Máy nén là thiết bị cơ học được sử dụng để tăng áp suất trong nhiều loại chất lỏng có thể nén hoặc khí, trong đó phổ biến nhất là không khí. Máy nén được sử dụng trong toàn ngành công nghiệp để cung cấp không khí cho cửa hàng hoặc thiết bị; để cung cấp năng lượng cho các dụng cụ không khí, máy phun sơn, và thiết bị phun rửa; chuyển pha môi chất lạnh cho điều hòa không khí và làm lạnh; để đẩy khí qua đường ống …
Cũng như đối với máy bơm, máy nén khí được chia thành loại ly tâm (hoặc động lực học) và chuyển dịch tích cực (positive-displacement); Máy bơm chủ yếu được đại diện bởi các loại ly tâm, máy nén thường là loại dịch chuyển tích cực. Chúng có thể có nhiều kích cỡ khác nhau, từ bộ phận hộp đựng vừa vặn để bơm hơi lốp xe đến máy nén pittông hoặc máy nén tăng áp (turbocompressor) khổng lồ được tìm thấy trong dịch vụ đường ống. Máy nén dịch chuyển tích cực có thể được chia nhỏ hơn nữa thành các loại pittông, trong đó kiểu pittông chiếm ưu thế, và các loại quay như trục vít xoắn (helical screw) và cánh quay (rotary van).
Trong hướng dẫn này, chúng tôi sẽ sử dụng cả hai thuật ngữ máy nén (compressors) và máy nén khí (air compressor) để đề cập chủ yếu đến máy nén khí, và trong một số trường hợp chuyên biệt sẽ nói đến các loại khí cụ thể hơn mà máy nén khí được sử dụng.
Xem Nhanh Nội Dung
Các loại máy nén khí
Máy nén có thể được đặc trưng theo một số cách khác nhau, nhưng thường được chia thành các loại dựa trên phương pháp chức năng được sử dụng để tạo ra khí nén hoặc khí. Trong các phần dưới đây, tôi phác thảo và trình bày các loại máy nén thông dụng. Bao gồm:
- Piston (pít tông)
- Diaphragm (Màng)
- Helical screw (trục vít)
- Sliding van (Cánh trượt)
- Scroll (Cuộn)
- Rotary Lobe (Thùy quay)
- Centrifugal (Ly tâm)
- Axial (Trục)
1. Máy nén khí Piston (Piston Compressors)
Máy nén piston dựa vào hoạt động chuyển động qua lại của một hoặc nhiều piston để nén khí bên trong một xi lanh (hoặc nhiều xylanh) và xả nó qua van vào bồn chứa áp suất cao. Trong nhiều trường hợp, bồn chứa và máy nén được gắn trong một khung chung hoặc Skid.
Trong khi ứng dụng chính của máy nén khí piston là cung cấp khí nén như một nguồn năng lượng, máy nén khí piston cũng được các nhà khai thác đường ống sử dụng để truyền dẫn khí tự nhiên (natural gas transmission).
Máy nén piston thường được lựa chọn dựa trên áp suất yêu cầu (psi) và tốc độ dòng chảy (scfm). Một hệ thống khí-nhà máy điển hình cung cấp khí nén trong dải 90-110 psi, với thể tích từ 30 đến 2500 cfm; những phạm vi này thường có thể đạt được thông qua các đơn vị thương mại, bán sẵn. Hệ thống không khí trong nhà máy có thể có kích thước xung quanh một đơn vị duy nhất hoặc có thể dựa trên nhiều đơn vị nhỏ hơn được đặt cách nhau trong toàn bộ nhà máy.
Để đạt được áp suất không khí cao hơn mức có thể được cung cấp bởi máy nén một cấp, các thiết bị hai cấp có sẵn. Không khí nén đi vào giai đoạn thứ hai thường đi qua bộ làm mát liên tục trước để loại bỏ một phần nhiệt sinh ra trong chu trình của giai đoạn đầu tiên.
Nói về nhiệt, nhiều máy nén khí piston được thiết kế để hoạt động trong một chu kỳ làm việc, thay vì liên tục. Các chu kỳ như vậy cho phép nhiệt tạo ra trong quá trình hoạt động, trong nhiều trường hợp, tản nhiệt thông qua các cánh tản nhiệt được làm mát bằng không khí.
Máy nén khí piston có sẵn cả thiết kế bôi trơn dầu và không dầu. Đối với một số ứng dụng yêu cầu không khí không dầu có chất lượng cao nhất, các thiết kế khác phù hợp hơn.
