Máy nén khí trục vít hoạt động như thế nào?

Máy nén khí trục vít đóng vai trò nền tảng trong các hoạt động công nghiệp hiện đại, cung cấp năng lượng cho mọi thứ từ dây lắp ráp sản xuất đến sản xuất dược phẩm. Độ tin cậy và hiệu quả năng lượng của chúng khiến chúng trở thành lựa chọn hàng đầu cho các doanh nghiệp cần nguồn cung khí nén ổn định. Hiểu rõ cơ chế hoạt động không chỉ giúp vận hành tối ưu mà còn hỗ trợ việc lựa chọn đúng loại—có tiêm dầu hoặc không tiêm dầu—cho các ứng dụng cụ thể. Hãy cùng phân tích quy trình và khám phá những yếu tố quan trọng cần xem xét đối với người dùng công nghiệp. Nguyên lý hoạt động của máy nén khí trục vít dựa trên cơ chế dịch tích dương, trong đó không khí được nén nhờ sự quay của các roto liên kết với nhau. Dưới đây là phân tích chi tiết từng bước của quy trình, từ hút khí đến cung cấp khí áp suất cao:

Hình: Hệ thống máy nén khí cơ bản

Bước 1: Hút khí

Quá trình bắt đầu khi động cơ của máy nén điều khiển rôto nam, làm cho rôto nữ quay (thông qua ăn khớp trực tiếp hoặc bánh răng đồng bộ). Khi các rôto bắt đầu quay, các khoảng trống giữa các cánh rôto (được gọi là "các khoang") mở rộng, tạo ra một vùng áp suất thấp tại cổng hút khí. Áp suất thấp này hút không khí từ khí quyển qua bộ lọc, loại bỏ bụi, đất và các chất gây ô nhiễm khác để bảo vệ các bộ phận bên trong của máy nén.

Bước 2: Nén

Khi các roto tiếp tục quay, các túi khí bị giữ lại giữa các cánh roto và thân máy nén. Thiết kế ăn khớp của các roto dần làm giảm thể tích các túi này khi chúng di chuyển về phía cửa xả. Sự giảm thể tích này làm tăng áp suất của không khí — một quá trình được gọi là nén theo nguyên lý dịch chuyển dương. Ở các mẫu có phun dầu, dầu bôi trơn được phun vào buồng nén ở giai đoạn này để làm mát không khí, bịt kín các khe hở giữa các roto và giảm ma sát.

Bước 3: Tách Dầu-Khí (Chỉ ở các Mẫu Có Phun Dầu)

Đối với các máy nén tiêm dầu, hỗn hợp khí nén và dầu được xả vào một bình tách. Tại đây, hỗn hợp được làm chậm lại, cho phép các giọt dầu nặng hơn lắng xuống đáy bình. Sau đó, không khí đi qua một loạt bộ lọc (bao gồm cả bộ lọc kết tụ) để loại bỏ hoàn toàn sương dầu còn sót lại, đảm bảo không khí đầu ra đạt tiêu chuẩn độ tinh khiết yêu cầu. Dầu đã tách được làm mát, lọc sạch và tuần hoàn trở lại buồng nén để tái sử dụng.

Bước 4: Làm mát và Sấy khô

Không khí nén sinh ra nhiệt do thể tích bị giảm (nén đoạn nhiệt). Để ngăn ngừa hư hỏng máy nén và đảm bảo hoạt động hiệu quả, không khí nén được dẫn qua một bộ làm mát (làm mát bằng không khí hoặc làm mát bằng nước) để giảm nhiệt độ. Làm mát không khí cũng làm giảm độ ẩm, vì không khí lạnh có khả năng giữ hơi nước ít hơn. Trong các ứng dụng yêu cầu không khí khô, thiết bị sấy thêm (như máy sấy chất hấp phụ hoặc máy sấy kiểu lạnh) có thể được lắp đặt phía sau máy nén.

Hình: Máy sấy nhiệt nén PUFCO

Bước 5: Xả và Lưu trữ

Không khí nén đã được làm mát, làm khô và tinh lọc sau đó được xả ra khỏi máy nén và lưu trữ trong bình tích khí. Bình tích khí hoạt động như một bộ đệm, làm ổn định dao động áp suất và đảm bảo cung cấp không khí ổn định cho ứng dụng. Bình cũng cho phép độ ẩm còn lại ngưng tụ và lắng xuống đáy, nơi có thể được xả ra định kỳ.