Máy nén khí trục vít tài liệu chuẩn xác - cấu tạo, nguyên lý và ứng dụng

Máy nén khí trục vít được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp.

Máy nén khí với nhiều ưu điểm vượt trội so với máy nén khí Piston, máy nén khí trục vít là lựa chọn hàng đầu trong các ứng dụng đòi hỏi độ bền bỉ, ổn định cao và hoạt động 24/7.

Nguyên lý hoạt động của máy nén khí trục vít

Như đã đề cập ở trên, máy nén khí trục vít hoạt động theo nguyên lý nén thể tích, với hai trục vít (hình xoắn ốc): "trục vít đực" và "trục vít cái" được đặt trong một khoang chứa gọi là đầu nén. Khi hai trục vít quay ngược chiều sẽ tạo ra khoảng chân không hút không khí từ bên ngoài vào đầu nén, không khí thoát khỏi đầu nén sẽ được nén lên áp suất 8 bar - 16 bar (tùy loại). 

>>Xem thêm: máy nén khí công nghiệp

Sơ đồ nguyên lý hoạt động máy nén khí trục vít có dầu

Trong máy nén khí trục vít có dầu, động cơ chính quay truyền động cho hai đầu trục vít quay ngược chiều nhau, không khí bên ngoài qua lọc khí đi vào đầu nén trộn cùng với dầu làm mát máy nén khí (giúp làm mát và làm kín khe hở trục vít). Hỗn hợp dầu và khí này được tăng áp suất lên rồi đi qua cửa xả đầu nén vào bình chứa dầu. Tại đây lọc tách sẽ giữ dầu lại bình và dưới áp lực trong bình đẩy ngược dầu qua giàn làm mát dầu => qua lọc dầu => để về đầu nén khí, sau đó dầu hòa trộn với không khí đầu vào để thực hiện chu trình tiếp theo. Còn khí nén từ bình chứa hỗn hợp dầu khí sẽ đi qua lọc tách dầu => qua van áp suất tối thiểu => qua giàn làm mát khí => rồi đi ra hệ thống sử dụng bên ngoài.

Sơ đồ nguyên lý hoạt động máy nén khí trục vít không dầu

Cặp trục vít của máy nén khí không dầu không có dầu làm mát và sinh nhiệt rất cao trong quá trình hoạt động, trên 200 độ C, do đó, máy nén khí trục vít không dầu muốn nén khí lên tới 9 bar, cần phải nén hai cấp với hai đầu nén riêng biệt. Thêm nữa, trong máy nén khí trục vít không dầu, đường khí và đường dầu không hòa trộn vào nhau, nên chúng đi theo hai đường riêng biệt.

+ Chu trình đường khí: Không khí qua van cửa nạp => vào đầu nén cấp 1 nén lên áp suất 2 - 2.5 bar => qua giàn tản nhiệt trung gian => sang đầu nén cấp 2 nén lên áp suất 8 - 9 bar => qua giàn tản nhiệt khí rồi đi ra hệ thống bên ngoài.

+ Chu trình đường dầu: Bơm dầu đẩy dầu trong bể chứa dầu => lên giàn làm mát dầu => qua lọc dầu => đi bôi trơn các ổ bi của đầu nén và bánh răng truyền động => sau đó lại trở về bể chứa dầu để thực hiện chu trình khép kín.

Phân loại máy nén khí trục vít

Máy nén khí trục vít không dầu (oil free), đúng với tên gọi của nó, hoàn toàn không có dầu trong quá trình nén khí, đồng nghĩa với việc 100% khí đầu ra sẽ sạch dầu và tinh khiết. Do có cấu tạo phức tạp và việc chế tạo đòi hỏi sự chính xác rất cao, nên máy nén khí trục vít không dầu có giá thành cao hơn máy nén khí trục vít có dầu từ 2 - 5 lần.

