Nguyên lý, cấu tạo của máy nén khí Piston

Máy nén khí Piston là dòng máy nén không khí được nhiều doanh nghiệp ưa chuộng bởi tính nhỏ gọn, dễ sử dụng, bảo dưỡng. Máy được ứng dụng nhiều trong đời sống với những máy dân dụng dùng bơm xe hay rửa xe, hay kể cả những máy công nghiệp công suất lớn, chuyên dùng cho những ngành công nghiệp hạng nặng. Bài viết dưới đây của Khí Nén Á Châu sẽ giúp các bạn hiểu rõ hơn về nguyên lý hoạt động của máy nén khí Piston.

Máy nén khí Piston là gì?

Máy nén khí piston là loại máy nén hơi có công suất từ 1/2HP – 30HP. Đây là thiết bị có chức năng tăng áp suất chất khí, từ đó giúp tạo năng lượng cho dòng khí tăng lên và khiến dòng khí đó tăng áp suất. 

Việc sử dụng máy nén khí piston sẽ giúp người dùng tiết kiệm được tối đa công sức trong quá trình làm việc. Máy nén khí chuyên dụng được sử dụng rất nhiều tại các cửa hàng sửa chữa xe máy. Bởi những ưu điểm như thời gian nén hơi nhanh, dung tích bình chứa lớn và lượng khí nhiều.

Cấu tạo máy nén khí Piston

Hiện nay, máy nén khí piston được chia thành 2 loại: máy nén 1 cấp và 2 cấp. Cấu tạo máy nén piston của 2 dòng này như sau:

• Máy nén khí 1 cấp: gồm có các bộ phận Piston, xilanh, thanh truyền, con trượt, van nạp khí, tay quay, con đẩy, van xả khí,…
• Máy nén khí 2 cấp: Piston, cần đẩy, xilanh, con trượt, tay quay, thanh truyền, phớt, van xả, van nạp, bình làm mát khí…

Từ thành phần cấu tạo máy nén khí piston của 2 dòng trên, có thể thấy rằng cấu tạo của máy nén hơi đơn giản hơn rất nhiều so với máy nén khí trục vít.

Nếu chỉ nhìn vào bề ngoài của máy nén hơi piston thì người dùng khó có thể phân biệt đâu là dòng máy 1 cấp và 2 cấp. Tuy nhiên, mọi người có thể quan sát và phân biệt 2 dòng máy này là bộ phận làm mát khí.

Bình làm mát khí sẽ chỉ được trang bị ở dòng máy nén 2 cấp, còn máy nén hơi 1 cấp sẽ không có bộ phận này.

Cấu tạo máy nén khí piston có dầu

1, Van kiểm tra khí bình tích
2, Van an toàn
3, khóa nguồn cấp khí
4, Van xả nước điện
5, Công tắc áp suất (rơ le áp suất)
6, Tiếp điểm khí nén xà xì không tải
7, Đồng hồ đo áp suất
8, Van an toàn phụ

Cấu tạo đầu nén piston có dầu

Cooling copper tubing – Ống đồng làm mát        
② Inlet and outlet valves – Cửa nạp cửa xả
③ Cylinder head – Buồng đẩy xi lanh (Nắp cáp lê)
④ Cylinder – Thành xi lanh
⑤ Crankshaft – Trục khuỷu
⑥ Piston ring – Séc măng
⑦ Connecting rod – Tay biên
⑧ Bearing – Vòng bi
⑨ Air filter – Bầu lọc gió
⑩ Automatic unloading device – Xả giảm thanh, vệ sinh máy
⑪ Belt-driven pulley for the compressor – Pulley
⑫ Crankcase – The center hole and surfaces of the bearing.

Cấu tạo máy nén khí piston không dầu

Máy nén khí không dầu ưu tiên tạo ra khí sạch (oil free), cấu tạo của chúng lược bỏ bộ phận bôi trơn bằng dầu. Thay vì sử dụng séc măng chúng sử dụng màng vật liệu.

