Tìm hiểu hệ thống khí nén trong công nghiệp

Hệ thống khí nén là một phần quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp nhờ vào tính linh hoạt, độ tin cậy và khả năng hoạt động trong các môi trường khắc nghiệt. Trong bài viết dưới đây, TKTECH sẽ giúp bạn tìm hiểu về cấu tạo, ứng dụng, và cách bảo trì hệ thống này.

Khái niệm hệ thống khí nén là gì?

Hệ thống khí nén là một tổ hợp các thiết bị cơ học và điện tử sử dụng khí nén để truyền tải và điều khiển năng lượng. Khí nén, thường là không khí, được nén ở áp suất cao và sau đó được sử dụng để thực hiện công việc cơ học.

Các thành phần cơ bản của hệ thống khí nén

Một hệ thống này cơ bản bao gồm các thành phần chính như sau:

– Máy nén khí: Đây là thiết bị chính có nhiệm vụ nén không khí từ áp suất khí quyển lên áp suất cao hơn. Máy nén khí có thể sử dụng các nguyên lý hoạt động khác nhau như piston, cánh quạt, hoặc trục vít.

– Bình chứa khí nén: Dùng để lưu trữ không khí nén ở áp suất cao, giúp ổn định áp suất trong hệ thống và cung cấp khí nén liên tục cho các thiết bị sử dụng khí nén.

– Bộ lọc, bộ tách nước và bộ điều chỉnh áp suất: Các bộ lọc giúp loại bỏ tạp chất, bụi bẩn và hơi nước khỏi không khí nén. Bộ tách nước giúp loại bỏ nước ngưng tụ trong không khí nén, còn bộ điều chỉnh áp suất giúp duy trì áp suất ổn định cho hệ thống.

– Đường ống và van: Hệ thống đường ống và van dẫn khí nén từ máy nén đến các thiết bị sử dụng. Các van giúp điều khiển dòng chảy và áp suất của khí nén trong hệ thống.

– Thiết bị truyền động khí nén: Bao gồm các xi lanh khí nén và động cơ khí nén, các thiết bị này chuyển đổi năng lượng khí nén thành chuyển động cơ học để thực hiện công việc như nâng, đẩy, kéo, xoay…

– Thiết bị sử dụng khí nén: Là các thiết bị và máy móc cụ thể trong dây chuyền sản xuất hoặc ứng dụng, như máy phun sơn, máy cắt, máy hàn, robot công nghiệp…

Cách hoạt động của hệ thống khí nén

Nguyên lý hoạt động của hệ thống này đơn giản như sau: Máy nén khí hút không khí từ môi trường xung quanh và nén lại để tăng áp suất. Khí nén sau đó được lưu trữ trong bình chứa khí nén. 

Khí nén từ bình chứa được đưa qua các bộ lọc để loại bỏ tạp chất, hơi nước và các hạt bụi nhỏ. Sau đó, khí nén được điều chỉnh áp suất trước khi đưa vào hệ thống. Khí nén được sử dụng để điều khiển các thiết bị truyền động như xilanh khí nén hoặc động cơ khí nén, chuyển đổi năng lượng khí nén thành chuyển động cơ học để thực hiện các nhiệm vụ cụ thể.

Các ứng dụng phổ biến của hệ thống khí nén

Hệ thống khí nén đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả sản xuất và đảm bảo hoạt động liên tục của các dây chuyền công nghiệp. Hiện nay, hệ thống này được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp như:

– Chế tạo và lắp ráp: Sử dụng trong các dây chuyền sản xuất, lắp ráp linh kiện,

máy móc, và thiết bị.

– Đóng gói: Sử dụng trong các máy đóng gói, dán nhãn, và vận chuyển sản

phẩm.

– Y tế: Dùng trong các thiết bị y tế như máy thở, máy nén khí y tế.

– Xây dựng: Sử dụng trong các công cụ xây dựng như búa đục, máy khoan.

– Ô tô: Ứng dụng trong các hệ thống phanh khí nén, máy bơm lốp.

