Nguyên lý, cấu tạo máy nén khí chi tiết

Máy nén khí là thiết bị quan trọng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp và đời sống cung cấp nguồn năng lượng dưới dạng khí nén để vận hành máy móc, thiết bị tự động. Để lựa chọn và sử dụng máy nén khí hiệu quả việc hiểu rõ nguyên lý hoạt động và cấu tạo bên trong của thiết bị. Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn nắm bắt chi tiết về các nguyên lý và cấu tạo máy nén khí, hãy cùng tìm hiểu nhé.

Máy nén khí là gì?

Máy nén khí là thiết bị cơ khí được sử dụng để tạo ra các luồng khí với áp suất cao. Khí nén được sử dụng trong nhiều ứng dụng công nghiệp như vận hành máy móc, thiết bị tự động, hệ thống phun sơn, bơm lốp, làm sạch và nhiều ngành khác.

Động cơ của máy thực hiện chức năng hút không khí vào buồng khí nén sau đó qua đầu khí nén để nén lại thành khí áp suất cao và lưu trữ trong một bình chứa để sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau.

Cấu tạo máy nén khí

Máy nén khí là thiết bị cơ học chuyển đổi năng lượng từ động cơ điện hoặc động cơ đốt trong thành khí nén. Để thực hiện quá trình hút – nén – xả khí hiệu quả, máy được cấu tạo từ nhiều bộ phận phối hợp chặt chẽ. Dưới đây là những thành phần chính trong cấu tạo máy nén khí.

Cấu tạo máy nén khí Piston

• Xi lanh khí nén: Bên trong buồng nén là nơi piston chuyển động lên xuống để hút và nén không khí.
• Đầu nén: Là nơi quá trình nén khí được diễn ra gồm có ống dẫn khí đầu ra, piston nén khí, bộ lọc khí đầu vào…
• Bình chứa khí: Dùng để lưu trữ khí sau khí đã được nén giúp cung cấp ổn định cho các thiết bị sử dụng và đảm bảo cho khí nén khi sử dụng đủ mạnh để có thể hoàn thành công việc.
• Hệ thống van: Gồm có các loại van xả, van an toàn và van một chiều. Hệ thống van giúp điều tiết quá trình nén khí và hỗ trợ máy nén khí hoạt động ổn định, an toàn hơn
• Bộ lọc gió: Có tác dụng ngăn chặn bụi bẩn từ không khí bên ngoài.
• Đồng hồ đo áp: Hiển thị áp suất bình chứa để người dùng có thể theo dõi khi làm việc
• Rơ-le áp suất: Là bộ phận có thể đóng/mở tự động theo cài đặt trước đó của người dùng.
• Mô-tơ: Động cơ bên trong máy giúp máy có thể hoạt động cung cấp năng lượng quay cho trục khuỷu.
• Thanh truyền: Nối giữa piston và trục khuỷu giúp truyền lực cho piston chuyển động.
• Bánh xe

Cấu tạo máy nén khí trục vít

• Cụm đầu máy nén khí: Bao gồm các bộ phận trục vít, motor, bánh răng, dây đai và các bộ phận khác.
• Motor điện và bộ coupling: Đều sử dụng motor 3 pha chuyển đổi nguồn điện thành cơ năng cung cấp năng lượng quay cho trục vít.
• Bình chứa dầu và lọc tách dầu: Dùng để chứa dầu trong hệ thống bôi trơn và loại bỏ các tạp chất ra khỏi khí nén giúp đảm bảo chất lượng của khí nén.
• Lọc dầu: Được lắp đặt giữa trục vít và bình dầu giúp lọc các tạp chất có trong dầu, dầu sau khi được lọc sẽ được tuần hoàn lại hệ thống.
• Két giải nhiệt dầu: Được đặt cạnh bộ phận làm mát để tản nhiệt bằng dầu và giảm nhiệt độ của khí nén giúp ổn định nhiệt độ và tăng hiệu suất làm việc.
• Quạt làm mát: Dùng để thổi khí nén xung quanh bộ phận làm mát dầu và không khí.
• Đường ống hồi dầu: Thu dầu từ đáy và lọc tách dầu ngay sau khi lọc.
• Lọc sơ cấp: Giảm tác động của cát sỏi, bụi bẩn vào trong máy.
• Bộ giải nhiệt: Làm giảm nhiệt độ của khí nén trước khi đưa ra khỏi bình chứa.
• Van hút: Kiểm soát lưu lượng khí nén ở đầu vào thiết bị.
• Van một chiều: Di chuyển không khí theo một hướng xác định và được lắp đặt ở đầu ra khí nén của máy nén khí.
• Van chặn dầu: Ngăn chặn tình trạng dầu tràn bị từ đầu nén khí sang motor khi không làm việc, lắp đặt ở dưới đáy của cụm đầu nén.
• Van an toàn: Đảm bảo an toàn thiết bị trước các sự cố như chập, cháy.

