Máy nén khí Piston – Máy hơi là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động như thế nào?

Máy nén khí piston là loại máy nén khí đang được ứng dụng rộng rãi nhất trong nhiều ngành nghề, lĩnh vực hiện nay bởi cấu tạo đơn giản, dễ vận hành, khả năng ứng dụng cao mà giá thành lại phải chăng. Tuy nhiên, không phải ai cũng nắm rõ các đặc điểm và nguyên lý hoạt động của loại máy này. Hãy để TLC COMPRESSOR giúp bạn hiểu sâu hơn về loại máy nén khí này thông qua bài viết sau đây.

Máy nén khí Piston là gì?

Máy nén khí piston là loại máy nén khí có công suất từ 1/2 HP đến 30 HP. Thiết bị này có chức năng làm tăng áp suất khí, từ đó tạo ra năng lượng cho dòng khí tăng lên, dẫn đến tăng áp suất khí. Với kích thước nhỏ gọn, cấu tạo đơn giản, khả năng ứng dụng cao, loại máy nén khí này thường được sử dụng nhiều tại các cửa hàng sửa chữa xe máy, các nhà máy, xưởng sản xuất với nhiều ngành nghề, lĩnh vực khác nhau, giúp tiết kiệm được thời gian và công sức trong quá trình làm việc.

Nguyên lý hoạt động

Tùy vào mỗi loại máy nén sẽ có nguyên lý hoạt động khác nhau, nhưng hầu hết, máy nén khí piston sẽ hoạt động dựa trên nguyên lý thay đổi thể tích. Thiết bị sẽ thực hiện quá trình giữ khí vào một không gian khép kín và giảm thể tích của khí, nhờ đó, áp suất khí sẽ tăng lên. Khi áp suất tăng đến đến mức cao hơn so với áp suất ngưng tụ hơi thì khí sẽ được đưa ra khỏi không gian khép kín này dựa trên nguyên tắc di chuyển của một piston lên xuống trong xilanh.

Đối với máy nén khí một cấp một chiều: Không khí được hút trực tiếp từ bên ngoài thông qua bộ lọc khí. Piston sẽ tiến hành nén khí và đẩy ra bình chứa khí nén. Tại đây, khí nén chỉ được nén một lần duy nhất. Trong lúc này, thanh truyền tay quay được nối với piston sẽ giúp piston có thể chuyển động tịnh tiến.

• Khi piston sang phải, thể tích tăng dần, lúc này áp suất giảm, van nạp sẽ mở ra để không khí bên ngoài đi vào trong xilanh, quá trình nạp khí bắt đầu được thực hiện.
• Khi piston sang trái, không khí trong xilanh được nén lại, áp suất tăng lên, van nạp sẽ đóng, đến khi áp suất tăng cao hơn sức căng lò xo, van xả sẽ tự động mở. Lúc này, khí nén sẽ đi qua van xả theo đường ống đến bình chứa khí (hay còn gọi là bình tích áp) và kết thúc một chu kỳ làm việc.
• Chu kỳ làm việc sẽ tiếp tục được lặp đi lặp lại để cung cấp khí nén, thúc đẩy các thiết bị khác hoạt động.

Đối với máy nén khí hai cấp một chiều: Không khí được dẫn từ môi trường ngoài vào máy nén, đi qua bộ lọc khí đến piston.

• Khi piston đi xuống, thể tích phần không gian phía trên piston lớn dần, áp suất giảm, khi van nạp mở ra, không khí sẽ được nạp vào phía trên piston. Đồng thời, thể tích dưới piston giảm dần, áp suất tăng lên, van xả mở ra đưa khí theo đường ống qua bình chứa.
• Khi piston đi lên, thể tích khí dưới piston lớn dần, áp suất giảm, van nạp mở ra giúp không khí được nạp vào xilanh. Đồng thời, thể tích khí phía trên piston giảm, áp suất tăng, van xả được mở ra, toàn bộ khí nén phía trên piston sẽ được nén đẩy vào bình chứa.

Phân loại máy nén khí piston

Tương tự như máy nén khí trục vít, máy piston được chia thành hai loại: máy chạy điện có dầu và máy chạy điện không dầu.

Loại chạy điện có dầu

Đây là loại máy nén khí có sử dụng dầu bôi trơn giúp làm mát trong quá trình tạo nén khí. Bởi vậy, khí sau khi nén thường lẫn một lượng rất nhỏ hơi dầu đi kèm.

Với kích thước nhỏ gọn, độ bền tuổi thọ tốt mà chi phí đầu tư thấp nên dòng máy nén khí có dầu được sử ưa chuộng sử dụng nhiều tại các nhà máy, cơ sở sản xuất có nhu cầu sử dụng khí nén không quá lớn như sản xuất nội thất, trang trí sơn phủ, nhôm kính, garage ô tô, xe máy… Ngoài ra, loại máy này còn được thiết kế có bánh xe, giúp quá trình di chuyển trở nên dễ dàng, thuận tiện hơn.

