Cấu tạo máy nén khí piston 1 cấp và 2 cấp

Để đáp ứng được nhu cầu sử dụng đa dạng của người dùng những chiếc máy nén khí piston được chia thành nhiều cấp nén khí khác nhau. Trong đó phổ biến nhất chính là máy nén khí 1 cấp và 2 cấp. Vậy bạn có biết gì về cầu tạo máy nén khí 2 cấp cũng như sự khác biệt giữa hai cấp khí nén này không? Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu kỹ thông qua những chia sẻ ngay sau đây nhé.

Máy nén khí piston là gì?

Máy nén khí piston là dòng máy nén không khí được sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Máy có tên tiếng anh là piston compressor. Đây là dòng máy nén khí bằng nguyên lý dịch chuyển tích cực. Cụ thể, những máy nén khí piston sử dụng piston chuyển động lên xuống liên tục để làm thay đổi thể tích khí từ đó gia tăng áp suất cho không khí. Do đó mà chúng có tên gọi là máy nén khí kiểu piston, khác với dòng máy nén khí trục vít dùng 2 trục vít quay ngược chiều để làm thay đổi thể tích khí.

Bạn có thể dễ dàng nhận biết được máy bơm nén khí piston thông qua kiểu dáng bên ngoài. Máy nén khí piston thường có thiết kế bình nén khí hình trụ đi kèm với đầu nén. Bình chứa đặt dưới với phần đầu nén đặt trên. Công suất máy đa dạng, trung bình dao động trong khoảng từ ½ – 30HP. Do đó mà dòng máy nén này phù hợp cho nhiều hoạt động khác nhau từ quy mô tại gia, kinh doanh nhỏ đến cho những hoạt động công suất lớn.

Các cấp máy nén khí là gì?

Trong đời sống hàng ngày có rất nhiều công việc, máy móc cần sử dụng khí nén để vận hành. Tuy nhiên mỗi loại máy móc, công việc nhất định lại cần những khí nén có áp suất khác nhau. Do đó, để đáp ứng nhu cầu đa dạng về áp suất khí nén, nhà sản xuất đã cho ra đời những chiếc máy nén khí có các cấp nén khác nhau.

Trong máy nén khí piston, các cấp hay các giai đoạn nén khí có nghĩa là số giai đoạn nén khí mà một phân tử không khí cụ thể hay một tập hợp các phân tử khí phải trải qua. Hiện nay trên thị trường có nhiều cấp máy nén khí gồm máy nén khí 1 cấp, 2 cấp, 3 cấp, 4 cấp,… Trong đó phổ biến nhất là máy nén khí 1 cấp và 2 cấp.

Nếu không khí được hút vào sau đó tiến hành nén khí bằng một piston rồi sau đó được vận chuyển trực tiếp đến bình tích áp/bộ nhận không khí qua một đường ống thì đấy chính là máy nén khí một cấp. Nhưng nếu không khí bên ngoài được hút vào, nén bởi một piston, sau đó được đưa đến một piston khác để nén tiếp lần 2 thông qua các đường ống thông nhau sau đó mới đưa đến bình chứa thì đây là một máy nén khí hai giai đoạn.

Cấu tạo máy nén khí piston 2 cấp

Vì hai dòng máy nén khí 2 cấp và 1 cấp là phổ biến nhất cho nên chúng ta chỉ tìm hiểu về hai dòng máy này. Những chiếc máy nén khí 2 cấp và máy nén 1 cấp có cấu tạo gần tương tự nhau. Cả hai dòng chỉ có một số bộ phận khác biệt để hình thành sự phân cấp nén. Dưới đây là một số bộ phận cơ bản của máy nén khí hai cấp.

• Động cơ: có nhiệm vụ quay, chuyển hóa điện năng thành cơ năng để làm quay đầu nén. 
• Lọc gió: cho khả năng lọc không khí trước khi đưa vào máy nén, ngăn chặn bụi bẩn đi vào.
• Puly, dây đai: kết nối giữa phần động cơ và đầu nén.
• Van đầu vào/van hút: có nhiệm vụ hút không khí áp suất thấp từ bên ngoài vào xi lanh máy nén.
• Xi lanh: là buồng để nén khí. Những máy nén khí cấp 2 sẽ có 2 xi lanh. Trong đó có một xi lanh nén ở áp suất thấp và một xi lanh nén khí áp suất cao. Lưu ý, có những máy nén khí 1 cấp cũng có 2 thậm chí 3 xi lanh nhưng chúng chỉ cùng nén khí ở 1 cấp chứ không chuyển qua 2 lần nén. Do đó, cấp máy nén khí không phụ thuộc vào số lượng cụm xilanh – piston mà bạn nhìn thấy trên đầu nén.
• Piston: nằm bên trong lòng xi lanh, có nhiệm vụ nén không khí trong xilanh. Nó di chuyển lên và xuống liên tục trong xi lanh hình trụ. Khi piston di chuyển lên trên, không khí được hút vào trong xi lanh và khi piston di chuyển xuống, thể tích khí bị giảm dần, không khí bị nén lại. Máy nén khí kiểu piston 2 cấp có hai piston. Mỗi xi lanh có một piston.
• Thanh truyền: các thanh truyền kết nối piston và trục khuỷu. Piston có thể dịch chuyển là do chuyển động của thanh truyền.
• Khoang làm lạnh: đây chính là giai đoạn trung gian giữa hai cấp khí nén. Ở những máy nén khí 1 cấp sẽ không có khoang làm lạnh này. Chúng có nhiệm vụ làm lạnh khí nén lần 1 trước khi chuyển đến piston để nén lần 2. 
• Van đầu ra/van xả: được kết nối với xi lanh. Van đầu ra có nhiệm vụ xả khí nén đến bình chứa.
• Bình chứa: hay còn gọi là bình tích áp. Là nơi chứa khí nén sau khi đi ra khỏi đầu nén.
• Đồng hồ đo áp/chỉnh áp: cho khả năng theo dõi áp suất khí để từ đó có những điều chỉnh phù hợp.

