Máy nén khí là gì và nó hoạt động như thế nào?

Bạn đã bao giờ tự hỏi làm thế nào đơn giản không khí có thể cung cấp năng lượng cho các máy phức tạp? Máy nén khí đóng một vai trò quan trọng trong các ngành công nghiệp hiện đại. Họ biến không khí thường xuyên thành năng lượng điều áp. Trong bài đăng này, bạn sẽ tìm hiểu máy nén khí là gì, cách chúng hoạt động và tại sao chúng rất cần thiết cho vô số ứng dụng trong cả môi trường công nghiệp và hàng ngày.

Máy nén khí là gì?

Máy nén khí là một thiết bị chuyển đổi năng lượng thành năng lượng tiềm năng bằng cách buộc không khí vào một không gian nhỏ hơn, nén nó. Không khí nén này sau đó có thể được lưu trữ và sử dụng cho các ứng dụng khác nhau.

Nó lấy không khí từ bầu khí quyển và siết nó thành một khối lượng nhỏ hơn nhiều. Quá trình này làm tăng áp suất không khí, làm cho nó trở thành một công cụ đa năng và mạnh mẽ.

Tầm quan trọng trong cuộc sống và ngành công nghiệp hàng ngày

Máy nén khí đóng một vai trò quan trọng trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta và nhiều ngành công nghiệp. Từ lúc bạn thức dậy cho đến khi bạn đi ngủ, khí nén có liên quan đến nhiều khía cạnh của cuộc sống.

Nó cung cấp năng lượng cho các công cụ khí nén trong các nhà máy, giúp trong các dự án xây dựng và thậm chí hỗ trợ các quy trình nha khoa. Máy nén khí cũng rất cần thiết cho các công việc ô tô như lốp xe tăng và phanh không khí hoạt động.

Một số cách sử dụng phổ biến của khí nén bao gồm:

• Lốp xe hơi, xe đạp và thiết bị

• Cung cấp năng lượng cho các dụng cụ khí nén (ví dụ: máy khoan, sanders, súng phun)

• Hệ thống HVAC vận hành

• Chạy thiết bị nha khoa

• Hỗ trợ các quy trình sản xuất

  
  

Tính linh hoạt và hiệu quả của không khí nén làm cho máy nén khí không thể thiếu trong các lĩnh vực khác nhau, từ các hội thảo nhỏ đến các nhà máy công nghiệp lớn. Họ cung cấp một nguồn năng lượng đáng tin cậy và hiệu quả chi phí cho vô số ứng dụng.

Các loại máy nén khí

Máy nén khí có nhiều loại khác nhau, mỗi loại có các đặc điểm và ứng dụng độc đáo. Hãy khám phá hai loại chính: dịch chuyển tích cực và máy nén động.

Máy nén dịch chuyển tích cực

Máy nén dịch chuyển tích cực hoạt động bằng cách giảm thể tích không khí để tăng áp suất. Chúng là loại phổ biến nhất được sử dụng trong môi trường công nghiệp và trong nước.

Piston/máy nén đối ứng

Máy nén piston, còn được gọi là máy nén đối ứng, sử dụng piston được điều khiển bởi trục khuỷu để nén không khí. Chúng có thể được chia thành thêm:

1. Máy nén một giai đoạn: Các máy nén này có một pít-tông đơn nén không khí trong một giai đoạn. Chúng phù hợp cho các ứng dụng áp suất thấp hơn.

2. Máy nén hai giai đoạn: Các máy nén này có hai pít-tông nén không khí trong hai giai đoạn. Giai đoạn đầu tiên nén không khí vào áp suất trung gian, sau đó được làm mát trước khi bước vào giai đoạn thứ hai để nén thêm. Máy nén hai giai đoạn hiệu quả hơn và có thể đạt được áp lực cao hơn.

Chú thích: Máy nén piston một giai đoạn nén không khí trong một giai đoạn.

Máy nén vít quay

Máy nén vít quay sử dụng hai cánh quạt xen kẽ để nén không khí liên tục. Khi các cánh quạt quay, chúng hút không khí vào, nén nó và đẩy nó ra. Họ được biết đến với hiệu quả, độ tin cậy và khả năng cung cấp một luồng không khí nén liên tục.

Máy nén cuộn

Máy nén cuộn có hai cuộn hình xoắn ốc, một lần cố định và một quả cầu. Khi các cuộn quỹ đạo di chuyển, không khí được rút ra và nén dần giữa hai cuộn. Chúng yên tĩnh, hiệu quả và thường được sử dụng trong các ứng dụng nhỏ hơn.