Tên gọi	Filler Type/ chất liệu	Hay dùng
Virgin PTFE	100% PTFE	Máy trung quốc
Inorganic filler	Glass fiber, Graphite, Bronze, Carbon fiber, MoS2	Máy trung quốc. #
Organic filler	Polyimide, Aromatic Polyester, Polypheylene Sulfide	Máy trung quốc, #
Seal ring	Carbon Filled Teflon	Hitachi bebicon, G7

Mỗi hãng máy có sơ đồ cấu tạo khác nhau vui lòng xem chi tiết tại manual theo hãng máy tại chuyên mục >>Tài liệu manual trên website này

Nguyên lý hoạt động tổng quát của máy nén khí Piston

Máy nén khí Piston sử dụng một piston di chuyển bên trong một chiếc xy lanh để nén khí. Khi Piston di chuyển xuống, khí được hút vào. Khi Piston di chuyển lên, khí được nén. Có hai bộ van đảm bảo việc hút khí và thoát khí. Một van (thường là bên trong đầu xi lanh) làm nhiệm vụ đảm bảo việc khí được hút vào không thể thoát ra và chảy ngược trở lại khi Piston di chuyển xuống trở lại. Máy nén khí Piston có loại nhỏ (chỉ một vài HP) cho đến loại trung bình (khoảng 20HP trở lại). Nó phụ thuộc vào nhu cầu sử dụng khí của bạn. Nếu bạn cần nhiều khí, máy nén khí trục vít sẽ là lựa chọn tốt hơn.

Máy nén khí Piston thường được sử dụng nhiều trong các nhà xưởng không cần lượng khí quá lớn hoặc lượng khí liên tục. Nó sẽ chỉ khởi động tự động khi độ tụt áp dưới điểm cài đặt và dừng khởi động khi áp suất đạt tới điểm cài đặt cao nhất.

Xem thêm: Máy nén khí Piston

Phân loại máy nén khí Piston

Máy nén khí Piston được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp với công suất lớn làm việc hiệu quả, máy được chia làm 2 loại máy nén khí: Phân loại máy nén khí Piston theo cấp nén khí và phân loại máy nén khí theo chất lượng khí 

Phân loại máy nén khí Piston theo cấp nén khí

Máy nén khí Piston được chia làm 3 loại cấp nén chính : Máy nén khí  piston 1 cấp, máy nén khí piston 2 cấp, máy nén khí piston 3 cấp. Dưới đây là nguyên lý hoạt động của máy nén khí Piston theo cấp nén.

Nguyên lý hoạt động của máy nén khí piston 1 cấp

Ở kỳ nạp, phía trên piston hình thành chân không, do đó không khí đi vào buồng nén thông qua van nạp. Sự chênh lệch áp suất gây ra bởi chân không trên bề mặt piston sẽ khiến van này mở tự động. Trục khuỷu điều khiển piston của máy qua thanh truyền. Van xả và van hút nằm ở phía trên xy lanh. Thông thường, một chiếc máy nén không khí piston có tối thiểu một và tối đa là sáu xy lanh tùy theo tính chất công việc.

Van nạp đóng và quá trình nén khí xảy ra khi piston đi xuống  điểm chết dưới và bắt đầu đi lên, gây ra sự biến đổi áp suất phía trên và dưới khiến không khí đi vào buồng nén.

Khí đi vào bên trong xy lanh, thể tích xy lanh giảm dần để nén khí tới mức áp suất nhất định. Mức áp suất này được xác định khi áp suất bên trong xy lanh lớn hơn áp suất dòng chảy. Thời điểm này, van xả mở ra, giúp khí thoát ra ngoài, đi vào hệ thống khí nén.

Thể tích tiếp tục giảm, khi piston lên đến điểm chết trên và bắt đầu đi xuống trở lại thì van xả sẽ tự động đóng. Piston lại tiếp tục dịch chuyển về điểm chết dưới, thể tích và áp suất của xy lanh tăng. Áp suất của dòng khí lớn hơn áp suất xy lanh, van hút mở và lại tiếp tục một chu trình nén khí mới.

Máy bơm khí nén piston 1 cấp, có thể nén đến áp suất 10 bar.

Máy nén piston là một dạng của nguyên lý nén thể tích. Dùng lực ép của piston trong buồng xi lanh làm giảm thể tích của khối không khí, qua đó tăng áp suất không khí tạo ra khí nén. Quá trình nén không khí làm giảm thể tích trong khi tăng khối lượng riêng và nhiệt độ của khí nén. Nguyên lý có thể được hiểu đơn giản như một chiếc bơm xe quen thuộc.

Nguyên lý nén thể tích kiểu piston áp dụng cho công nghệ máy nén piston cao áp, tăng áp -booster, piston có dầu, piston không dầu…. Tùy công nghệ nén chúng có cấu tạo khác nhau.

