Cấu tạo máy nén piston

Máy nén khí piston là loại máy nén được sử dụng rất phổ biến và rộng rãi tại thị trường Việt Nam bởi sự tiện dụng, giá thành rẻ và hiệu suất cao. Loại máy này thường là loại chạy dây đai, với đa dạng công suất từ nhỏ tới lớn đáp ứng hầu hết nhu cầu sử dụng khí nén không liên tục của người dùng.

Máy nén khí piston là gì?

Máy nén khí piston là một loại máy nén khí hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển động tịnh tiến của piston trong xilanh để nén không khí. Khi piston di chuyển, thể tích trong xilanh giảm dần, áp suất không khí bên trong tăng lên. Không khí nén này sau đó được dẫn ra ngoài để sử dụng cho các mục đích khác nhau.

Cấu tạo máy nén piston

Máy nén piston là một thiết bị cơ khí có cấu tạo tương đối đơn giản nhưng hiệu quả. Dưới đây là các thành phần chính cấu tạo nên một máy nén khí piston điển hình:

Các bộ phận chính:

• Xilanh: Là một ống trụ rỗng, được chế tạo từ vật liệu chịu áp suất cao như gang hoặc thép. Bên trong xilanh là nơi diễn ra quá trình nén khí.
• Piston: Là một thành phần di động có hình trụ, được làm kín với xilanh bằng các vòng đệm. Khi piston di chuyển trong xilanh, nó sẽ nén khí và đẩy khí ra ngoài.
• Thanh truyền: Nối liền piston với trục khuỷu, truyền lực quay của trục khuỷu thành chuyển động tịnh tiến của piston.
• Trục khuỷu: Là một trục quay, được dẫn động bởi động cơ điện hoặc động cơ đốt trong. Trục khuỷu chuyển đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến qua thanh truyền.
• Van nạp: Cho phép không khí từ bên ngoài vào xilanh khi piston đi lên.
• Van 1 chiều: Không khí sau khi được nén lại và đẩy xuống bình van 1 chiều có nhiệm vụ chỉ cho khí đi xuống và không đi lên lại piston
• Van xả: Cho phép không khí nén thoát ra khỏi xilanh khi piston đi xuống.
• Động cơ: Cung cấp năng lượng để vận hành máy nén khí. Có thể là động cơ điện hoặc động cơ đốt trong.
• Bộ phận truyền động: Dây culoa, buli có nhiệm vụ truyền chuyển động từ động cơ đến piston để nén khí. Phần lớn máy nén khí piston có bình chứa dung tích trên 70 lít sẽ có dây đai để kết nối động cơ với đầu nén.
• Bình chứa: Dùng để chứa khí nén, giúp ổn định áp suất và lưu lượng khí.
• Đồng hồ áp suất: Đồng hồ áp suất có nhiệm vụ hiển thị áp suất khí trong bình chứa.
• Rơ le áp suất: Còn gọi là rơ le tự ngắt, giúp máy chạy khi đặt áp lực tối thiểu và dừng khi đạt áp lực tối đa
• Van an toàn: Van an toàn có nhiệm vụ xả khí khi áp suất trong bình chứa quá cao.
• Van xả nước: Bộ phận này ở phía dưới cùng của bình tích, có tác dụng để xả nước đọng có trong bình chứa.

Nguyên lý hoạt động:

1. Hút khí: Khi piston di chuyển lên trên, thể tích trong xilanh tăng lên, tạo ra áp suất. Van nạp mở ra, không khí từ bên ngoài tràn vào xilanh.
2. Nén khí: Khi piston di chuyển xuống dưới, thể tích trong xilanh giảm đi, áp suất tăng lên. Không khí bị nén lại.
3. Xả khí: Khi áp suất trong xilanh đạt đến giá trị cài đặt, van xả mở ra, khí nén được đẩy ra ngoài và dược dự trữ vào bình chứa khí nén.

Xem thêm:

• Cách chỉnh rơ le máy nén khí piston
• Hướng dẫn vận hành máy nén khí piston

Các loại máy nén khí piston

Máy nén piston được phân loại dựa trên nhiều yếu tố, trong đó phổ biến nhất là dựa vào cấu trúc và số lượng cấp nén. Dưới đây là một số loại máy nén piston phổ biến:

Dựa vào cấu trúc:

• Máy nén piston một cấp: Đây là loại máy nén khí piston có cấu tạo đơn giản, nó có từ 1, 2 hoặc 3 cụm piston và xi lanh. Không khí được nén từ áp suất khí quyển lên đến áp suất làm việc mong muốn trong một lần nén.
• Máy nén piston hai cấp: Loại máy này có 2 hoặc nhiều xi lanh và piston hoạt động tuần tự. Không khí được nén qua nhiều cấp, giúp giảm nhiệt độ nén và tăng hiệu suất nén.

Dựa vào số lượng piston:

• Máy nén khí 1 piston: Có một xi lanh và một piston.
• Máy nén khí 2 piston hoặc nhiều piston: Có 1,2 hoặc 3,4 piston hoạt động song song hoặc tuần tự, giúp tăng công suất, áp suất và ổn định dòng khí nén.

Ưu điểm của máy nén khí piston:

• Cấu tạo đơn giản: Dễ dàng bảo trì và sửa chữa.
• Chi phí đầu tư thấp: Phù hợp với nhiều đối tượng người dùng.
• Độ bền cao: Có thể hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt.
• Ứng dụng đa dạng: Sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như công nghiệp, xây dựng, nông nghiệp…

Nhược điểm của máy nén piston:

• Độ ồn lớn: Do tiếng động phát ra từ quá trình nén khí.
• Hiệu suất thấp hơn so với các loại máy nén khí khác: Công suất và lưu lượng khí không được lớn như dòng máy nén khí trục vít.
• Độ rung cao: Ảnh hưởng đến độ bền của các bộ phận và gây ra tiếng ồn.

Lưu ý: Việc lựa chọn loại máy nén khí piston phù hợp phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:

• Áp suất làm việc: Xác định loại máy nén khí một cấp hay nhiều cấp.
• Lưu lượng khí nén: Ảnh hưởng đến kích thước, áp lực và công suất của máy.
• Điều kiện làm việc: Nhiệt độ, độ ẩm, môi trường làm việc sẽ ảnh hưởng đến vật liệu và cấu trúc của máy.

Xem thêm: Bảo dưỡng máy nén khí piston chi tiết