Máy nén khí trục vít là loại máy nén thể tích dương, thực hiện chức năng nén khí thông qua việc giảm dần thể tích làm việc.
Thể tích làm việc của máy nén khí trục vít bao gồm một cặp rôto có răng cưa đặt song song và ăn khớp với nhau, cùng với một khung máy chứa cặp rôto này. Khi máy hoạt động, răng của hai rôto ăn khớp với nhau, và khi rôto quay, răng ăn khớp với rôto kia di chuyển về phía đầu ra, do đó thể tích được bao bọc bởi răng của rôto kia dần dần giảm đi, và áp suất tăng dần cho đến khi đạt được áp suất cần thiết. Khi đạt được áp suất đó, các răng cưa sẽ thông với cửa xả để thực hiện việc xả khí.
Sau khi một ống ăn khớp được răng của rôto đối diện ăn khớp với nó, hai không gian được ngăn cách bởi các răng này được hình thành. Ống ăn khớp gần đầu hút là thể tích hút, và ống ăn khớp gần đầu xả là thể tích khí nén. Khi máy nén hoạt động, các răng của rôto đối diện ăn khớp với ống ăn khớp di chuyển về phía đầu xả, do đó thể tích hút tiếp tục giãn nở và thể tích khí nén tiếp tục co lại, từ đó thực hiện quá trình hút và nén trong mỗi ống ăn khớp. Khi áp suất khí nén trong ống ăn khớp đạt đến áp suất xả cần thiết, ống ăn khớp sẽ thông với lỗ thông hơi và quá trình xả bắt đầu. Sự thay đổi thể tích hút và thể tích nén được chia trong các ống ăn khớp bởi răng của rôto đối diện được lặp đi lặp lại, do đó máy nén có thể liên tục hút, nén và xả.
Nguyên lý hoạt động và cấu tạo của máy nén trục vít：
1. Quá trình hút: Cửa hút ở phía đầu vào của máy nén khí kiểu trục vít phải được thiết kế sao cho buồng nén có thể được hút hoàn toàn. Máy nén khí kiểu trục vít không có cụm van hút và xả. Việc hút chỉ được điều chỉnh bằng cách đóng mở van điều chỉnh. Khi rôto quay, không gian rãnh răng của rôto chính và rôto phụ được chuyển đến lỗ mở ở thành cuối của cửa hút khí, không gian z* lớn, lúc này không gian rãnh răng của rôto thông với không khí tự do của cửa hút khí, vì toàn bộ không khí trong rãnh răng được thải ra trong quá trình xả, và rãnh răng ở trạng thái chân không khi kết thúc quá trình xả. Khi chuyển đến cửa hút khí, không gian z* lớn. Lúc này, không gian rãnh răng của rôto thông với không khí tự do của cửa hút khí, vì toàn bộ không khí trong rãnh răng được thải ra trong quá trình xả. Khi kết thúc quá trình xả, rãnh răng ở trạng thái chân không. Khi được chuyển đến cửa hút gió, không khí bên ngoài được hút vào và chảy theo trục vào rãnh răng của rôto chính và rôto phụ. Việc bảo dưỡng máy nén khí trục vít cần lưu ý rằng khi không khí lấp đầy toàn bộ rãnh răng, mặt cuối của phía cửa hút gió của rôto sẽ quay ra xa cửa hút gió của khung máy, và luồng khí giữa các rãnh răng sẽ bị bịt kín.
2. Quá trình làm kín và vận chuyển: Khi kết thúc quá trình hút của rôto chính và rôto phụ, rãnh răng của rôto chính và rôto phụ cùng với khung máy được đóng kín. Lúc này, không khí bị giữ lại trong rãnh răng và không còn thoát ra ngoài nữa, tức là [quá trình làm kín]. Hai rôto tiếp tục quay, đỉnh răng và rãnh răng của chúng trùng khớp ở đầu hút, và bề mặt tiếp xúc dần dần di chuyển về phía đầu xả.
3. Quá trình nén và phun dầu: Trong quá trình vận chuyển, bề mặt ăn khớp dần dần di chuyển về phía đầu xả, tức là rãnh răng giữa bề mặt ăn khớp và cửa xả giảm dần, và khí trong rãnh răng được nén dần và áp suất tăng lên. Đây là [quá trình nén]. Đồng thời với quá trình nén, dầu bôi trơn cũng được phun vào buồng nén và trộn lẫn với khí trong buồng do sự chênh lệch áp suất.
4. Quá trình xả: Khi mặt tiếp xúc của rôto bảo dưỡng máy nén khí trục vít được chuyển đến vị trí thông với cửa xả của khung máy (lúc này áp suất khí nén đạt giá trị z*cao), khí nén bắt đầu được xả ra cho đến khi bề mặt tiếp xúc của đỉnh răng và rãnh răng di chuyển đến mặt tiếp xúc của cửa xả. Lúc này, khoảng cách rãnh răng giữa bề mặt tiếp xúc của hai rôto và cửa xả của khung máy bằng không, tức là quá trình xả hoàn tất. Đồng thời, chiều dài rãnh răng giữa bề mặt tiếp xúc của rôto và cửa hút khí của khung máy đạt đến giá trị z*dài, và quá trình hút đang diễn ra.