2. Máy nén khí dạng màng
Máy nén màng sử dụng động cơ gắn đồng tâm đồng tâm dao động một đĩa linh hoạt luân phiên mở rộng và thu nhỏ thể tích của buồng nén. Giống như một máy bơm màng, phần dẫn động được làm kín bởi đĩa mềm, và do đó không có khả năng chất bôi trơn tiếp xúc với bất kỳ chất khí quá trình nào. Máy nén khí dạng màng là loại máy có công suất tương đối thấp, có các ứng dụng cần không khí rất sạch, như trong nhiều phòng thí nghiệm và cơ sở y tế.
3. Máy nén khí trục vít (Helical Screw)
Máy nén khí trục vít là loại máy nén dạng quay được biết đến với khả năng hoạt động với 100% công suất, là sự lựa chọn tốt cho các ứng dụng có thể vận chuyển bằng xe kéo như xây dựng hoặc làm đường. Sử dụng bánh răng ăn khớp giữa các roto đực và cái, các bộ phận này kéo khí vào ở đầu truyền động, nén nó khi rô-to tạo thành một ô và khí di chuyển theo chiều dài của chúng theo trục, và xả khí nén qua một cổng xả ở đầu không truyền động của vỏ máy nén.
Hoạt động của máy nén trục vít quay làm cho nó hoạt động êm hơn máy nén pittông do giảm độ rung. Một ưu điểm khác của máy nén trục vít so với các loại piston là không khí xả ra không có xung động. Các bộ phận này có thể được bôi trơn bằng dầu hoặc nước, hoặc chúng có thể được thiết kế để tạo ra không khí không chứa dầu. Những thiết kế này có thể đáp ứng các nhu cầu về dịch vụ không dầu quan trọng.
4. Máy nén cánh trượt (Sliding vane)
Một máy nén cánh trượt dựa trên một loạt các cánh gạt, được gắn trong một rôto, quét dọc theo thành bên trong của một khoang lệch tâm. Các cánh gạt, khi chúng quay từ phía hút sang phía xả của khoang lệch tâm, làm giảm thể tích không gian mà chúng đang quét qua, nén khí bị mắc kẹt trong không gian đó. Các cánh gạt trượt trên một màng dầu hình thành trên thành của khoang lệch tâm, tạo ra một vòng đệm kín.
Máy nén cánh trượt không thể được chế tạo để cung cấp không khí không dầu, nhưng chúng có khả năng cung cấp khí nén không có xung động. Chúng cũng loại bỏ các chất gây ô nhiễm trong môi trường do sử dụng ống lót thay vì vòng bi và hoạt động ở tốc độ tương đối chậm so với máy nén trục vít.
Chúng tương đối yên tĩnh, đáng tin cậy và có khả năng hoạt động ở 100% cống suất. Một số nguồn cho rằng máy nén cánh quay đã bị máy nén trục vít vượt qua phần lớn trong các ứng dụng máy nén khí.
Chúng được sử dụng trong nhiều ứng dụng phi không khí trong dầu khí và các ngành công nghiệp chế biến khác.
5. Máy nén cuộn (Scroll Compressors)
Máy nén khí cuộn sử dụng vòng xoắn tĩnh và vòng xoăn quay . Vòng xoắn quay quanh quỹ đạo làm giảm thể tích không gian giữa chúng khi các đường xoắn ốc quay quanh đường đi của các đường xoắn ốc cố định. Khí nạp vào xảy ra ở rìa ngoài của các vòng xoắn và xả khí nén diễn ra ở gần tâm.
Bởi vì các cuộn không tiếp xúc, không cần dầu bôi trơn, làm cho máy nén về bản chất không có dầu. Tuy nhiên, do không có dầu được sử dụng để loại bỏ nhiệt của quá trình nén như các thiết kế khác, công suất của máy nén cuộn có phần hạn chế. Chúng thường được sử dụng trong máy nén khí cấp thấp và máy nén điều hòa không khí gia đình.
6. Máy nén thùy quay (Rotary Lobe)
Máy nén khí thuỳ (cam) quay là thiết bị có thể tích cao, áp suất thấp được phân loại thích hợp hơn là máy thổi khí.
7. Máy nén ly tâm (Centrifugal Compressors)
Máy nén ly tâm dựa vào các cánh quạt giống như máy bơm tốc độ cao để truyền vận tốc cho khí nhằm tạo ra sự gia tăng áp suất. Chúng được nhìn thấy chủ yếu trong các ứng dụng thể tích lớn như các Máy làm lạnh thương mại ở dải mã lực hơn 100 mã lực và trong các nhà máy chế biến lớn, nơi chúng có thể đạt công suất lớn đến 20.000 mã lực và cung cấp thể tích trong dải 200.000 cfm.