Ưu điểm của việc sử dụng hệ thống khí nén trong công nghiệp

Hệ thống này được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp nhờ những ưu điểm như:

– Độ tin cậy cao: Hệ thống khí nén ít bị hỏng hóc và có tuổi thọ cao.

– An toàn: Khí nén không cháy nổ, an toàn hơn so với hệ thống thủy lực hoặc điện.

– Chi phí bảo trì thấp: Ít phải bảo trì và sửa chữa thường xuyên.

– Khả năng hoạt động trong môi trường khắc nghiệt: Hệ thống này có thể hoạt động tốt trong điều kiện bụi bẩn, ẩm ướt, và nhiệt độ cao.

Tuy nhiên, bên cạnh những ưu điểm nổi bật đó thì hệ thống này cũng vẫn còn tồn tại một số vấn đề bất cập như:

– Hiệu suất thấp: Hiệu suất chuyển đổi năng lượng của hệ thống khí nén thường thấp hơn so với hệ thống thủy lực hoặc điện.

– Tiếng ồn: Máy nén khí thường gây ra tiếng ồn lớn.

– Chi phí vận hành: Chi phí điện năng để nén khí có thể khá cao.

Cách lựa chọn thiết bị cho hệ thống khí nén hiệu quả

Việc lựa chọn một hệ thống khí nén hiệu quả đòi hỏi sự cân nhắc kỹ lưỡng các yếu tố dưới đây:

Nhu cầu sử dụng

Xác định cụ thể các thiết bị và máy móc sẽ sử dụng khí nén, bao gồm số lượng, loại thiết bị, và thời gian hoạt động. Đồng thời tính toán lưu lượng khí nén cần thiết (đơn vị: lít/phút hoặc m³/giờ) và áp suất làm việc yêu cầu (đơn vị: bar hoặc psi) cho từng thiết bị. 

Lựa chọn các thiết bị phù hợp cho hệ thống

– Máy nén khí (máy nén piston, máy nén trục vít, máy nén ly tâm). Đảm bảo máy nén có công suất (HP hoặc kW) đủ để cung cấp lưu lượng khí nén cần thiết. Ngoài ra bạn nên chọn máy nén có hiệu suất năng lượng cao để tiết kiệm chi phí vận hành.

– Bình chứa khí nén: Bình chứa nên có dung tích đủ lớn để ổn định áp suất và cung cấp khí nén liên tục trong trường hợp máy nén ngừng hoạt động tạm thời. Chọn bình chứa làm từ vật liệu bền bỉ như thép không gỉ và được trang bị các thiết bị an toàn như van an toàn và đồng hồ đo áp suất.

– Hệ thống lọc và xử lý khí nén: Chọn bộ lọc có khả năng loại bỏ các tạp chất, bụi bẩn, dầu, hơi nước và có thể dễ dàng thay thế cũng như vệ sinh.

– Hệ thống đường ống: Đảm bảo đường kính ống đủ lớn để giảm tổn thất áp suất và đảm bảo lưu lượng khí nén. Sử dụng vật liệu chất lượng cao như thép không gỉ, nhôm, hoặc nhựa chịu áp lực, dễ dàng lắp đặt và bảo trì.

– Thiết bị truyền động khí nén: Chọn xilanh có kích thước và hành trình phù hợp với yêu cầu công việc. Kiểm tra lực đẩy và lực kéo của xilanh để đảm bảo đáp ứng đủ lực cần thiết. Chọn động cơ khí nén có công suất và mô-men xoắn phù hợp với ứng dụng cụ thể. Đảm bảo động cơ có khả năng hoạt động ổn định và bền bỉ.

Nguyên nhân gây sự cố và cách khắc phục trong hệ thống khí nén

Trên đây là thông tin chi tiết về hệ thống khí nén. Khi được quản lý hiệu quả, đây sẽ là một công cụ mạnh mẽ giúp nâng cao năng suất và đảm bảo an toàn trong mọi môi trường làm việc. Nếu bạn có nhu cầu tìm mua các thiết bị đo lường để kiểm tra hệ thống này, hãy liên hệ công ty TKTECH để được tư vấn tận tình nhất nhé!