Bình tích áp khí nén: Khái niệm, phân loại và nguyên lý

Bình tích áp khí nén là thiết bị quan trọng, giữ vai trò “chủ chốt” giúp ổn định áp suất trong hệ thống khí nén và nâng cao hiệu quả làm việc của máy nén khí. Vậy bình tích áp máy nén khí là gì? Có cấu tạo, nguyên lý hoạt động như thế nào? Hãy cùng Đặng Gia khám phá “tất tần tật” về bình tích áp máy nén khí qua bài viết dưới đây nhé.

Bình tích áp khí nén là gì?

Bình tích áp khí nén (tên gọi khác: bồn tích áp khí nén, bình tích khí, bình chứa khí,...) là dụng cụ dùng để lưu trữ và duy trì áp suất khí nén ổn định cho hệ thống khí nén. Nhờ bình tích áp, bạn có thể sử dụng khí nén bất cứ lúc nào mà không cần chạy máy nén khí liên tục, ngay cả khi máy nén gặp sự cố đột ngột trong thời gian ngắn.

Bình tích áp máy nén khí

Nhằm đáp ứng nhu cầu dùng ngày càng đa dạng, bình tích áp khí nén được sản xuất với nhiều kích thước, dung tích, chất liệu, hình dáng thiết kế. Người dùng có thể dễ dàng tìm thấy sản phẩm phù hợp cho hệ thống của mình.

Công dụng của bình tích áp khí nén

Dự trữ khí nén

Với vai trò là kho lưu trữ khí nén, bình tích áp đảm bảo có sẵn khí nén sử dụng ngay cả khi máy nén khí không hoạt động hoặc đang bảo trì. Từ đó, duy trì sự liên tục và ổn định cho sản xuất.

Duy trì, ổn định áp suất

Bình tích áp máy nén khí giúp duy trì áp suất ổn định cho hệ thống nén khí. Điều này giúp hạn chế các tác động tiêu cực do sự thay đổi áp suất đột ngột gây ra như giảm hiệu suất làm việc của các thiết bị dùng khí nén, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả sản xuất,...

Giảm tải và tăng tuổi thọ cho máy nén khí

Bình tích áp khí nén giảm tải cho máy nén khí bằng cách lấy nguồn khí nén dự trữ trong bình để cung cấp cho các thiết bị cần dùng khí nén. Điều này có ý nghĩa vô cùng quan trọng, nhất là trong trường hợp nhu cầu dùng khí nén tăng đột ngột. Nếu không thì máy nén khí sẽ phải hoạt động liên tục với cường độ cao dẫn đến quá tải, nhanh hao mòn, giảm tuổi thọ.

Hỗ trợ tách nước, giảm nhiệt độ khí nén

Bồn tích áp khí nén hỗ trợ loại bỏ một phần hơi ẩm và hạ nhiệt độ của khí nén. Từ đó giúp giảm bớt áp lực làm việc của bộ lọc khí nén, máy sấy khí, góp phần nâng cao hiệu quả cũng như độ bền cho các thiết bị này.

Vai trò của bình tích khí nén trong hệ thống

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bình tích áp

Cấu tạo bình tích áp khí nén

Bồn tích áp khí nén có cấu tạo gồm có 3 phần chính, đó là:

– Vỏ bình:

Vỏ bình tích áp máy nén khí thường được làm từ inox hoặc thép tấm cao cấp, dày dặn, chịu được áp suất lớn. Bề mặt được xử lý cẩn thận, phun sơn tĩnh điện để chống ăn mòn, chống gỉ sét, tăng thêm độ bền cho bình. Trên vỏ bình được khoan các lỗ để kết nối bình chứa với đường dẫn khí vào, đường dẫn khí ra và các phụ kiện.

– Ruột bình:

Ruột bình tích áp khí nén có cấu tạo 2 lớp. Trong cùng là lớp cao su tổng hợp có tính đàn hồi cao, chịu được áp suất và nhiệt độ lớn, không làm biến tính khí nén. Để tăng thêm độ bền và chống lại sự ăn mòn, người ta sẽ thêm một lớp khí nitơ giữa cao su và vỏ bình.

– Các phụ kiện bồn tích áp khí nén:

• Đồng hồ: Hiển thị thông số áp suất bên trong bình chứa, giúp người dùng dễ quan sát và kịp thời phát hiện sự cố quá áp.
• Van an toàn: Xả áp suất dư thừa khi áp suất trong bình vượt quá mức cho phép (mức áp suất đã cài đặt), tránh sự cố nổ bình
• Van xả đáy: Lắp dưới đáy bình tích áp máy nén khí, có nhiệm vụ xả nước đọng bên trong bình chứa ra ngoài.

