Máy nén khí trục vít là một trong những thiết bị quan trọng trong ngành công nghiệp hiện đại, đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình sản xuất và vận hành hệ thống cung cấp năng lượng cho các thiết bị khác. Để hiểu sâu hơn về hoạt động và nguyên lý của máy nén khí trục vít, chúng ta cần tìm hiểu về cơ chế hoạt động cũng như các nguyên lý cơ bản đi kèm.
Phân loại và đặc điểm máy nén khí trục vít
Có rất nhiều loại máy nén khí trục vít khác nhau và chúng được phân loại dựa trên cấu tạo đầu nén, phương pháp làm mát, kiểu truyền động và một số yếu tố khác.
Loại máy nén khí trục vít sử dụng rộng rãi nhất là máy nén khí trục vít có dầu và máy nén khí trục vít không dầu. Điểm khác biệt giữa hai loại máy nén khí trục vít này nằm ở việc máy nén có dầu bôi trơn bên trong cụm nén với nhiều vai trò như làm mát, làm kín và chống ăn mòn.
Máy nén khí không dầu được sử dụng trong một số ứng dụng cụ thể để hạn chế lượng dầu dư thừa trong khí nén, nhằm ngăn chặn ô nhiễm sản phẩm hoặc trong quá trình sản xuất. Tuy nhiên, máy nén khí trục vít có dầu vẫn là loại được sử dụng phổ biến nhất.
Đặc điểm của máy nén khí trục vít có dầu
Máy nén khí trục vít có dầu hay còn gọi là máy ngâm dầu sử dụng dầu để bôi trơn, làm mát và giữ kín khe hở của trục vít. Dầu bôi trơn giúp máy hoạt động mượt mà, duy trì mức nhiệt độ ổn định.
Nhiệt sinh ra trong quá trình nén khí sẽ được dầu nhớt hấp thụ, từ đó có thể gia tăng tỷ lệ nén trong một giai đoạn nén mà không làm tăng nhiệt độ của khí nén nhiều.
Tuy nhiên, đặc điểm để phân biệt với model không dầu là dầu đi vào đầu nén và hộp trục nên lượng khí nén thành phẩm sẽ có chứa một ít dầu và có mùi.
Đặc điểm của máy nén khí trục vít không dầu
Máy nén khí không dầu vẫn có thể sử dụng dầu để bôi trơn, nhưng có thiết kế hộp trục khủy không dầu hoặc sử dụng nước để làm mát thay vì dầu. Do đó, khí sinh ra là khí sạch, không chứa dầu, không mùi, tinh khiết.
Loại máy này có giá cả cao hơn máy có dầu vì không sử dụng dầu để làm kín khe hở của trục vít, nên quy trình chế tạo các khe hở của trục vít yêu cầu cao hơn, đồi hỏi khe hở phải nhỏ. Do không sử dụng dầu để bôi trơn trục nén nên độ ma sát tăng, dễ hẩng học hơn, tuổi thọ kém hơn.
Ưu điểm lớn nhất của dòng máy trục vít không dầu này là chất lượng khí sạch 100%. Nhờ đó, những thiết bị này được áp dụng vào các lĩnh vực yêu cầu chuẩn nguồn khí sạch, không ảnh hưởng tới sức khỏe của người sử dụng như y tế, dược phẩm, thực phẩm, …
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy nén khí trục vít
Cấu tạo của máy nén khí trục vít
Bộ phận động cơ: Động cơ là trái tim của bất kỳ máy nén không khí nào. Bao gồm cụm đầu nén, động cơ điện và bộ coupler.
- Cụm đầu nén: Bao gồm động cơ, dây đai, bánh răng và trục vít. Đảm nhiệm công việc nén khí của máy.
- Trục vít: Có một trục chính và một trục phụ, với các rãnh răng trùng khớp. Số răng trên hai trục có thể không hoàn toàn giống nhau.
- Động cơ điện và bộ coupler: Chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ. Hầu hết các máy nén trục vít sử dụng động cơ 3 pha.
Hệ thống van:
- Van hút: Điều chỉnh lưu lượng khí vào.
- Van một chiều đầu ra: Đảm bảo khí chỉ di chuyển theo một hướng nhất định.
- Van chặn đầu: Ngăn chặn dầu tràn từ đầu nén sang động cơ khi máy không hoạt động. Đặt ở dưới đáy của cụm đầu nén.
- Van áp suất tối thiểu: Duy trì áp suất tối thiểu trong bình dầu.
