Hệ thống khí nén là gì?
Hệ thống khí nén là hệ thống các thiết bị được kết nối với nhau, sử dụng áp suất của khí khi được nén lại để di chuyển các xi lanh, động cơ hoặc các thiết bị cơ khí khác.
Sơ đồ hệ thống khí nén chuẩn hoá trong nhà máy gồm có:
- Máy nén khí
- Bộ làm mát
- Bình chứa khí
- Bộ lọc chính
- Máy sấy
- Bộ lọc tinh
- Bộ lọc siêu tinh
- Đường ống
- Bộ xả tự động
- Bộ kết hợp F.R.L (bộ lọc, điều áp, tra dầu, Van 3/2 ON/OFF)
- Cảm biến áp suất
- Van điện từ
- Van tiết lưu
- Xy lanh khí
- Cảm biến
Sơ đồ hệ thống khí nén cơ bản trong nhà máy
Tất cả các thiết bị trong sơ đồ trên đều rất cần thiết, nếu thiếu một trong các thiết bị trên, hệ thống khí nén sẽ không vận hành tốt hoặc thậm chí không thể vận hành được.
Sơ đồ trên gồm rất nhiều thiết bị khí nén, được chia thành 4 nhóm thiết bị, gồm: (1) Nhóm sản xuất, (2) Nhóm làm sạch, (3) Nhóm dẫn truyền, (4) Nhóm tiêu thụ.
I. Nhóm sản xuất
Nhóm sản xuất bao gồm các thiết bị: máy nén khí, bộ làm mát, bình chứa khí.
Máy nén khí hút không khí ngoài môi trường sau đó nén lại thành khí nén có áp suất cao để sử dụng. Sau khi khí được nén ra sẽ sinh nhiệt và có sự dao động về áp suất, khi đó khí sẽ được đưa qua bộ làm mát để hạ nhiệt độ. Khí nén sẽ được tiếp tục dẫn qua bình chứa khí để lưu trữ và làm ổn định sự dao động của áp suất khí nén cho các giai đoạn sau.
Các thiết bị trong nhóm sản xuất
1. Máy nén khí
Máy nén khí là thiết bị đầu tiên trong hệ thống khí nén, có chức năng hút không khí ngoài môi trường sau đó nén lại thành khí nén có áp suất cao để sử dụng. Có nhiều loại máy nén khí khác nhau nhưng có 2 loại thông dụng là máy nén khí piston (pít tông) và máy nén khí trục vít.
Máy nén khí piston và máy nén khí trục vít
Máy nén khí kiểu piston là loại máy nén khí biến chuyển động quay của động cơ thành chuyển động tịnh tiến của piston. Piston hút không khí vào xy lanh thông qua van hút, nén nó lại sau đó xả khí ra thông qua van một chiều. Loại máy nén khí này thường được sử dụng trong hệ thống yêu cầu áp suất khí khoảng 3 đến 7 bar.
Máy nén khí trục vít hoạt động theo nguyên lý thay đổi thể tích, chuyển động quay với tốc độ lớn từ động cơ giúp 2 trục vít quay song song và ngược chiều nhau, làm cho thể tích khe hở của trục vít và buồng nén nhỏ dần từ đó tạo ra khí nén. Loại máy nén khí này thường được sử dụng trong hệ thống yêu cầu áp suất lên đến 10 bar.
Khi so sánh hai loại máy nén khí này, máy nén khí trục vít sản sinh lưu lượng ổn định hơn, hoạt động tạo ít tiếng ồn hơn nhưng chi phí đầu tư ban đầu cao hơn máy nén khí piston. Vì vậy máy nén khí trục vít thường được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp, còn máy nén khí piston thường được sử dụng nhiều trong dân dụng.
2. Bộ làm mát
Sau khi khí được nén ra sẽ sinh nhiệt và có sự dao động về áp suất, khi đó khí sẽ được đưa qua bộ làm mát để hạ nhiệt độ khí đang nóng xuống khoảng 40°C.
Bộ làm mát có chức năng làm mát khí nén nóng từ 80-100°C hoặc hơn xuống tầm 40°C trước khi sử dụng. 40°C là nhiệt độ lý tưởng, trong thực tế sẽ phụ thuộc vào nhiệt độ đầu vào và cho ra nhiệt độ đầu ra tương ứng. Hơi nước ngưng tụ trong quá trình làm mát sẽ được xả ra ngoài qua bộ xả tự động.
Bộ làm mát có 2 loại: Bộ làm mát bằng khí dòng HAA và bộ làm mát bằng nước dòng HAW