Công nghệ máy nén cánh gạt "Rotary vanes air compressor"

Máy nén khí cánh gạt (Rotary vanes air compressor). Một công nghệ nén có lợi thế độ ồn thấp, kết cấu máy đơn giản chi phí rẻ, phí bảo trì rẻ hơn những công nghệ nén khác. Dải công suất máy từ mini đến dòng công nghiệp 350kw. Tuy nhiên nó không thực sự phổ biến với nhà máy Việt Nam. Bản thân công nghệ nén cánh gạt tồn tại nhược điểm về độ bền tương tự dòng trục vít cánh gạt.

Tuy nó khả phổ biến với dải máy nén công suất nhỏ, bơm chân không và cả máy bơm, nhưng không còn phổ biến với dải công suất lớn. Công suất lớn nhất hiện được bán thương mại với dòng máy này ~350kw hãng Pneumofore.

Gần đây công nghệ nén cánh gạt phát triển dòng biến thể trục vít cánh gạt (Z screw). Công nghệ nén không dầu bôi trơn bằng nước được Mitsuiseiki, Atlas copco, Fussheng, Yee, và một số hãng đến từ Trung Quốc với giá rẻ hơn nhiều lần công nghệ nén trục vít không dầu. Với sự tiến bộ về công nghệ chế tạo cánh gạt, tuổi thọ máy yêu cầu rút ngắn khấu hao nhanh với nền sản xuất thay đổi liên tục,  có thể trong tương lai công nghệ nén giá rẻ này sẽ phát triển hơn.

CÁC TÍNH NĂNG VÀ LỢI ÍCH
Thiết kế đơn giản với ít bộ phận chuyển động
Kết cấu chắc chắn, nhỏ gọn, dễ tiếp cận và bảo trì, dễ dàng thay thế các bộ phận, cực kỳ đáng tin cậy và bền.

Nén một giai đoạn
Bản chất của thiết kế tạo ra đủ độ nén trong một giai đoạn, dẫn đến tỷ lệ nén cao trong một chu kỳ đơn (khoảng 10: 1), cũng như hiệu quả năng lượng tốt hơn, giảm nguy cơ lỗi và giảm yêu cầu bảo trì.

Khớp nối trục trực tiếp với động cơ
Có thể ghép nối trực tiếp vì tỷ số nén cao cho phép tốc độ quay thấp, loại bỏ nhu cầu truyền động hoặc bánh răng. Ít bộ phận hơn có nghĩa là tiêu hao năng lượng thấp hơn và bảo trì đơn giản hơn.

Tốc độ quay thấp
Tốc độ thấp hơn làm giảm độ rung, do đó giảm tiếng ồn và mài mòn, giảm nhiệt độ và loại bỏ sự cần thiết của nền móng bằng xi măng.

Nhiệt độ chu kỳ nén thấp
Nhiệt độ thấp hơn làm giảm mài mòn, tiêu thụ chất làm mát và rò rỉ do căng thẳng các bộ phận. Cần ít năng lượng hơn để làm mát và độ tinh khiết của không khí được cung cấp được nâng cao.

Mức độ bảo trì thấp
Với ít bộ phận bị mài mòn hơn, các bộ cánh quay một tầng cung cấp hoạt động sạch hơn và đáng tin cậy hơn, giảm đáng kể nhu cầu bảo trì.

Nguyên lý hoạt động

Mô phỏng máy thực tế ảnh bên

Máy có một vỏ đầu nén hình trụ bên trong và roto tròn. Roto này có các khe ở vị trí các cánh gạt. Các cánh gạt có thể trượt ra vào.

Rôto được đặt lệch tâm trong vỏ sao cho gần như chạm vào một bên. Khi rôto quay, các cánh gạt bị văng ra ngoài bằng lực ly tâm, cho đến khi chúng chạm vào vỏ. Nếu máy bơm được bôi trơn bằng dầu, sẽ có một lớp dầu mỏng ở giữa cánh và vỏ.

Khi không khí đi vào qua cửa vào, nó bị mắc kẹt giữa các cánh gạt. Khi rôto quay, thể tích của không khí bị mắc kẹt giảm dần. Việc giảm thể tích làm tăng áp suất.

Các cánh gạt thường là các mảnh nhỏ bằng sợi carbon hoặc composite graphite, nhưng chúng có thể được làm bằng các vật liệu khác nhau, tùy thuộc vào ứng dụng.

Chúng chủ yếu là hình chữ nhật. Đôi khi chúng có một góc vát hoặc bo tròn trên một trong các cạnh dài. Để tiện hình dung mời bạn xem 

Video thuyết minh nguyên lý hoạt động máy nén khí

Nếu bạn đang tìm kiếm một máy bơm cánh gạt, bạn sẽ có sự lựa chọn bôi trơn bằng dầu hoặc ít dầu. Sự lựa chọn sẽ phụ thuộc vào ứng dụng, chu kỳ nhiệm vụ và sở thích của bạn về bảo trì.

