Khí nén là gì?

Tìm hiểu về khí nén

Khí nén (Compressed Air) là không khí được nén dưới áp suất cao để tạo ra năng lượng, thường được sử dụng thay thế hoặc hỗ trợ các nguồn năng lượng khác. Cụm từ “hệ thống nén khí” (Compressed Air System) dùng để chỉ toàn bộ hệ thống thiết bị tạo, lưu trữ và phân phối khí nén.

Máy nén khí có nhiệm vụ lấy không khí từ môi trường, nén lại và lưu trữ trong bình chứa. Quá trình này có thể diễn ra thông qua cơ chế nén khí từ không khí tự nhiên sạch hoặc bằng các phương pháp hóa học, với áp suất phổ biến là 3000 psi hoặc 3600 psi.

Khí nén được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như sản xuất công nghiệp, y tế, dân dụng… Một hệ thống khí nén hoàn chỉnh thường bao gồm máy nén khí, bình chứa khí, bộ lọc khí, máy sấy khí và các thiết bị khác để đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu.

Thành phần và xử lý không khí trong hệ thống khí nén

Thành phần của khí nén

Không khí dùng trong hệ thống khí nén là một hỗn hợp khí tự nhiên, bao gồm khoảng 78% Nitơ, 21% Oxy và một lượng nhỏ các khí khác. Khi được nén lại, không khí chứa các phân tử mang năng lượng, giúp tạo ra áp suất cần thiết để vận hành các thiết bị sử dụng khí nén.

Trong quá trình nén, nếu sử dụng máy nén khí có dầu, khí nén có thể chứa thêm các tạp chất như hơi dầu hoặc các chất sinh ra từ quá trình bôi trơn. Do đó, tùy vào yêu cầu sử dụng, khí nén có thể được xử lý qua các bộ lọc để loại bỏ tạp chất, thậm chí tách riêng Oxy hoặc Nitơ nhằm phục vụ cho những ứng dụng đặc biệt.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của khí nén

Dưới đây là cấu tạo và nguyên lý hoạt động của khí nén

Cấu tạo của khí nén

Cấu tạo của khí nén

Khí nén được tạo ra bằng cách nén không khí từ thể tích ban đầu (V1) với áp suất P1 xuống thể tích nhỏ hơn (V2) với áp suất cao hơn (P2). Quá trình này chuyển đổi năng lượng động học của không khí thành thế năng dưới dạng khí nén.

Khí nén sau khi được tạo ra có thể sử dụng để vận hành nhiều thiết bị và công cụ như:

• Máy khoan đá
• Hệ thống phanh xe lửa
• Máy ép, máy dập kim loại
• Máy phun sơn, thiết bị làm sạch bằng khí nén

Lưu ý: Một số ứng dụng đặc biệt có thể sử dụng phương pháp thay đổi trạng thái (chẳng hạn như hơi nước) hoặc tách chiết hóa học để tạo ra khí nén có thành phần mong muốn. Tuy nhiên, bài viết này chỉ tập trung vào khí nén thông thường.

LPG (khí hóa lỏng) không phải là khí nén, vì nó thuộc lĩnh vực khí công nghiệp và có tính chất khác biệt.

Nguyên lý hoạt động của khí nén

Hệ thống khí nén hoạt động theo nguyên tắc đơn giản: dùng khí nén để tạo ra lực cơ học nhằm vận hành các thiết bị tự động.

Quy trình hoạt động của khí nén như sau:

1. Máy nén khí hút không khí từ môi trường và nén lại để tăng áp suất.
2. Khí nén đi qua bộ lọc để loại bỏ bụi bẩn, tạp chất trước khi đưa vào hệ thống.
3. Khí nén được lưu trữ trong bình chứa và điều áp để đảm bảo cung cấp ổn định.

Khí nén đi qua hệ thống đường ống và van điều khiển, cung cấp năng lượng cho các thiết bị sử dụng khí nén như:

• Xi lanh khí nén giúp tạo ra chuyển động
• Hệ thống phun sơn hoặc máy phun cát để xử lý bề mặt
• Hệ thống đóng gói, vận chuyển trong dây chuyền tự động hóa

Nhờ tính đơn giản, an toàn và hiệu quả, khí nén được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, sản xuất và tự động hóa.

Đặc điểm của khí nén

Đường ống khí nén đi qua

Tại sao chúng ta nên sử dụng khí nén?

Sử dụng khí nén tiết kiệm chi phí tiêu thụ điện năng

Khí nén là một nguồn năng lượng quan trọng và được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và đời sống nhờ vào các ưu điểm vượt trội về an toàn, linh hoạt, hiệu suất và chi phí.

