Trong số các dòng máy nén khí được ứng dụng phổ biến hiện nay, máy nén khí ly tâm là thiết bị nổi bật nhờ khả năng hoạt động ổn định ở công suất lớn, phù hợp với nhiều ngành nghề sản xuất công nghiệp và dịch vụ kỹ thuật cao. Nếu bạn đang cân nhắc đầu tư vào dòng máy nén này, bài viết dưới đây của PLB Việt Nam sẽ là nguồn thông tin hữu ích, giúp bạn hiểu rõ hơn về cấu tạo máy nén khí ly tâm và nguyên lý vận hành của thiết bị.

Máy nén khí ly tâm là gì?

Máy nén khí ly tâm – còn gọi là centrifugal compressor – là loại máy nén khí sử dụng lực quay của bánh công tác để tạo ra lực ly tâm, từ đó nén và tăng áp suất của dòng khí. Cụ thể, thiết bị sẽ hút khí vào tâm cánh quạt quay nhanh, sau đó đẩy khí ra ngoài với tốc độ cao, tạo nên sự gia tăng áp lực và lưu lượng khí đầu ra.

Dòng máy này đặc biệt thích hợp cho những hệ thống cần lưu lượng khí lớn, áp suất ổn định và có thể vận hành liên tục trong thời gian dài.

Cấu tạo máy nén khí ly tâm và cơ chế hoạt động

Để có được hiệu suất cao và độ bền lâu dài, máy nén khí ly tâm được chế tạo với một hệ thống linh kiện phức tạp, mỗi bộ phận đều có chức năng và vai trò riêng biệt.

Thành phần cấu tạo chính

• Vỏ ngoài: Là bộ khung bảo vệ toàn bộ thiết bị khỏi tác động môi trường và va đập. Chất liệu thường là hợp kim chịu lực hoặc thép cacbon chống ăn mòn.
• Cánh quạt: Bộ phận quan trọng nhất, có dạng hình đĩa với các cánh cong. Khi quay với tốc độ cực cao, nó tạo ra lực ly tâm mạnh để tăng động năng cho dòng khí.
• Cánh hướng dòng: Nằm sau bánh công tác, có nhiệm vụ điều hướng dòng khí và giảm tốc độ để tăng áp suất. Đây là nơi xảy ra quá trình chuyển hóa động năng thành áp năng.
• Trục : Truyền động từ mô tơ đến bánh công tác. Được gia công chính xác để chịu được tốc độ cao và lực xoắn lớn.
• Động cơ truyền động: Thường sử dụng động cơ điện công suất lớn hoặc tuabin khí, giúp bánh công tác đạt được tốc độ quay mong muốn.
• Vòng bi – ổ trục: Giữ cho trục quay được ổn định và giảm tối đa lực ma sát trong quá trình vận hành. Một số máy nén ly tâm cao cấp sử dụng vòng bi khí hoặc vòng bi trượt thủy động.
• Đường ống hút: Là nơi tiếp nhận không khí từ môi trường bên ngoài. Có thể tích hợp thêm bộ lọc khí để loại bỏ bụi và tạp chất.
• Đường ống xả: Dẫn không khí đã được nén ra ngoài để sử dụng trong các hệ thống khác.
• Bộ làm mát: Có thể là bộ làm mát trung gian (intercooler) hoặc sau nén (aftercooler), giúp kiểm soát nhiệt độ của khí nén, từ đó tăng hiệu suất nén và bảo vệ các linh kiện bên trong.
• Van an toàn: Tự động xả khí khi áp suất vượt quá mức cho phép, đảm bảo vận hành an toàn cho cả hệ thống.
• Bộ điều khiển thông minh: Bao gồm các cảm biến, vi điều khiển và bảng điều khiển điện tử, hỗ trợ người vận hành giám sát thông số như áp suất, nhiệt độ, lưu lượng khí, tốc độ quay, v.v.

Cách thức vận hành của máy nén ly tâm

Sau khi nắm rõ cấu tạo máy nén khí ly tâm , bài viết sẽ tiếp tục giới thiệu về cách thức máy vận hành. Quá trình làm việc của máy nén khí ly tâm có thể được chia thành các giai đoạn như sau:

a) Giai đoạn hút khí

• Không khí bên ngoài được hút vào qua ống hút và đi vào tâm bánh công tác.
• Tại đây, do áp suất thấp hơn, khí dễ dàng bị cuốn vào nhờ chênh lệch áp suất.

b) Giai đoạn tăng tốc

• Khi bánh công tác quay với tốc độ cực cao, lực ly tâm đẩy khí từ tâm ra mép ngoài.
• Lúc này, dòng khí được tăng tốc, động năng của nó tăng lên đáng kể.

c) Giai đoạn chuyển động năng thành áp năng

• Khí tốc độ cao đi vào bộ hướng dòng, nơi tốc độ giảm dần trong khi áp suất tăng lên.
• Sự chuyển hóa này giúp đạt được mức áp suất cần thiết cho các ứng dụng phía sau.

d) Giai đoạn xả khí

• Không khí đã nén với áp suất cao được đưa ra ngoài thông qua ống xả.
• Từ đây, khí có thể được phân phối đến các hệ thống sử dụng khí nén như máy móc, dây chuyền sản xuất, hoặc lưu trữ vào bình chứa.

Lợi ích khi sử dụng máy nén khí ly tâm

• Công suất lớn: Dòng khí nén tạo ra ổn định, liên tục với lưu lượng cao.
• Hiệu quả năng lượng: Ít hao tốn điện năng hơn so với một số dòng máy nén khí truyền thống.
• Độ bền cao: Với cấu trúc ít tiếp xúc cơ khí, ít bị mài mòn.
• Vận hành ổn định, êm ái
• Bảo trì đơn giản: Do thiết kế không sử dụng quá nhiều chi tiết chuyển động.

Gợi ý một số mã vòng bi sử dụng trong máy nén khi ly tâm

Dưới đây là danh sách một số mã vòng bi KOYO được ưa chuộng và thường được sử dụng trong các dòng máy sau khi nắm rõ cấu tạo máy nén khí ly tâm:

Lưu ý: Việc lựa chọn mã vòng bi phù hợp cần căn cứ theo thiết kế trục, tải trọng, nhiệt độ, tốc độ quay và môi trường làm việc cụ thể của máy nén.

Cấu tạo máy nén khí ly tâm là một hệ thống tinh vi kết hợp giữa cơ học chính xác, khí động học và vật liệu kỹ thuật cao. Mỗi chi tiết – từ bánh công tác, bộ khuếch tán cho đến vòng bi – đều đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hiệu suất vận hành, độ bền và tính ổn định của máy.

>> Xem thêm:

• TOP các mã vòng bi cho máy ép dầu thực vật phổ biến
• Vòng bi cho máy cắt laser – Giải pháp tối ưu hiệu suất