Máy nén động (không tích cực) máy nén khí

Máy nén động sử dụng các cánh quạt quay tốc độ cao để tạo ra vận tốc, được chuyển đổi thành áp suất.

Máy nén ly tâm

Máy nén ly tâm có một bánh công tác quay ở tốc độ cao, hút không khí vào và tăng tốc nó ra ngoài. Không khí vận tốc cao sau đó được làm chậm và chuyển đổi thành áp lực. Chúng được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp quy mô lớn đòi hỏi tỷ lệ dòng chảy cao.

Máy nén trục

Máy nén trục sử dụng một loạt các lưỡi xoay để nén không khí. Khi không khí di chuyển qua máy nén, mỗi giai đoạn tăng dần áp suất của nó. Chúng thường được sử dụng trong các tuabin khí và động cơ máy bay.

Bảng: Đặc điểm và ứng dụng của các loại máy nén khí khác nhau.

Làm thế nào để một máy nén khí hoạt động?

Quá trình nén

Quá trình nén có thể được chia thành ba giai đoạn chính: lượng khí, nén và lưu trữ/phân phối.

1. Lượng không khí : Máy nén hút trong không khí khí quyển thông qua van đầu vào. Không khí này ở áp suất và nhiệt độ bình thường.

2. Nén : Máy nén sau đó sử dụng cơ chế bên trong của nó để giảm thể tích không khí, từ đó làm tăng áp suất của nó. Đây là nơi mà phép thuật xảy ra!

3. Lưu trữ và phân phối : Không khí nén sau đó được lưu trữ trong bể hoặc được gửi trực tiếp đến điểm sử dụng thông qua các đường ống hoặc ống. Bây giờ nó đã sẵn sàng để cung cấp năng lượng cho các công cụ và máy móc của bạn.

Phương pháp dịch chuyển không khí

Có hai phương pháp chính mà máy nén khí sử dụng để thay thế và nén không khí: dịch chuyển tích cực và dịch chuyển động.

Dịch chuyển tích cực

Máy nén dịch chuyển tích cực sử dụng một phương tiện cơ học để giảm thể tích không khí, do đó làm tăng áp suất của nó. Chúng hoạt động bằng cách vẽ không khí vào một buồng, sau đó giảm kích thước của buồng đó để nén không khí. Các loại phổ biến bao gồm:

• Máy nén piston

• Máy nén vít quay

• Máy nén cuộn

Sự dịch chuyển động

Mặt khác, máy nén động sử dụng các cánh quạt quay tốc độ cao hoặc lưỡi để tạo vận tốc. Vận tốc này sau đó được chuyển đổi thành áp lực. Ví dụ về máy nén động là:

• Máy nén ly tâm

• Máy nén trục

Chúng thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu tốc độ dòng chảy cao và hoạt động liên tục.

Hệ thống bôi trơn

Bôi trơn là rất quan trọng cho hoạt động trơn tru và tuổi thọ của máy nén khí. Có hai loại hệ thống bôi trơn chính:

Máy nén khí bôi trơn dầu (dầu Flowed)

Trong máy nén bôi trơn dầu, dầu được tiêm vào buồng nén để bôi trơn, niêm phong và làm mát các thành phần bên trong. Dầu trộn với không khí nén, sau đó đi qua một thiết bị tách dầu để loại bỏ hầu hết dầu trước khi không khí được lưu trữ hoặc sử dụng.

Máy nén không dầu

Máy nén không dầu, như tên cho thấy, không sử dụng dầu để bôi trơn. Thay vào đó, họ dựa vào lớp phủ và vật liệu đặc biệt, như Teflon, để giảm ma sát và hao mòn. Chúng được ưa thích trong các ứng dụng trong đó độ tinh khiết không khí là rất quan trọng, chẳng hạn như chế biến thực phẩm, dược phẩm và sản xuất điện tử.

Bảng: Ưu và nhược điểm của máy nén bôi trơn dầu và không dầu.

Các thành phần chính và chức năng của chúng

Một máy nén khí bao gồm một số thành phần chính hoạt động cùng nhau để nén và cung cấp không khí hiệu quả. Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn về từng thành phần này và các chức năng của chúng.

Động cơ điện hoặc khí

Động cơ là cường quốc của máy nén khí. Nó có thể được điện hoặc chạy bằng khí. Động cơ điều khiển máy bơm, chịu trách nhiệm nén không khí.