An toàn hơn so với điện

• Trong môi trường làm việc nguy hiểm như khu vực ẩm ướt, dễ cháy nổ, việc sử dụng điện có thể gây nguy cơ giật điện hoặc chập cháy.
• Ngược lại, khí nén an toàn hơn, không gây cháy nổ và có thể sử dụng trong nhiều điều kiện khắc nghiệt.

Tính linh hoạt cao

• Hệ thống khí nén có thể hoạt động tốt ngay cả ở những khu vực xa xôi như công trường xây dựng, hầm mỏ.
• Dụng cụ khí nén nhẹ hơn, dễ di chuyển hơn so với thiết bị chạy bằng điện.
• Đặc biệt, khí nén có thể điều chỉnh được tốc độ và mô-men xoắn, giúp tối ưu hiệu suất làm việc trong các ứng dụng như máy khoan đá, thiết bị va đập.

Hiệu suất cao và bền bỉ

• Dụng cụ khí nén có thiết kế đơn giản, ít bộ phận chuyển động hơn nên độ bền cao, ít hỏng hóc hơn so với thiết bị điện.
• Hệ thống khí nén có thể vận hành liên tục trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt mà không bị quá nhiệt.

Chi phí hợp lý trong dài hạn

• Dù chi phí vận hành khí nén có thể cao hơn điện (gấp 7 – 8 lần), nhưng chi phí thiết bị khí nén thấp hơn.
• Thiết bị khí nén có tuổi thọ cao, ít bảo trì, giúp giảm chi phí trong dài hạn.

Khí nén – “Tiện ích thứ 4”

• Trong công nghiệp, khí nén được xem là nguồn năng lượng quan trọng thứ ba sau điện và nước, đặc biệt với các doanh nghiệp sản xuất.
• Nhiều ngành công nghiệp như chế tạo, xây dựng, y tế, thực phẩm đều không thể thiếu khí nén trong quá trình sản xuất.

Với những ưu điểm về an toàn, linh hoạt, hiệu suất và chi phí, khí nén là một lựa chọn tối ưu cho nhiều lĩnh vực, từ sản xuất công nghiệp đến các ứng dụng dân dụng.

Xem thêm: Cách sử dụng khí nén một cách tiết kiệm

Cách tạo ra khí nén như thế nào?

Khí nén được tạo ra nhờ vào máy nén khí, thiết bị có nhiệm vụ hút không khí từ môi trường, nén lại để tăng áp suất, sau đó cung cấp cho các hệ thống cần sử dụng.

Cơ chế tạo khí nén

Máy nén khí trục vít và máy nén khí Piston

– Máy nén khí là thiết bị chính giúp tạo ra khí nén.

– Không khí được hút vào máy, sau đó được nén lại để tăng áp suất.

– Khí nén sau khi được nén sẽ được xử lý và lưu trữ trong bình chứa khí nén, sau đó phân phối đến các thiết bị sử dụng.

Tùy vào nhu cầu sử dụng, khí nén có thể được tạo ra từ nhiều loại máy nén khí khác nhau:

• Máy nén khí piston: Loại máy hoạt động bằng cách sử dụng piston để nén khí, phù hợp với các hệ thống nhỏ hoặc yêu cầu áp suất cao.
• Máy nén khí trục vít: Hoạt động ổn định, hiệu suất cao, thích hợp cho các nhà máy sản xuất.
• Máy nén khí ly tâm: Chuyên dùng trong công nghiệp lớn, nơi cần lượng khí nén lớn và liên tục.
• Máy nén khí cao áp: Được sử dụng trong các ứng dụng đặc biệt như bơm khí cho bình dưỡng khí, thiết bị y tế, hoặc sản xuất khí nén tinh khiết.

Xem thêm: Bảng giá máy nén khí công nghiệp

Bình tích khí nén

Bình tích khí nén

Bình tích khí nén, hay còn gọi là bình chứa khí nén, là thiết bị quan trọng giúp lưu trữ khí nén sau khi được tạo ra từ máy nén khí. Bình đảm bảo cung cấp khí ổn định cho hệ thống, giúp quá trình vận hành diễn ra trơn tru và hạn chế tình trạng thiếu hụt khí đột ngột.

• Ổn định áp suất và giảm tải cho máy nén khí: Giúp duy trì áp suất ổn định, giảm tần suất hoạt động của máy nén khí, từ đó kéo dài tuổi thọ thiết bị.
• Làm sạch khí nén: Hỗ trợ loại bỏ bụi bẩn, hơi nước còn sót lại trước khi khí nén được đưa vào hệ thống sử dụng.
• Làm mát khí nén: Giúp giảm nhiệt độ khí nén trước khi đi vào các thiết bị như máy sấy khí, bộ lọc khí, đảm bảo hiệu suất tối ưu.
• Linh hoạt và dễ dàng di chuyển: Bình tích khí có nhiều kích thước khác nhau, phù hợp cho cả hệ thống cố định và di động.