Cấu tạo máy nén khí ly tâm

• Trục máy: Là thành phần trung tâm giúp các bộ phận quay đồng bộ được dùng để truyền chuyển động quay từ động cơ đến bánh công tác, đồng thời chịu tải trọng từ các bộ phận quay.
•  Bánh công tác và các cánh định hướng: Có 3 loại chính là bánh công tác hở, bánh công tác kín và bánh công tác nửa hở, đây là bộ phận quan trọng nhất trong việc nén không khí đi vào bánh công tác giúp tăng tốc tạo động năng lớn.
• Cửa hút: Là nơi hút không khí từ bên ngoài đi vào máy nén khí.
• Ổ đỡ: Bao gồm các ổ trượt và ổ chặn được dùng để đỡ hoặc ổn định trục quay.
• Rotor: Là bộ phận quay chính của máy nén khí ly tâm bao gồm trục và toàn bộ bánh công tác gắn liền.
• Ổ chặn
• Vách ngăn: Dùng để phân chia giữa các tầng nén khác nhau định hướng dòng khí đi đúng lộ trình.
• Vòng làm kín: Ngăn khí nén rò rỉ từ buồng cao áp ra bên ngoài hoặc giữa các cấp.
• Vỏ trong
• Cửa xả: Là nơi khí nén được đẩy ra sau khi hoàn tất quá trình nén được dẫn ra ngoài hệ thống hoặc đến các bộ phận xử lý khí tiếp theo.
• Bộ làm kín đầu trục: Ngăn chặn sự rò rỉ khí nén ra ngoài môi trường hoặc ngăn chặn không khí từ môi trường lọt vào bên trong máy.
• Bánh guồng

Cấu tạo máy nén khí cuộn (Scroll)

• Quạt làm mát: Làm mát động cơ và toàn bộ cụm nén trong quá trình hoạt động, bảo đảm máy vận hành liên tục không bị quá nhiệt.
• Miệng hút gió vào: Nơi không khí từ môi trường được hút vào buồng nén.
• Khoang tải gió: Điều tiết lưu lượng khí đi vào buồng nén giúp phân phối khí đều.
• Trục truyền lũ tâm: Gắn với động cơ giúp xoay cánh xoắn chuyển động một cách lệch tâm quanh cánh xoắn cố định.
• Cánh xoắn ốc cố định: Là cuộn xoắn ốc bên ngoài được cố định vào thân máy giữ vai trò tạo hình buồng nén.
• Cánh xoắn ốc chuyển động: Cuộn xoắn ốc bên trong có hình dạng tương tự cuộn cố định giúp quay lệch tâm quanh trục di chuyển trượt quanh cánh cố định để tạo ra sự nén khí.
• Cảm biến báo quá nhiệt: Dùng để giám sát nhiệt độ của máy nếu nhiệt độ vượt quá giới hạn an toàn, cảm biến sẽ kích hoạt hệ thống bảo vệ ngắt nguồn điện để ngăn ngừa hư hỏng.
• Buồng nén cuộn

Cấu tạo máy nén khí mini

• Vỏ máy: Được thiết kế đa dạng về kiểu dáng và kích thước giúp bảo vệ các linh kiện bên trong khỏi bụi bẩn, độ ẩm.
• Bình chứa: Dùng để lưu trữ bảo quản khí nén thành phẩm, thường được làm bằng chất liệu cao cấp có khả năng chịu nhiệt, chống oxy hóa tốt.
• Piston và van: Là bộ phận cốt lõi của đầu nén được làm bằng nhôm hoặc gang. Sự chuyển động lên xuống của piston giúp hút khí vào buồng nén gia tăng áp lực.
• Động cơ: Đây là bộ phận quyết định hiệu suất hoạt động của máy có bộ khung làm bằng hợp kim siêu dày, kết cấu cứng cáp. Bên trong động cơ là lõi quấn dây đồng giúp chuyển hóa năng lượng tốt với hiệu suất > 95%.
• Bộ lọc khí: Được đặt ở vị trí đầu của đầu nén đóng vai trò như một lá chắn quan trọng giúp loại bỏ bụi bẩn, tạp chất ra khỏi máy nén khí.
• Hệ thống điều khiển: Được lắp đặt bên hông hoặc mặt trên của máy gồm các chi tiết như: công tắc áp suất, rơ le nhiệt, nút dừng khẩn cấp.
• Hệ thống làm mát: Được làm mát bằng quạt gió hoặc dầu giúp giải phóng lượng nhiệt dư thừa không để linh kiện máy bị hun nóng bởi nhiệt độ cao.

