Các phần tử của hệ thống khí nén (P1).
Ở bài viết trước chúng ta đã tìm hiểu qua về tổng quan về hệ thống khí nén trong công nghiệp, và tiếp theo đây chúng ta sẽ bắt đầu tìm hiểu kỹ hơn về các phần tử trong hệ thống khí nén để có cái nhìn chuyên sâu hơn về chúng. Ta sẽ bắt đầu từ nguồn động lực của hệ thống là Máy nén khí.
1.Máy nén khí .
Không khí đi qua máy nén khí được nén lại tạo thành áp suất, sau đó đưa vào bình tích để lưu trữ. Ở đây ta thấy năng lượng cơ học của động cơ điện hay động cơ đốt trong đã chuyển thành năng lượng khí nén và nhiệt năng.
1.1.1.Nguyên lý hoạt động:
-Nguyên lý thay đổi thể tích: Không khí được dẫn vào buồng chứa rồi sau đó thể tích buồng chứa bị thu hẹp lại, dựa theo định luật Boile-Mariot áp suất trong buồng chứa sẽ tăng lên. Ta có thể kể đến một số máy nén khí dạng này như máy nén Pít tông, máy nén dạng bánh răng, cánh gạt…
-Nguyên lý động năng: Không khí đi vào buồng chứa sau đó được truyền năng lượng từ động năng của bánh dẫn . Ví dụ về dạng này có thể kể đến máy nén dạng ly tâm.
1.1.2.Phân loại máy nén khí:
-Dựa theo áp suất: Máy nén áp suất thấp p<15 bar
Máy nén áp suất cao p>15 bar
Máy nén áp suất rất cao p>300 bar
-Dựa theo nguyên lý: Từ nguyên lý hoạt động ở trên ta có thể phân loại chúng như ở phần trước.
1.1.3. Giới thiệu một vài loại máy nén khí điển hình.
-Máy nén khí pít tông.
Máy nén khí kiểu pít tông có thể hút được lưu lượng lên đến 10 m3 /p, tùy theo số cấp mà áp suất nén được sẽ khác nhau: máy nén 1 cấp nén được 6 bar( tùy trường hợp có thể lên đến 10 bar), máy nén 2 cấp nén được tới 15 bar trong khi máy nén 3-4 cấp có thể lên đến 250 bar. Máy nén khí pít tông 1 và 2 cấp thường được sử dụng trong công nghiệp nhiều hơn 2 loại còn lại.
Lưu lượng của một cấp máy nén được tính theo công thức :Q=v.n trong đó
Q là lưu lượng máy nén (l/p hoặc m3/p)
v là thể tích hành trình của buồng hút (l/vòng) ( tính cho 1 chu trình)
n là số vòng quay của động cơ (vòng/p)
Ta có thể phân loại máy nén khí pít tông theo số cấp của chúng hoặc theo kiểu đặt pít tông; máy nén kiểu đứng, máy nén kiểu ngang…
Ta sẽ làm rõ hơn quá trình hoạt động của máy dựa trên ví dụ về máy nén khí pít tông 2 cấp sau:
Không khí sau khi đi qua bộ phận lọc khí (1) thì đi vào thân máy (2), được nén lại rồi đi vào bình chứa trung gian (3) trước khi đi qua bộ phận làm mát (4) để vào bình chứa (5). Mỗi bình chứa khí nén đều có các thành phần không thể thiếu như van an toàn, van một chiều, đồng hồ đo áp, rơ le áp suất…
Van điện từ (6) làm thông khí bằng ống dẫn nằm ở giữa thân máy (2) và van một chiều trước bình chứa (5). Động cơ điện (8) thông qua truyền động đai (7) tạo hoạt động cho thân máy nén khí, giúp ích cho việc làm mát là quạt gió (9) cùng với bánh đai truyền (10). Toàn bộ cơ cấu máy được đặt trên khung giảm chấn (11) và giàn khung (12).
Công tắc tự chọn (15) giúp ta điều khiển máy nén khí dựa theo hai quá trình hoạt động: hoạt động dựa theo dải áp suất đặt sẵn và hoạt động khi không tải:
+Khi hoạt động theo áp suất đặt sắn dựa trên rơ le áp suất với dải áp suất giả dụ là 6-8 bar, lúc áp suất xuống dưới ngưỡng 6 bar động cơ điện sẽ quay làm chạy máy nén khí, đến khí đạt áp suất 8 bar động cơ điện sẽ ngắt làm dừng máy nén khí lại.
+Khi hoạt động không tải, dựa vào rơ le thời gian ta có thể khiến cho máy hoạt động thêm một khoảng thời gian sau khi đã đạt ngưỡng áp suất giới hạn.