Quy trình có thể được chia nhỏ thành các bước như sau:

1. Khí đi vào xi lanh qua van nạp.
2. Piston kéo ra khỏi van nạp và cho phép khí đi vào các xi lanh.
3. Trục khuỷu cung cấp năng lượng cho piston, nén khí trong một hành trình với áp suất.
4. Trong máy nén hai cấp, không khí đi đến xi lanh thứ hai để thực hiện một vòng nén khác. Một pít tông thứ hai nén khí ở tốc độ 175 psi.
5. Sau khi hoàn tất, khí nén được đưa đến một bình chứa để sử dụng.

Nguyên lý hoạt động của máy nén khí piston 2 cấp

Máy nén khí piston 2 cấp thực hiện chu trính nén dựa trên sự chuyển động tịnh tiến của Piston giống như 1 cấp. Quá trình tạo khí bao gồm hút khí, nén khí và xả khí. Tuy nhiên máy bơm khí nén piston 2 cấp 1 chiều, không khí phải thông qua hai lần nén mới đạt được mức áp suất theo yêu cầu.

Dòng sản phẩm này thường dùng cho những cửa hàng sửa chữa xe ô tô, xe máy; xưởng sản xuất yêu cầu áp lực làm việc của khí nén trên 12kg/cm3.

Máy nén không khí piston 2 cấp tạo áp lực khí, hiệu năng hoạt động tốt hơn máy 1 cấp

Nguyên lý máy nén hai cấp nén hoàn toàn giống với nguyên lý máy đơn cấp. Có sự khác biệt duy nhất là cấp nén số 2 có khí đầu vào = áp suất đầu ra cấp số 1. Nhờ đó áp suất sau cấp nén số 2 bằng tổng hai áp suất cấp nén số 1 và số 2. P = P1 + P2.
P1: Áp suất khí nén sau cấp nén số 1
P2: Áp suất khí nén tăng nên tại cấp nén số 2.
P: áp suất khí nén của máy nén khí.

Xem thêm: Máy nén khí Piston một cấp so với hai cấp

Nguyên lý hoạt động của máy nén khí piston 3 cấp

Về cơ bản,máy nén khí piston 3 cấp cũng thực hiện chu trình nén khí dựa trên sự di chuyển tịnh tiến của piston giống với 2 cấp.Tuy nhiên,ở lần nén đầu tiên hoặc lần thứ 2, khí nén chưa đáp ứng được yêu cầu sử dụng của đơn vị mà phải cần đến lần nén thứ 3.

Dòng máy nén khí nhiều cấp này được ứng dụng cho những công việc sử dụng nguồn khí nén có áp lực cao, lưu lượng lớn,ứng dụng trong những ngành như: khai thác khoáng sản,xây dựng cầu đường…

Máy nén khí Piston phân loại theo chất lượng khí

Chất lượng khí của máy nén khí Piston được chia làm 2 loại: Máy nén khí Piston có dầu và máy nén khí Piston không dầu

Máy nén khí Piston có dầu

Máy nén khí piston có dầu hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển động của piston nằm trong xilanh. Khi piston di chuyển xuống, không khí từ bên ngoài sẽ được hút vào đầu nén. Khi piston đi lên, thể tích khí giảm làm áp lực khí tăng đến một mức nhất định.

Mức áp lực này được xác định khi áp suất khí bên trong xilanh lớn hơn áp suất của dòng chảy bên ngoài. Khí áp lực đã đạt đến hạn mức, van xả sẽ mở, không khí thoát ra ngoài, đi đến hệ thống khí nén. Lúc này, quá trình nén khí 1 cấp được hoàn thành, khí được nén ở mức khoảng 10bar.

Đối với trường hợp cần lượng khí nén có áp lực cao hơn, người ta sẽ sử dụng tới máy nén khí 2 cấp. Về cơ bản, máy cũng hoạt động tương tự máy 1 cấp. Chỉ khác là khí nén sau khi hoàn thành lần nén đầu sẽ không trực tiếp đi vào hệ thống khí nén hay bình chứa mà được tiếp tục đưa lên bình làm mát. Sau đó, khí nén được đưa đến một xilanh khác để thực hiện quá trình nén lần 2. Sau khi kết thúc lần nén này, khí mới được đưa vào bình chứa.