Có cấu tạo gần giống với máy bơm ly tâm, máy nén ly tâm làm tăng vận tốc của khí bằng cách ném nó ra bên ngoài nhờ tác động của bánh công tác quay. Chất khí giãn nở bên trong vỏ xoắn ốc, tại đó vận tốc của nó chậm lại và áp suất của nó tăng lên.
Máy nén ly tâm có tỷ số nén thấp hơn so với máy nén dịch chuyển (displacement compressors), nhưng chúng xử lý lượng khí lớn. Nhiều máy nén ly tâm sử dụng nhiều tầng nén để cải thiện tỷ lệ nén. Trong các máy nén nhiều giai đoạn này, khí thường đi qua các bộ làm mát giữa các giai đoạn.
8. Máy nén hướng trục (Axial Compressors)
Máy nén hướng trục đạt được lượng khí phân phối cao nhất, từ 8000 đến 13 triệu cfm trong các máy công nghiệp. Động cơ phản lực sử dụng máy nén loại này để tạo ra khối lượng trên một phạm vi rộng hơn. Ở mức độ lớn hơn so với máy nén ly tâm, máy nén hướng trục có xu hướng thiết kế nhiều tầng, do tỷ số nén tương đối thấp. Giống như các thiết bị ly tâm, máy nén hướng trục tăng áp suất bằng cách tăng vận tốc của khí trước tiên. Máy nén hướng trục sau đó làm chậm khí bằng cách truyền nó qua các cánh cong, cố định, làm tăng áp suất của nó.
Tùy chọn Nguồn điện và nhiên liệu
Máy nén khí có thể được cấp nguồn bằng điện, với các lựa chọn phổ biến là máy nén khí 12 volt DC hoặc máy nén khí 24 volt DC. Máy nén cũng có sẵn hoạt động từ các mức điện áp AC tiêu chuẩn như 120V, 220V hoặc 440V.
Các tùy chọn nhiên liệu thay thế bao gồm máy nén khí hoạt động từ động cơ được điều khiển từ nguồn nhiên liệu dễ cháy như xăng hoặc nhiên liệu diesel.
Nói chung, máy nén chạy bằng điện được mong muốn trong những trường hợp điều quan trọng là loại bỏ khói thải hoặc cung cấp cho hoạt động ở những nơi không mong muốn sử dụng hoặc có mặt của nhiên liệu dễ cháy. Cân nhắc về tiếng ồn cũng đóng một vai trò trong việc lựa chọn tùy chọn nhiên liệu, vì máy nén khí dẫn động bằng điện điển hình có mức độ ồn âm thấp hơn so với các máy nén khí dẫn động bằng động cơ.
Ngoài ra, một số máy nén khí có thể được cung cấp năng lượng bằng thủy lực, điều này cũng tránh sử dụng các nguồn nhiên liệu dễ cháy và dẫn đến các vấn đề về khí thải.
Lựa chọn máy nén trong môi trường công nghiệp
Trong việc lựa chọn máy nén khí cho mục đích sử dụng chung của các shop, thông thường sự lựa chọn sẽ thuộc về máy nén khí piston hoặc máy nén khí trục vít.
Máy nén khí piston có xu hướng rẻ hơn máy nén trục vít, ít yêu cầu bảo trì phức tạp hơn và hoạt động tốt trong điều kiện vận hành bẩn. Tuy nhiên, chúng ồn hơn nhiều so với máy nén trục vít và dễ bị dầu truyền vào nguồn cung cấp khí nén hơn, một hiện tượng được gọi là “hiện tượng mang theo – Carryover”. Bởi vì máy nén piston tạo ra rất nhiều nhiệt khi hoạt động, chúng phải được định cỡ theo chu kỳ làm việc — một quy tắc chung quy định 25% nghỉ và 75% chạy.
Máy nén trục vít hướng tâm có thể chạy 100% thời gian và gần như được yêu thích hơn. Tuy nhiên, một vấn đề tiềm ẩn với máy nén trục vít là kích thước quá lớn với ý tưởng tăng công suất của nó có thể dẫn đến rắc rối vì chúng không đặc biệt phù hợp với việc khởi động và dừng thường xuyên. Dung sai gần nhau giữa các rôto có nghĩa là máy nén cần duy trì ở nhiệt độ hoạt động để đạt được hiệu quả nén. Định cỡ một cần chú ý hơn một chút đến việc sử dụng không khí; một máy nén piston có thể quá khổ mà không có những lo lắng tương tự.
Một cửa hàng ô tô sử dụng không khí liên tục để sơn có thể tìm một máy nén trục vít hướng tâm với tỷ lệ mang theo thấp hơn (lower carryover) và mong muốn chạy liên tục một tài sản.