Ngoài những bộ phận kể trên, thì những chiếc máy nén khí kiểu piston 2 cấp nói riêng và máy nén khí piston nói chung còn có nhiều chi tiết khác như bánh xe, tay kéo, lưới bảo vệ, hộp điện,…

So sánh máy nén khí 2 cấp và máy 1 cấp

Hai dòng máy nén khí này ngoài có nguyên lý vận hành cùng sử dụng sự dịch chuyển của piston để nén khí thì có nhiều điểm khác nhau cụ thể như sau:

Khác nhau về thiết kế bên ngoài

Chúng ta có thể dễ dàng nhận thấy sự khác biệt giữa hai dòng máy nén này thông qua thiết kế bên ngoài của máy. Nhiều người thường nhầm lẫn rằng số lượng cụm piston xi lanh trên đầu máy chính là số cấp nén khí nhưng không phải. 

Máy nén khí 1 cấp: dòng này có thể có 1, 2 hoặc 3 piston. Mỗi cụm piston đều có bộ lọc hút đầu vào riêng, đường kính mỗi piston sẽ giống nhau.

Máy nén khí 2 cấp: thường có 2 hoặc 3 piston (không bao giờ chỉ có một piston). Trong những máy có 2 piston, thường sẽ chỉ có 1 piston có bộ lọc hút, đường kính của piston này lớn hơn piston còn lại. Đường kính piston thứ hai nhỏ hơn vì tỷ số nén phải tăng lên. Trong những máy 2 cấp có 3 piston, sẽ có 2 piston có bộ lọc hút, đường kính của các piston này sẽ giống nhau và chúng sẽ gửi khí nén đến piston thứ ba, có đường kính nhỏ hơn. Trong máy nén 2 cấp còn có một khoang làm mát khí nén cấp 1 trước khi bắt đầu nén giai đoạn 2.

Số lần nén khí khác nhau

Cả hai dòng máy này đều sử dụng sự dịch chuyển của piston để nén khí. Tuy nhiên, sự khác biệt chính là số lần nén khí.

Máy nén 1 cấp: không khí chỉ được nén một lần. Cụ thể, khi động cơ quay, piston trong xi lanh sẽ dịch chuyển, hút không khí áp thấp từ bên ngoài vào xi lanh để nén khí. Lúc này piston sẽ di chuyển tịnh tiến liên tục để nén không khí. Thể tích khí trong xi lanh bị giảm xuống khiến áp suất tăng lên tạo thành khí nén. Khi áp suất khí trong xi lanh cao hơn áp suất nước ngưng thì khí nén đã đạt tiêu chuẩn. Chúng được đưa ra khỏi xi lanh, theo đường dẫn đến bình chứa và kết thúc quá trình nén khí. 

Máy nén khí kiểu piston 2 cấp: chúng cũng trải qua quá trình nén khí như máy 1 cấp. Những chúng không dừng lại ở đó mà tiến hành nén tiếp 1 lần nữa để tăng áp suất khí nén lên cao. Bắt đầu quá trình nén, không khí sẽ được hút vào piston 1 để nén khí như ở máy 1 cấp. Lượng khí nén này sẽ được đưa vào bộ làm mát không khí áp suất trung gian. Sau khi làm mát, khí nén này được chuyển vào xi lanh thứ 2. Tỷ số nén giai đoạn đầu sẽ phụ thuộc vào mức độ làm mát cần thiết. Trong quá trình nén khí của piston thứ hai, piston di chuyển tịnh tiến trong một xi lanh hẹp hơn nến nén được không khí có áp suất cao hơn. Cuối cùng, khí nén có áp suất cao đủ tiêu chuẩn sẽ được đưa đến bình chứa và kết thúc quá trình nén khí 2 cấp.

Áp suất khí nén khác nhau

Vì trải qua những cấp nén khí khác nhau cho nên áp suất khí nén cũng sẽ khác nhau. Và đó cũng chính là nguyên nhân chính khiến máy nén khí cần phân cấp vận hành. 

Máy nén khí 1 cấp: những chiếc máy nén khí một giai đoạn thường tạo ra nguồn khí nén có áp suất tối đa khoảng 8,6 bar. Máy nén khí một cấp phù hợp cho các công việc nhẹ, sử dụng không liên tục, yêu cầu áp suất khí không vượt quá 8 bar

Máy nén khí 2 cấp: vì qua 2 lần nén nên mức áp suất khí thường khoảng 12 hoặc 14 bar. Cụ thể, piston thứ nhất thường tạo khí nén có áp suất khoảng 7 bar và piston thứ hai sau khi tiếp nhận khí nén 7 bar sẽ tiếp tục nén để tăng áp lên 12 hoặc 14 bar. Máy nén khí 2 cấp phù hợp với các công việc sử dụng khí nén liên tục, yêu cầu áp suất cao như sửa chữa và sản xuất ô tô,…

Trên đây là một số thông tin tổng hợp về cấu tạo máy nén khí piston 2 cấp cũng như các vấn đề liên quan về cấp nén khí. Mỗi loại máy sẽ tạo được áp suất khí khác nhau, cho nên bạn cần xác định nhu cầu làm việc trước khi chọn mua máy.