Loại chạy điện không dầu

Loại máy này vẫn sử dụng dầu trong quá trình vận hành nhưng phần cấu tạo hộp trục khuỷu không có dầu, giữ cho lượng khí nén khi đi vào buồng đốt chính và cung cấp nguồn năng lượng cho các thiết bị là nguồn khí sạch, thân thiện môi trường.

Do đặc điểm trên, máy nén khí không dầu thường được sử dụng chủ yếu trong các ngành có yêu cầu cao về chất lượng khí nén để đảm bảo an toàn như y tế, nha khoa, thực phẩm…

Cấu tạo máy nén khí piston

So với các loại máy nén khí khác, máy nén khí piston có cấu tạo đơn giản hơn với một số bộ phận cơ bản như sau:

• Mô tơ: Đây là bộ phận quan trọng, có khả năng chuyển đổi điện năng thành cơ năng, cung cấp năng lượng cho các bộ phận khác vận hành.
• Đầu nén: Đây là nơi diễn ra quá trình nén không khí, bao gồm nhiều chi tiết nhỏ như xilanh, piston, bạc đạn, trục khuỷu…
• Van an toàn: Để đảm bảo máy nén khí không bị gia tăng áp suất đột ngột dẫn đến sự cố, van an toàn được sử dụng đóng mở theo cơ chế nhất định, đảm bảo an toàn cho quá trình vận hành.
• Van xả nước: Van có nhiệm vụ loại bỏ lượng hơi nước dư thừa lẫn trong khí nén, đảm bảo chất lượng nguồn khí, đồng thời tránh han gỉ cho các chi tiết bên trong máy.

.

• Đồng hồ đo áp: Hiển thị áp lực máy, giúp người vận hành dễ dàng theo dõi áp suất trong suốt quá trình hoạt động.
• Dây đai, puly: Bộ phận này có chức năng thực hiện quá trình truyền động cơ năng từ mô tơ đến đầu nén. Khi mô tơ quay, puly sẽ quay theo, dây đai trên puly sẽ truyền cơ năng làm puly beeb đầu nén cùng quay.
• Lọc gió: Giúp hạn chế bụi bặm, cặn bẩn theo luồng không khí đi vào trong máy.
• Bình chứa: Còn gọi là bình tích áp, có nhiệm vụ chứa toàn bộ khí nén sau khi đã hoàn thành gia áp.
• Ngoài ra, máy còn một số chi tiết phụ khác như bánh xe, tay kéo, hộp điện, rơ le, kim chỉ áp…

Ưu nhược điểm và đặc điểm kỹ thuật

Ưu điểm

Máy nén khí piston được sử dụng nhiều bởi những ưu điểm nổi trội như:

• Máy có thể hoạt động trong một thời gian dài mà vẫn đảm bảo công suất cũng như độ bền của máy.
• Tiêu hao ít điện năng giúp tiết kiệm chi phí.
• Thiết kế bền đẹp, có thêm bánh xe giúp việc di chuyển thuận lợi hơn.
• Giá thành tương đối rẻ so với các loại máy khác có cùng công suất.
• Kết cấu nhỏ gọn, trọng lượng nhỏ, tiết kiệm không gian lắp đặt.
• Cấu tạo đơn giản, có thể tháo lắp các cụm chi tiết dễ dàng.

Nhược điểm

Bên cạnh những ưu điểm nổi trội kể trên, máy còn tồn tại một số nhược điểm:

• Do có các trục quay hoạt động tịnh tiến nên máy hoạt động không cân bằng, gây ồn ào, rung động khi vận hành.
• Quá trình cung cấp khí nén không liên tục nên cần có bình chứa khí nén đi kèm.
• Độ ổn định và và độ bền của máy không cao bằng dòng máy nén khí trục vít.

Đặc điểm kỹ thuật

Máy nén khí piston một cấp khi ở kỳ nạp, chân không sẽ được tạo lập phía trên piston, giúp không khí được đẩy vào buồng nén thông qua van nạp. Van sẽ được mở tự động do sự chênh lệch áp suất. Khi piston đi xuống tới điểm thấp nhất và bắt đầu đi lên, không khí sẽ đi vào buồng nén do sự mất cân bằng áp suất phía trên và dưới dẫn đến van nạp đóng lại, quá trình nén khí bắt đầu diễn ra. Khi áp suất bên trong buồng nén tăng tới một hạn mức nhất định, van thoát sẽ mở ra, dẫn khí nén đi vào hệ thống nén.