Các chi tiết cấu tạo bình tích áp máy nén khí

Nguyên lý bình tích áp khí nén

Nguyên lý hoạt động của bồn tích áp khí nén được chia thành 2 giai đoạn chính, đó là:

• Giai đoạn nạp khí: Khi máy nén khí hoạt động, khí nén được đưa vào bình tích áp khiến phần ruột cao su căng phồng. Áp suất trong bình tăng dần cho đến khi đạt đến giá trị cài đặt, máy nén khí sẽ dừng hoạt động để kết thúc quá trình nạp khí.
• Giai đoạn bổ sung khí: Khi các thiết bị sử dụng khí nén hoạt động, áp suất khí nén trong bình sẽ giảm dần. Khi giảm xuống dưới mức quy định, máy nén khí sẽ khởi động lại để bổ sung khí nén vào bình chứa.

Quá trình nạp và bổ sung khí của bình tích áp khí nén diễn ra liên tục, đảm bảo nguồn khí nén luôn có sẵn trong bình để sử dụng khi cần. Trong trường hợp áp suất vượt quá giới hạn cho phép, van an toàn sẽ tự động xả khí dư thừa để giảm áp suất, ngăn ngừa rủi ro nổ bình.

Ứng dụng của bình tích áp khí nén

Nhờ khả năng lưu trữ và cung cấp nguồn khí nén ổn định, bình tích áp máy nén khí có rất nhiều ứng dụng trong đời sống, sản xuất. Cụ thể như sau:

• Cung cấp khí nén cho dây chuyền tự động hóa, máy móc,... trong nhà máy sản xuất.
• Cung cấp khí nén cho các dụng cụ dùng khí nén như máy khoan, máy bắn đinh, máy cắt và các dụng cụ cầm tay trong các xưởng cơ khí, cơ sở bảo dưỡng chuyên nghiệp.
• Ngoài ra, bình tích áp còn được ứng dụng trong hệ thống cấp nước tại các tòa nhà cao tầng, hệ thống phòng cháy chữa cháy để nước chảy ra với tốc độ mạnh hơn,...

Các loại bình tích áp khí nén phổ biến

Các loại bình tích áp máy nén khí hiện nay rất đa dạng về dung tích, vật liệu, nhà sản xuất,... Dưới đây là 2 loại bồn tích áp khí nén được dùng phổ biến nhất:

• Bình tích áp khí nén đứng: Loại bình này có thiết kế hình trụ đứng, giúp tiết kiệm diện tích mặt sàn, phù hợp với các nhà máy có không gian hạn chế. Sản phẩm có nhiều mức dung tích như 50 lít, 100 lít, 200 lít, 300 lít,... phù hợp với mọi hệ thống khí nén.
• Bình tích áp máy nén khí ngang: Có thiết kế hình trụ ngang, dùng phổ biến trong các nhà máy cơ khí, may mặc, xưởng sản xuất đồ thủ công mỹ nghệ,... Vỏ bình được làm từ được làm từ chất liệu cứng cáp như thép tấm, inox cho độ bền cao, chống ăn mòn và chịu áp lực tốt.

Các loại bình tích khí nén phổ biến

Thông số kỹ thuật bình tích áp khí nén

Thông số bồn tích áp khí nén là các đại lượng biểu bị đặc điểm của sản phẩm, giúp người dùng nắm rõ và dễ dàng lựa chọn sản phẩm phù hợp với nhu cầu. Các thông số gồm có:

• Dung tích: Dung tích càng lớn thì khả dự trữ khí nén càng cao, đảm bảo cung cấp nguồn khí nén liên tục và ổn định để phục vụ sản xuất. Dung tích bình tích áp khí nén được tính bằng đơn vị lít hoặc m3.
• Áp lực làm việc: Biểu thị mức áp suất cao nhất mà bình tích áp máy nén khí có thể chịu được trong điều kiện vận hành an toàn. Các mức áp suất thông dụng nhất hiện là 10kg/cm2, 14kg/cm2, 16kg/cm, 25kg/cm2,...
• Áp lực thử nghiệm: Đây là áp suất dùng để kiểm tra tính an toàn và độ bền của bồn tích áp khí nén trước khi đưa vào sử dụng. Áp lực thử nghiệm thường sẽ cao hơn từ 1.5 - 2 lần so với áp lực làm việc.
• Nhiệt độ làm việc: Khoảng nhiệt độ an toàn để bình tích áp hoạt động hiệu quả, an toàn. Nhiệt độ làm việc của bình thường dao động từ -10 độ C đến 100 độ C tùy theo chất liệu và thiết kế bình.
• Tiêu chuẩn sản xuất: Để đảm bảo an toàn khi vận hành, bình tích áp khí nén cần được sản xuất và kiểm định theo các tiêu chuẩn riêng. Một số tiêu chuẩn được áp dụng rộng rãi tại Việt Nam là QCVN 01:2008/BLĐTBXH, QTKĐ 07:2016/BLĐTBXH, TCVN 8366:2010, TCVN6155:1996, TCVN6156:1996, TCVN6008:2010,....
• Trọng lượng: Trọng lượng của bình, tính bằng đơn vị kg.
• Kích thước: Bao gồm chiều cao, đường kính và độ dày thành bình. Kích thước bình chứa sẽ thay đổi theo dung tích, thiết kế của nhà sản xuất.
• Đường nối ống ra/ vào: Kích thước ren của đầu nối dẫn khí vào và ra khỏi bình chứa.

