Máy nén khí không dầu lắp đặt tại nhà máy

Máy nén khí không dầu là gì? Nguyên lý hoạt động, Ưu và nhược điểm

Máy nén khí không dầu là máy nén khí dùng để tạo ra khí nén có độ tinh khiết cao. Chúng không có dầu làm kín hoặc bôi trơn. Ngày nay, máy nén không dầu đang trở nên phổ biến hơn vì chúng tiết kiệm chi phí.

Những lợi ích về độ tinh khiết và môi trường này thường sẽ chuyển thành các khoản tiết kiệm khác có thể làm giảm chi phí sở hữu tổng thể của bạn. Dưới đây là một số điều cần xem xét nếu bạn đang tự hỏi: “Máy nén khí không dầu hoạt động như thế nào?”

  1. Không cần phải thu gom hoặc thải bỏ nước ngưng tụ có dầu.
  2. Ít phải thay thế các bộ lọc ở hạ nguồn máy nén khí vì chúng không lọc dầu.
  3. Do không khí sinh ra tinh khiết, lực cản khi đi qua các bộ lọc thấp, dẫn đến ít bị mất áp suất, giùp tiết kiệm năng lượng.
  4. Giảm chi phí dầu vì không cần phải nạp đầy liên tục cho máy nén của bạn.
  5. Thông thường, các máy này có thể chuyển sang không tải trong vòng hai giây kể từ khi có lệnh không tải và sẽ sử dụng khoảng 18% mã lực toàn tải của chúng khi không tải.

Những khoản tiết kiệm đó có thể rất hấp dẫn. Để xem liệu bạn có thể sử dụng máy nén không dầu hay không, bạn cần hiểu về cách hoạt động của máy nén và ứng dụng nào chúng hoạt động tốt nhất.

Nguyên lý hoạt động của Máy nén khí không dầu

Hiểu rõ cách thức hoạt động của máy nén khí không dầu và lý do tại sao chúng tồn tại lâu như vậy được minh họa rõ nhất bằng cách xem xét từng chức năng theo phương pháp từng bước. Hãy cùng tìm hiểu cách máy nén khí không dầu bắt đầu hoạt động và cung cấp cho bạn nguồn khí nén cần thiết.

1. Hút khí bên ngoài

Máy nén khí không dầu bắt đầu bằng cách đưa không khí bên ngoài vào qua van nạp của chúng và đi qua bộ lọc không khí đầu vào để đảm bảo rằng không khí sạch. Bộ lọc sẽ hạn chế hư hỏng cho máy nén của bạn và các bộ phận bên trong. Các bộ lọc này thường đủ tốt để loại bỏ bụi, chất bẩn và các mảnh vụn nhỏ.

Van không tải mở ra để giúp máy nén bơm không khí vào buồng của nó, đặt nó ở vị trí “Có tải”. Khi van đóng, máy nén sẽ chuyển sang trạng thái “không tải” và bắt đầu chạy. Khi máy nén của bạn đang chạy và tích cực cung cấp khí nén, nó thường sẽ không thể hút thêm không khí vào.

Khi bạn bật máy nén của mình và nó bắt đầu hút không khí qua van bộ nạp mở, điểm đến đầu tiên của không khí là phần tử máy nén áp suất thấp.

2. Gia đoạn nén đầu tiên (phần tử nén áp suất thấp)

Có thể bạn đã nhận thấy rằng máy nén khí của bạn có thể tạo ra nhiệt và điều này thường liên quan đến phần tử máy nén áp suất thấp, vì nó hoạt động mà không cần bất kỳ loại dầu bôi trơn hoặc làm mát nào.

Phần tử máy nén này trung bình sẽ hoạt động ở khoảng 2,5 bar và chỉ nén không khí, có thể làm cho thiết bị hoạt động ở nhiệt độ lên đến 180 độ. Nhiệt độ đó có thể cao hơn gấp đôi so với nhiệt độ mà máy nén được bôi trơn bằng dầu đạt được, do thiếu môi chất chảy để loại bỏ nhiệt.

3. Bộ làm mát bên trong (InterCooler)

Sau khi nó được nén ban đầu, các pít-tông sẽ đẩy không khí qua một bộ làm mát bên trong, nơi không khí có thể làm mát để nó có thể được nén thêm. Điều này sẽ chuyển nó sang giai đoạn nén thứ hai hoặc giai đoạn cuối cùng, tùy thuộc vào bản chất của máy nén của bạn.

