Để đạt được áp suất lên tới hàng ngàn bar, máy nén khí sử dụng các công nghệ và thiết kế đặc biệt sau:

1. Nén đa tầng:

   Thay vì nén khí chỉ trong một giai đoạn, máy nén khí cao áp sử dụng nhiều tầng nén. Mỗi tầng sẽ nén khí lên một mức áp suất nhất định, sau đó khí được làm mát trước khi chuyển sang tầng tiếp theo để tiếp tục nén. Quá trình này lặp lại nhiều lần cho đến khi đạt được áp suất mong muốn. Việc chia thành nhiều tầng nén giúp giảm nhiệt độ sinh ra trong quá trình nén, tăng hiệu suất và độ bền của máy.
   Nguyên lí nén đa tầng như thế nào?
   Nguyên lý nén đa tầng là một kỹ thuật thiết yếu trong việc chế tạo máy nén khí cao áp, cho phép đạt được áp suất vượt trội lên đến hàng ngàn bar. Quá trình này bao gồm nhiều giai đoạn nén tuần tự, mỗi giai đoạn làm tăng áp suất khí nén lên một mức nhất định.

   • Giai đoạn hút khí: Không khí xung quanh được đưa vào buồng nén của tầng nén đầu tiên thông qua hệ thống van hút được thiết kế đặc biệt.
   • Giai đoạn nén khí tầng đầu: Trong buồng nén này, không khí bị nén đến một áp suất trung gian thông qua chuyển động cơ học của piston hoặc trục vít.
   • Giai đoạn làm mát trung gian: Khí nén sau khi được nén ở tầng đầu tiên, mang theo nhiệt lượng lớn, được dẫn qua bộ phận làm mát trung gian (intercooler). Tại đây, nhiệt độ của khí nén được hạ xuống đáng kể, giúp giảm thể tích và tăng mật độ, đồng thời chuẩn bị cho quá trình nén tiếp theo.
   • Giai đoạn nén khí tầng tiếp theo: Khí nén được đưa vào tầng nén thứ hai và tiếp tục được nén đến áp suất cao hơn. Quá trình này được lặp lại ở các tầng nén tiếp theo, mỗi tầng sẽ nâng áp suất khí lên một mức cao hơn so với tầng trước đó.
   • Giai đoạn làm mát cuối cùng: Sau khi trải qua tất cả các tầng nén, khí nén đạt đến áp suất mong muốn nhưng vẫn mang theo nhiệt lượng đáng kể. Do đó, khí nén được dẫn qua bộ phận làm mát cuối cùng (aftercooler) để giảm nhiệt độ trước khi được đưa vào hệ thống sử dụng hoặc lưu trữ.

   Việc áp dụng nguyên lý nén đa tầng mang lại nhiều lợi ích quan trọng. Đầu tiên, làm mát trung gian giữa các tầng nén giúp giảm đáng kể nhiệt độ sinh ra trong quá trình nén, nhờ đó bảo vệ các bộ phận của máy nén khỏi nguy cơ hư hỏng do quá nhiệt. Thứ hai, việc làm mát khí nén giúp giảm thể tích và tăng mật độ khí, từ đó giảm công suất yêu cầu ở các tầng nén tiếp theo, tiết kiệm năng lượng và tăng hiệu suất tổng thể của máy nén. Cuối cùng, nhiệt độ thấp hơn giúp giảm ứng suất nhiệt lên các bộ phận của máy nén, kéo dài tuổi thọ thiết bị và đảm bảo hoạt động ổn định trong thời gian dài.

   Nguyên lý nén đa tầng được ứng dụng rộng rãi trong các loại máy nén khí trục vít và piston, đặc biệt là trong các hệ thống yêu cầu áp suất cao và công suất lớn, đáp ứng các yêu cầu khắt khe của ngành công nghiệp hiện đại

   Ứng dụng đa dạng:

   Nguyên lý nén đa tầng được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp đòi hỏi nguồn khí nén áp suất cao như:

   • Sản xuất khí công nghiệp (oxy, nitơ, argon,…)
   • Nạp khí cho bình chứa khí áp lực cao
   • Các ứng dụng trong phòng thí nghiệm và nghiên cứu khoa học
   • Các ngành công nghiệp đặc thù khác (dầu khí, hóa chất,…)

2. Vật liệu chịu áp suất cao:
   Các bộ phận của máy nén khí cao áp được làm từ vật liệu đặc biệt có khả năng chịu áp suất cực lớn, chẳng hạn như thép hợp kim, vật liệu composite hoặc gốm kỹ thuật.
   

