ạ ộ
ủ
ạ
C u t o & Nguyên lý ho t đ ng máy nén khí,ch ng lo i máy ấ ạ nén khí
t b i ế ở Vinamain Editorial on May 10, 2010 0 Bình lu nậ Vi retweet
Nguyên lý
c t o ra t ượ ạ ở ơ ệ đó năng l máy nén khí, c chuy n đ i thành năng l ổ ể ượ ượ ặ ủ ng c h c c a đ ng c đi n ho c c a ơ ọ ủ ộ t năng. Máy nén khí ng khí nén và nhi ệ ừ ượ c ho t đ ng theo hai nguyên lý sau: Khí nén đ đ ng c đ t trong đ ơ ố ộ đ ạ ộ ượ
• Nguyên lý đ ng năng : không khí đ
ứ ở ể ồ ồ ứ ẽ ủ đó th tích c a ấ ồ ư ậ ạ ộ ư ể
• Nguyên lý thay đ i th tích : Không khí đ c d n vào bu ng ch a, ượ ẫ ể ổ i. Nh v y theo đ nh lu t Boyle-Matiotte Áp su t trong bu ng ch a bu ng ch a s nh l ứ ậ ị ỏ ạ s tăng lên. Máy nén khí ho t đ ng theo nguyên lý này nh ki u máy nén khí piston, bánh ẽ răng, cánh g t.ạ ộ ph n quay v i t c đ cao, ở ớ ố ộ nguyên t c này t o ra l u l ư ượ ạ lý này nh máy nén khí ly tâm.
• Có nhi u lo i máy nén khí khác nhau đang đ
ượ ứ ộ ộ c d n trong bu ng ch a và đ gia t c b i m t b ố ở ồ ượ ẫ ậ ố c t o ra nh s chênh l ch v n t c, đó Áp su t khí nén d ệ ượ ạ ấ ờ ự ậ ng và công su t r t l n. Máy nén khí ho t đ ng theo nguyên ấ ấ ớ ạ ộ ắ ư
c s d ng trong công nghi p, t ạ ề ượ ử ụ ừ ơ ệ ế ơ ạ ng s n xu t. Do đó tùy theo cách phân lo i ộ ố ệ ưở ầ ả ấ ỏ đ n gi n ả ớ dùng trong viêc b m xe và dùng vào m t s vi c khác, đ n các nhà máy trung bình và l n dùng trong cong nghi p h m m và các x ệ máy nén khí:
ấ ấ ấ ấ ầ ấ ụ ụ ụ
Máy nén khí áp su t th p P <15bar ấ P > 15bar Máy nén khí áp su t cao Máy nén khí áp su t cao P > 300bar Máy nén khí tr c vít áp su t 8bar Máy nén khí tr c vít không d u áp su t 8bar Máy nén khí tr c vít h i d u 8bar ồ ầ Máy nén khí piston th p áp 8-15bar ấ Máy nén khí piston cao áp không d u 15-35bar ầ Máy nén khí piston cao áp có d u 15- 35bar ầ
Các ch ng lo i máy nén khí ạ ủ
Máy nén khí ki u piston: ể
ộ ấ Ở ạ kì n p, chân không đ ạ trên b m t piston. Khi piston đi xu ng t ượ ạ ậ ở ự ộ ố ể ế ở ề ặ ồ ằ ắ ầ ứ ấ ạ ồ ộ c t o l p phía trên piston, do đó không khí Máy nén khí piston m t c p đ ng do s chênh l ch áp su t gây c đ y vào bu ng nén không qua van n p. Van này m t đ ự ệ ấ ồ ượ ẩ i “ đi m ch ch d ắ ầ i” và b c đ u ra b i chân không ướ ớ ở i nên van n p đi lên., không khí đi vào bu ng nén do s m t cân b ng áp su t phía trên và d ạ ướ ấ ự ấ đóng l i m t m c nào i và quá trình nén khí b t đ u x y ra. Khi áp su t trong bu ng nén tăng t ả ớ đó s làm cho van thoát m ra, khí nén s thoát qua van thoát đ đi vào h th ng khí nén. ẽ ẽ ệ ố ể ở
đ ng do s thong khí s chênh ng có lò xo và cac2 van đóng m t ả ườ ở ự ộ ự ự ấ ở i, van thoát đóng và m t chu ể ủ ế ắ ầ ở ạ ố ộ ơ ắ ầ ể ể ế ấ ượ c 6 ộ ấ ng h p áp su t nén đ n 10 bar. Máy nén khí ki u piston 2 c p có th ợ ng đ n 10m/phúc và áp su t nén đ ấ c l ượ ượ ế ể ể ấ ể ấ ế ể ể ấ ấ ệ ố ể ấ ằ c phân lo i theo s c p nén, lo i truy n đ ng và ph ế ạ ệ ề ạ ố ấ ượ ươ ề ạ ộ * C hai van n p và thoát th ạ l ch áp su t phía c a m i van. ỗ ệ * Sao khi piston lên đ n “đi m ch t trên” và b t đ u đi xu ng tr l ế trình nén khí m i b t đ u. * Máy nén khí ki u piston m t c p có th hút đ bar, có th trong m t s tr ộ ố ườ nén đ n áp su t 15 bar. Lo i máy nén khí ki u piston 3,4 c p có th nén áp su t đ n 250 bar. ạ * Lo i máy nén khí m t c p và hai c p thích h p h th ng đi u khi n b ng khí nén trong công ợ ộ ấ nghi p. Máy nén khí piston đ ứ ng th c làm ngu i khí nén. ộ