Nén không khí tạo ra nhiệt làm hạn chế hàm lượng oxy trong không khí, do đó làm giảm mật độ của nó. Làm mát không khí về cơ bản hoạt động như một phương pháp đơn giản để cho phép động cơ sử dụng lại không khí đậm đặc hơn và giàu oxy hơn, do đó cung cấp nhiều nhiên liệu hơn và cải thiện công suất khi máy nén khí làm việc với động cơ đốt trong.

Bộ làm mát rất cần thiết vì hai lý do. Đầu tiên, chúng làm mát không khí xuống nhiệt độ thích hợp để giảm thiểu nguy cơ hư hỏng do nhiệt. Thứ hai, bộ làm mát cho phép không khí được nén ở mức áp suất cao hơn nhiều trong máy bơm hai giai đoạn và quá trình làm mát có nghĩa là giai đoạn thứ hai sẽ ít bị mài mòn hơn.

Không khí làm mát có thể dẫn đến một số ngưng tụ và các bộ làm mát bên trong sẽ đi kèm với các bộ lọc tiêu chuẩn được thiết kế để loại bỏ hơi ẩm và nước khỏi không khí. Thông thường, bạn sẽ thấy bộ lọc này được liệt kê như một cái bẫy độ ẩm.

Sau khi không khí được làm mát, nó sẽ quay trở lại máy nén của bạn để nén thêm.

4. Giai đoạn nén thứ hai, nén áp suất cao hơn

Không khí sẽ di chuyển trở lại buồng chính của máy nén khí của bạn – hoặc buồng thứ hai, tùy thuộc vào thiết kế của nó – và sẽ được nén thêm bởi một phần tử nén áp suất cao. Áp suất tối đa bạn sẽ đạt được thường nằm trong khoảng từ 116 đến 145 psig.

Không khí lại trở nên rất nóng do các phần tử xung quanh thiếu chất bôi trơn, vì vậy nó sẽ cần được làm mát thêm một lần nữa.

5. Bộ làm mát phía sau (AfterCooler)

Trong giai đoạn nén thứ hai của nó, không khí sẽ đạt đến nhiệt độ khoảng 150 độ, cần phải làm mát thêm trước khi có thể được sử dụng trong các thiết bị khác. Bộ làm mát sau là điểm đến của không khí sau các giai đoạn nén cuối cùng của nó, và việc làm mát này cho phép nó được lưu trữ đúng cách.

Khi không khí chảy đến bộ làm mát sau, nó sẽ đi qua một van một chiều được thiết kế để ngăn chặn bất kỳ dòng chảy ngược nào, đảm bảo rằng không khí tiếp tục nén và làm đầy bình chứa của bạn. Dòng chảy ngược sẽ làm hỏng thiết bị của bạn và gây ra hỏng hóc lớn cho máy nén khí.

Nhiều máy nén – đặc biệt là máy nén khí Piston – được trang bị bộ giảm chấn động và chúng được đặt ngay trước bộ làm mát sau. Bộ giảm chấn được thiết kế để giảm xung và rung do máy nén khí gây ra khi nó sử dụng lực hút và mở van xả.

Các xung động có thể dội lại qua hệ thống đường ống và những rung động này sẽ gây khó khăn cho các công cụ và máy móc của bạn trong việc đo áp suất không khí và sử dụng nó đúng cách.

Không khí cuối cùng được lưu trữ hoặc chuyể đến thiết bị của bạn để sử dụng.

6. Công tắc áp suất

Công tắc áp suất trong bình chứa máy nén khí của bạn sẽ theo dõi mức không khí bạn có. Khi nó giảm xuống dưới một mức quy định, máy nén khí sẽ bật trở lại và bắt đầu hoạt động để tạo lại không khí điều áp trong bình. Công tắc áp suất được sử dụng để giám sát và tắt và bật máy nén.

  • Công tắc áp suất thường được gắn vào van của bộ nạp, mặc dù đôi khi van là bên trong.
  • Công tắc áp suất được thiết lập bởi nhà máy và đến mức xác định trước.

Dầu trong máy nén khí không dầu

Khi nghĩ về cách hoạt động của máy nén khí không dầu, bạn cần nhận ra rằng có dầu trong thiết bị nhưng dầu sẽ không tiếp xúc với máy nén. Có dầu trong hộp số của máy nén khí ít dầu của bạn.