Một doanh nghiệp sửa chữa ô tô với việc sử dụng không khí thường xuyên hơn và ít quan tâm đến độ sạch của không khí được cung cấp có thể được phục vụ tốt hơn với máy nén khí piston.
Bất kể loại máy nén nào, khí nén thường được làm mát, làm khô và lọc trước khi được phân phối qua các đường ống. Các nhà thiết kế hệ thống không khí-nhà máy sẽ cần chọn các thành phần này dựa trên kích thước của hệ thống mà họ thiết kế. Ngoài ra, họ sẽ cần phải xem xét việc lắp đặt bộ lọc-điều chỉnh-bôi trơn tại các điểm cung cấp.
Máy nén công việc (Job site) lớn hơn được gắn trên xe kéo thường là loại trục vít quay với bộ truyền động động cơ. Chúng được thiết kế để chạy liên tục cho dù không khí được sử dụng hay thải bỏ.
Mặc dù chiếm ưu thế trong các hệ thống lạnh và máy nén khí cấp thấp hơn, nhưng máy nén cuộn đang bắt đầu thâm nhập vào các thị trường khác. Chúng đặc biệt phù hợp với các quy trình sản xuất yêu cầu không khí rất sạch (loại 0) như dược phẩm, thực phẩm, thiết bị điện tử, v.v. và phòng sạch, phòng thí nghiệm và các cơ sở y tế / nha khoa. Các nhà sản xuất cung cấp các loại máy lên đến 40 mã lực cung cấp gần 100 cfm ở áp suất lên đến 145 psi. Các máy công suất lớn hơn thường kết hợp nhiều máy nén cuộn vì công nghệ không mở rộng quy mô tốt khi vượt quá 3-5 mã lực.
Nếu ứng dụng liên quan đến việc nén các khí độc hại, các nhà thiết kế kỹ thuật thường xem xét các máy nén có màng ngăn hoặc cánh trượt, hoặc đối với các loại nén động học có thể tích rất lớn.
Cân nhắc lựa chọn bổ sung
Một số yếu tố lựa chọn bổ sung cần được xem xét như sau:
- Dầu so với không dầu
- Định cỡ máy nén
- Chất lượng không khí
- Kiểm soát, điều khiển
Có dầu so với không dầu
Dầu rất quan trọng trong hoạt động của bất kỳ máy nén nào vì nó dùng để loại bỏ nhiệt sinh ra trong quá trình nén. Trong nhiều thiết kế, dầu cũng cung cấp một vòng làm kín.
Trong trường hợp của máy nén piston, dầu bôi trơn các ổ trục tay quay và chốt cổ tay và các thành bên của xi lanh. Cũng như đối với động cơ piston, các vòng trên piston cung cấp khả năng làm kín buồng nén và kiểm soát sự lưu thông của dầu vào bên trong.
Máy nén trục vít phun dầu vào thân máy nén để làm kín hai rôto không tiếp xúc và một lần nữa, để loại bỏ một phần nhiệt của quá trình nén.
Máy nén cánh gạt dựa vào dầu để bịt kín khoảng trống nhỏ giữa các đầu cánh gạt và vỏ.
Máy nén cuộn thường không sử dụng dầu, do đó được gọi là ít dầu hơn, nhưng tất nhiên, công suất của chúng có phần hạn chế.
Máy nén ly tâm không đưa bất kỳ loại dầu nào vào dòng nén, nhưng chúng ở một cấp độ khác với những người anh em của chúng là loại dịch chuyển tích cực (positive-displacement).
Để tạo ra máy nén khí không dầu, các nhà sản xuất dựa vào một số chiến thuật. Các nhà sản xuất piston-máy nén khí có thể sử dụng các cụm piston-trục khuỷu một mảnh lắp trục khuỷu trên các ổ trục lệch tâm. Khi các piston này chuyển động qua lại trong các xylanh, chúng sẽ lắc lư bên trong chúng. Thiết kế này loại bỏ một ổ trục ghim cổ tay trên piston. Các nhà sản xuất máy nén khí piston cũng sử dụng nhiều loại vật liệu tự bôi trơn cho các vòng đệm và ống lót xi lanh. Các nhà sản xuất máy nén trục vít quay siết chặt các khe hở giữa các vít, loại bỏ sự cần thiết của dầu làm kín.