Bơm và các loại của nó

Máy bơm là trái tim của máy nén khí. Nó hút trong không khí khí quyển, nén nó, và sau đó đưa nó đến bể chứa hoặc trực tiếp đến ứng dụng. Có ba loại máy bơm chính được sử dụng trong máy nén khí:

1. Bơm piston : Còn được gọi là máy bơm đối ứng, nó sử dụng piston được điều khiển bởi trục khuỷu để nén không khí. Bơm piston thường được tìm thấy trong máy nén khí nhỏ hơn, di động.

2. Bơm vít quay : Loại bơm này sử dụng hai cánh quạt xen kẽ để nén không khí liên tục. Chúng hiệu quả hơn so với máy bơm piston và thường được sử dụng trong các thiết lập công nghiệp.

3. Bơm cuộn : Một máy bơm cuộn có hai cuộn hình xoắn ốc, một lần cố định và một quỹ đạo. Khi cuộn quỹ đạo di chuyển, không khí được rút vào và nén. Bơm cuộn được biết đến với hoạt động yên tĩnh và hiệu quả.

Van đầu vào và xả

Van đầu vào cho phép không khí khí quyển vào máy bơm trong quá trình đột quỵ. Mặt khác, van xả thải không khí nén từ bơm vào bể chứa hoặc đến điểm sử dụng.

Bể chứa

Hầu hết các máy nén khí có một bể chứa để giữ không khí nén. Bể giúp duy trì áp suất không đổi và hoạt động như một bộ đệm giữa máy bơm và ứng dụng. Nó cũng cho phép máy nén đạp ít thường xuyên hơn, kéo dài tuổi thọ của nó.

Công tắc áp suất và bộ điều chỉnh

Công tắc áp suất kiểm soát hoạt động của máy nén dựa trên áp suất trong bể chứa. Khi áp suất giảm xuống dưới một mức nhất định, công tắc sẽ bật máy nén. Khi áp suất đạt đến giới hạn trên, nó sẽ tắt máy nén.

Mặt khác, bộ điều chỉnh áp suất kiểm soát áp suất đầu ra của máy nén khí. Nó cho phép bạn điều chỉnh áp lực cho phù hợp với nhu cầu của ứng dụng của bạn.

Bộ lọc không khí và máy sấy

Bộ lọc không khí loại bỏ bụi bẩn, bụi và các chất gây ô nhiễm khác từ không khí đến trước khi nó đi vào máy nén. Điều này giúp bảo vệ các thành phần bên trong và đảm bảo không khí nén sạch hơn.

Máy sấy không khí, như tên gọi, loại bỏ độ ẩm khỏi không khí nén. Độ ẩm có thể gây ăn mòn và làm hỏng thiết bị hạ nguồn. Có nhiều loại máy sấy không khí khác nhau, chẳng hạn như máy sấy lạnh và máy sấy hút ẩm.

Chú thích: Các thành phần chính của máy nén khí và vị trí của chúng.

Bảng: Các thành phần chính của máy nén khí và các chức năng của chúng.

Xếp hạng năng lượng máy nén khí: PSI, CFM và SCFM

Khi mua sắm cho máy nén khí, bạn sẽ bắt gặp nhiều xếp hạng năng lượng khác nhau. PSI, CFM và SCFM là những người phổ biến nhất. Hãy phá vỡ chúng và hiểu ý nghĩa của chúng.

PSI là gì (pound mỗi inch vuông) là gì?

PSI là thước đo của lực được áp dụng cho một khu vực nhất định. Trong bối cảnh máy nén khí, nó chỉ ra dung lượng áp suất của máy nén. PSI càng cao, máy nén càng nhiều áp suất.

Các công cụ và ứng dụng khác nhau yêu cầu các mức PSI khác nhau. Ví dụ:

• Lốp xe phồng: 30-35 psi

• Cung cấp năng lượng cho người đóng đinh khí nén: 70-90 psi

• Các cuộc tập trận không khí hoạt động: 90-100 psi

• Chạy không khí Sanders: 100-120 psi

CFM (feet khối mỗi phút) là gì?

CFM đo thể tích không khí mà máy nén có thể cung cấp trong một phút. Nó tác động trực tiếp đến luồng khí và xác định hiệu quả của máy nén có thể cung cấp năng lượng cho các công cụ của bạn.

Điều quan trọng cần lưu ý là sự khác biệt giữa CFM và SCFM. CFM là thể tích thực tế của không khí được phân phối, trong khi SCFM là thể tích không khí được điều chỉnh theo điều kiện tiêu chuẩn.

Để tính toán CFM cần thiết cho các công cụ của bạn, hãy thêm các yêu cầu CFM của tất cả các công cụ bạn dự định sử dụng đồng thời. Sau đó, thêm một biên độ an toàn khoảng 30% để chiếm bất kỳ rò rỉ hoặc thiếu hiệu quả nào.