Bản vẽ kỹ thuật của bình chứa khí nén

Dưới đây là bảng các thông số kỹ thuật bình tích áp khí nén được thiết kế theo form có sẵn. Các thông số này có thể được thay đổi tùy theo nhà sản xuất cũng như yêu cầu của hệ thống:

Bảng thông số kỹ thuật bình tích áp máy nén khí tiêu chuẩn

Công thức tính bình tích áp cho hệ thống khí nén

Với kinh nghiệm tư vấn và lắp đặt bình tích áp máy nén khí cho nhiều hệ thống lớn nhỏ khác nhau, Đặng Gia xin chia sẻ 3 công thức tính bình tích khí đơn giản, dễ hiểu nhất giúp bạn chọn sản phẩm phù hợp với nhu cầu:

Công thức tính số 1

V = T x  (C/P1+P0)-(C/P2+P0)

Trong đó:

• V: Dung tích bình tích áp khí nén (lít)
• T: Thời gian chu kỳ có tải/ không tải của máy nén khí (phút)
• C: Lưu lượng khí (lít/ phút)
• P0: Áp suất của khí quyển (kg/cm2)
• P1: Áp suất tối thiểu (thấp nhất) của bình chứa hơi (kg/cm2)
• P2: Áp suất cao nhất của bình tích khí (kg/cm2)

Ví dụ minh họa: Chu kỳ nén tải của thiết bị nén khí là 3 phút thì dung tích bình tích áp khí nén cần chọn là:

V=3x(14/5+1.0033)-(14/7+1.0033)=1.15m3

Công thức tính số 2

V = 4 x Q (cfm)

(Q: Lưu lượng khí nén, đơn vị tính là cfm)

Ví dụ minh họa: Hãy tính dung tích bình tích áp cho máy nén khí có lưu lượng khí 28.9m3/ phút?

Ta có: 1cfm = 0.0183 m3/p => Q = 28.9m3/p = 1021cfm

=> V = 4 x 1021 = 4084 lít

Vậy bạn chọn bình tích áp máy nén khí có dung tích khoảng 4000 lít là phù hợp.

Công thức tính số 3

V = 40 x P(HP)

(P: Công suất hoạt động của máy nén khí, đơn vị tính là HP)

Ví dụ minh họa: Máy nén khí có công suất 20HP thì chọn bình tích áp khí nén có dung tích là: V = 40 x 20 = 800 lít.

Cách lựa chọn bình tích áp khí nén

Để chọn bình tích áp máy nén khí phù hợp với hệ thống, bạn có thể tham khảo các tips lựa chọn dưới đây:

Bật mí cách chọn bình tích áp khí nén được chia sẻ từ chuyên gia

• Chọn bình tích áp có dung tích phù hợp: Bạn có thể tham khảo các công thức trên để tính toán dung tích cần thiết cho hệ thống. Lưu ý, nên chọn bình có dung tích lớn hơn t so với kết quả tính để dự phòng khi nhu cầu dùng khí nén tăng đột ngột.
• Chọn bình tích áp khí nén có áp suất phù hợp: Áp suất làm việc của bình tích khí tối thiểu phải bằng hoặc cao hơn so với máy nén khí để đảm bảo an toàn.
• Chọn chất liệu làm bình phù hợp: Với các môi trường làm việc thông thường hoặc môi trường ẩm ướt, có tính ăn mòn nhẹ thì có thể chọn bình làm từ thép tấm cao cấp và sơn chống gỉ. Tuy nhiên, với các môi trường yêu cầu cao về vệ sinh hoặc có tính ăn mòn mạnh như hóa chất, y tế, thực phẩm,... thì nên chọn bình inox.
• Chọn bình tích áp máy nén khí có xuất xứ rõ ràng: Hãy chọn các sản phẩm có nguồn gốc xuất xứ rõ ràng, được kiểm chứng theo các tiêu chuẩn uy tín để đảm bảo độ bền, an toàn khi sử dụng.
• Lựa chọn nhà cung cấp uy tín: Mua bình tích áp khí nén tại các nhà cung cấp uy tín sẽ giúp bạn giảm bớt các rủi ro không mong muốn. Hơn nữa, các đơn vị này còn có chính sách bảo hành hấp dẫn, dịch vụ tư vấn chuyên nghiệp, giúp bạn tìm sản phẩm phù hợp với nhu cầu.

Mong rằng bài viết chia sẻ trên sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về bình tích áp khí nén. Nếu quý khách hàng có câu hỏi thắc mắc hoặc cần tư vấn chọn bình chứa khí nén phù hợp với hệ thống thì đừng ngần ngại, hãy liên hệ ngay với Đặng Gia để được hỗ trợ nhanh nhất.