CHƯƠNG2 MÁY NÉN KHÍ VÀ THIẾT BỊ XỬ LÍ KHÍ NÉN.
2.1. MÁY NÉN KHÍ:
Áp suất khí được tạo ra từ máy nén khí, ở đó năng lượng cơ học của động cơ
điện hoặc của động cơ đốt trong được chuyển đổi thành năng lượng khí nén và
nhiệt năng.
Nguyên tắc hoạt động và phân loại máy nén khí:
Nguyên tắc hoạt động:
 Nguyên lý thay đổi thể tích: không khí được dẫn vào buồng chứa, ở đó
thể tích của buồng chứa sẽ nhỏ lại. Như vậy theo định luật Boyle – Mariotte áp
suất trong buồng chứa sẽ tăng lên. Máy nén khí hoạt động theo nguyên lý này, ví
dụ như máy nén khí kiểu pittông, bánh răng, cánh gạt.
 Nguyên lý động năng : không khí được dẫn vào buồng chứa, ở đó áp suất
khí nén được tạo ra bằng động năng của bánh dẫn. Nguyên tắc hoạt động này tạo
ra lưu lượng và công suất rất lớn. Máy nén khí hoạt động theo nguyên lý này, ví
dụ như máy nén kiểu li tâm.
2.1.1 .Máy nén khí kiểu pittông :
Nguyên lý hoạt động :
Nguyên lý hoạt động của máy nén kiểu pittông một cấp (hình2.4).
Máy nén khí kiểu pittông một cấp có thể hút được lưu lượng đến 10 m
3
/phút
và áp suất nén được là 6 bar, có thể trong một số trường hợp áp suất nén lên đến
10 bar. Máy nén khí kiểu pittông 2 cấp có thể nén đến áp suất 15 bar. Loại máy
nén khí kiểu pittông 3, 4 cấp có thể nén áp suất đến 250 bar.
Loại máy nén khí một cấp và 2 cấp thích hợp cho hệ thống điều khiển bằng
khí nén trong công nghiệp. Máy nén khí kiểu pittông được phân loại theo số cấp
nén, loại truyền động và phương thức làm nguội khi nén. Ngoài ra người ta cũng
phân loại theo vị trí của pittông.
2.1.2 Máy nén khí kiểu cánh gạt
Hình 2.7 Nguyên lí hoạt động của máy nén khí kiểu cánh gạt
Nguyên lý hoạt động:

cho hiệu suất tốt hơn. Trong hình 2.11 trục chính (2) có 4 đầu mối (4 răng), trục
phụ (1) có 5 đầu mối (5 răng).
Máy nén khí phục vụ cho công nghệ thực phẩm, ví dụ công nghiệp chế biến
thực phẩm, công nghiệp hóa chất, người ta thường sử dụng loại máy nén khí
không có dầu bôi trơn. Đối với công nghiệp nặng, nhất là trong lĩnh vực điều
khiển, thì người ta thường sử dụng máy nén khí có dầu bôi trơn, để tránh sự ăn
mòn hệ thống ống dẫn và các phần tử điều khiển.
2.1.4 Máy nén khí kiểu root
Nguyên lý hoạt động :
Máy nén khí kiểu root gồm có 2 hoặc 3 cánh quạt (pittông có dạng hình số 8),
xem biểu diễn ở hình 2.16. Các pittông đó được quay đồng bộ bằng bộ truyền
động ở ngoài thân máy và trong quá trình quay không tiếp xúc với nhau. Như vậy
khả năng hút của máy phụ thuộc vào khe hở giữa 2 pittông, khe hở giữa phần quay
và thân máy.
Máy nén khí kiểu root tạo ra áp suất không phải theo nguyên lý thay đổi thể
tích, mà có thể gọi là sự nén từ dòng phía sau. Điều đó có nghĩa là, khi rôto quay
được một vòng, thì vẫn chưa tạo áp suất trong buồng đẩy, cho đến khi rôto quay
tiếp đến vòng thứ 2, thì dòng lưu lượng đó đẩy vào dòng lưu lượng ban đầu và
cuối cùng mới vào buồng đẩy. Với nguyên tắc hoạt động này, dẫn đến tiếng ồn
tăng lên.a b
Hình 2.17 Cấu trúc cánh quạt
Hình 2.16 Nguyên lý hoạt động của
máy nén khí kiểu root
2.2 THIẾT BỊ XỬ LÝ KHÍ NÉN :
2.2.1 Yêu cầu về khí nén :
Khí nén được tạo ra từ những máy nén khí chứa đựng nhiều chất bẩn, độ bẩn có
thể ở những mức độ khác nhau. Chất bẩn bao gồm bụi, độ ẩm của không khí được