Từ quan điểm bảo trì, với một máy bơm được bôi trơn bằng dầu, bạn sẽ thay dầu, bộ tách và có thể là bộ lọc dầu một cách thường xuyên.

Với một máy nén không được bôi trơn bằng dầu, bạn sẽ thay thế các cánh gạt để bảo trì. Thay cánh gạt sẽ đắt hơn, nhưng bạn thay chúng ít thường xuyên hơn rất nhiều so với thay dầu và bộ lọc trên máy nén được bôi trơn.

Chu kỳ nhiệm vụ của bạn sẽ xác định cái nào hiệu quả hơn về mặt chi phí trong thời gian dài.

Trong các ứng dụng áp suất cao hơn (trên 5.5 bar), máy nén trục vít  thường hiệu quả hơn. Chi phí ban đầu thường gần bằng nhau và việc bảo trì cũng xấp xỉ như nhau trên cả hai, vì vậy trong hầu hết các trường hợp, bạn nên chọn máy nén khí trục vít (Screw compressor)

Trong các ứng dụng chân không và áp suất thấp hơn, máy nén cánh gạt thường có thể làm điều tương tự hiệu quả hơn. Tuy nhiên, tại thời điểm này, bạn cần lưu tấm về giá dòng máy này, chúng có thể đắt vì khan hiếm tại Việt Nam chứ không phải do nó có công nghệ tốt hơn. Bạn phải thực hiện các tính toán nếu việc tiết kiệm năng lượng và chi phí bảo trì thấp hơn của máy mà bạn đang tìm kiếm.

Vì vậy, nếu bạn đang tìm mua một máy nén khí cánh gạt quay cho khí nén hoặc chân không, hãy liên hệ với chuyên gia KHÍ NÉN Á CHÂU. Có thể có những lựa chọn thay thế tốt hơn.

Hãy nhớ xem xét chi phí ban đầu của thiết bị, chỉ so sánh giá của hai thiết bị mà bạn có thể mua là cực kỳ thiển cận và cuối cùng sẽ khiến bạn tốn nhiều tiền hơn. Bạn cần so sánh tổng chi phí sở hữu, bao gồm cả chi phí bảo trì và chi phí năng lượng.

Tuy nhiên máy nén cánh gạt có những công dụng của chúng và đôi khi chúng là sản phẩm chính xác phù hợp với công việc của bạn.

Vai trò của công nghệ nén này trong ngànhi ô tô và thủy lực là khá vững trãi. Tuy nhiên, khi các công nghệ mới hơn, hiệu quả hơn xuất hiện, vai trò của chúng đối với ngành khí nén và chân không đang giảm đi nhanh chóng.

Bạn có thể xem qua video để tiện hình dung với máy thực tế ngày nay.

Lịch sử phát triển, thoái trào trong tương lai

Công nghệ nén cánh quay (Rotary Vane) đã có từ buổi bình minh ngành khí nén và được sử dụng cho nhiều việc khác ngoài khí nén. Mô tả đầu tiên được biết đến về máy bơm cánh trượt là trong một cuốn sách của một kỹ sư người Ý Agostino Ramelli, được viết vào năm 1588.

Máy bơm cánh quay được cấp bằng sáng chế vào năm 1876 bởi Charles C. Barnes, một kỹ sư người Canada, và ông thường được ghi nhận là người đã phát minh ra thiết kế hiện đại của dòng máy nén này.

Chúng đã được sản xuất từ ​​đầu những năm 1900 và đã được sử dụng kể từ đó. Nó được ứng dụng rộng dãi trong nhiều ngành lĩnh vực từ khí nén, nén lạnh, thuỷ lực, bơm nước, hoá chất.v.v.. Sẽ cần cả một cuốn sách để liệt kê mọi ứng dụng máy bơm cánh gạt được sử dụng.

Chúng rất phổ biến trong các ứng dụng ô tô và thủy lực. Hệ thống lái trợ lực trên ô tô của bạn có thể sử dụng một máy bơm cánh gạt. Trong thế giới khí nén và chân không, chúng vẫn còn phổ biến, nhưng chúng không còn phổ biến như trước nữa.

Sơ đồ thiết bị của máy nén roto van hoàn chỉnh. Vơi smays nhỏ số thiết bị có thể ít đi loại bỏ lọc dầu, Van 

Máy nén cánh gạt quay là một công nghệ cũ vẫn còn phổ biến trong khí nén và chân không. Tuy nhiên, hiện nay đã có những công nghệ khác hiệu quả hơn.