Máy nén khí Piston không dầu

Máy nén khí piston không dầu thuộc phân khúc máy nén khí công nghiệp, có hiệu suất làm việc cao hơn gấp 2 lần máy nén khí không dầu đầu liền. Đầu nén khí được đúc liền khối với piston có khả năng chịu áp lực lên tới 8bar.

Máy có hiệu suất làm việc cao gấp 2 lần máy nén khí không dầu đầu liền. Mô tơ được quấn 100% dây đồng có độ bền lên tới 7 năm.

Ứng dụng máy nén khí Piston

Với dung tích bình chứa đa dạng lên đến 300 lít, Máy nén khí Piston được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp với các ứng dụng đa dạng như: 

• Trong xưởng chế biến thực phẩm: hỗ trợ sấy khô nguyên liệu, hút chân không thực phẩm, vận hành máy chiết dung dịch,…
• Cung cấp oxy cho đầm nuôi tôm, máy in trong xưởng in công nghiệp,…
• Y tế: Trong một số trường hợp, máy nén khí được sử dụng trong ngành y tế như cung cấp khí cho các thiết bị y tế và máy nén oxy.
• Hệ thống Gara ô tô: Sử dụng để cung cấp khí nén cho các thiết bị thổi sạch, làm sạch, hoặc tháo lắp trong việc bảo dưỡng ô tô.
• Xây dựng và Xưởng sản xuất: Dùng để cung cấp khí nén cho máy công cụ, máy hàn, máy cưa và các thiết bị khác trong quá trình sản xuất và xây dựng
• Điện tử: Trong sản xuất linh kiện điện tử, máy nén khí được sử dụng để làm sạch và thổi khô các bộ phận.

Ngoài ra, máy được sử dụng trong khu khai thác dầu mỏ để cung cấp oxy cho thợ đào hầm.

Xem thêm: Máy nén khí Piston: Những điều bạn cần biết

Top 5 máy nén khí Piston được sử dụng phổ biến trong lĩnh vực công nghiệp

Dưới đây top 5 máy nén khí được sử dụng nhiều nhất hiện nay:

Máy nén khí Piston Fusheng

Máy nén khí Fusheng là một trong những model nổi bật của thương hiệu máy nén khí Fusheng. Dòng máy này được người dùng đánh giá cao bởi khả năng cấp lưu lượng khí nén ổn định, đáp ứng nhu cầu sử dụng khắt khe của các đơn vị doanh nghiệp hiện nay. 

Đặc điểm máy nén khí Piston Fusheng

• Kích thước nhỏ gọn, dễ dàng vận hành và lắp đặt, bảo dưỡng, phù hợp với mọi không gian. Vỏ máy được phun sơn tĩnh điện, đẹp mắt chống ăn mòn, gỉ sét.
• Di chuyển dễ dàng nhờ tích hợp hệ thống 4 bánh xe đa hướng giúp người dùng không mất nhiều công sức.
• Thao tác dễ dàng, vận hành đơn giản, có thể quan sát được mọi thay đổi của thiết bị trong quá trình vận hành, làm việc.
• Các linh kiện, phụ tùng của máy rất phổ biến trên thị trường nên dễ dàng sửa chữa khi gặp sự cố ngoài ý muốn.

Xem thêm: Máy nén khí Piston Fusheng A series 

Máy nén khí Piston Hanshin 

Máy nén khí Piston Hanshin được biết đến là sản phẩm bán chạy nhất tại Hàn Quốc cho đến thời điểm hiện tại. Máy nén khí piston nhỏ làm mát bằng không khí của Hanshin là công ty bán hàng lớn nhất tại Hàn Quốc nó trở thành thương hiệu toàn cầu.

Đặc điểm máy nén khí Piston Hanshin

• Tốc độ hoạt động chậm đảm bảo hiệu quả cao, nhiệt độ hoạt động thấp và tuổi thọ cao hơn. Máy nén pittông công nghiệp một cấp, gang, hạng nặng.
• Hoạt động êm ái, không rung động nhờ các bộ phận cân bằng động, thiết kế tốc độ chậm.
• Tất cả các bộ phận chính hãng của chúng tôi đều được gia công bởi trung tâm gia công CNC và được kiểm tra bởi hệ thống kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt của HANSHIN để đảm bảo vận hành không gặp sự cố.
• Thiết kế hoàn toàn khác biệt với RPM thích hợp, lưu lượng gió hợp lý và khả năng làm mát tuyệt vời cho phép xả khí hiệu quả hơn và tuổi thọ làm việc lâu hơn.