Tuy nhiên, có sự đánh đổi với bất kỳ kế hoạch nào trong số này. Tăng mài mòn, các vấn đề về quản lý nhiệt, giảm công suất và bảo trì thường xuyên hơn là một số nhược điểm của máy nén khí ít dầu. Rõ ràng, các ngành công nghiệp cụ thể phải chấp nhận những đánh đổi này vì không khí không có dầu là bắt buộc. Nhưng ở những nơi có thể chấp nhận lọc tách dầu, hoặc đơn giản là sống chung với nó, thì một máy nén chạy dầu thông thường có ý nghĩa.
Định cỡ máy nén
Nếu bạn chạy búa khoan cả ngày, việc chọn một máy nén rất đơn giản: cộng số nhân viên vận hành sẽ sử dụng máy nén, xác định cfm của các công cụ của họ và mua một máy nén trục vít xoắn chạy liên tục có thể đáp ứng nhu cầu và loại nào sẽ chạy trong 8 giờ trên một bình nhiên liệu. Tất nhiên, nó không thực sự đơn giản – có thể có những ràng buộc về môi trường cần xem xét – nhưng bạn sẽ có được ý tưởng.
Nếu bạn đang cố gắng cung cấp khí nén cho một cửa hàng nhỏ, mọi thứ sẽ phức tạp hơn một chút. Các dụng cụ không khí có thể được tách biệt bằng cách sử dụng:
- Gián đoạn — một cờ lê bánh cóc, chẳng hạn
- Hoặc liên tục — có lẽ là một máy phun sơn.
Biểu đồ có sẵn để giúp ước tính mức tiêu thụ của các công cụ tiêu thụ khác nhau. Sau khi xác định được những điều này, và việc sử dụng dựa trên mức sử dụng trung bình và liên tục, có thể xác định sơ bộ về công suất máy nén khí tổng thể.
Việc xác định công suất máy nén cho các cơ sở sản xuất cũng tiến hành theo cách tương tự. Ví dụ, một dây chuyền đóng gói sẽ sử dụng khí nén để kích hoạt xi lanh, thiết bị xả hơi, v.v. Thông thường, nhà sản xuất thiết bị sẽ cung cấp mức tiêu thụ cho từng máy, nhưng nếu không, mức tiêu thụ khí của xi lanh có thể dễ dàng ước tính bằng cách biết kích thước lỗ khoan, hành trình và chu kỳ của mỗi thiết bị kích hoạt bằng không khí.
Các hoạt động sản xuất rất lớn và các nhà máy chế biến có thể sẽ có nhu cầu khí nén lớn tương đương có thể được phục vụ bởi các hệ thống dự phòng. Đối với các hoạt động như vậy, luôn có sẵn không khí sẽ giúp tiết kiệm chi phí của nhiều hệ thống khí nén để tránh việc ngừng hoặc tắt đường dây tốn kém. Ngay cả các hoạt động nhỏ hơn cũng có thể được hưởng lợi từ một số mức độ dự phòng. Đó là một câu hỏi phải được đặt ra nếu quy mô một hệ thống không khí sản xuất nhỏ: hoạt động có được phục vụ tốt nhất bởi một máy nén duy nhất (ít bảo trì hơn, ít phức tạp hơn) hay nhiều máy nén nhỏ hơn (dự phòng, dư địa để phát triển) cung cấp một sự phù hợp tốt hơn ?
Chất lượng không khí
Một máy nén lấy không khí từ bầu khí quyển và bằng cách nén nó sẽ thêm nhiệt và đôi khi là dầu vào hỗn hợp, và trừ khi khí nạp vào rất khô, sẽ tạo ra nhiều hơi ẩm. Đối với một số hoạt động, các thành phần bổ sung này không ảnh hưởng đến việc sử dụng cuối cùng và các máy nén chạy tốt mà không có vấn đề về hiệu suất. Khi các quá trình điều khiển bằng không khí trở nên phức tạp hơn, hoặc quan trọng hơn, người ta thường phải suy nghĩ thêm để cải thiện chất lượng của không khí đầu ra.
Không khí nén thường khá nóng, và bước đầu tiên để giảm nhiệt này là thu không khí vào bồn chứa. Bước này không chỉ cho phép không khí mát hơn mà còn cho phép một phần hơi ẩm trong đó ngưng tụ lại. Các bồn tiếp nhận của máy nén khí thường có van thủ công hoặc van tự động để xả hết nước tích tụ. Có thể loại bỏ thêm nhiệt bằng cách cho không khí chạy qua bộ làm mát sau. Có thể thêm máy sấy làm lạnh và chất làm khô vào đường ống cấp khí để tăng khả năng thoát ẩm. Cuối cùng, bộ lọc có thể được cài đặt để loại bỏ bất kỳ chất bôi trơn nào bị cuốn theo khí nén, cũng như bất kỳ hạt nào có thể bị nhiễm bởi bất kỳ bộ lọc khí nạp nào.