Nguyên lý hoạt động của máy nén khí

Máy nén khí là thiết bị cơ khí có chức năng chuyển đổi năng lượng cơ học từ động cơ điện hoặc động cơ đốt trong thành năng lượng khí nén, phục vụ cho nhiều ứng dụng công nghiệp và dân dụng. Tùy theo cấu tạo và mục đích sử dụng máy nén khí có thể hoạt động theo ba nguyên lý chính:

• Nguyên lý động năng: Đây là nguyên lý vận hành của máy nén khí ly tâm hoặc máy nén hướng trục, trong đó không khí được hút vào và gia tốc bằng cánh quạt quay tốc độ cao. Động năng của khí sau đó được chuyển hóa thành áp suất thì khí đi qua bộ khuếch tán giúp tạo lưu lượng lớn, áp suất ổn định và phù hợp với hệ thống công nghiệp quy mô lớn hoạt động liên tục
• Nguyên lý thay đổi thể tích: Dựa trên định luật Boyle-Mariotte trong đó không khí được hút vào buồng chứa và sẽ thu nhỏ lại giúp thể tích giảm và áp suất tăng lên. Các loại máy nén khí hoạt động theo nguyên lý này gồm máy nén khí piston, máy nén khí cánh gạt, máy nén khí bánh răng và máy nén khí trục vít.
• Nguyên lý ăn khớp: Áp dụng cho máy nén khí trục vít nguyên lý này dựa trên chuyển động quay ngược chiều của hai trục vít ăn khớp với nhau. Khi trục vít quay không khí bị hút vào thông qua cửa nạp được nén giữa các rãnh vít và được đẩy đến cửa xả với áp suất cao.

Công dụng của máy nén khí

Máy nén khí được ứng dụng trong rất nhiều ngành nghề khác nhau như:

• Được sử dụng để thổi sạch bụi bẩn, vụn gỗ, mạt kim loại trên các bề mặt máy móc, linh kiện điện tử, bàn phím máy tính trong suốt quá trình sản xuất.
• Cung cấp không khí sạch thiết bị y tế, tăng tốc quá trình sấy khô các nguyên vật liệu và phun rửa vỏ thuốc.
• Dùng trong việc sản xuất các sản phẩm bằng cao su để đẩy nguyên liệu qua các dụng cụ và khuôn.
• Dùng để bơm lốp xe, bơm phao, vệ sinh máy móc gia đình.
• Sử dụng trong việc sản xuất các sản phẩm bằng cao su và nhựa, để đẩy nguyên liệu qua các dụng cụ và khuôn.
• Được sử dụng để đóng gói bê tông, phun cát, khoan cắt đục trong quá trình xây dựng.
• Hỗ trợ hệ thống phun tưới tự động, cung cấp khí nuôi tôm, cá.
• Cung cấp nguồn khí cho các thiết bị trong sản xuất như máy cắt, máy mài, máy khoan, và các thiết bị sử dụng khí nén khác.

Hy vọng với những thông tin chia sẻ trên giúp bạn hiểu hơn về máy nén khí. Nếu bạn còn bất kỳ thắc mắc về máy nén khí vui lòng liên hệ với chúng tôi Thủy lực khí nén D&S qua số Hotline để được tư vấn và hỗ trợ nhé!

Thông tin liên hệ

Công ty TNHH Kỹ thuật D&S Việt Nam

• Địa chỉ: Số 4 ngõ 283 Phố Yên Duyên – Phường Yên Sở –  Quận Hoàng Mai – TP Hà Nội
• Trụ sở công ty: Thôn Lâm Hộ, Xã Thanh Lâm, Huyện Mê Linh, Thành phố Hà Nội, Việt Nam  Hotline: 0979 436 075
• Email: thuykhidiends@gmail.com
• Facebook: https://www.facebook.com/thuykhi331
• Website: https://thuyluckhinends.com/