Các loại máy nén khí phổ biến hiện nay
Các loại máy nén khí ngày càng đóng vai trò quan trọng trong sản xuất công nghiệp, dịch vụ và cả đời sống hàng ngày. Từ những xưởng sửa chữa nhỏ đến các nhà máy quy mô lớn, đâu đâu cũng cần đến máy nén khí để vận hành thiết bị, truyền động hoặc cung cấp khí nén tinh khiết. Nhưng không phải ai cũng hiểu rõ từng loại máy nén khí và ứng dụng đặc trưng của chúng. Trong bài viết này, Thiết Bị Việt Á sẽ giúp bạn phân loại và khám phá chi tiết các loại máy nén khí phổ biến nhất hiện nay – từ cấu tạo, nguyên lý hoạt động đến lĩnh vực sử dụng – để bạn dễ dàng lựa chọn thiết bị phù hợp nhất với nhu cầu.
Nội Dung Chính
Các loại máy nén khí trên thị trường hiện nay
Máy nén khí được chia thành nhiều loại khác nhau, dựa trên nguyên lý hoạt động, cấu tạo và mục đích sử dụng. Một số dòng máy phổ biến nhất bao gồm: máy nén khí piston, máy nén khí trục vít, máy nén khí ly tâm, máy nén khí cánh gạt, và máy nén khí cuộn – mỗi loại đều có những ưu điểm riêng, phù hợp với từng nhu cầu cụ thể trong công nghiệp và đời sống.
Phân loại theo mức áp suất xả:
Máy nén khí áp suất thấp (LPAC): Cung cấp áp suất xả tối đa 150 psi, thường dùng trong các ứng dụng nhẹ và vừa.
Máy nén khí áp suất trung bình: Có dải áp suất xả từ 151 psi đến 1.000 psi, phù hợp với nhiều ngành công nghiệp yêu cầu nén khí ở mức trung bình.
Máy nén khí áp suất cao (HPAC): Cho áp suất trên 1.000 psi, được sử dụng trong các ứng dụng chuyên dụng, đòi hỏi áp lực khí cực lớn như ngành năng lượng, hàng không, hoặc khai khoáng.
Phân loại theo thiết kế và nguyên lý hoạt động
Máy nén khí được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau, tuy nhiên phổ biến nhất là dựa trên nguyên lý hoạt động – tức cách thức mà máy tạo ra khí nén. Dưới đây là các dòng máy nén khí thông dụng hiện nay, được phân chia theo thiết kế và cơ chế vận hành:
- Máy nén khí Piston
- Máy nén khí Trục Vít
- Máy nén khí Cánh Gạt, Cánh trượt
- Máy nén khí Cuộn
- Máy nén khí Ly Tâm
- Máy nén khí dòng hỗn hợp
- Máy nén khí màng lọc
- Máy nén khí Hướng Trục
- Máy nén khí Chân Không
Mỗi loại máy có cấu tạo và đặc điểm vận hành riêng, phù hợp với những nhu cầu sử dụng cụ thể trong công nghiệp và đời sống.
Máy nén khí Piston
Máy nén khí Piston hoạt động dựa trên chuyển động tịnh tiến của một hoặc nhiều piston bên trong xi lanh, nhằm nén khí và đẩy khí qua van xả vào bình chứa áp suất cao. Trong nhiều thiết kế, máy nén và bình chứa được lắp ghép chung trên một khung hoặc bệ trượt, thường được gọi là bộ đóng gói (packaged unit).
Ứng dụng phổ biến nhất của máy nén piston là cung cấp khí nén như một nguồn năng lượng cho thiết bị, máy móc. Ngoài ra, loại máy này cũng được sử dụng trong ngành truyền dẫn khí tự nhiên, đặc biệt bởi các nhà khai thác đường ống.
Việc lựa chọn máy nén piston phụ thuộc vào các thông số kỹ thuật như áp suất yêu cầu (psi) và lưu lượng khí (scfm). Trong các hệ thống khí nén công nghiệp, mức áp suất thường dao động từ 90 đến 110 psi, với lưu lượng từ 30 đến 2.500 cfm – đây là dải thông số phổ biến mà các dòng máy thương mại có thể đáp ứng được.