Máy nén khí ki u tr c vít: ụ ể
Máy nén khí tr c vít g m có ổ ồ ể ụ ụ ụ ớ ả ế ự ng l n trong lãnh v t ồ ộ ụ ạ ủ ộ ỏ ặ ớ ơ ồ ả ụ ụ
đó không khí đ ụ gi a các tr c vít và ở ữ ỏ ạ ượ ụ ồ ử c a thoát c a máy nen khí có l p m t van m t chi u đ c hút vào bên trong v thông qua c a n p và đi vào c nén gi a các răng khi bu n khí nh l i, sao đ ng khi các ở ự ộ ẽ ượ ố ể ề ộ ữ c đ ng ho t đ ặ ượ ắ ử ạ ồ c m t ộ ử Ở ử ụ ủ quay khi quá trình nén dã ng ng. ụ ề ấ ố ạ ỏ ạ ạ ấ ẳ ệ ế ồ i. ầ ng t * Máy nén khi tr c vít ho t đ ng theo nguyên lý thay đ i th tích. ạ ộ ụ hai tr c. Tr c chính và tr c ph . ụ ụ chi m lĩnh m t th tr * Máy nén khí tr c vít có kho ng năm 1950 và đã ị ườ ộ ụ i m t lõm. hai tr c vít quay, 1 l t bao boc quanh khí nén, Lo i máy nén khí này có m t v đ t bi ụ ệ i ít h n tr c vít lõm 1 đ n 2 răng. Các răng c a hai tr c vít ăn kh p v i nhau và s răng tr c vít l ồ ế ụ ụ ố ớ Hai tr c vít ph i quay đ ng b v i nhau, gi a các tr c vít và v b c có khe h r t nh . ỏ ọ ỏ ở ấ ữ ộ ớ * Khi các tr c vít quay nhanh, không khí đ ỏ ượ bu ng khí ở i c a thoát. C c a n p và c a thoát s đ đó khí nén đi t ớ ử ả ử ạ tr c vít quay ho c không che các c a, ặ ngăn các tr c vít t ừ ự ư ự ổ * Máy nén khí tr c vít có nhi u tính ch t gi ng v i máy nén khí cánh g t, ch ng h n nh s n ớ ụ đ nh và không dao đ ng trong khí thoát, ít rung đ ng và ti ng n nh . Đ t hi u su t cao nh t khi ộ ấ ộ ị ho t đ ng g n đ y t ầ ả ạ ộ 1,4m/phuc và có th len tôi 60m/phuc, * L u l ể ư ượ ừ
Máy nén khí li tâm:
ộ ồ ỗ ấ ộ ộ ế ạ ộ h p. Khi cánh quat quay có nhi u cánh v i t c đ cao, không khí đ ổ ợ ớ ố ộ ượ ề ng khu ch tán t ế ữ ế ấ ậ ố ủ ư ậ ộ ạ ớ ậ ố ớ ả ở h p, ổ ợ ở ế ế ế ỡ ồ ấ ụ đó không khí gi n n them và áp su t tăng r i đi đ n c p k ti p ho c tr c ế ấ ấ ng tr c, vi c chia c p cúa máy nén khi ấ ả Không gi ng nh lo i máy nén khí h ư ạ ướ ụ ế ệ ố - Trong máy nén khí li tâm, m i c p g m m t ngăn, m t cánh qu t, m t b khu ch tán và m t ộ c hút vào ố đó gi a cánh qu t v i v n t c l n và áp su t cao sao đó không khí đi vào vòng khu ch tán tĩnh, ở không khí gi n n vì v y v n t c c a nó gi m nh ng áp su t tăng m t cách đáng k . T b ể ừ ộ ả khu ch tán t ặ ti p đ n ngõ ra. ế này r t đ n gi n. ả ấ ơ
Theo maydien.com; nh Thanh S n ơ Ả
Đ c thêm bài vi t ti ng anh: ọ ế ế
Types of compressors
The main types of gas compressors are illustrated and discussed below:
Centrifugal Compressors Centrifugal compressors use the rotating action of an impeller wheel to exert centrifugal force on refrigerant inside a round chamber (volute). Refrigerant is sucked into the impeller wheel through a large circular intake and flows between