Xem thêm: Máy nén khí Piston Hanshin

Máy nén khí Piston Atlas copco

Máy nén piston Atlas copco được thiết kế để có thể vận hành liên tục, đáng tin cậy và an toàn với chi phí thấp, máy nén kiểu pít-tông tịnh tiến không dầu P của chúng tôi có cấu hình 3 và 4 giai đoạn nén trong một thiết kế gọn nhẹ.

Đặc điểm máy nén khí Atlas Copco

• Thiết kế tiên tiến làm giảm tải ma sát, khả năng làm mát tuyệt vời và nhiệt độ giữa các giai đoạn thấp làm tăng tuổi thọ của máy.
• Bộ điều khiển Elekronikon® mang đến tổng quan chi tiết về tình trạng vận hành của bạn. Thiết kế khung ngang khiến việc bảo trì trở nên nhanh chóng và dễ dàng.

Xem thêm: Máy nén piston công nghiệp cao áp P Atlas copco

Máy nén khí Piston Kuyng won

Máy nén khí piston Kyungwon được sử dụng rất nhiều tại các nhà máy sản xuất. Với một giải pháp tổng thể về hệ thống khí nén, sản xuất các loại máy nén khí Piston, máy nén khí Piston ngâm dầu, máy nén khí trục vít, máy nén khí trục vít ngâm dầu, các loại  máy sấy, thiết bị lọc đáp ứng và thỏa mãn mọi nhu cầu của khách hàng.

Đặc điểm máy nén khí Piston Kyung won

• Tiếng ồn thấp, độ rung thấp thông qua hoạt động tốc độ thấp.
• Độ bền tuyệt vời với hoạt động ở tốc độ thấp và hệ thống làm mát độc lập.
• Hiệu suất và độ tin cậy tuyệt vời được đảm bảo bằng việc sử dụng các linh kiện chất lượng cao nhất.
• Kết nối đường ống tiện lợi được cải thiện bằng cách áp dụng ổ cắm 2 chiều

Xem thêm: Máy nén khí Kyungwon GR Series

Máy nén khí Piston Swan

Máy nén khí piston Swan dạng thấp áp SVU-201 là loại máy nén khí piston có bình chứa lớn, áp xuất ra ổn định,lượng khí ra cao, bảo vệ mất dầu bôi trơn, sử dụng bền lâu chống rò rỉ với sơn tỉnh điện, tuổi thọ của máy cao.

Đặc điểm máy nén khí Piston Swan

• Lượng khí cung cấp nhiều, ổn định, bình khí lớn, quạt gió lơn
• Cấu tạo của thân máy đặc biệt giúp nâng cao tuổi thọ sử dụng
• Thiết kế chống thấm nước, thích hợp cho sử dụng trong nhà và ngoài trời
• Có bảng điều khiển thông minh trên máy giúp người sử dụng theo dõi được tình trạng vận hành, hư hỏng cúa máy…
• Hiệu suất làm việc cao,Vận hành liên tục 24 giờ
• Hệ thống lọc dầu bôi trơn hiệu quả
• Sản phẩm sử dụng các chất liệu kim loại tản nhiệt tốt nhất đươc sơn tĩnh điện qua đó làm tăng tuổi thọ trong quá trình sử dụng
• Giá cả phải chăng, dễ dàng bảo trì
• Có thể cố định hoặc di chuyển

Xem thêm: Máy nén khí 7-8HP Swan bôi trơn bắt buộc

Khí nén Á Châu – địa chỉ mua máy nén khí uy tín

• Chất lượng đảm bảo: Cam kết hàng chính hãng 100%, có nguồn gốc xuất xứ rõ ràng.
• Giá thành hợp lý: Mức giá cạnh tranh nhất so với cùng sản phẩm tương tự.
• Đội ngũ kĩ thuật nhiều kinh nghiệm: Hỗ trợ thay thế và bảo dưỡng máy nén khí định kỳ.
• Tư vấn thiết kế hệ thống máy nén khí: Được kỹ thuật có chuyên môn trực tiếp tư vấn.
• Phân phối toàn quốc: Vận chuyển toàn quốc, thanh toán linh hoạt.