Đối với những ứng dụng đòi hỏi áp suất cao hơn mức máy nén 1 cấp cung cấp, máy nén khí 2 cấp là giải pháp tối ưu. Trong cấu hình này, khí sau khi được nén ở cấp đầu sẽ đi qua bộ làm mát trung gian để giảm nhiệt trước khi tiếp tục nén ở cấp thứ hai.
Do sinh nhiệt trong quá trình hoạt động, máy nén khí piston thường được thiết kế để vận hành theo chu kỳ thay vì liên tục. Quá trình làm mát – thường bằng không khí kết hợp cánh tản nhiệt – giúp kiểm soát nhiệt độ và đảm bảo máy hoạt động bền bỉ hơn.
Máy nén piston hiện có hai loại chính: bôi trơn bằng dầu và không dầu. Với những ứng dụng yêu cầu khí nén sạch tuyệt đối (như trong thực phẩm, y tế, dược phẩm), dòng máy không dầu là lựa chọn phù hợp hơn cả.
Máy nén khí Trục Vít (Screw Compressor)
Máy nén khí trục vít xoắn là một dạng máy nén khí quay, nổi bật với khả năng làm việc liên tục 100% chu kỳ mà không bị quá tải. Đây là lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng yêu cầu tính di động cao như thi công công trình, xây dựng hoặc làm đường.
Máy sử dụng hệ thống hộp số và hai rotor ăn khớp (gọi là trục vít), hút khí từ đầu có động cơ. Khí được giữ lại giữa các rãnh của rotor, sau đó bị nén dọc theo chiều dài trục và được đẩy ra ở đầu xả – nằm phía đối diện với đầu truyền động.
Nhờ cơ chế quay trơn tru, máy nén khí trục vít vận hành êm ái hơn nhiều so với máy nén khí piston do giảm rung động đáng kể. Một ưu điểm nổi bật khác là khí nén đầu ra không có xung động, giúp duy trì áp suất ổn định và phù hợp cho các thiết bị nhạy cảm.
Máy có thể được bôi trơn bằng dầu, bằng nước hoặc thiết kế theo dạng không dầu hoàn toàn, phù hợp với các ngành yêu cầu khí sạch như thực phẩm, y tế và điện tử.
Máy nén khí Cánh Gạt, Cánh trượt (Vane Compressor):
Máy nén khí cánh trượt hoạt động dựa trên nguyên lý sử dụng các cánh gạt được gắn bên trong một rotor. Khi rotor quay trong một khoang lệch tâm, các cánh gạt quét dọc theo thành khoang và liên tục thay đổi thể tích không gian bên trong, từ đó nén khí lại khi nó di chuyển từ phía hút sang phía xả. Các cánh gạt này trượt trên một lớp màng dầu, tạo ra một vòng đệm kín giữa cánh và thành khoang, giúp duy trì hiệu suất nén.
Tuy không được thiết kế để tạo ra khí nén không dầu, máy nén cánh trượt lại nổi bật nhờ khả năng cung cấp luồng khí ổn định, không xung động. Ngoài ra, việc sử dụng ống lót thay cho ổ trục giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường, đồng thời thiết bị cũng vận hành ở tốc độ thấp hơn so với máy nén trục vít, góp phần kéo dài tuổi thọ và tăng độ tin cậy.
Máy nén khí cánh trượt vận hành êm ái, ổn định và có thể hoạt động liên tục 100% chu kỳ. Dù trong nhiều ứng dụng đã bị máy nén khí trục vít thay thế, chúng vẫn được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như công nghiệp dầu khí và chế biến, đặc biệt là những nơi không yêu cầu khí nén hoàn toàn không dầu.
Máy nén khí Cuộn (Scroll Compressor):
Máy nén khí cuộn hoạt động dựa trên hai cuộn xoắn ốc: một cuộn cố định và một cuộn di chuyển theo quỹ đạo. Khi cuộn di chuyển quay quanh cuộn cố định, thể tích không gian giữa hai cuộn dần thu hẹp lại, tạo ra quá trình nén khí.
Khí được hút vào từ rìa ngoài của các cuộn và được nén dần khi tiến vào gần tâm, nơi diễn ra quá trình xả khí. Do các cuộn không tiếp xúc trực tiếp và không cần sử dụng dầu bôi trơn, nên loại máy nén này được xem là máy nén khí không dầu.