Khí nén thông thường sẽ được phân phối ra ngoài thành vài DROPS (các khu vực mà đường ống được hạ thấp). Tại mỗi lần thả, phương pháp tốt nhất tiêu chuẩn là lắp đặt FRLs (bộ lọc, bộ điều chỉnh, bộ bôi trơn) để điều chỉnh không khí theo nhu cầu của dụng cụ cụ thể và cho phép dầu bôi trơn chảy đến bất kỳ dụng cụ nào yêu cầu.
Kiểm soát và điều khiển
Không có quá nhiều sự lựa chọn khi nói đến điều khiển máy nén piston. Điều khiển khởi động / dừng phổ biến nhất: máy nén cấp vào bình chứa với ngưỡng trên và ngưỡng dưới. Khi đạt đến điểm đặt dưới, máy nén sẽ bật và chạy cho đến khi đạt đến điểm đặt trên. Một biến thể của phương pháp này, được gọi là điều khiển tốc độ không đổi, cho phép máy nén chạy trong một khoảng thời gian sau khi đạt đến điểm đặt trên, xả ra khí quyển, trong trường hợp không khí lưu trữ đang được sử dụng ở tốc độ cao hơn bình thường. Quá trình này giảm thiểu số lần khởi động động cơ trong thời gian có nhu cầu cao. Một hệ thống điều khiển kép có thể lựa chọn, thường chỉ có sẵn trên các hệ thống ở dải 10 mã lực trở lên, cho phép người dùng chuyển đổi giữa hai chế độ điều khiển này.
Có nhiều tùy chọn hơn cho máy nén khí trục vít. Ngoài điều khiển khởi động / dừng và tốc độ không đổi, máy nén trục vít có thể sử dụng điều khiển tải / không tải, điều chế van đầu vào, van trượt, điều khiển kép tự động, truyền động tốc độ thay đổi và, cho lắp đặt nhiều đơn vị, trình tự máy nén.
Điều khiển tải / không tải sử dụng một van ở phía xả và một van ở phía nạp lần lượt mở và đóng để giảm lưu lượng qua hệ thống. (Đây là một hệ thống rất phổ biến trên máy nén trục vít ít dầu.)
Điều chế van đầu vào sử dụng điều khiển tỷ lệ để điều chỉnh lưu lượng khối lượng của không khí vào máy nén.
Điều khiển van trượt có hiệu quả rút ngắn chiều dài của các vít, trì hoãn việc bắt đầu nén và cho phép một số khí nạp bỏ qua quá trình nén để phù hợp hơn với nhu cầu.
Điều khiển kép tự động chuyển đổi giữa khởi động / dừng và điều khiển tốc độ không đổi tùy thuộc vào đặc điểm nhu cầu.
Bộ truyền động tốc độ biến đổi làm chậm hoặc tăng tốc độ rôto bằng cách thay đổi tần số của dạng sóng AC đang quay động cơ.
Trình tự máy nén cho phép tải được phân phối giữa nhiều máy nén, chỉ định, ví dụ: một máy nén chạy liên tục để xử lý tải cơ bản và thay đổi thời gian bắt đầu của hai máy nén bổ sung để giảm thiểu hình phạt khởi động lại.
Khi lựa chọn bất kỳ sơ đồ điều khiển nào trong số này, ý tưởng là đạt được sự cân bằng tốt nhất giữa việc đáp ứng nhu cầu và chi phí chạy không tải so với chi phí hao mòn thiết bị.
Thông số kỹ thuật hiệu suất
Trong việc lựa chọn máy móc máy nén, các thông số kỹ thuật có ba thông số chính cần xem xét ngoài nhiều điểm đã nêu ở trên. Các thông số kỹ thuật máy nén khí này bao gồm:
- Công suất thể tích (volumetric capacity)
- Khả năng tạo áp suất (pressure capability)
- Công suất của máy (the power of the machine)
Mặc dù máy nén thường được đánh giá theo mã lực hoặc kilowatt, nhưng các biện pháp này không nhất thiết cho biết chi phí vận hành thiết bị là bao nhiêu vì điều này phụ thuộc vào hiệu quả của máy, chu kỳ làm việc của nó, v.v.
