Vào những năm 1600, nhà khoa học người Đức Otto von Guericke đã thực hiện một thí nghiệm để chứng minh sức mạnh của khí nén. Ông đã dùng hai bán cầu kim loại áp chặt vào nhau, sau đó rút hết khí ra ngoài. Kết quả, 16 con ngựa cũng không thể tách rời hai bán cầu. Thí nghiệm này đã đặt nền tảng cho ngành công nghiệp khí nén mà chúng ta sử dụng ngày nay.
1. Khí nén là gì? – “Người khổng lồ vô hình”
Khí nén là khí được đưa vào trạng thái nén, làm tăng áp suất và giảm thể tích. Nguồn khí nén chủ yếu là khí quyển tự nhiên, trong đó các thành phần chính bao gồm:
- 78% Nitơ (N2) – Giúp tạo sự ổn định.
- 21% Oxy (O2) – Hỗ trợ sự cháy và quá trình oxy hóa.
- 1% khác – Argon, CO2, Neon…
Khí nén không chỉ là khí quyển, mà có thể được tinh chế để tạo ra khí Nitơ tinh khiết hoặc Oxy dùng trong y tế.
2. Cách tạo ra khí nén trong công nghiệp
Giai đoạn 1: Nén khí – “Trái tim” của hệ thống
Nguyên lý nén khí
Nén khí là quá trình giảm thể tích khí để tăng áp suất, giúp khí có thể được lưu trữ và sử dụng hiệu quả hơn.
Các loại máy nén khí phổ biến
| Đặc điểm | Máy nén khí trục vít có dầu | Máy nén khí trục vít không dầu | Máy nén khí piston | Máy nén khí ly tâm/turbo | Máy nén khí cuộn (oil free) | Máy thổi khí |
| Nguyên lý | Nén khí bằng trục vít có dầu bôi trơn | Nén khí bằng trục vít không dầu | Nén khí bằng piston trong xi lanh | Nén khí bằng lực ly tâm | Nén khí bằng chuyển động xoắn của cuộn | Tạo luồng khí bằng cánh quạt |
| Ưu điểm | Hiệu suất cao, độ bền cao, hoạt động liên tục | Khí nén sạch không dầu, thích hợp cho ngành y tế, thực phẩm | Giá thành thấp, dễ bảo trì | Lưu lượng khí lớn, hiệu suất cao, độ ồn thấp | Khí nén sạch, ít rung, độ ồn thấp | Lưu lượng khí lớn, áp suất thấp |
| Nhược điểm | Khí nén có thể lẫn dầu, cần bộ tách dầu | Chi phí đầu tư cao, bảo trì phức tạp | Độ ồn cao, hiệu suất thấp hơn trục vít | Chi phí đầu tư cao, bảo trì phức tạp | Công suất nhỏ hơn so với máy trục vít, chi phí cao | Không tạo ra áp suất cao |
| Ứng dụng | Công nghiệp nặng, sản xuất, chế tạo | Y tế, thực phẩm, điện tử | Các ứng dụng nhỏ, xưởng cơ khí | Các nhà máy lớn, yêu cầu lưu lượng khí cao | Y tế, phòng thí nghiệm, các ngành cần khí sạch | Cấp khí cho hệ thống xử lý nước, vận chuyển vật liệu |
Máy nén khí ACCOM
- Dòng máy nén trục vít có dầu: ASA, EAS, AS, AS Plus, AS / L.
- Dòng máy nén không dầu: ASO, ARO, ACO.
- Dòng máy nén cao áp: AH, AHO.
Sự khác biệt giữa dòng “economy” và “cao cấp”: Dòng cao cấp có đầu nén AB 06 vòng bi, dòng economy có 04 vòng bi.
Giai đoạn 2: Xử lý khí nén – “Lọc sạch” và “Làm khô”
Tầm quan trọng của việc xử lý khí nén
Khí nén chứa nhiều tạp chất như bụi, hơi nước và dầu. Việc xử lý khí giúp bảo vệ thiết bị và đảm bảo chất lượng sản xuất.