Máy nén khí trục vít được chia thành: loại hở, loại bán kín, loại kín hoàn toàn.
1. Máy nén trục vít kín hoàn toàn: thân máy sử dụng kết cấu gang đúc chất lượng cao, độ xốp thấp, biến dạng nhiệt nhỏ; thân máy sử dụng kết cấu hai lớp với đường thoát khí, độ bền cao và hiệu quả giảm tiếng ồn tốt; các lực bên trong và bên ngoài thân máy về cơ bản được cân bằng, và không có nguy cơ áp suất cao như loại hở và bán kín; vỏ máy là kết cấu thép có độ bền cao, hình thức đẹp và trọng lượng nhẹ. Sử dụng kết cấu thẳng đứng, máy nén chiếm diện tích nhỏ, thuận lợi cho việc bố trí nhiều đầu làm lạnh; ổ trục dưới được ngâm trong bể dầu và được bôi trơn tốt; lực hướng trục của rôto giảm 50% so với loại bán kín và hở (hiệu ứng cân bằng của trục động cơ ở phía thoát khí); không có nguy cơ động cơ bị lệch ngang, độ tin cậy cao; tránh ảnh hưởng của trọng lượng rôto trục vít, van điều khiển và trọng lượng rôto động cơ đến độ chính xác khớp nối và nâng cao độ tin cậy; Quy trình lắp ráp tốt. Thiết kế trục vít thẳng đứng không có bơm dầu cho phép máy nén hoạt động hoặc dừng mà không bị thiếu dầu. Ổ trục dưới được ngâm hoàn toàn trong bể dầu, còn ổ trục trên sử dụng áp suất chênh lệch để cấp dầu; yêu cầu về áp suất chênh lệch của hệ thống thấp. Trong trường hợp khẩn cấp, chức năng bảo vệ bôi trơn ổ trục tránh được tình trạng thiếu dầu bôi trơn, giúp cho việc vận hành thiết bị trong mùa chuyển tiếp. Nhược điểm: Sử dụng làm mát bằng khí thải, động cơ nằm ở cửa xả, dễ gây cháy cuộn dây động cơ; ngoài ra, không thể loại trừ khả năng hỏng hóc kịp thời.
2. Máy nén khí trục vít bán kín
Động cơ làm mát bằng phun sương có nhiệt độ hoạt động thấp, tuổi thọ cao; máy nén hở sử dụng không khí để làm mát động cơ, nhiệt độ hoạt động của động cơ cao hơn, ảnh hưởng đến tuổi thọ của động cơ và môi trường làm việc trong phòng máy tính không tốt; sử dụng khí thải để làm mát động cơ, nhiệt độ hoạt động của động cơ rất cao, tuổi thọ động cơ ngắn. Nói chung, dầu bôi trơn bên ngoài có kích thước lớn hơn, nhưng hiệu suất rất cao; dầu bôi trơn bên trong được kết hợp với máy nén, có kích thước nhỏ, do đó hiệu quả tương đối kém. Hiệu quả tách dầu thứ cấp có thể đạt 99,999%, có thể đảm bảo bôi trơn tốt cho máy nén trong các điều kiện hoạt động khác nhau. Tuy nhiên, máy nén trục vít bán kín kiểu pít tông được dẫn động bằng bánh răng để tăng tốc độ, tốc độ cao (khoảng 12.000 vòng/phút), độ mài mòn lớn và độ tin cậy kém.
Ba, máy nén trục vít hở
Ưu điểm của máy nén kiểu hở là: 1) Máy nén được tách rời khỏi động cơ, do đó máy nén có phạm vi ứng dụng rộng hơn; 2) Cùng một máy nén có thể được sử dụng cho các chất làm lạnh khác nhau. Ngoài các chất làm lạnh hydrocarbon halogen hóa, amoniac cũng có thể được sử dụng làm chất làm lạnh bằng cách thay đổi vật liệu của một số bộ phận; 3) Tùy theo chất làm lạnh và điều kiện hoạt động khác nhau, có thể sử dụng động cơ có công suất khác nhau. Nhược điểm chính của máy nén kiểu hở là: (1) Phớt trục dễ bị rò rỉ, cũng là đối tượng cần bảo trì thường xuyên của người sử dụng; (2) Động cơ được trang bị quay ở tốc độ cao, tiếng ồn luồng khí lớn, và tiếng ồn của chính máy nén cũng lớn, ảnh hưởng đến môi trường; (3) Cần phải cấu hình riêng bộ tách dầu, bộ làm mát dầu và các thành phần hệ thống dầu phức tạp khác, thiết bị cồng kềnh, bất tiện khi sử dụng và bảo trì.
Thời gian đăng bài: 05/05/2023
