Máy nén khí được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực

Máy nén khí ly tâm là gì?

Tương tự như các dòng máy khác, máy bơm nén khí ly tâm được dùng để tăng áp suất của chất khí, tạo thành nguồn năng lượng dưới dạng khí nén; phục vụ cho hoạt động sản xuất của con người.

Đặc biệt, dòng máy này được sản xuất dưới dạng các mô đun và rất tiện lợi khi lắp đặt. Hơn nữa, do có kích thước lớn và thiết kế cồng kềnh nên máy thường được lắp đặt cố định.

Cấu tạo máy nén khí ly tâm

- Vỏ máy: Thường được chế tạo bằng hợp kim gang hoặc gang xám có độ bền cao. Vỏ máy có cấu tạo khá phức tạp, khối lượng lớn và là giá đỡ cho các chi tiết bên trong. Trong vỏ máy có các ổ trục để đỡ lấy trục máy; áo nước dùng để dẫn nước làm mát và các khoang để dẫn khí. Hơn nữa, vỏ máy được chế tạo thành 2 nửa rất thuận tiện cho hoạt động tháo/ lắp. Tuy nhiên, cũng có loại vỏ máy được chế tạo liền khối.

- Trục máy: Được chế tạo bằng hợp kim thép. Bộ phận này được lắp vào ổ đỡ trên vỏ máy.

- Bánh công tác: Được lắp trên trục máy và quay theo trục máy để thực hiện chức năng biến đổi động năng chất khí; đồng thời, bộ phận này cũng thực hiện quá trình nén khí. Hiện nay có 3 loại bánh công tác chính là: bánh công tác kín, bánh công tác nửa hở và bánh công tác hở.

- Cánh định hướng: Thường được chế tạo bằng hợp kim thép hoặc gang và đặt sát với bánh công tác. Cánh định hướng có vai trò dẫn chất khí từ cửa xả của cấp nén này đi đến cửa xả của cấp nén tiếp theo.

Mô hình cánh định hướng của máy

Ngoài những bộ phận trên, thiết bị còn rất nhiều các chi tiết quan trọng khác như: cửa xả/ cửa hút, vòng làm kín, vách ngăn, bánh guồng, ổ đỡ/ ổ chặn,...

Nguyên lý hoạt động

So với máy nén khí piston hay trục vít thì nguyên lý hoạt động của máy nén khí ly tâm phức tạp hơn rất nhiều.

Khi khởi động, cánh quạt trong máy vận hành với vận tốc lớn và áp suất cao để hút không khí từ bên ngoài vào bên trong máy.

Sau đó, không khí sẽ di chuyển vào vòng khuếch tán tĩnh. Tại đây, máy sẽ sử dụng bánh đẩy hoặc đĩa xoay có dạng hình cánh quạt để từ từ ép khí ra phần rìa của bánh đẩy.  Lúc này, không khí giãn nở làm giảm tốc độ của cánh quạt và tăng áp suất.

Sau đó, không khí được đưa vào trong buồng chứa. Tại đây, chúng được gia tốc bởi một bộ phận quay có tốc độ cao. Nhờ sự chênh lệch về vận tốc, lưu lượng và công suất lớn nên khí nén được tạo ra.

Tại bộ khuếch tán tổng hợp, khí nén giãn nở ra và áp suất tăng lên. Cuối cùng khi đi qua guồng quay, sự biến đổi áp suất đã làm thay đổi khối lượng riêng của khí nén. Khi guồng động quay hoạt động, dưới tác động của lực ly tâm, không khí được văng từ tâm lan ra xung quanh làm tăng khối lượng riêng của khí và tạo áp lực tĩnh điện. Cùng với đó, vận tốc khí nén tăng lên và áp lực động của khí cũng tăng lên.

Ưu nhược điểm của máy nén khí ly tâm

Ưu điểm

• Hiệu suất làm việc cao: Với cấu tạo chắc chắn cùng nguyên lý hoạt động riêng biệt nên máy có hiệu quả làm việc cao. Nhờ vậy mà thiết bị có khả năng cung cấp lượng khí nén lớn, liên tục, đảm bảo cho quá trình vận hành trong nhà xưởng diễn ra ổn định, không bị gián đoạn.

• Công suất cao: So với dòng máy trục vít, máy nén khí ly tâm có công suất và lưu lượng khí nén lớn, thường từ 50m3/ phút trở lên. Thậm chí, một số thương hiệu nổi tiếng như Turbo Tech, Puma,... công suất có thể lên tới hàng nghìn Kw và lưu lượng đạt 350m3/ phút.

• Tuổi thọ cao: Máy được cấu tạo từ những nguyên liệu cao cấp, được lắp ráp chắc chắn nên có độ bền cao, ít xảy ra sự cố khi vận hành. Nhờ đó mà người dùng có thể tiết kiệm được nhiều chi phí bảo dưỡng máy nén khí ly tâm hoặc thay mới linh kiện.

Nhược điểm

• Máy sở hữu kích thước lớn, khá cồng kềnh nên tốn nhiều diện tích lắp đặt.

• Thiết bị được lắp đặt cố định nên không có tính linh động, không phải là sự lựa chọn phù hợp với những công việc lưu động.

• Máy nén khí ly tâm có giá thành khá cao nên không phù hợp với những doanh nghiệp có nguồn vốn nhỏ.

• Máy có cấu tạo phức tạp, nhiều chi tiết nên việc sửa chữa, bảo dưỡng và thay mới linh kiện cũng tiêu tốn khá nhiều thời gian và chi phí, đòi hỏi phải được thực hiện bởi thợ lành nghề.

Ứng dụng máy nén khí ly tâm

Do thiết kế hoạt động theo nguyên lý động học nên máy có công suất và lưu lượng khí nén lớn nên rất thích hợp sử dụng ở những nơi có nhu cầu khí nén lớn và liên tục. Đặc biệt, những sản phẩm có công suất từ hàng trăm đến hàng ngàn mã lực được ứng dụng phổ biến trong các ngành công nghiệp nặng như:  dầu khí, khai khoáng, xây dựng, sửa chữa,...

Sản phẩm được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất linh kiện ô tô

Bên cạnh đó, các sản phẩm nén khí không dầu với nguồn khí nén sạch được ứng dụng phổ biến trong lĩnh vực sản xuất thực phẩm, đồ uống đảm bảo tối đa sự an toàn cho người dùng. Ngoài ra, thiết bị còn được sử dụng trong hệ thống làm tuyết nhân tạo.