Công ty P69 đã nhận được nhiều câu hỏi từ khách hàng liên quan đến hệ thống khí nén, bao gồm hệ thống khí nén là gì? cấu tạo, ưu điểm và nhược điểm khi sử dụng. Vì vậy, trong bài viết này, Chúng tôi sẽ cung cấp cho các bạn thông tin đầy đủ và chi tiết nhất để giải đáp những thắc mắc đó. Nếu bạn cũng quan tâm đến chủ đề này, hãy đọc bài viết dưới đây.

Hệ thống khí nén là gì?

Hệ thống khí nén là một hệ thống kỹ thuật sử dụng khí nén nhằm đáp ứng nhu cầu vận hành các thiết bị cơ khí trong sản xuất công nghiệp. Hệ thống này bao gồm bộ phận nén khí, bộ phận lọc khí, bộ phận điều áp, bộ phận chứa khí, bộ phận điều khiển và bộ phận sử dụng khí nén.

Hệ thống khí nén được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp như sản xuất ô tô, sản xuất máy móc, sản xuất gỗ, sản xuất thực phẩm và đồ uống, sản xuất điện tử, xử lý nước thải, v.v. Hệ thống này có nhiều ưu điểm như tiết kiệm năng lượng, dễ dàng vận hành và bảo trì, độ tin cậy cao, tiện ích trong việc điều khiển tốc độ và áp suất, giảm thiểu độ rung và tiếng ồn trong quá trình vận hành.

Cấu tạo hệ thống khí nén

Hệ thống khí nén bao gồm nhiều thành phần chính, bao gồm:

1. Máy nén khí: là thiết bị để nén khí từ môi trường xung quanh và đẩy nó vào hệ thống khí nén. Có nhiều loại máy nén khí, bao gồm máy nén khí piston, máy nén khí trục vít, máy nén khí tự động và máy nén khí ly tâm.
2. Bộ lọc khí: loại bỏ các tạp chất trong khí như bụi, dầu và nước. Bộ lọc khí thường được bố trí trước khi khí nén được lưu trữ trong bình chứa.
3. Bình chứa: lưu trữ khí nén để sử dụng khi cần thiết. Bình chứa có thể được làm bằng thép hoặc nhôm và thường được trang bị van an toàn và van xả.
4. Hệ thống ống dẫn khí: dẫn khí nén từ máy nén khí đến các thiết bị sử dụng khí nén, bao gồm van khí nén, bơm khí nén và các thiết bị khác.
5. Thiết bị sử dụng khí nén: bao gồm các loại động cơ, bơm, đồng hồ đo, máy cắt, máy mài, máy khoan, máy bắn đinh và nhiều thiết bị khác.

Tất cả các thành phần này được kết nối với nhau bằng ống dẫn khí nén để tạo thành một hệ thống khí nén hoàn chỉnh. Hệ thống này có thể được điều khiển bằng các thiết bị điều khiển như van điều khiển áp suất và van điều khiển dòng khí để đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu quả.

Các dạng chuyền động trong khí nén

Chuyền động thẳng: Đây là một trong những dạng truyền động được sử dụng phổ biến trong hệ thống khí nén. Điểm mạnh của nó là đơn giản, linh hoạt và dễ dàng để điều khiển và sử dụng.

Chuyền động quay: Dạng chuyển động này thường có công suất không cao nhưng tốc độ truyền động rất nhanh. Ưu điểm của nó là gọn nhẹ, đơn giản và không cồng kềnh. Chuyền động quay khí nén cũng thuận tiện hơn so với các dạng chuyền động từ các nguồn năng lượng khác.

Cách tính công suất cho hệ thống khí nén

Để tính toán công suất cần thiết cho hệ thống khí nén, ta cần lưu ý các yếu tố sau:

• Áp suất làm việc: Đây là áp suất tối đa mà hệ thống khí nén cần đáp ứng để hoạt động. Áp suất làm việc được tính bằng psi hoặc bar.
• Lưu lượng khí nén: Đây là số lượng khí cần được cung cấp bởi hệ thống trong một khoảng thời gian nhất định, được tính bằng CFM (cubic feet per minute) hoặc m3/h (mét khối trên giờ).
• Thời gian hoạt động: Đây là thời gian mà hệ thống khí nén cần phải hoạt động để đáp ứng nhu cầu sử dụng khí nén.

Công suất của hệ thống khí nén có thể tính theo công thức sau:

Công suất = Áp suất làm việc x Lưu lượng khí nén x Thời gian hoạt động

Công suất được tính bằng CFM hoặc m3/h. Tuy nhiên, đối với các hệ thống khí nén lớn, công suất thường được tính bằng kW hoặc hp (horsepower).