Hộp số của máy nén khí được sử dụng để dẫn động hai phần tử máy nén áp suất thấp và cao thông qua động cơ điện. Hộp số cần được bôi trơn để hoạt động tốt và có thể tốn kém khi thay thế, vì vậy việc kiểm tra bảo dưỡng nên xem xét chúng một cách thường xuyên. Dầu trong hộp số của bạn sẽ bôi trơn các bánh răng và ổ trục bên trong, cũng như ổ trục và bánh răng điều chỉnh (timing) nằm bên trong mỗi phần tử máy nén.

Dầu sẽ được bơm từ bể chứa dầu bên trong hộp số và nó được làm mát thông qua bộ làm mát dầu và bộ lọc dầu trước khi được sử dụng để làm mát các bộ phận của máy nén hoặc hộp số. Các bộ lọc được sử dụng để loại bỏ các mảnh vụn trong quá trình hoạt động của nó.

Sự khác biệt chính là các yếu tố bên trong và các bộ phận của hộp số sẽ được bôi trơn lâu dài. Điều này gây căng thẳng hơn cho động cơ làm việc quá giờ, nhưng ít yêu cầu bảo dưỡng hàng ngày hơn.

Đọc thêm: Hướng Dẫn Chọn Bộ Lọc Khí Nén

Các phần tử làm mát nén khác nhau

Hiểu được sự điều áp tổng thể của máy nén khí khá đơn giản và thường hoạt động giống nhau trên các thiết bị có dầu và không dầu.

Đối với máy nén không dầu mà chúng tôi đang xem xét, có hai phương pháp chính để làm mát máy nén: Nước và không khí.

Máy nén làm mát bằng không khí, có xu hướng là máy nén trục vít quay, sử dụng không khí bên ngoài để làm mát khí nén và dầu được sử dụng trong hộp số. Không khí lưu thông và di chuyển nhiệt ra khỏi các bộ phận bên trong cũng như từ các bộ phận chứa dầu, giúp loại bỏ nhiệt khỏi các bộ phận máy nén của bạn.

Máy làm mát bằng nước sẽ có hệ thống làm mát hai phần. Nước di chuyển đến gần từng bộ phận, nóng lên và chảy ra khỏi các bộ phận, ngưng tụ và nguội đi, sau đó di chuyển trở lại thiết bị (thường là do trọng lực). Các hệ thống này sẽ có một mạch làm mát bằng nước được sử dụng cho dầu, bộ làm mát bên trong (InterCooler) và phần tử áp suất thấp. Mạch thứ hai có tác dụng làm mát phần tử cao áp và bộ làm mát sau (AfterCooler).

Máy nén không dầu hoạt động trong bao lâu?

Nói chung, máy nén không dầu sẽ không hoạt động lâu như kiểu được bôi trơn bằng dầu, vì lớp bôi trơn trước của chúng sẽ dần bị mài mòn và xuống cấp theo thời gian. Máy nén không dầu cũng có xu hướng sử dụng động cơ phổ thông, động cơ này sẽ không bền như động cơ cảm ứng.

Lớp phủ Teflon thường được sử dụng để bôi trơn xi lanh bên trong chỉ đơn giản là mòn dần theo thời gian và độ mòn này có thể tăng lên khi sử dụng máy nén không dầu ở nhiệt độ khắc nghiệt hoặc trong thời gian dài. Bạn có thể có một máy nén không dầu dùng được trong nhiều năm nếu bạn thận trọng, nhưng điều này đòi hỏi nhiều thời gian và tiền bạc hơn (thường là) so với máy nén khí bôi trơn bằng dầu.

Nếu bạn muốn kéo dài thời gian hoạt động của máy nén không dầu thì việc bảo dưỡng tốt là người bạn tốt nhất của bạn. Máy nén khí có nhiều bộ phận chuyển động có thể gây mòn đáng kể, vì vậy hãy đảm bảo rằng bạn đang quan sát bên trong ít nhất một lần mỗi tháng. Kiểm tra các phần tử được bôi trơn vĩnh viễn, chẳng hạn như lớp phủ Teflon của xi lanh và vòng đệm Teflon hoặc vòng carbon.

Sự cố về nhiệt

Một phần của cách hoạt động của máy nén khí không dầu bao gồm việc tạo ra nhiệt đáng kể. Càng tạo ra nhiều áp suất cào tạo ra nhiệt độ cao, thì càng có nhiều khả năng máy nén khí của bạn sẽ tự mài mòn hoặc tạo ra đủ nhiệt để đốt cháy và / hoặc làm cong các bộ phận.