Cả van nạp và van thoát đều có lò xo và có thể đóng mở tự động do sự chênh lệch áp suất khí ở hai bên van.

Lưu ý khi sử dụng máy nén khí piston

Môi trường lắp đặt máy nén khí

• Cần đặt máy tại nơi thoáng mát, tránh bụi bẩn, ẩm mốc dẫn đến tình trạng oxi hóa hoặc mài mòn thân vỏ, chi tiết máy.
• Tránh tiếp xúc ánh nắng trực tiếp, tiếp xúc gần nguồn nhiệt độ cao dẫn đến khả năng cháy nổ.

Lưu ý khi lắp đặt

• Lắp đặt đúng quy trình, vị trí theo hướng dẫn
• Kiểm tra kỹ đường dây dẫn khí trong quá trình lắp đặt, tránh rò rỉ hoặc mắc kẹt, ảnh hưởng quá trình dẫn khí khi vận hành.
• Nguồn điện dùng cho máy cần được lắp đặt riêng, tránh sự quá tải hoặc mất cần bằng dòng điện 3 pha khi sử dụng cùng nguồn với các thiết bị khác.
• Chọn dây tải điện phù hợp với yêu cầu máy, tránh rò rỉ điện hoặc quá tải gây chập, cháy dây.

Lưu ý quan trọng trong quá trình sử dụng

• Khi phát hiện máy có âm thanh bất thường trong quá trình vận hành, ngay lập tức dừng hoạt động của máy.
• Tuyệt đối không nới lỏng ống dẫn, tháo mở bulong hoặc đóng các van khi đã có áp suất.
• Thêm đầy dầu nếu mức độ dầu đã xuống dưới mức cần thiết để máy vận hành bình thường.

Lưu ý thường ngày đối với máy nén khí

• Thường xuyên kiểm tra an toàn hệ thống điện.
• Đảm bảo hệ thống ống, van máy luôn an toàn, giữ nguyên trạng thái ban đầu.
• Nếu không cần sử dụng trong thời gian dài, bảo quản máy cẩn thận, khởi động lại máy định kỳ để đảm bảo mọi thứ hoạt động bình thường.

Ứng dụng máy nén khí piston

Với những ưu điểm nổi trội của mình, máy nén khí piston hiện đang được sử dụng phổ biến, ứng dụng vào rất nhiều lĩnh vực khác nhau:

• Bảo dưỡng, sửa chữa xe: Cấp khí cho việc bơm xe, tháo ốc, hỗ trợ khí cho máy bơm mỡ, máy ra vào lốp… Khí nén được dùng xì khô xe giúp hạn chế chập điện, han gỉ, đọng nước bên trong các bộ phận của xe. Đồng thời, có thể dùng khí nén hỗ trợ việc vệ sinh, xịt bụi nội thất xe dễ dàng hơn
• Công nghiệp chế tạo: Được sử dụng phổ biến trong ngành luyện kim, in ấn, chế tạo… giúp cấp khí nén cho các loại máy móc, hỗ trợ điều khiển dây chuyền công nghệ tự động hóa hoặc sản xuất bao bì chân không, chế tạo, sửa chữa máy móc…
• Công nghiệp thực phẩm vào đồ uống: Vệ sinh, bao bì, máy móc, làm mát , sấy khô thực phẩm, hỗ trợ đóng gói bao bì…
• Ngành cơ khí, làm mộc: Cấp khí nén cho súng phun sơn, súng tháo ốc, bắn đinh…
• Công nghiệp xây dựng: Hỗ trợ quá trình phun bê tông, thông gió, cung cấp oxy khi làm việc dưới lòng đất, cung cấp khí cho các thiết bị khác vận hành…
• Công nghiệp khai khoáng: Giúp thăm dò độ sâu, hỗ trợ quá trình vận chuyển khoáng vật….

.

• Y tế, nha khoa, dược: Cung cấp lượng khí sạch, đảm bảo vệ sinh để sản xuất thuốc, đóng gói, vệ sinh vỏ thuốc, sấy các thiết bị y tế… và cấp khí nén cho các máy khác như máy oxy…
• Ứng dụng trong vui chơi, giải trí: Bơm khí cho bóng bay, khinh khí cầu, thuyền cao su, phao bơi… Tạo ra các dòng phun nước, hỗ trợ vận hành các trò chơi đu quay, tàu lượn…

Việc nắm rõ các đặc điểm của máy nén khí pistonsẽ giúp ích cho bạn khi lựa chọn cũng như vận hành, bảo quản máy, giúp tăng thêm tuổi thọ, thời gian sử dụng của máy. Hy vọng bài viết sẽ cung cấp cho bạn những thông tin hữu ích, hỗ trợ cho quá trình sử dụng máy nén khí tốt hơn.0