Các thiết bị xử lý khí nén
- Bộ lọc khí:
| Tính Năng | Bộ lọc đường ống LF | Bộ lọc đường ống khí sạch LC | Bộ lọc đường ống cao áp LH | Lọc tách dầu đường ống OR | Lõi lọc đường ống E9 / E7 / E5 / E3 |
| Chức năng chính | Lọc sơ cấp, loại bỏ bụi bẩn, tạp chất cơ bản. | Lọc tinh, loại bỏ các hạt bụi nhỏ, tạp chất còn sót lại sau lọc sơ cấp | Lọc cao áp, loại bỏ tạp chất trong hệ thống khí nén áp suất cao | Loại bỏ dầu khỏi khí nén; dầu và nước được xả qua hệ thống tách dầu | Phụ tùng thay thế cho các bộ lọc đường ống Các cấp độ lọc khác nhau (E9, E7, E5, E3) tương ứng với kích thước hạt lọc khác nhau. |
| Vật liệu | Có thể có vỏ kim loại, nhựa tùy loại. | Có thể có vỏ kim loại, nhựa tùy loại. | Thường có vỏ kim loại chịu áp lực cao. | Có thể có van xả dầu lẫn nước | Vật liệu lọc khác nhau tùy theo cấp độ (ví dụ: sợi thủy tinh, than hoạt tính). |
| Ứng dụng | Hệ thống khí nén thông thường. | Các ứng dụng yêu cầu khí nén sạch, không lẫn tạp chất | Hệ thống khí nén cao áp, thường dùng trong hệ thống khí nitơ | Loại bỏ dầu để đảm bảo chất lượng khí nén cho các ứng dụng nhạy cảm (thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm) | Thay thế định kỳ để duy trì hiệu quả lọc của các bộ lọc đường ống |
| Đặc điểm nổi bật | Dòng lọc cơ bản, giá cả phải chăng. | Đảm bảo khí nén sạch hơn cho các ứng dụng cần độ tinh khiết cao. | Thích hợp cho các hệ thống áp lực cao. | Tách dầu hiệu quả, giảm thiểu ô nhiễm môi trường | Có nhiều cấp độ lọc để lựa chọn, phù hợp với các nhu cầu khác nhau |
| Lưu ý khác | Cần thay thế định kỳ để đảm bảo hiệu quả lọc. | Cần thay thế định kỳ để đảm bảo hiệu quả lọc. | Cần kiểm tra và bảo dưỡng thường xuyên để đảm bảo an toàn. | Dầu thu gom được xử lý riêng, tránh gây ô nhiễm môi trường. | E9 có thể lọc thô hơn, E3 lọc tinh hơn |
| Đặc điểm | Máy sấy tác nhân lạnh | Máy sấy hấp thụ |
| Nguyên lý | Làm lạnh khí nén để ngưng tụ hơi nước | Sử dụng vật liệu hút ẩm để loại bỏ hơi nước |
| Ưu điểm | Chi phí đầu tư thấp, dễ bảo trì, hoạt động ổn định | Khí nén khô hơn, điểm sương thấp hơn |
| Nhược điểm | Điểm sương không thấp bằng máy sấy hấp thụ | Chi phí đầu tư cao hơn, bảo trì phức tạp hơn |
| Ứng dụng | Các ứng dụng công nghiệp thông thường | Các ngành yêu cầu khí nén khô, sạch, ví dụ: điện tử, dược phẩm, cắt laser |
| Các dòng sản phẩm | FD, FDA, FDW, FDV, FDH, EFDA | CD, CDA, CDH, CDB4, CDB7, CDT, CDT/L, CD module |
- Bộ tách dầu:
- Loại bỏ dầu khỏi khí nén bằng bộ lọc OR.
- Phụ kiện khác:
- Van xả nước: AD.
- Bộ phân tách dầu-nước: WO.
Giai đoạn 3: Lưu trữ và phân phối khí nén
Bình tích áp
- Lưu trữ khí nén, ổn định áp suất.
- Đảm bảo cung cấp khí nén liên tục và giảm tải cho máy nén.
Hệ thống đường ống dẫn khí nén
- Vật liệu sử dụng: Ống thép, nhôm hoặc nhựa chịu áp lực cao.
- Thiết kế: Giảm tổn thất áp suất, tối ưu lưu lượng khí nén.
- Lắp đặt: Hệ thống đường ống cần được bố trí hợp lý để tránh rò rỉ và đảm bảo hiệu suất.
3.Ứng dụng “đa năng” của khí nén trong kỷ nguyên công nghiệp 4.0
Các ngành công nghiệp tiêu biểu
- Chế tạo: Sử dụng khí nén để vận hành máy móc tự động, hệ thống robot công nghiệp, băng tải và dây chuyền sản xuất. Hỗ trợ các thiết bị nâng hạ, gia công cơ khí và hệ thống điều khiển khí động học.