SCFM (feet khối tiêu chuẩn mỗi phút)

SCFM là một phép đo tiêu chuẩn công nghiệp, các yếu tố trong điều kiện bên ngoài như nhiệt độ và độ ẩm. Nó cung cấp một đại diện chính xác hơn về hiệu suất của máy nén.

Các nhà sản xuất thường cung cấp xếp hạng SCFM cho máy nén của họ. Những xếp hạng này dựa trên các điều kiện tiêu chuẩn 14,7 psia (áp suất khí quyển), 68 ° F và độ ẩm tương đối 0%.

Nhiệt độ và độ ẩm có thể ảnh hưởng đáng kể đến sản lượng CFM thực tế. Nhiệt độ cao hơn và độ ẩm làm giảm mật độ không khí, dẫn đến CFM thấp hơn. Ngược lại, nhiệt độ thấp hơn và độ ẩm làm tăng mật độ không khí, dẫn đến CFM cao hơn.

Bảng: Tác động của nhiệt độ và độ ẩm đến đầu ra CFM.

Khi chọn máy nén khí, hãy xem xét xếp hạng SCFM để đảm bảo nó đáp ứng các yêu cầu của bạn trong các điều kiện môi trường khác nhau.

Ứng dụng khí nén

Không khí nén là một tài nguyên đa năng và không thể thiếu. Nó tìm thấy các ứng dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau và cuộc sống hàng ngày.

Sử dụng công nghiệp

Chế tạo

Trong các nhà máy sản xuất, máy bay nén mạnh một loạt các công cụ và thiết bị. Từ dây chuyền lắp ráp đến máy đóng gói, nó đóng một vai trò quan trọng trong việc giữ cho các hoạt động hoạt động trơn tru.

Ngành công nghiệp ô tô

Ngành công nghiệp ô tô phụ thuộc rất nhiều vào không khí nén. Nó được sử dụng để vận hành các công cụ khí nén, sơn phun và thậm chí trong các hệ thống treo xe.

Ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống

Trong ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống, khí nén giúp đóng gói, đóng chai và duy trì môi trường sạch sẽ. Tuy nhiên, điều cần thiết là sử dụng máy nén khí cấp thực phẩm để tránh ô nhiễm.

Ngành công nghiệp dược phẩm

Không khí nén là rất quan trọng trong ngành công nghiệp dược phẩm. Nó được sử dụng trong sản xuất, đóng gói và vận chuyển thuốc. Các tiêu chuẩn chất lượng không khí nghiêm ngặt phải được duy trì để đảm bảo an toàn sản phẩm.

Ứng dụng cuộc sống hàng ngày

Lốp xe phồng lên

Một trong những cách sử dụng phổ biến nhất của không khí nén trong cuộc sống hàng ngày là tăng lốp xe. Từ xe đạp đến ô tô, khí nén giữ cho xe của chúng tôi lăn.

Cung cấp năng lượng cho các công cụ khí nén

Các dụng cụ khí nén, như súng đinh, búa không khí và súng phun, được cung cấp bởi không khí nén. Chúng được sử dụng rộng rãi trong các hội thảo xây dựng, chế biến gỗ và ô tô.

Hệ thống HVAC

Không khí nén đóng một vai trò quan trọng trong hệ thống sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí (HVAC). Nó được sử dụng để điều khiển các van, bộ giảm chấn và các thành phần khác điều chỉnh luồng khí và nhiệt độ.

Thiết bị nha khoa

Trong các phòng khám nha khoa, các công cụ năng lượng khí nén như tuabin không khí, ống tiêm và đơn vị mài mòn không khí. Nó giúp các nha sĩ thực hiện các thủ tục với độ chính xác và hiệu quả. Lợi ích

Bảng: Lợi ích của không khí nén trong các ứng dụng khác nhau.

Bản tóm tắt

Máy nén khí chuyển đổi không khí thành năng lượng điều áp, cung cấp năng lượng cho các công cụ và hệ thống khác nhau. Hiểu các nguyên tắc cơ bản của họ, như dịch chuyển không khí và nén, giúp sử dụng chúng một cách hiệu quả. Bảo trì thường xuyên là rất quan trọng cho sự an toàn và hiệu suất. Khi công nghệ tiến bộ, máy nén đang trở nên tiết kiệm năng lượng, yên tĩnh hơn và thông minh hơn, cung cấp kiểm soát tốt hơn và giảm chi phí. Giữ thông tin về những phát triển này đảm bảo bạn nhận được nhiều nhất từ ​​máy nén khí của bạn bây giờ và trong tương lai.