Máy nén khí không dầu có xu hướng có khe hở nhỏ hơn so với máy nén khí có dầu, có nghĩa là có thể có ít không gian hơn để chúng hút vào và di chuyển đủ không khí để lưu thông và làm mát thích hợp.

Để tránh điều này, bạn chỉ cần chạy máy nén theo thông số kỹ thuật được sản xuất của nó và đảm bảo rằng bạn cung cấp nhiều không gian xung quanh thiết bị để giữ cho đường xả và đường nạp của nó không bị bụi và bẩn gây ra nhiệt.

Các loại máy nén khí không dầu

Khi bạn đã sẵn sàng lựa chọn máy nén khí không dầu, điều quan trọng là phải hiểu ba loại máy nén chính. Phương pháp nén có thể ảnh hưởng đến khả năng phát ra ở mức công suất cao hơn, dễ di chuyển hơn hoặc duy trì áp suất ổn định hơn.

1. Máy nén Piston

Máy nén khí piston sử dụng nguyên tắc chuyển vị (positive displacement), tạo ra áp suất không khí qua hai phía cung cấp hút hoặc xả. Sự chuyển vị thích hợp để nén một lượng nhỏ không khí ở áp suất cao, và có thể nhanh chóng tản nhiệt từ quá trình nén.

Máy nén piston có xu hướng có sản lượng thấp hơn các loại khác, nhưng chúng có thể đạt được áp suất tương đối cao. Máy nén pittông không được bôi trơn thường sẽ sử dụng vòng piston Teflon thay vì dầu. Vòng Teflon có nghĩa là không cần bôi trơn cho các piston, vòng và xi lanh, vì vật liệu làm giảm mài mòn. Để nâng cao tuổi thọ, các máy này này cũng có xu hướng lựa chọn miếng nhôm thay cho gang.

Các vòng teflon sẽ cần được thay thế thường xuyên, nhưng chúng có ít nguy cơ gây ô nhiễm cho máy nén.

2. Máy nén Trục vít quay

Máy nén khí trục vít quay cũng sử dụng nguyên tắc chuyển vị và tạo ra lực nén khí bằng cách chạy một hệ thống các vít lồng vào nhau hút không khí vào và sau đó tạo áp suất trong một khu vực nhỏ.

Máy nén trục vít quay không dầu lựa chọn vòng đệm kín bằng carbon không tiếp xúc để hỗ trợ làm mát. Các vòng đệm này ngăn chặn khả năng dầu xâm nhập vào dòng khí bên trong bộ phận nén khí. Chất làm mát đã tách ra được sử dụng và giữ ở phía bên kia của vòng làm kín để dễ dàng làm mát.

Các vít quay không dầu có thể thấy nhiệt tích tụ theo thời gian, vì chúng thường thiếu khả năng điều tiết đầu vào, điều này sẽ khiến những người có nhu cầu lớn lựa chọn các các loại có dầu.

3. Máy nén cuộn

Công nghệ cuộn là một hệ thống nén khí tiên tiến bao gồm một xoắn ốc di động và một xoắn ốc tĩnh hoạt động cùng nhau để đưa không khí vào buồng để nén. Không khí được nén trong vòng xoắn bằng cách giảm thể tích của không khí, sau đó hướng không khí vào tâm của máy nén để được làm mát.

Ưu điểm lớn nhất của công nghệ này là không có ma sát dư hoặc mài mòn trên hệ thống, bởi vì các xoắn ốc không bao giờ tiếp xúc với nhau. Trong nhiều trường hợp, các máy nén này còn hoạt động mượt mà hơn, cho âm thanh khác hẳn so với các máy nén khác. Một số có thể yêu cầu chất bôi trơn, nhưng có nhiều mẫu thông thường hoạt động với thiết kế không dầu.


Cảm ơn bạn đã đọc bài chia sẻ

Chúc Bạn thành công

Tâm Mr. – Admin

Bài viết được dịch và tham khảo từ Quincycompressor

Bài viết cùng chuyên mục:

  1. Hiểu về Máy nén khí, Các cân nhắc khi chọn Máy nén khí
  2. Đầu nén khí (Air end) là gì?
  3. Máy nén khí biến tần (VSD) có phải là lựa chọn phù hợp để đạt hiệu quả năng lượng tối ưu không?
  4. Hiệu suất khí nén là gì? Tại sao cần quan tâm đến
  5. Đo lường và Giám sát KPI của hệ thống khí nén

Thư viện bài viết:

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.