- Xây dựng: Ứng dụng trong các công cụ khí nén như búa đục, khoan đá, thiết bị nâng hạ và máy bơm bê tông. Giúp tăng hiệu suất thi công và giảm thiểu công sức lao động.
- Y tế: Khí nén sạch được sử dụng trong máy thở, thiết bị phẫu thuật, hệ thống tiệt trùng và bảo quản thuốc. Đảm bảo môi trường y tế vô trùng và an toàn cho bệnh nhân.
- Thực phẩm: Được ứng dụng trong quá trình đóng gói, vận chuyển thực phẩm, làm sạch dây chuyền sản xuất và bảo quản thực phẩm ở môi trường khí quyển kiểm soát.
- Khai khoáng: Cung cấp khí cho hệ thống thông gió hầm mỏ, hỗ trợ vận hành các thiết bị khai thác, khoan hầm và xử lý bụi trong môi trường khai thác.
- Bảo dưỡng và sửa chữa xe: Sử dụng khí nén trong hệ thống bơm lốp, xịt rửa xe, vận hành dụng cụ sửa chữa chuyên dụng và nâng hạ xe trong các gara ô tô.
Ứng dụng cụ thể
- Vận hành máy móc & thiết bị: Động cơ khí nén, xi lanh khí nén được sử dụng để tạo động lực cho nhiều loại thiết bị công nghiệp.
- Công cụ khí nén: Máy khoan, máy mài, súng bắn đinh, súng phun sơn trong ngành xây dựng và cơ khí.
- Hệ thống tự động hóa: Khí nén là nguồn năng lượng chính cho robot công nghiệp, cánh tay robot và băng tải.
- Kiểm tra & thử nghiệm: Sử dụng để kiểm tra độ kín, đo áp suất trong các hệ thống khí động học.
- Van điều khiển khí nén: Các loại van như van bướm, van bi, van cầu, van dao, van y xiên giúp kiểm soát dòng chảy khí nén một cách chính xác.
Khí nén trong ngành công nghiệp 4.0
- IoT & Tự động hóa: Kết hợp khí nén với hệ thống cảm biến và IoT để giám sát và điều khiển từ xa.
- Trí tuệ nhân tạo (AI): Tối ưu hóa vận hành hệ thống khí nén, giảm tiêu hao năng lượng và tăng tuổi thọ thiết bị.
- Sản xuất thông minh: Ứng dụng trong các nhà máy thông minh giúp cải thiện hiệu suất và tối ưu chi phí vận hành.
Ứng dụng trong công nghệ 4.0
4. “Góc nhìn chuyên gia”: Lựa chọn và tối ưu hệ thống khí nén
Các yếu tố cần cân nhắc khi chọn hệ thống khí nén
- Nhu cầu sử dụng: Xác định lưu lượng, áp suất và độ sạch của khí nén để phù hợp với ứng dụng.
- Loại máy nén khí: Chọn máy có dầu hoặc không dầu, piston, trục vít hoặc ly tâm tùy vào mục đích sử dụng.
- Thiết bị xử lý khí nén: Bộ lọc, máy sấy khí, bộ tách dầu đảm bảo chất lượng khí nén.
- Bình tích áp: Lựa chọn dung tích phù hợp để ổn định áp suất và giảm tải cho máy nén khí.
- Chi phí đầu tư và vận hành: Xác định ngân sách đầu tư và khả năng tiết kiệm năng lượng trong quá trình vận hành.
- Độ tin cậy và hiệu suất: Sử dụng thiết bị chất lượng cao để đảm bảo hệ thống vận hành ổn định, lâu dài.
- Dịch vụ bảo trì và bảo dưỡng: Cần có kế hoạch kiểm tra định kỳ để kéo dài tuổi thọ hệ thống.
Là nhà cung cấp thiết bị khí nén hàng đầu, ACCOM mang đến giải pháp hiệu quả với các sản phẩm tích hợp công nghệ tiên tiến, giúp doanh nghiệp tối ưu chi phí và đảm bảo hiệu suất cao. Hệ thống khí nén ACCOM được thiết kế để hoạt động bền bỉ, tiết kiệm năng lượng và phù hợp với mọi nhu cầu sản xuất.