the impellers. The impellers force the refrigerant outward, exerting centrifugal force on the refrigerant. The refrigerant is pressurized as it is forced against the sides of the volute. Centrifugal compressors are well suited to compressing large volumes of refrigerant to relatively low pressures. The compressive force generated by an impeller wheel is small, so chillers that use centrifugal compressors usually employ more than one impeller wheel, arranged in series. Centrifugal compressors are desirable for their simple design and few moving parts.
Diagonal or mixed-flow compressors Diagonal or mixed-flow compressors are similar to centrifugal compressors, but have a radial and axial velocity component at the exit from the rotor. The diffuser is often used to turn diagonal flow to the axial direction. The diagonal compressor has a lower diameter diffuser than the equivalent centrifugal compressor. Axial-flow compressors Axial-flow compressors are dynamic rotating compressors that use arrays of fan-like aerofoils to progressively compress the working fluid. They are used where there is a requirement for a high flows or a compact design.The arrays of aerofoils are set in rows, usually as pairs: one rotating and one stationary. The rotating aerofoils, also known as blades or rotors, decelerate and pressurise the fluid. The stationary aerofoils, also known as a stators or vanes, turn and decelerate the fluid; preparing and redirecting the flow for the rotor blades of the next stage. Axial compressors are almost always multi-staged, with the cross-sectional area of the gas passage diminishing along the compressor to maintain an optimum axial Mach number. Beyond about 5 stages or a 4:1 design pressure ratio, variable geometry is normally used to improve operation. Axial compressors can have high efficiencies; around 90% polytropic at their design conditions. However, they are relatively expensive, requiring a large number of components, tight tolerances and high quality materials. Axial-flow compressors can be found in medium to large gas turbine engines, in natural gas pumping stations, and within certain chemical plants.
Reciprocating Compressors A reciprocating compressor uses the reciprocating action of a piston inside a cylinder to compress refrigerant. As the piston moves downward, a vacuum is created inside the cylinder. Because the pressure above the intake valve is greater than the pressure below it, the intake valve is forced open and refrigerant is sucked into the cylinder. After the piston reaches its bottom position it begins to move upward. The intake valve closes, trapping the refrigerant inside the cylinder. As the piston continues to move upward it compresses the refrigerant, increasing its pressure. At a certain point the pressure exerted by the refrigerant forces the exhaust valve to open and the compressed refrigerant flows out of the cylinder. Once the piston reaches it top-most position, it starts moving downward again and the cycle is repeated.