- Van hằng nhiệt: Điều chỉnh lượng dầu nhờn chảy trên két làm mát.
- Van điện từ: Mở và đóng cổ hút.
- Van an toàn: Đảm bảo an toàn trước các sự cố chập cháy từ nguồn điện.
Các thành phần liên quan đến dầu nhờn:
- Bình chứa dầu.
- Lọc tách dầu: Loại bỏ dầu ra khỏi khí nén để đảm bảo chất lượng khí đầu ra.
- Đường ống hồi dầu: Hồi dầu từ đáy máy và có lọc tách dầu động sau quá trình lọc tách.
- Lọc dầu: Lắp giữa bình dầu và trục vít để lọc cặn bẩn trong dầu.
- Lọc sơ cấp: Hạn chế sự tác động của bụi bẩn vào máy.
Hệ thống giải nhiệt:
- Bộ giải nhiệt khí nén trước khi thoát khỏi bình chứa.
- Két giải nhiệt dầu: Đặt cạnh bộ làm mát để làm mát dầu và khí nén.
- Quạt làm mát: Thổi không khí vào bộ làm mát dầu và khí nén.
- Cảm biến nhiệt độ: Đo nhiệt độ máy và cảnh báo nếu nhiệt độ quá cao.
- Cảm biến quá tải: Bảo vệ máy khỏi các sự cố chập cháy.
- Cảm biến áp suất: Điều khiển máy trong giới hạn áp suất.
Nguyên lý hoạt động của máy nén khí trục vít
Nguyên lý hoạt động của máy nén khí trục vít được dựa trên nguyên tắc thay đổi thể tích. Máy sử dụng chuyển động quay với tốc độ cao từ động cơ để làm quay trục vít. Hai trục vít này làm cho khe hở giữa chúng và buồng nén dần thu nhỏ, tạo ra áp suất cho khí nén.
Trục vít là bộ phận quan trọng và trái tim của máy nén khí trục vít. Có hai loại máy nén khí trục vít chính là máy nén khí trục vít có dầu và máy nén khí trục vít không dầu. Máy nén khí có dầu có trục vít ngâm hoàn toàn trong dầu. Dầu được sử dụng để bôi trơn, làm mát và làm kín các khe trục vít. Trái lại, trong máy nén khí không dầu, buồng nén hoàn toàn không chứa dầu bôi trơn hoặc làm mát. Do đó, khí nén sinh ra không chứa dầu hoặc hơi dầu. Lựa chọn giữa máy nén khí trục vít có dầu và không dầu phụ thuộc vào các ứng dụng cụ thể và nhu cầu sử dụng. Tuy nhiên, máy nén khí không dầu thường có giá cao hơn máy nén khí có dầu.
Nguyên tắc hoạt động của cả hai loại máy nén khí trục vít trên cơ bản là giống nhau. Sự khác biệt chỉ nằm ở chất bôi trơn sử dụng để đảm bảo hoạt động quay mượt mà và bền bỉ hơn.
Máy nén khí có các bộ phận cấu thành được bố trí khác nhau tùy theo nhà sản xuất, tuy nhiên, cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy nén khí trục vít đều giống nhau.
Ứng dụng của máy nén khí trục vít
– Máy nén khí trục vít được sử dụng để cung cấp khí nén cho nhiều ngành công nghiệp trong đó có những ngành công nghiệp nặng.
– Máy nén khí trục vít cung cấp nguồn năng lượng hoạt động cho máy móc tại các công trình xây dựng và chủ yếu là dùng làm nguồn năng lượng hoạt động cho các máy móc và thiết bị sử dụng nguồn năng lượng khí có áp suất cao như búa khoan.
– Máy nén khí trục vít được sử dụng tại các cơ sở xử lý nước thải.
– Máy nén khí trục vít đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp nguồn năng lượng và đảm bảo hoạt động hiệu quả cho nhiều ngành công nghiệp khác nhau.
Nguyên lý máy nén khí trục vít chính là khéo léo tận dụng các cơ chế vận động của trục vít và các nguyên lý vật lý để biến đổi và nén không khí thành dạng năng lượng có thể sử dụng. Bằng việc áp dụng nguyên lý này, máy nén khí trục vít đã trở thành một công cụ không thể thiếu trong nhiều ngành công nghiệp. Hi vọng qua bài viết này, bạn đã có cái nhìn tổng quan về cơ chế hoạt động và nguyên lý cơ bản của máy nén khí trục vít.