Dung tích thể tích (Volumetric Capacity)
Công suất thể tích xác định lượng không khí mà máy có thể cung cấp trên một đơn vị thời gian. Feet khối trên phút là đơn vị phổ biến nhất cho phép đo này, mặc dù chỉ số này là gì có thể khác nhau giữa các nhà sản xuất. Nỗ lực tiêu chuẩn hóa thước đo này, cái gọi là scfm, dường như phụ thuộc vào tiêu chuẩn mà bạn tuân theo. Viện Khí nén và Khí đốt đã áp dụng định nghĩa ISO về scfm là không khí khô (độ ẩm tương đối 0%) ở 14,5 psi và 68 ° F. Actual Cfm, acfm, là một thước đo khác của dung tích thể tích. Nó liên quan đến lượng khí nén được cung cấp đến đầu ra của máy nén, sẽ luôn nhỏ hơn lượng dịch chuyển của máy do tổn thất do thổi qua máy nén.
Công suất áp suất (Pressure Capacity)
Khả năng áp suất tính bằng psi chủ yếu dựa trên nhu cầu của thiết bị mà khí nén sẽ hoạt động. Trong khi nhiều khí cụ được thiết kế để hoạt động ở áp suất không khí bình thường tại xưởng, các ứng dụng đặc biệt, chẳng hạn như khởi động động cơ, đòi hỏi áp suất cao hơn. Vì vậy, khi chỉ định một máy nén piston, chẳng hạn, người mua sẽ tìm thấy một đơn vị một cấp cung cấp áp suất lên đến 135 psi đủ để cung cấp năng lượng cho các dụng cụ hàng ngày nhưng muốn xem xét một đơn vị hai cấp cho các ứng dụng đặc biệt, áp suất cao hơn.
Công suất của máy (Power of the machine)
Công suất cần thiết để điều khiển máy nén sẽ được xác định bởi những cân nhắc về thể tích và áp suất. Một nhà phân tích kỹ thuật cũng sẽ muốn suy nghĩ về tổn thất của hệ thống trong việc xác định công suất máy nén: tổn thất đường ống, giảm áp suất qua máy sấy và bộ lọc, v.v. Người mua máy nén cũng có các quyết định truyền động như động cơ dây curoa hoặc truyền động trực tiếp, động cơ khí- hoặc động cơ diesel -drive, v.v.
Các nhà sản xuất máy nén thường sẽ công bố các đường cong hiệu suất của máy nén để cho phép các nhà thiết kế hệ thống đánh giá hiệu suất của máy nén trong một loạt các điều kiện hoạt động. Điều này đặc biệt đúng đối với máy nén ly tâm, giống như máy bơm ly tâm, có thể được định cỡ để cung cấp các thể tích và áp suất khác nhau tùy thuộc vào tốc độ trục và kích thước bánh công tác.
Bộ Năng lượng đang áp dụng các tiêu chuẩn năng lượng cho máy nén mà một số nhà sản xuất máy nén đang công bố bảng dữ liệu. Khi nhiều nhà sản xuất công bố dữ liệu này, người mua máy nén sẽ có thời gian dễ dàng hơn trong việc phân loại thông qua việc sử dụng năng lượng của các máy nén tương đương.
Ứng dụng và ngành công nghiệp
Máy nén được ứng dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau và cũng rất phổ biến trong các môi trường quen thuộc với người tiêu dùng hàng ngày. Ví dụ, máy nén khí chạy điện 12V DC di động thường được mang theo trong ngăn đựng găng tay hoặc cốp xe ô tô là một ví dụ phổ biến của một phiên bản máy nén khí đơn giản được người tiêu dùng sử dụng để bơm lốp xe đến áp suất chính xác.
Một số ứng dụng phổ biến và các ngành công nghiệp sử dụng máy nén bao gồm:
- Máy nén gắn trên xe tải và phương tiện giao thông
- Ứng dụng y tế và nha khoa
- Phòng thí nghiệm và nén khí đặc biệt
- Ứng dụng chế biến thực phẩm và đồ uống
- Ứng dụng dầu khí
Máy nén khí gắn trên xe tải và phương tiện giao thông
Việc sử dụng máy nén khí liên quan đến phương tiện giao thông và các ứng dụng phổ biến trên xe liên quan đến máy nén khí điện gắn trên xe tải, máy nén khí diesel lắp trên xe tải hoặc các loại máy nén khí gắn trên xe khác.
Ví dụ, hệ thống phanh hơi trên xe tải liên quan đến việc sử dụng khí nén để hoạt động, do đó cần có máy nén khí trên xe để nạp năng lượng cho hệ thống phanh.
Xe dịch vụ có thể yêu cầu máy nén khí gắn cùng (onboard) thực hiện các chức năng cần thiết hoặc cho phép máy nén khí di động và có thể được triển khai khi cần thiết đến các công việc hoặc địa điểm khác nhau. Ví dụ: xe cứu hỏa có thể bao gồm máy nén khí (có thể thở) trên xe để cung cấp khả năng nạp khí vào bình khí để bổ sung bình khí thở cho nhân viên cứu hỏa.
