Nguyên lý cấu tạo máy nén khí cánh gạt Roto van

Máy nén khí cánh gạt có tên tiếng anh “Rotary vanes air compressor”. Dòng máy nén thể tích có dầu với ưu điểm độ ồn thấp giá thành rẻ, kết cấu đơn giản. Nó không được biết và sử dụng rộng dãi như những công nghệ nén khác. Công nghệ này phổ biến hơn trong ngành với bơm chân không, bơm nước. Á Châu xin giới thiệu sơ lược nguyên lý hoạt động của máy nén cánh gạt thẳng. Trên thị trường cũng có dòng máy nén khí trục vít cánh gạt (Mitsuiseiki), là hình thức lai giữa trục vít xoắn và cánh gạt.

Nguyên lý hoạt động máy nén kiểu

Máy nén cạnh gạt có nguyên lý hoạt động đơn giản với buồng nén có trục roto đặt lệch tâm với buồng nén. Trên roto có nhiều rãnh gắn cánh gạt có khả năng văng ra thu lại theo lực văng ly tâm. Khi rôto quay, thể tích của không khí bị mắc kẹt giảm dần làm tăng áp suất tạo ra khí nén. 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.

Cấu tạo máy nén cánh gạt Roto van

Tính năng và ưu nhược điểm công nghệ nén cánh gạt

Thiết kế đơn giản với ít bộ phận truyển 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.

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

Có thể ghép 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 giúp giảm độ rung, do đó giảm tiếng ồn và mài mòn, giảm nhiệt độ và loại bỏ nhu cầu về nền móng bằng xi măng.

Nhiệt nén sản sinh ít
Nhiệt thấp hơn làm giảm mài mòn, cần lượng dầu bôi trơn ít và giảm áp lực tác động nhiệt lên các bộ phận. Cần ít năng lượng hơn để làm mát và độ tinh khiết của không khí được cung cấp được nâng cao.

Chi phí bảo trì thấp
Với ít bộ phận bị mài mòn ít 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.

Ưu điểm cũng là nhược điểm lớn nhất của công nghệ này đến từ điểm yếu về vật liệu cánh gạt. Khe hở cánh gạt làm cho hiệu suất nén so với công nghệ nén khác thấp. Cánh gạt bị mòn cũng làm giảm lưu lượng nén.

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.