Rotary Compressors In a rotary compressor the refrigerant is compressed by the rotating action of a roller inside a cylinder. The roller rotates eccentrically (off-centre) around a shaft so that part of the roller is always in contact with the inside wall of the cylinder. A spring-mounted blade is always rubbing against the roller. The two points of contact create two sealed areas of continuously variable volume inside the cylinder. At a certain point in the rotation of the roller, the intake port is exposed and a quantity of refrigerant is sucked into the cylinder, filling one of the sealed areas. As the roller continues to rotate the volume of the area the refrigerant occupies is reduced and the refrigerant is compressed. When the exhaust valve is exposed, the high-pressure refrigerant forces the exhaust valve to open and the refrigerant is released. Rotary compressors are very efficient because the actions of taking in refrigerant and compressing refrigerant occur simultaneously.
Diaphragm compressor A diaphragm compressor (also known as a membrane compressor) is a variant of the conventional reciprocating compressor. The compression of gas occurs by the movement of a flexible membrane, instead of an intake element. The back and forth movement of the membrane is driven by a rod and a crankshaft mechanism. Only the membrane and the compressor box come in touch with the gas being compressed. Diaphragm compressors are used for hydrogen and compressed natural gas (CNG) as well as in a number of other applications.
A three-stage diaphragm compressor
Rotary Scroll Compressors In a scroll compressor refrigerant is compressed by two offset spiral disks that are nested together. The upper disk is stationary while the lower disk moves in orbital fashion. The orbiting action of the lower disk inside the stationary disk creates sealed spaces of varying volume. Refrigerant is sucked in through inlet ports at the perimeter of the scroll. A quantity of refrigerant becomes trapped in one of the sealed spaces. As the disk orbits the enclosed space containing the refrigerant is transferred toward the centre of the disk and its volume decreases. As the volume decreases, the refrigerant is compressed. The compressed refrigerant is discharged through a port at the centre of the upper disk. Scroll compressors are quiet, smooth-operating units with the highest efficiency ratio of all compressor types. They are commonly used in automobile air conditioning systems and commercial chillers.
Rotary Screw Compressors Screw compressors use a pair of helical rotorsAs the rotors rotate they intermesh, alternately exposing and closing off interlobe spaces at the ends of the rotors. When an interlobe space at the intake end opens up, refrigerant is sucked into it. As the rotors continue to rotate the refrigerant becomes trapped inside the interlobe space and is forced along the length of the rotors. The volume of the interlobe space decreases and the refrigerant is compressed. The compressed refrigerant exists when the interlobe space reaches the other end. (male and female) inside a sealed chamber.
Rotary vane compressors Rotary vane compressors consist of a rotor with a number of blades inserted in radial slots in the rotor. The rotor is mounted offset in a larger housing which can be circular or a more complex shape. As the rotor turns, blades slide in and out of the slots keeping contact with the outer wall of the housing.Thus, a series of decreasing volumes is created by the rotating blades. Rotary Vane compressors are, with piston compressors one of the oldest of compressor technologies. With suitable port connections, the devices may be either a compressor or a vacuum pump. They can be either stationary or portable, can be single or multi-staged, and can be driven by electric motors or internal combustion engines. Dry vane machines are used at relatively low pressures (e.g., 2 bar) for bulk material movement whilst oil-injected machines have the necessary volumetric efficiency to achieve pressures up to about 13 bar in a single stage. A rotary vane compressor is well suited to electric motor drive and is significantly quieter in operation than the equivalent piston compressor.
.