Tuy nhiên, chính vì không có dầu để hỗ trợ làm mát trong quá trình nén, nên công suất của máy nén cuộn thường thấp hơn so với các thiết kế sử dụng dầu. Chúng thường được ứng dụng trong các hệ thống máy nén khí công suất nhỏ và máy điều hòa không khí dân dụng.
Máy nén khí Ly Tâm (Centrifugal Compressor):
Máy nén khí ly tâm hoạt động dựa trên nguyên lý truyền động năng cho khí thông qua các cánh quạt quay với tốc độ cao – tương tự như cơ chế của máy bơm ly tâm. Khi khí được đẩy ra ngoài nhờ lực ly tâm, vận tốc của khí tăng lên và sau đó được chuyển đổi thành áp suất trong buồng khuếch tán, nơi khí chậm lại và áp suất được nâng cao.
Loại máy này thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu lưu lượng khí lớn, chẳng hạn như các hệ thống làm lạnh thương mại với công suất trên 100 mã lực, hoặc trong các nhà máy chế biến quy mô lớn, nơi máy có thể đạt đến công suất 20.000 mã lực và cung cấp lưu lượng khí lên tới 200.000 cfm.
Dù máy nén khí ly tâm có tỷ số nén thấp hơn so với các dòng máy nén khí kiểu thể tích (như piston hoặc trục vít), nhưng lại có khả năng xử lý lưu lượng khí rất lớn. Để nâng cao hiệu suất và tỷ lệ nén, chúng thường được thiết kế với nhiều giai đoạn nén. Giữa các giai đoạn, khí sẽ được làm mát thông qua bộ làm mát trung gian, giúp quá trình nén hiệu quả và ổn định hơn.
Máy nén khí dòng hỗn hợp
Cũng tương tự như là máy nén khí ly tâm, nhưng vận tốc đối xứng tại lối từ rotor. Để biến dòng khí hỗn hợp thành dòng khí đối lưu người ta thường sử dụng Bộ khuếch tán.
Máy nén khí nén dòng hỗn hợp có một bộ khuếch tán đường kính nhỏ hơn của máy nén khí ly tâm tương đương.
Máy nén khí màng lọc
Máy nén khí có màng lọc sử dụng để nén khí hydro và nén khí đốt thiên nhiên. Máy nén khí thông thường được đặt phía trên những bình khí nén để giữ khí.
Máy nén khí Hướng Trục (Axial Compressor):
Máy nén khí hướng trục là loại máy có khả năng cung cấp lưu lượng khí lớn nhất trong các dòng máy nén khí hiện nay, với dải lưu lượng dao động từ 8.000 đến 13 triệu cfm trong các ứng dụng công nghiệp. Loại máy này thường được sử dụng trong động cơ phản lực nhờ khả năng tạo ra lưu lượng khí cực lớn trên phạm vi hoạt động rộng.
So với máy nén khí ly tâm, máy nén khí hướng trục thường được thiết kế theo cấu trúc nhiều tầng do tỷ số nén khí của từng tầng tương đối thấp. Tương tự như nguyên lý của máy nén khí ly tâm, loại máy này tăng áp suất khí bằng cách gia tăng vận tốc dòng khí ban đầu. Sau đó, luồng khí được dẫn qua các cánh cố định cong để giảm tốc và đồng thời tăng áp suất hiệu quả.
Máy nén khí Chân Không (Vacuum Compressor):
Đặc điểm: Thiết bị được thiết kế chuyên dụng để tạo ra môi trường chân không bằng cách hút và loại bỏ không khí khỏi hệ thống.
Ứng dụng: Được sử dụng phổ biến trong các lĩnh vực yêu cầu môi trường chân không như sản xuất linh kiện điện tử và chế biến thực phẩm, giúp đảm bảo chất lượng và độ chính xác cao trong quy trình sản xuất.
Xem thêm: Kiến thức về sơ đồ mạch điện máy nén khí
CÔNG TY TNHH THIẾT BỊ CÔNG NGHIỆP VÀ DỊCH VỤ VIỆT Á
- Địa chỉ: Số 4 phố Võ Trung, Phúc Lợi, Long Biên, Hà Nội
- Hotline: 0988 947 064
- Email: thietbivietavn@gmail.com
- Website: thietbivieta.com