Ví dụ: để đáp ứng nhu cầu sử dụng của máy nén trục vít có công suất 15 kW, lưu lượng khí nén là 2.5 m3, áp suất làm việc khoảng 7 bar, ta nên chọn aptomat 3 pha 60A và tiết diện ống khí nén đầu ra là 25, tiết diện cáp điện từ 8mm2 đến 14mm2. Còn với máy nén trục vít có công suất 100 kW và lưu lượng khí nén 18 m3, ta nên chọn áp tô mát 3 pha 80 A, tiết diện cáp điện 100-150 mm2 và tiết diện ống khí đầu ra là phi 60 để đáp ứng nhu cầu sử dụng.

Lưu ý rằng, để tính toán chính xác công suất cần thiết cho hệ thống khí nén, ta cần xác định rõ các yếu tố cụ thể của từng ứng dụng sử dụng khí nén, bao gồm áp suất làm việc, lưu lượng khí cần thiết và thời gian hoạt động.

Một số sơ đồ lắp hệ thống khí nén

Ngày nay, để lắp đặt hệ thống khí nén, thường có thể sử dụng một trong bốn kiểu sơ đồ dưới đây:

1. Sơ đồ lắp đặt hệ thống khí nén theo tiêu chuẩn thông thường

Nếu lắp đặt hệ thống khí nén theo tiêu chuẩn thông thường, chất lượng khí nén đạt được sẽ không cao. Khí nén sản xuất ra sẽ có nhiệt độ điểm sương dao động từ 3 độ C đến 10 độ C và độ ẩm ở mức tương đối. Hệ thống khí nén được lắp đặt theo kiểu thông thường thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp sản xuất dệt sợi, may mặc, chế biến gỗ, lắp ráp linh kiện điện tử. Thứ tự của các thiết bị trong hệ thống bao gồm máy nén khí, bình chứa khí, bộ lọc sơ cấp, máy sấy khô khí và bộ lọc tinh cuối cùng.

2. Sơ đồ lắp đặt hệ thống khí nén theo tiêu chuẩn khí sạch

Các hệ thống khí nén lắp đặt theo tiêu chuẩn cung cấp chất lượng khí tốt hơn, sạch hơn và khô hơn so với các loại thông thường.

Điểm khác biệt của chúng đó là sự thêm vào máy sấy khí khô hấp thụ, giúp đưa nhiệt độ điểm sương xuống từ -20 độ C hoặc -60 độ C theo yêu cầu. Người dùng có thể lựa chọn máy nén khí loại có dầu hoặc không dầu phù hợp với yêu cầu của công việc.

3. Sơ đồ hệ thống khí nén nắp đặt theo tiêu chuẩn DIN ISO 8573 CLASS 1

Chúng ta thường thấy hệ thống khí nén lắp đặt theo kiểu này trong các nhà máy sản xuất bia, chế biến thực phẩm, sản xuất nước giải khát, bơ sữa, kỹ thuật cơ khí, sản xuất nhựa, công nghiệp khí đốt, hóa học, sản xuất hóa chất, thuốc lá và công nghiệp thổi chai.

4. Sơ đồ lắp đặt hệ thống khí nén theo tiêu chuẩn thổi chai PET

Có nhiều kiểu sơ đồ khác nhau cho hệ thống khí nén, trong đó bao gồm sơ đồ thổi chai Pet. Sơ đồ này bao gồm máy nén khí, bình tích áp, lọc sơ cấp, máy sấy khí khô ngưng tụ, lọc tinh, máy tăng áp và lọc tinh lần 3.

Mặc dù có nhiều kiểu sơ đồ khác nhau, nhưng điểm chung của cả 4 kiểu sơ đồ là máy nén khí luôn ở vị trí đầu tiên và bình tích áp luôn ở phía sau. Bình tích áp được thiết kế với dung tích lớn để giữ cho áp suất khí nén ổn định và nhiệt độ khí nén được làm mát trước khi đi vào máy sấy khí. Việc này giúp tăng tuổi thọ và độ bền cho máy nén khí và máy sấy khí.

Ưu và nhược điểm của hệ thống khí nén

Ưu điểm của hệ thống khí nén:

• Đáp ứng nhanh chóng: Hệ thống khí nén có thể đáp ứng nhanh chóng đến nhu cầu sử dụng khi cần phải sử dụng lực lượng nhanh và mạnh.
• Dễ dàng bảo trì: Hệ thống khí nén có cấu trúc đơn giản và dễ bảo trì, giúp tiết kiệm chi phí và thời gian bảo trì.
• An toàn: Hệ thống khí nén được thiết kế để an toàn và giảm thiểu rủi ro khi sử dụng.
• Điều khiển dễ dàng: Hệ thống khí nén có thể điều khiển dễ dàng bằng van và đồng hồ đo áp suất, giúp giảm tối đa sự cố.
• Tiết kiệm năng lượng: Hệ thống khí nén tiết kiệm năng lượng so với các hệ thống sử dụng lực điện.