ầ ệ ố ể ư ượ ử ụ ề ộ ữ ệ ố ấ c dùng làm b m s c p. ế ố ớ ộ ơ ữ ơ ấ ơ ng và áp su t khi s vòng quay c t đ i v i m t b m dùng trong h th ng truy n đ ng th y l c. ủ ự c s d ng trong nh ng h th ng th y l c có áp su t trung bình. Trong nh ng h th ng ệ ố ượ c l u l ượ ư ượ ủ ự ng đ ườ ỉ ơ ấ ấ ố ề ố Các u đi m này c n thi Nó đ th y l c có áp su t cao, b m bánh răng th ủ ự B m bánh răng là lo i b m không đi u ch nh đ ạ ơ ơ đ nh. ị
ạ ơ ơ ớ ơ ớ i ta dùng b m bánh răng có nhi u bánh răng ăn kh p. ng ng Có 2 lo i b m bánh răng là: B m bánh răng ăn kh p ngoài và b m bánh răng ăn kh p trong. Khi c n tăng l u l ầ ư ượ ườ ề ơ ớ
ớ Hình 1: S đ nguyên lý b m bánh răng ăn kh p ơ ồ ơ ngoài
ấ ỏ ể ệ ộ c dung tích. Quá trình hút đ y đ c di n ra nh sau: B m bánh răng làm vi c theo nguyên lý d n và nén ch t l ng trong m t th tích kín thay đ i ổ ơ đ ượ ẩ ượ ẫ ễ ư
ị ộ ủ ộ ấ c n i v i tr c c a b m quay và kéo theo bánh răng b đ ng quay. Ch t trong các rãnh răng theo chi u quay c a các bánh răng v n chuy n t ở ủ ể ừ ượ ố ớ ụ ủ ơ ề ở ẩ ỏ ơ khoang hút đ n ế ớ ậ ữ c ngăn cách v i nhau b i nh ng ẩ ượ ủ ặ ế c đ a vào khoang đ y b chèn ép ớ ở ượ ư ẩ ị ố ẩ i khoang hút có m t c p bánh răng ra kh p, dung tích c a khoang ườ ờ ớ ượ ẩ ng ng đ y. Đó là quá trình đ y. ẩ ạ ớ ượ ộ ặ ấ ỏ ẽ ượ ả ồ c hút vào bu ng hút t ể ấ ủ ừ ể ứ b ch a ấ ở ế ấ ặ ố ẽ ữ ỉ ề ấ ỏ ấ ủ ơ ấ ơ ặ ẩ ụ ộ b m không th nào hoàn toàn kín do kh năng ch t o ho c nhi u tr ệ ố ỉ ấ ỏ ể ế ạ ườ ề ả ng nào đó thì áp su t không ph i thu n túy ch tăng theo i ta ph i c ý t o ra s thoát l u l ự i. ả ng h p ợ ỉ ự ế ơ ả ố ư ượ ặ ả ườ ự ạ ấ ầ
ệ ố ẽ ấ ộ ố ể ạ ủ ơ m cho ch t l ng tr v b hút khi trên đ ẩ t quá m c qui i đa c a b m c n b trí m t van an toàn trên ng đ y. Van s ố ầ ng ng đ y b t c ho c áp su t v ấ ượ ị ắ ở ề ể ườ ứ ặ ẩ ố - Bánh răng ch đ ng đ l ng ỏ khoang đ y vòng theo v b m. Khoang hút và khoang đ y đ c xem là kín. m t ti p xúc c a các bánh răng ăn kh p và đ ớ - Khi m t c p bánh răng vào kh p khoang đ y, ch t l ng đ ấ ỏ ộ ặ và d n vào đ ồ - Đ ng th i v i quá trình đ y, t ẩ ồ c dãn ra, áp su t hút đ khoang hút gi m và ch t l ng s đ ấ ở thông qua ng hút vào b m. N u áp su t trên m t thoáng là áp su t khí quy n thì áp su t ơ khoang hút s là áp su t chân không. - V nguyên lý, n u b m tuy t đ i kín nghĩa là gi a khoang hút và khoang đ y không có s dò r ế ch t l ng qua nhau ho c dò r ch t l ng ra ngoài thì áp su t c a b m chì ph thu c vào t - Trong th c t ng i.ả t - Đ h n ch áp su t làm vi c t ế t ự ở ấ ỏ đ nh. ị