-Máy nén khí cánh gạt.
Nguyên lý hoạt động của máy được hiểu như sau: Khi cánh quay theo chiều kim đồng hồ, thể tích giữa hai cánh bên buồng hút có xu hướng tăng lên dẫn đến việc áp suất giảm làm không khí bị hút vào. Tại buồng đẩy thể tích vùng làm việc dần thu hẹp lại dẫn đến áp suất tăng lên đẩy không khí bị nén đi ra . Qúa trình hút-nén-xả được thể hiện trên biểu đồ tương ứng với các đoạn d-a, a-b, b-c.
Lưu lượng của máy được tính theo công thức sau:
Hãy nhìn vào cấu tạo của máy nén khí 1 cấp như bên dưới
Ta có thể thấy các bộ phận sẽ gồm: thân máy (1), mặt bích thân máy (2), mặt bích trục (3), bánh dẫn chuyển động (4), trục roto (5) và các cánh gạt (6). Để làm mát khí nén trên thân máy có các rãnh dẫn nước làm mát giúp giảm nhiệt độ khí đi.
-Máy nén khí trục vít.
Nguyên lý hoạt động của máy nén khí trục vít cũng tương tự như các loại máy nén thể tích khác: khi trục vít quay thì thể tích khoảng trống giữa các răng sẽ thay đổi. Khi thể tích tăng thì sẽ tạo ra quá trình hút, khi thể tích giảm thì xảy ra quá trình nén và cuối cùng là quá trình đẩy.
Lưu lượng lý thuyết của máy nén khí trục vít được tính như sau:
Đối với ngành công nghiệp thực phẩm người ta thường ưu tiên sử dụng máy nén khí trục vít không có dầu bôi trơn để đảm bảo vệ sinh. Tuy vậy những máy nén khí dạng này có trục chính và phụ tách rời nhau nên cần chuyển động cả hai trục. Còn trong các ngành công nghiệp nặng người ta thường sử dụng máy nén khí trục vít có bôi trơn vì chúng có khoảng cách trục ngắn nên chỉ cần chuyển động một trục , động thời dầu bôi trơn giúp chống mài mòn các chi tiết, giảm ma sát và hấp thụ bớt nhiệt lượng trong quá trình làm việc.
Trên đây là những kiến thức tổng quan về nguồn động lực của hệ thống khí nén là Máy nén khí. Hẹn gặp lại các bạn trong phần tiếp theo.
 |
| Robot khí nén trong công nghiệp |
Ở bài viết trước chúng ta đã tìm hiểu qua về tổng quan về hệ thống khí nén trong công nghiệp, và tiếp theo đây chúng ta sẽ bắt đầu tìm hiểu kỹ hơn về các phần tử trong hệ thống khí nén để có cái nhìn chuyên sâu hơn về chúng. Ta sẽ bắt đầu từ nguồn động lực của hệ thống là Máy nén khí.
1.Máy nén khí .
Không khí đi qua máy nén khí được nén lại tạo thành áp suất, sau đó đưa vào bình tích để lưu trữ. Ở đây ta thấy năng lượng cơ học của động cơ điện hay động cơ đốt trong đã chuyển thành năng lượng khí nén và nhiệt năng.
1.1.1.Nguyên lý hoạt động:
-Nguyên lý thay đổi thể tích: Không khí được dẫn vào buồng chứa rồi sau đó thể tích buồng chứa bị thu hẹp lại, dựa theo định luật Boile-Mariot áp suất trong buồng chứa sẽ tăng lên. Ta có thể kể đến một số máy nén khí dạng này như máy nén Pít tông, máy nén dạng bánh răng, cánh gạt…
-Nguyên lý động năng: Không khí đi vào buồng chứa sau đó được truyền năng lượng từ động năng của bánh dẫn . Ví dụ về dạng này có thể kể đến máy nén dạng ly tâm.
1.1.2.Phân loại máy nén khí:
-Dựa theo áp suất: Máy nén áp suất thấp p<15 bar
Máy nén áp suất cao p>15 bar
Máy nén áp suất rất cao p>300 bar
-Dựa theo nguyên lý: Từ nguyên lý hoạt động ở trên ta có thể phân loại chúng như ở phần trước.