Lọc bụi
Hấp thụ khô bằng
chất làm lạnh
Sấy khô bằng
chất làm lạnh
Hình 2.18 : Các phương pháp xử lí khí nén
Tuy nhiên sử dụng khí nén trong hệ thống điều khiển và một số thiết bị khác,
đòi hỏi chất lượng của khí nén cao hơn. Để đánh giá chất lượng của khí nén, Hội
đồng các xí nghiệp châu Âu PNEUROP–6611 (Euopean Committee of
Manufactures of Compressors, Vacuumumps and Pnematic tools) phân ra thành 5
loại, trong đó có tiêu chuẩn về độ lớn của chất bẩn, áp suất hoá sương, lượng dầu
trong khí nén được xác định. Cách phân loại này nhằm định hướng cho những nhà
máy, xí nghiệp chọn đúng chất lượng khí nén tương ứng với thiết bị sử dụng.
Hệ thống xử lí khí nén được phân loại thành 3 giai đoạn, được mô tả ở hình 2.18 :
− Lọc thô:
Làm mát tạm thời khí nén từ máy nén khí ra, để tách chất bẩn, bụi. Sau đó khí
nén được vào bình ngưng tụ, để tách ra hơi nước.
Giai đoạn lọc thô là giai đoạn cần thiết nhất cho vấn đề xử lý khí nén.
− Phương pháp sấy khô:
Giai đoạn này xử lí tuỳ theo chất lượng yêu cầu của khí nén.
− Lọc tinh :
Xử lí khí nén trong giai đoạn này, trước khi đưa vào sử dụng. Giai đoạn này
rất cần thiết cho hệ thống điều khiển.
2.2.2 Bộ lọc
2.2.2.1 Yêu cầu
Ở trên phần đã trình bày một số phương pháp xử lí khí nén trong công nghiệp.
Tuy nhiên trong một số lĩnh vực, ví dụ: những dụng cụ cầm tay sử dụng truyền
động khí nén hoặc một số hệ thống điều khiển đơn giản thì khôngnhất thiết phải
thực hiện trình tự như vậy.
.

qua lỗ xả khí ra ngoài. Cho đến chừng nào, áp suất của đường ra giảm bằng áp suất
được điều chỉnh ban đầu, thì vị trí kim van trở về vị trí ban đầu.
2.2.2.4 Van tra dầu
Để giảm lực ma sát, sự ăn mòn và sử gỉ của các phần tử trong hệ thống điều
khiển bằng khí nén, trong thiết bị lọc có thêm van tra dầu. Nguyên tắc tra dầu
được thực hiện theo nguyên lí tra dầu Venturi (hình 2.30).
Hình 2.30 Nguyên lý tra dầu Venturi
Theo hình 2.30, điều kiện để tra dầu có thể qua ống Venturi là tổn thất áp suất
p phải lớn hơn áp suất cột dầu H: p = ξ . p/2 . w
2
. (1 – d
4
/D
4
) > p
dầu
.g.H
Cấu tạo của van tra dầu, xem hình 2.31.

1. Vòi phun Venturi
2. Bình chứa dầu
3. Ống Venturi
4. Vít điều chỉnh
5. Lỗ quan sát
Khí nén vào
Ống Venturi
Van một chiều
Ống dẫn dầu
Vít điều chỉnh
Lỗ quan sát