Hình 2: Hình c t c a b m bánh răng tr răng nghiêng ắ ủ ơ ụ
B m bánh răng nhi u bánh răng ăn kh p ề ơ ớ
Hình 3: B m 3 bánh răng ăn kh p ngoài ớ ơ
ơ ồ ớ ơ 2 bên vì v y khoang hút và khoang đ y đ ị ộ ậ ở ư ượ ư ượ ủ ơ Hình trên trình bày s đ nguyên lý b m 3 bánh răng ăn kh p ngoài. Bánh răng ch đ ng quay kéo theo 2 bánh răng b đ ng nhau. L u l đ ượ ở ữ gi a ủ ộ c b trí chéo góc ẩ ượ ố ng c a b m 2 báng răng nên lo i b m này ạ ơ ng l n. Đ c b m nh g n mà l u l ớ ỏ ọ ng c a b m 3 báng răng g p đôi l u l ấ ng h p yêu c u kích th ầ ợ ủ ơ c dùng trong nh ng tr ữ ướ ơ ư ượ ườ ể
ng ch t o s răng c a bánh răng ch ự ư ượ ủ ộ ế ạ ố ủ ủ i ta th tránh s trùng pha c a dao đ ng l u l ườ ườ 1 đ n 3 răng. đ ng nhi u h n s răng c a bánh răng b đ ng t ế ừ ộ ng ng ị ộ ơ ố ủ ề
B m bánh răng nhi u c p. ề ấ ơ
Hình 4: B m bánh răng 3 c p ấ ơ
ấ ơ ng h p th a l u l ườ ng gi a các c p ng ế ng h p yêu c u áp su t cao, ng ầ ừ ư ượ ợ ồ ườ i ta dùng b m nhi u c p theo nguyên lý m c n i ắ ố ề ấ i ta b trí gi a các c p đó các van ố ữ ườ ữ ấ ấ
ng đ c dùng trong nh ng tr ườ ớ ơ ượ ữ ườ ữ ng h p yêu c u đ c ng v ng ộ ứ ầ ợ Trong tr ợ ườ ti p. Đ ph ng tr ể an toàn. B m bánh răng ăn kh p trong th cao, đ n nh . ỏ ộ ồ
Hình 5: Nguyên lý ho t đ ng b m bánh răng ăn kh p trong ạ ộ ớ ơ
ị ộ ủ ộ ủ ộ ị ặ ệ ấ ỏ ủ ề ỏ ơ ậ
Bánh ch đ ng và bánh b đ ng luôn đ t l ch tâm. Khi bánh ch đ ng quay kéo theo bánh b trong các rãnh răng theo chi u quay c a các bánh đ ng quay cùng chi u trong Stato. Ch t l ng ở ề ộ răng v n chuy n t ẩ khoang hút đ n khoang đ y vòng theo v b m. Khoang hút và khoang đ y ế ẩ ể ừ i ch n. đ c ngăn cách v i nhau b i l ắ ở ướ ớ ượ Nhìn chung b m bánh răng ăn kh p trong khó ch t o nên giá thành cao. ớ ế ạ ơ
Hình 6: K t c u b m bánh răng ăn kh p trong ế ấ ơ ớ
Ki u bi n d ng c a b m bánh răng trong. ủ ơ ể ế ạ
Hình 7
ể ượ ộ c quay ủ c làm tròn ăn kh p v i nhau. S v u c a bánh ch ượ ộ ộ ỏ ơ ơ ớ ờ ế ơ ấ ủ ơ ậ ấ ậ ớ ả Hình 7 là m t ki u bi n d ng c a b m bánh răng trong. B ph n quay trong và ngoài đ ế ạ trong m t v b m, v u c a b ph n quay đ ố ấ ủ ấ ủ ộ ẫ đ ng luôn ít h n bánh b đ ng 1 v u và khi làm vi c không ph i nh đ n c c u tách mà v n ị ộ ộ đ m b o s ngăn cách gi a bu ng hút và bu ng đ y. ữ ả ả ự ệ ẩ ồ ồ
Share