1.1.3. Giới thiệu một vài loại máy nén khí điển hình.
-Máy nén khí pít tông.
 |
| Máy nén khí pít tông |
Máy nén khí kiểu pít tông có thể hút được lưu lượng lên đến 10 m3 /p, tùy theo số cấp mà áp suất nén được sẽ khác nhau: máy nén 1 cấp nén được 6 bar( tùy trường hợp có thể lên đến 10 bar), máy nén 2 cấp nén được tới 15 bar trong khi máy nén 3-4 cấp có thể lên đến 250 bar. Máy nén khí pít tông 1 và 2 cấp thường được sử dụng trong công nghiệp nhiều hơn 2 loại còn lại.
Lưu lượng của một cấp máy nén được tính theo công thức :Q=v.n trong đó
Q là lưu lượng máy nén (l/p hoặc m3/p)
v là thể tích hành trình của buồng hút (l/vòng) ( tính cho 1 chu trình)
n là số vòng quay của động cơ (vòng/p)
Ta có thể phân loại máy nén khí pít tông theo số cấp của chúng hoặc theo kiểu đặt pít tông; máy nén kiểu đứng, máy nén kiểu ngang…
Ta sẽ làm rõ hơn quá trình hoạt động của máy dựa trên ví dụ về máy nén khí pít tông 2 cấp sau:
 |
| Máy nén khí pít tông 2 cấp |
Không khí sau khi đi qua bộ phận lọc khí (1) thì đi vào thân máy (2), được nén lại rồi đi vào bình chứa trung gian (3) trước khi đi qua bộ phận làm mát (4) để vào bình chứa (5). Mỗi bình chứa khí nén đều có các thành phần không thể thiếu như van an toàn, van một chiều, đồng hồ đo áp, rơ le áp suất…
Van điện từ (6) làm thông khí bằng ống dẫn nằm ở giữa thân máy (2) và van một chiều trước bình chứa (5). Động cơ điện (8) thông qua truyền động đai (7) tạo hoạt động cho thân máy nén khí, giúp ích cho việc làm mát là quạt gió (9) cùng với bánh đai truyền (10). Toàn bộ cơ cấu máy được đặt trên khung giảm chấn (11) và giàn khung (12).
Công tắc tự chọn (15) giúp ta điều khiển máy nén khí dựa theo hai quá trình hoạt động: hoạt động dựa theo dải áp suất đặt sẵn và hoạt động khi không tải:
+Khi hoạt động theo áp suất đặt sắn dựa trên rơ le áp suất với dải áp suất giả dụ là 6-8 bar, lúc áp suất xuống dưới ngưỡng 6 bar động cơ điện sẽ quay làm chạy máy nén khí, đến khí đạt áp suất 8 bar động cơ điện sẽ ngắt làm dừng máy nén khí lại.
+Khi hoạt động không tải, dựa vào rơ le thời gian ta có thể khiến cho máy hoạt động thêm một khoảng thời gian sau khi đã đạt ngưỡng áp suất giới hạn.
-Máy nén khí cánh gạt.
 |
| Máy nén khí cánh gạt |
Nguyên lý hoạt động của máy được hiểu như sau: Khi cánh quay theo chiều kim đồng hồ, thể tích giữa hai cánh bên buồng hút có xu hướng tăng lên dẫn đến việc áp suất giảm làm không khí bị hút vào. Tại buồng đẩy thể tích vùng làm việc dần thu hẹp lại dẫn đến áp suất tăng lên đẩy không khí bị nén đi ra . Qúa trình hút-nén-xả được thể hiện trên biểu đồ tương ứng với các đoạn d-a, a-b, b-c.
Lưu lượng của máy được tính theo công thức sau:
Hãy nhìn vào cấu tạo của máy nén khí 1 cấp như bên dưới
 |
| Mặt cắt của máy nén khí cánh gạt |
Ta có thể thấy các bộ phận sẽ gồm: thân máy (1), mặt bích thân máy (2), mặt bích trục (3), bánh dẫn chuyển động (4), trục roto (5) và các cánh gạt (6). Để làm mát khí nén trên thân máy có các rãnh dẫn nước làm mát giúp giảm nhiệt độ khí đi.
-Máy nén khí trục vít.
 |
| Máy nén khí trục vít |
Nguyên lý hoạt động của máy nén khí trục vít cũng tương tự như các loại máy nén thể tích khác: khi trục vít quay thì thể tích khoảng trống giữa các răng sẽ thay đổi. Khi thể tích tăng thì sẽ tạo ra quá trình hút, khi thể tích giảm thì xảy ra quá trình nén và cuối cùng là quá trình đẩy.
Lưu lượng lý thuyết của máy nén khí trục vít được tính như sau:
Trên đây là những kiến thức tổng quan về nguồn động lực của hệ thống khí nén là Máy nén khí. Hẹn gặp lại các bạn trong phần tiếp theo.
0 nhận xét:
Đăng nhận xét