Có rất nhiều cách phân loại máy máy nén khí trục vít, phổ biến nhất là phân loại theo chất lượng khí nén đầu ra, gồm 02 loại: máy nén khí trục vít không dầu (hay máy nén khí khô) và máy nén khí trục vít có dầu (hay máy nén khí trục vít ngâm dầu)

Máy nén khí trục vít có dầu (oil flood) dùng dầu để làm kín các khe hở trục vít, bôi trơn, làm mát, nhờ vậy giúp máy nén khí có dầu hoạt động ổn định, trơn tru và duy trì nhiệt độ ổn định. Tuy nhiên, do sử dụng dầu trong quá trình hoạt động nên khí đầu ra của máy nén khí trục vít có dầu sẽ có lẫn một lượng dầu nhất định. Máy nén khí trục vít có dầu được sử dụng rộng rãi hơn trong sản xuất nhờ giá thành rẻ, dễ sửa chữa và tuổi thọ lâu hơn so với máy nén khí trục vít không dầu.

Sơ đồ cấu tạo của máy nén khí trục vít

Máy nén khí trục vít được cấu tạo khá phức tạp, gồm rất nhiều chi tiết tạo thành. Các hãng máy nén khí trục vít trên thị trường hiện nay đều có nguyên lý hoạt động giống nhau, chỉ khác nhau về cấu tạo và cách sắp xếp các bộ phận trong máy. Nhưng về cơ bản, máy nén khí trục vít bao gồm các bộ phận sau:

Cấu tạo máy nén khí trục vít có dầu

1- Khớp nối (Coupling): truyền chuyển động quay của động cơ về đầu nén khí.

2- Động cơ điện (Main motor): chuyển hóa năng lượng điện năng thành chuyển động quay, nối với đầu nén khí.

3- Bình chứa dầu và khí nén (Air tank): chịu được áp suất cao và nhiệt độ cao đến > 100 độ C.

4- Van áp suất tối thiểu (Minimum pressure valve): có tác dụng tạo áp suất trong máy nén khí khi máy chạy không tải, để giúp dầu máy nén khí chạy tuần hoàn trong máy.

5- Lọc khí đầu vào (Air filter): lọc bụi bẩn của không khí trước khi đi vào đầu nén.

6- Van cửa nạp máy nén khí (Intake Valve): hoạt động đóng mở để cho không khí có đi vào đầu nén hay không, khi máy nén khí chạy không tải van này đóng lại, khi máy chạy có tải, van này mở ra.

7- Cụm đầu nén (Airend): là trái tim của máy nén khí, có vai trò nén không khí lên áp suất cao.

8- Quạt làm mát (Cooler motor): giải nhiệt két làm mát dầu và khí.

9- Giàn làm mát khí (Air cooler): làm bằng nhôm, giải nhiệt khí nén đầu ra.

10- Bộ tách nước (Water seperator): tách nước một phần trong khí nén bằng nguyên lý xoắn ốc ly tâm.

11- Van xả nước tự động (Auto drain valve): có thể cài đặt thời gian xả nước tự động trong đường ống.

12- Van khí đầu ra (Outlet valve): khóa khí đầu ra.

13- Giàn giải nhiệt dầu, két giải nhiệt dầu (Oil cooler): giàn làm bằng nhôm, có vai trò giải nhiệt dầu máy nén khí.

14- Lọc tách dầu và khí (Seperator): Giữ dầu ở lại trong máy, chỉ cho khí nén ra ngoài hệ thống.

15- Lọc dầu (Oil filter): lọc bụi bẩn trong dầu máy nén khí.

16- Van hằng nhiệt (Thermal valve): giúp nhiệt độ máy nén khí ổn định 75 - 85 độ C

*Ngoài ra máy nén khí trục vít còn một số chi tiết quan trọng khác như:

- Van điện từ xả tải (Solenoid valve)

- Van an toàn (Safety valve)

- Cảm biến áp suất (Pressure sensor)

- Cảm biến nhiệt độ (Thermal sensor)

- Cảm biến quá tải, cảm biến quá dòng 

Ứng dụng của máy nén khí trục vít trong công nghiệp

Máy nén khí trục vít có dầu được ứng dụng trong hầu hết các ngành công nghiệp như: 

+ Xi măng

+ Nhiệt điện

+ Cơ khí, thép

+ Hoá chất, khí công nghiệp

+ Khai khoáng, luyện kim

+ Dệt may, da giầy

+ Tự động hóa...

Máy nén khí trục vít không dầu được ứng dụng trong các nghành đòi hỏi khí sạch, không lẫn hơi dầu cũng như các tạp chất khác như:

+ Y tế, bệnh viện, dược

+ Rượu bia, nước giải khát, thực phẩm

+ Điện tử...