Ứng dụng y tế và nha khoa
Máy nén cũng được sử dụng trong lĩnh vực y tế và nha khoa.
Máy nén khí nha khoa cung cấp một nguồn khí nén sạch để hỗ trợ thực hiện các thủ thuật nha khoa cũng như cung cấp năng lượng cho các dụng cụ nha khoa hoạt động bằng khí nén như máy khoan hoặc bàn chải đánh răng. Việc lựa chọn máy nén khí phù hợp cho nha khoa, đòi hỏi một số cân nhắc, bao gồm cả công suất và áp suất cần thiết.
Việc sử dụng máy nén khí y tế bao gồm việc tạo ra một nguồn cung cấp khí thở độc lập với các khí khác được lưu trữ trong các bình khí và có thể được sử dụng như một lựa chọn cho những bệnh nhân có thể nhạy cảm với độc tính của oxy, chẳng hạn. Máy nén khí thở y tế có thể là hệ thống di động hoặc cố định trong bệnh viện hoặc cơ sở y tế.
Các cách sử dụng máy nén khí y tế khác có thể liên quan đến việc cung cấp không khí cho thiết bị chuyên dụng dành cho bệnh nhân, chẳng hạn như Compression Cuffs, trong đó khí nén là cần thiết để tạo áp lực lên các chi của bệnh nhân nhằm ngăn chặn sự tích tụ chất lỏng ở các chi do chức năng tim bị suy yếu.
Phòng thí nghiệm và nén khí đặc biệt
Máy nén khí phòng thí nghiệm và máy nén khí cho các ứng dụng công nghiệp chuyên dụng khác được sử dụng để xử lý và tạo ra nguồn cung cấp khí chuyên dụng, chẳng hạn như hydro, oxy, argon, helium, nitơ hoặc hỗn hợp khí (ví dụ, máy nén khí amoniac) hoặc carbon dioxide, nơi nó có thể được sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống. Máy nén khí Heli sẽ cung cấp khí cho các bồn chứa để sử dụng trong các ứng dụng trong phòng thí nghiệm như phát hiện rò rỉ nhỏ, trong khi các máy nén khí khác, chẳng hạn như máy nén oxy, có thể phục vụ nhu cầu lưu trữ các bồn chứa oxy để sử dụng trong bệnh viện và cơ sở y tế.
Ứng dụng chế biến thực phẩm và đồ uống
Máy nén khí cấp thực phẩm đóng một vai trò quan trọng trong các ngành công nghiệp chế biến thực phẩm và đồ uống. Được tìm thấy ứng dụng trong toàn bộ chu trình sản xuất, những máy nén này có thể được sử dụng để tạo điều kiện thuận lợi cho các hoạt động chế biến, chẳng hạn như phân loại, chuẩn bị, phân phối, đóng gói và bảo quản. Ngoài ra, khí nén có thể được sử dụng để duy trì môi trường vệ sinh cần thiết khi sản xuất các sản phẩm tiêu hao.
Ứng dụng dầu khí
Việc sử dụng máy nén cũng phổ biến trong ngành công nghiệp dầu khí, nơi máy nén khí tự nhiên (Natural Gas Compressors) được sử dụng để tạo ra khí nén tự nhiên (compressed natural gas) để lưu trữ và vận chuyển. Một số hoạt động nén khí này yêu cầu sử dụng máy nén áp suất cao, trong đó áp suất xả có thể nằm trong khoảng từ 1.000 đến 3.000 psi và trở lên, có thể có phạm vi 10.000 – 60.000 psi, tùy thuộc vào ứng dụng.
Tóm tắt về máy nén khí
Hướng dẫn này cung cấp kiến thức cơ bản về các loại máy nén, các tùy chọn công suất, cân nhắc lựa chọn, ứng dụng và sử dụng công nghiệp. Để biết thêm thông tin về các sản phẩm liên quan, hãy tham khảo các bài viết và hướng dẫn khác của chúng tôi
Cảm ơn bạn đã đọc bài chia sẻ
Chúc Bạn thành công!
Tâm Mr. – Admin
Bài viết được tham khảo và dịch từ THOMASNET
Bài viết cùng chuyên mục:
- Đầu nén khí (Air end) là gì?
- Máy nén khí biến tần (VSD) có phải là lựa chọn phù hợp để đạt hiệu quả năng lượng tối ưu không?
- Hiệu suất khí nén là gì? Tại sao cần quan tâm đến
- Đo lường và Giám sát KPI của hệ thống khí nén
Thư viện bài viết:
