1.1 Hiểu biết sơ bộ về một số loại máy nén dịch chuyển tích cực phổ biến
1. Máy nén piston
(1) Máy nén piston dịch chuyển (thường gọi là máy piston hoặc,
Hình 3-2 phần tử nén bao gồm piston và xy lanh, thông qua piston chuyển động tịnh tiến trong xy lanh để đạt được việc nén khí.
Máy nén piston là loại được sử dụng rộng rãi nhất
Hình 3-2 máy nén piston
(2) Máy nén màng đề cập đến các máy nén dựa vào sự biến dạng của màng làm thay đổi thể tích trong xy lanh.
Máy nén màng (xem Hình 3-3) có cấu trúc đặc biệt, làm cho lưu lượng của nó nhỏ hơn,
nhưng khí nén không bị nhiễm dầu bôi trơn, có thể đảm bảo độ tinh khiết cao của khí,
phù hợp để nén lượng khí nhỏ không cho phép nhiễm bẩn bởi chất bôi trơn, đặc biệt là nén và vận chuyển khí quý và khí hiếm có độ tinh khiết cao cũng như các khí cực kỳ nguy hiểm.
Hình 3-3
Cấu trúc đặc biệt của máy nén màng (xem Hình 3-3) làm cho lưu lượng của nó nhỏ hơn, nhưng khí nén không tiếp xúc với bất kỳ chất bôi trơn nào,
điều này đảm bảo độ tinh khiết cao của khí, phù hợp để nén các lượng khí nhỏ không được phép bị nhiễm bẩn bởi chất bôi trơn.
Loại máy nén này đặc biệt phù hợp cho việc nén và vận chuyển khí quý và khí hiếm có độ tinh khiết cao cũng như các khí cực kỳ nguy hiểm.
2. Máy nén quay
(1) Máy nén trục vít quay được chia thành máy nén trục vít đơn và máy nén trục vít đôi.
① Máy nén trục vít đơn, như tên gọi, máy nén trục vít đơn chỉ có một trục vít (roto), trục vít cùng lúc
giao nhau với một vài bánh sao, bề mặt trục vít, mặt bánh sao, các nắp ở hai đầu trục vít tạo thành một số thể tích kín để thực hiện nén khí.
Hình 3-4 là máy nén trục vít đơn thường dùng trong nén khí với cấu trúc hai bánh sao.
Hình 3-4 Máy nén trục vít đơn
② Máy nén trục vít đôi (xem Hình 3-5) được tạo thành bởi sự ăn khớp của roto đực và cái, thông qua răng của roto trục vít để đạt mục đích nén nhờ thay đổi thể tích,
là loại máy nén quay được sử dụng rộng rãi nhất.
Hình 3-5 Máy nén trục vít đôi
(2) Máy nén cánh trượt
(xem Hình 3-6), cánh trượt trục tâm trong cùng xy lanh lệch tâm trượt theo bán kính, không khí bị kẹp giữa các cánh trượt
và quay theo roto, liên tục bị nén, nhằm đạt mục đích nén.
3-6 Nén
(3) Máy nén cuộn (xem Hình 3-7), là máy nén bao gồm một đĩa cuộn cố định và một đĩa cuộn chuyển động lệch tâm quay tròn.
Hình 3-7 Máy nén cuộn
2.1.2 Ưu điểm và nhược điểm của một số mô hình thường dùng
Phần này sẽ tập trung vào việc ứng dụng nén khí của các máy nén dịch chuyển tích cực, đặc điểm của một số mô hình phổ biến.
(1) Máy nén khí piston dịch chuyển
Đây là loại máy nén phát triển sớm nhất trong các loại máy nén, có phạm vi ứng dụng rộng rãi nhất trong số các loại máy nén. Trong hầu hết các ứng dụng của máy nén,
bạn luôn có thể thấy hình dạng của máy nén piston dịch chuyển. Hầu hết các cấu trúc máy nén mới ra đời đều nhằm mục đích thay thế máy nén piston dịch chuyển
ở một số lĩnh vực ứng dụng. Cho đến nay, máy nén piston dịch chuyển vẫn không thể thay thế trong một số lĩnh vực, chẳng hạn như áp suất cực cao.
Các ưu điểm chính của máy nén piston dịch chuyển như sau.
① Khả năng thích ứng mạnh mẽ, bất kể lưu lượng, đều có thể đạt được áp suất yêu cầu. Thông thường, áp suất cuối của nén một tầng lên tới 0,3 ~ 1,0MPa,
áp suất cuối của nén nhiều tầng lên tới 300MPa hoặc hơn!
② Hiệu suất adiabatic cao. Các đơn vị vừa và lớn có hiệu suất adiabatic lên tới 0,7 ~ 0,85.
③ Khi điều chỉnh thể tích khí, áp suất xả hầu như không thay đổi, phạm vi xả rộng hơn và có thể thích ứng với phạm vi áp suất rộng hơn.
④ Trong phạm vi áp suất chung, yêu cầu về vật liệu thấp, dễ gia công và chi phí rẻ hơn.
⑤ Đặc tính của khí ít ảnh hưởng đến hiệu suất của máy nén, cùng một máy nén có thể sử dụng cho các loại khí khác nhau.
⑥ Máy dẫn động tương đối đơn giản, hầu hết sử dụng động cơ điện, thường không có điều chỉnh tốc độ, và có thể bảo dưỡng dễ dàng.
⑦ Công nghệ đã trưởng thành hơn, với kinh nghiệm tích lũy trong sản xuất và sử dụng.
Những nhược điểm chính của máy nén piston dịch chuyển như sau.
① Tốc độ không cao, nếu lưu lượng xả lớn, thể tích máy cũng lớn.
② Các chi tiết nặng, cấu trúc phức tạp, nhiều chi tiết hao mòn, cần bảo dưỡng hàng ngày.
③ Cân bằng công suất kém, máy chạy có rung động.
④ Xả không liên tục, luồng khí không đều, dễ gây rung ống dẫn.
⑤ Máy nén có bôi trơn bằng dầu, dòng khí có dầu.
(2) Máy nén khí trục vít đôi
So với các loại máy nén khác như máy nén piston dịch chuyển, máy nén trục vít đôi tương đối mới. Nó đã được ngành công nghiệp đánh giá cao
kể từ khi ra đời vào những năm 1930 và 1940, và đã trưởng thành, cải tiến vào những năm 1970. Sau nhiều năm phát triển, máy nén trục vít đôi trong phạm vi lưu lượng 1 ~ 60 m³/phút và áp suất ≤ 2,0MPa
được sử dụng rộng rãi, tỷ lệ chiếm lĩnh thị trường công nghiệp gần 80% (gần như hoàn toàn thay thế máy nén piston dịch chuyển).
(1) Các ưu điểm chính của máy nén khí trục vít đôi như sau.
① Độ tin cậy cao, cấu trúc đơn giản, ít chi tiết chuyển động, tuổi thọ lâu dài.
② Cân bằng công suất tốt, thiết bị có thể hoạt động êm ái và tốc độ cao mà không cần nền móng.
③ Khả năng thích ứng mạnh mẽ, với đặc tính truyền khí cưỡng bức, lưu lượng thể tích hầu như không phụ thuộc vào áp suất xả, và trong phạm vi rộng có thể duy trì hiệu suất cao.
④ Truyền hỗn hợp đa pha, có thể nén khí ướt và khí chứa giọt chất lỏng.
⑤ Vận hành và bảo dưỡng đơn giản, độ tự động hóa cao.
(2) Những nhược điểm chính của máy nén khí trục vít đôi như sau.
① Chi phí chế tạo cao hơn. Bề mặt răng roto của máy nén trục vít là bề mặt không gian, cần sử dụng dụng cụ cắt đặc biệt, trong thiết bị gia công đặc biệt, thiết bị đặc biệt có giá cao.
Ngoài ra, độ chính xác gia công xy lanh của máy nén trục vít cũng yêu cầu cao, làm chi phí tăng theo.
② Không thể sử dụng cho các trường hợp áp suất cao. Do giới hạn về độ cứng roto và tuổi thọ ổ đỡ cũng như các khía cạnh khác, máy nén trục vít chỉ phù hợp với phạm vi áp suất thấp,
áp suất xả thường không quá 3,0MPa.
③ Không thể chế tạo thành loại mini. Máy nén trục vít dựa vào khí bịt khe hở, chỉ khi lưu lượng thể tích lớn hơn 0,2 m³/phút, máy nén trục vít mới có hiệu suất vượt trội.
Máy nén khí trục vít đơn được phát minh vào những năm 1950 và 1960. Một máy nén trục vít đơn loại CP là loại máy nén quay với cấu trúc điển hình bao gồm roto trục vít chính,
hai bánh sao và vỏ, trong đó hiệu suất và hiệu năng vượt trội so với các loại khác. Máy nén trục vít đơn thường cần bơm chất lỏng để làm kín, làm mát
khí và bôi trơn cặp ăn khớp.
(3) Máy nén khí trục vít đơn
(1) Các ưu điểm chính của máy nén khí trục vít đơn như sau
① Cấu trúc hợp lý với cân bằng lực lý tưởng. Điều này được thể hiện ở toàn bộ cấu trúc của máy nén. Lực tác dụng trong rãnh trục vít của khí,
tải trọng theo trục sẽ được bù trừ, và nhờ cấu hình đối xứng của bánh sao, lực này càng được thể hiện rõ. Lực theo hướng xuyên tâm trên trục vít cũng được bù trừ,
vì vậy trục vít không chịu bất kỳ lực không cân bằng nào theo trục và xuyên tâm. Nhờ cân bằng lực tốt, so với máy nén trục vít đôi, có thể đạt áp suất cao hơn.
② Tiếng ồn và rung động thấp. Nhờ cân bằng lực tốt của máy nén khí trục vít đơn, máy rung rất ít và không cần nền móng.
Bánh sao được làm từ vật liệu composite, cộng với buồng nén được bôi trơn bằng chất lỏng phun, và không có bánh răng tăng tốc, nên tiếng ồn cũng thấp.
Vì vậy, tiếng ồn cũng nhỏ. Công suất của máy đơn lớn, và không có thể tích khe hở.
Khi máy nén khí trục vít đơn hoạt động, mỗi rãnh trên trục vít được sử dụng hai lần trong một vòng quay, do đó không gian rãnh trục vít được sử dụng tối đa,
so với các máy nén quay khác, kích thước của máy nén khí trục vít đơn có thể nhỏ hơn.
(2) Những nhược điểm chính của máy nén khí trục vít đơn như sau.
① Nhiều chi tiết chuyển động hơn. Máy nén khí trục vít đơn có ba trục quay, và độ cứng của trục vít và bánh sao khác nhau, hệ số giãn nở nhiệt khi chuyển động khác nhau,
dễ bị biến dạng không đồng đều, do đó khó đảm bảo độ chính xác khi hợp tác lẫn nhau.
② Bánh sao và trục vít ăn khớp với yêu cầu cao về khe hở và độ chính xác vị trí, hiệu quả của quy trình gia công hiện nay thấp,
mong chờ phát triển các phương pháp phay và mài tốc độ cao để gia công.
Dream Compressors đã cam kết phục vụ ngành công nghiệp máy nén khí Trung Quốc trong 14 năm, và đã giúp vô số khách hàng cải thiện và nâng cấp thiết bị sử dụng khí, cũng như mở rộng các dự án mới của họ.
Chúng tôi mong nhận được phản hồi từ bạn.