   Thép hợp kim:

   • Tại sao chịu được áp suất cao: Thép hợp kim là sự kết hợp của sắt với các nguyên tố khác như carbon, niken, crom, mangan,… Các nguyên tố này làm tăng độ cứng, độ bền kéo và khả năng chống ăn mòn của thép, giúp thép chịu được áp lực lớn mà không bị biến dạng hoặc nứt vỡ.
   • Chịu được áp suất bao nhiêu: Tùy thuộc vào loại thép hợp kim và phương pháp xử lý nhiệt, thép hợp kim có thể chịu được áp suất từ vài chục bar đến vài trăm bar. Ví dụ, thép không gỉ 316 có thể chịu được áp suất lên đến 200 bar.

    Vật liệu composite:
   

   

   
   

   • Tại sao chịu được áp suất cao: Vật liệu composite là sự kết hợp của hai hay nhiều vật liệu khác nhau, thường là vật liệu nền (nhựa, kim loại) và vật liệu gia cường (sợi carbon, sợi thủy tinh). Sự kết hợp này tạo ra vật liệu có độ bền cao, độ cứng lớn và trọng lượng nhẹ. Vật liệu gia cường có khả năng phân tán ứng suất đều trên bề mặt vật liệu, giúp vật liệu composite chịu được áp lực lớn.
   • Chịu được áp suất bao nhiêu: Tùy thuộc vào loại vật liệu nền, vật liệu gia cường và tỷ lệ pha trộn, vật liệu composite có thể chịu được áp suất từ vài chục bar đến vài trăm bar. Ví dụ, composite sợi carbon có thể chịu được áp suất lên đến 300 bar.

   Gốm kỹ thuật:

   • Tại sao chịu được áp suất cao: Gốm kỹ thuật là vật liệu phi kim loại, có liên kết hóa học mạnh mẽ giữa các nguyên tử. Điều này tạo ra cấu trúc tinh thể rất bền vững, có độ cứng cao và khả năng chịu nhiệt tốt. Gốm kỹ thuật có khả năng chịu được áp suất rất cao, thậm chí lên đến hàng ngàn bar.
   • Chịu được áp suất bao nhiêu: Tùy thuộc vào loại gốm kỹ thuật, gốm kỹ thuật có thể chịu được áp suất từ vài trăm bar đến vài ngàn bar. Ví dụ, gốm silicon carbide có thể chịu được áp suất lên đến 2000 bar.

3. Hệ thống làm mát hiệu quả:
   Quá trình nén khí sinh ra lượng nhiệt lớn, do đó máy nén khí cao áp cần có hệ thống làm mát hiệu quả để đảm bảo nhiệt độ hoạt động ổn định và kéo dài tuổi thọ của các bộ phận. Các phương pháp làm mát phổ biến bao gồm làm mát bằng không khí, làm mát bằng nước hoặc làm mát bằng dầu.

4. Thiết kế kín và bôi trơn đặc biệt:
   Để ngăn chặn rò rỉ khí ở áp suất cao, máy nén khí thường có thiết kế kín với các gioăng và phớt làm kín đặc biệt. Ngoài ra, hệ thống bôi trơn cũng cần được thiết kế riêng để đảm bảo hoạt động trơn tru và giảm ma sát giữa các bộ phận chuyển động trong môi trường áp suất cao.

5. Hệ thống điều khiển và an toàn:
   Máy nén khí cao áp được trang bị hệ thống điều khiển tự động để giám sát và điều chỉnh các thông số hoạt động như áp suất, nhiệt độ và lưu lượng khí. Bên cạnh đó, các thiết bị an toàn như van an toàn, cảm biến áp suất và nhiệt độ cũng được tích hợp để đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành.

Nhờ sự kết hợp của các công nghệ và thiết kế trên, máy nén khí hiện nay có thể tạo ra áp suất lên tới hàng ngàn bar, đáp ứng nhu cầu của các ngành công nghiệp đặc thù và nghiên cứu khoa học.

Nếu quý khách có nhu cầu tìm hiểu thông tin hãy liên hệ ngay với Việt Mỹ SG

– Địa chỉ: Số 13, Đường D12, khu phố Tam Đa, phường Trường Thạnh, TP. Thủ Đức, TP. Hồ Chí Minh.

– Đường dây nóng: 0917372757 – 0886683357

– Email: [email protected]