấu tạo chung gồm các bộ phận chính như:

• Trục vít: Bộ phận quan trọng thực hiện chức năng nén khí.
• Motor và coupling: Động cơ và các khớp nối có nhiệm vụ cung cấp năng lượng cho máy, thường là loại 3 pha (380V).
• Xi lanh nén: Là bộ phận có chứa các cánh quạt hút khí và nén ở áp suất cao.
• Van hút khí: Được xem là cửa đầu vào để hút không khí tràn vào bên trong.
• Van xả khí: Là cửa ra truyền khí nén cho các thiết bị cần sử dụng.
• Bộ lọc không khí: Nằm ngay gần van hút khí, loại bỏ bụi bẩn có thể gây hại cho máy.
• Bộ lọc dầu: Với các thiết bị sử dụng dầu, đây là bộ phần sàng lọc các tạp chất có trong dầu.
• Quạt làm mát: Có nhiệm vụ hạ nhiệt khí nén và các bộ phận xung quanh để tránh quá nhiệt.
• Bộ điều khiển: Thường thiết kế dạng màn led thông minh. Dễ dàng theo dõi các chỉ số hoạt động và thay đổi phù hợp.
• Cảm biến: Có tới 3 cảm biến là cảm biến áp suất, cảm biến nhiệt độ và cảm biến quá tải.

3.3. Cấu tạo máy nén khí ly tâm

Máy nén ly tâm có cấu tạo phức tạp nhất trong 3 dòng máy nén khí, bao gồm:

• Động cơ: Thường sử dụng động cơ điện hoặc tua-bin khí. Đảm nhiệm vai trò cung cấp năng lượng cho máy nén.
• Vỏ máy: Là lớp vỏ bao bọc bên ngoài động cơ và các bộ phận khác. Đồng thời, bảo vệ chúng không bị va đập gây hư hỏng.
• Cánh quạt: Thiết kế cánh quạt hơi cong để có thể tạo ra lực ly tâm khi quay.
• Trục quay: Có nhiệm vụ kết nối và truyền năng lượng từ động cơ tới cánh quạt.
• Ổ bi: Có vai trò hỗ trợ trục quay hoạt động và giảm ma sát giữa các bộ phận liên quan.
• Cánh hướng dòng: Được đặt phía sau cánh quạt để điều hướng dòng khí nén.
• Van hút: Cửa hút không khí từ bên ngoài vào trong máy, có thể đi kèm bộ lọc loại bỏ bụi bẩn trước khi hút vào.
• Van xả: Cửa ra giúp truyền khí nén tới các thiết bị cần sử dụng.
• Van an toàn: Tự thực hiện xả khí khi áp suất cao quá ngưỡng cho phép.
• Bộ làm mát: Giảm nhiệt độ khí và tăng hiệu suất giữa các giai đoạn nén khí.
• Bộ điều khiển: Giám sát và điều khiển các thông số của máy khi vận hành.

4. Cơ chế hoạt động của từng loại máy nén khí hiện nay

Mỗi loại máy nén khí trên đều có nguyên lý vận hành riêng để đáp ứng nhu cầu sử dụng phù hợp, cụ thể:

• Máy nén khí piston: Khí được hút vào và piston di chuyển xuống cùng lúc để tạo khoang trống. Sau đó, piston đi lên để thu hẹp thể tích và làm tăng áp suất khí nén. Đến mức áp suất mong muốn sẽ được truyền đi sử dụng.
• Máy nén khí trục vít: Không khí được hút vào qua cửa nạp ở đầu nén, được chứa tại các rãnh giữa trục vít và vỏ máy. 2 trục vít xoay ngược chiều để thu hẹp không gian và làm tăng áp suất. Sau đó, van xả mở để truyền khí.
• Máy nén khí ly tâm: Sau khi hút khí, cánh quạt sẽ quay tạo lực ly tâm và chuyển động năng thành áp suất. Khí nén di chuyển theo cánh hướng dòng và tiếp tục tạo áp suất cao để truyền đi cho các thiết bị máy móc.

Cấu tạo máy nén khí ảnh hưởng lớn đến hiệu suất và khả năng sinh khí nén của thiết bị. Hiểu đúng để biết cách vận hành và sử dụng máy an toàn, bền lâu.