Nhược điểm của hệ thống khí nén:

• Độ ồn: Hệ thống khí nén tạo ra tiếng ồn khá lớn, có thể gây ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe của con người.
• Chi phí đầu tư ban đầu: Chi phí đầu tư ban đầu để thiết lập hệ thống khí nén khá cao.
• Nước và dầu tích tụ: Hệ thống khí nén có thể tạo ra nước và dầu tích tụ trong quá trình sử dụng, cần phải được xử lý thường xuyên để đảm bảo hiệu suất hoạt động của hệ thống.
• Có thể gây hư hỏng cho thiết bị: Nếu áp suất khí nén không được kiểm soát đúng cách, có thể gây hư hỏng cho các thiết bị sử dụng khí nén.

Lưu ý khi lắp đặt hệ thống khí nén

Khi lắp đặt hệ thống khí nén, có một số lưu ý cần quan tâm để đảm bảo hoạt động hiệu quả và an toàn:

• Thực hiện thiết kế kỹ thuật hợp lý, dựa trên nhu cầu sử dụng và khả năng tài chính của người dùng.
• Chọn lựa thiết bị chất lượng cao, đảm bảo độ bền, an toàn và hiệu quả cao.
• Lựa chọn đúng dạng máy nén khí phù hợp với nhu cầu sử dụng, đảm bảo tối ưu hóa hiệu quả và tiết kiệm chi phí.
• Đảm bảo hệ thống khí nén được lắp đặt đúng vị trí, đảm bảo độ bền và an toàn.
• Lắp đặt các thiết bị phụ trợ như bình tích áp, máy sấy khí, bộ lọc, đường ống… đảm bảo độ bền và an toàn.
• Đảm bảo quy trình lắp đặt được thực hiện đúng các tiêu chuẩn kỹ thuật, an toàn lao động, bảo vệ môi trường.
• Đảm bảo quy trình bảo trì, sửa chữa được thực hiện định kỳ, đảm bảo tối ưu hóa hiệu quả, độ bền và an toàn.
• Đảm bảo người sử dụng được đào tạo đầy đủ kiến thức về cách sử dụng, bảo dưỡng và vận hành hệ thống khí nén an toàn và hiệu quả.
• Đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành, đặc biệt là trong việc xử lý các vấn đề khẩn cấp hoặc sự cố liên quan đến hệ thống khí nén.
• Đảm bảo đáp ứng các yêu cầu pháp luật, quy định kỹ thuật và các tiêu chuẩn liên quan đến hệ thống khí nén.

Ứng dụng của hệ thống khí nén trong công nghiệp

Hệ thống khí nén được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp khác nhau nhờ vào những đặc tính và ưu điểm của nó như tính linh hoạt, độ bền cao, dễ sử dụng, tiết kiệm chi phí và năng lượng. Dưới đây là một số ứng dụng của hệ thống khí nén trong công nghiệp:

• Sản xuất nhựa: Hệ thống khí nén được sử dụng để vận chuyển nguyên liệu và sản phẩm, thổi các sản phẩm nhựa và làm khô chúng sau khi sản xuất.
• Sản xuất bia và đồ uống: Hệ thống khí nén được sử dụng để đẩy CO2 vào bia và đồ uống khác, tạo ra áp suất để duy trì chất lượng sản phẩm.
• Sản xuất thực phẩm: Hệ thống khí nén được sử dụng để thổi các sản phẩm như bánh quy, bánh mì, mì ống, bắp rang bơ và các loại thực phẩm khác.
• May mặc: Hệ thống khí nén được sử dụng để vận hành các máy may công nghiệp và thổi các sản phẩm may mặc để giữ cho chúng phẳng và đẹp.
• Điện tử: Hệ thống khí nén được sử dụng để thổi các sản phẩm điện tử, vệ sinh các bộ phận và loại bỏ bụi và chất bẩn khác.
• Chế biến gỗ: Hệ thống khí nén được sử dụng để làm sạch và thổi các sản phẩm gỗ, vận chuyển nguyên liệu và sản phẩm.
• Công nghiệp đúc: Hệ thống khí nén được sử dụng để thổi và làm khô các sản phẩm đúc như vật liệu kim loại, đồng hồ và các bộ phận khác.
• Hàn: Hệ thống khí nén được sử dụng để cung cấp oxy và axetylen để hàn và cắt kim loại.

Trên đây chỉ là một vài ví dụ về ứng dụng của hệ thống khí nén trong công nghiệp, ngoài ra còn nhiều ứng dụng khác tùy thuộc vào từng ngành và loại sản phẩm.

Liên hệ với chúng tôi ngay hôm nay để được tư vấn và giải đáp miễn phí tại địa chỉ:

Thông tin liên hệ P69 – Nhà Thầu Cơ Điện M&E