Xem thêm: Bình chứa khí nén

Thiết bị xử lý khí nén

Hệ thống xử lý khí nén

Thiết bị xử lý khí nén đóng vai trò quan trọng trong việc làm sạch khí nén bằng cách loại bỏ hơi nước, bụi bẩn, dầu mỡ và các tạp chất khác. Điều này giúp hạn chế tối đa tác động tiêu cực của khí nén, như gây ăn mòn, rỉ sét hoặc ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống.

Thông thường, hệ thống xử lý khí nén được chia thành ba giai đoạn chính:

• Giai đoạn 1 – Lọc khí khô: Sử dụng bộ lọc khí để loại bỏ bụi bẩn và các hạt rắn có trong khí nén.
• Giai đoạn 2 – Loại bỏ hơi nước: Dùng máy sấy khí để tách và loại bỏ lượng nước còn sót lại trong khí nén.
• Giai đoạn 3 – Lọc tinh: Loại bỏ các tạp chất còn lại, kể cả những hạt có kích thước siêu nhỏ, nhằm đảm bảo khí nén sạch và an toàn cho hệ thống.

Xem thêm: Các thiết bị xử lỹ khí nén

Ứng dụng nén khí trong sản phẩm sản xuất nghiệp vụ

Khí nén được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực sản xuất nhờ tính linh hoạt và hiệu suất cao. Dưới đây là một số ngành công nghiệp tiêu biểu ứng dụng khí nén:

• Ngành chế tạo: Khí nén được dùng để vận hành máy móc, nâng hạ hàng hóa, điều khiển súng phun sơn, máy cắt thanh nhôm, và hệ thống tự động hóa. Ngoài ra, khí nén còn được ứng dụng trong sản xuất bao bì chân không giúp bảo quản sản phẩm tốt hơn.
• Ngành bảo dưỡng và sửa chữa xe: Máy nén khí là thiết bị không thể thiếu trong các gara và trung tâm bảo dưỡng xe. Khí nén giúp vận hành súng bắn đinh, bơm lốp, phun sơn và thổi bụi làm sạch những chi tiết nhỏ trên bề mặt xe.

Ứng dụng trong sản xuất công nghiệp

• Ngành khai khoáng: Khí nén được sử dụng để thông gió trong môi trường làm việc thiếu oxy, như hầm mỏ khai thác than, dầu khí và quặng kim loại. Ngoài ra, nó còn giúp vận hành máy khoan, búa đục và các thiết bị khai thác khác.
• Ngành y tế: Khí nén đóng vai trò quan trọng trong việc khử trùng dụng cụ y tế, vận hành máy nội nha, hệ thống hỗ trợ hô hấp và nhiều thiết bị y tế khác.
• Ngành chế biến thực phẩm: Khí nén được dùng trong đóng gói chân không, sản xuất nước đóng chai, vận hành máy sấy khô, điều khiển thiết bị truyền động và làm sạch thực phẩm.
• Ngành dệt may: Khí nén hỗ trợ vận hành máy dệt, kẹp chặt vải, truyền tải nguyên liệu và điều khiển các thiết bị tự động trong dây chuyền sản xuất.

Xem thêm: 18 cách để giảm chi phí khí nén

Khí nén Á Châu – Giải pháp khí nén toàn diện

Với hơn 13 năm kinh nghiệm trong ngành, Khí Nén Á Châu tự hào là đơn vị hàng đầu cung cấp máy nén khí chính hãng, chất lượng cao tại Việt Nam. Chúng tôi cam kết mang đến giải pháp khí nén tối ưu, giúp doanh nghiệp nâng cao hiệu suất, tiết kiệm chi phí và vận hành hệ thống khí nén một cách hiệu quả nhất.

– Sản phẩm đa dạng: Máy nén khí trục vít, piston, không dầu, có dầu, cùng hệ thống sấy khí và phụ tùng chính hãng.
– Dịch vụ chuyên nghiệp: Tư vấn – Thiết kế – Lắp đặt – Bảo trì trọn gói.
– Cam kết chất lượng: Đảm bảo hiệu suất ổn định, độ bền cao, tiết kiệm năng lượng.

 Liên hệ ngay để được tư vấn giải pháp khí nén phù hợp nhất cho doanh nghiệp của bạn!