Máy nén khí 2 cấp: Đặc điểm, cấu tạo, nguyên lý hoạt động

Máy nén khí 2 cấp có thể sử dụng năng lượng ở mức thấp để tăng áp ở mức cao. Đặc biệt là kiểm soát nền nhiệt siêu tốt, tránh gây áp lực cho cụm đầu nén và động cơ khi làm việc với tần suất liên tục.

1. Máy nén khí 2 cấp là gì?

Máy nén khí 2 cấp là những thiết bị có khả năng nén và tăng áp qua 2 giai đoạn. Mục đích là để ổn định hiệu suất làm việc, sinh hơi áp lực cao và giảm tải cho cụm đầu nén.

Đặc biệt, máy nén hơi liên tiếp qua 2 cấp có thêm 1 giai đoạn trung gian là làm mát qua bộ giải nhiệt. Nhờ vào điều này, mật độ khí nén sẽ được cải thiện đáng kể, hơi nén hạ nhiệt nhanh. Có thể tăng áp lên mức 8 - 16 bar ở giai đoạn sau.

Máy bơm khí nén 2 cấp thường làm việc với công suất 3 - 30HP, xả khí với lưu lượng 300 - 3000l/phút vận hành. Puly đầu nén quay với tốc độ 700 - 1500 vòng/phút, ít biến động.

Máy có sức chứa từ 100 - 500l, trang bị 2 hoặc 3 xi lanh, tùy model. Thiết bị có thể dùng điện dân dụng hoặc điện 3 pha, dễ kết nối nguồn cấp, không cần lắp đặt phức tạp.

So với các dòng máy nén khí 1 cấp, máy bơm khí nén 2 cấp vận hành êm hơn, không có rung chấn mạnh.

2. Máy nén khí 2 cấp và 1 cấp khác nhau ở điểm nào?

Khi đọc bảng so sánh dưới đây, bạn sẽ biết máy nén khí 2 cấp và máy nén khí 1 cấp phân biệt nhau ở những điểm nào:

3. Cấu tạo và nguyên lý vận hành chi tiết của máy nén khí piston 2 cấp

3.1. Cấu tạo

Dưới đây là những bộ phận chính cấu tạo nên máy bơm khí nén 2 cấp:

• Động cơ máy: Có thể là động cơ đốt trong (chạy xăng dầu) hoặc động cơ điện (dùng điện trực tiếp). Bộ phận này sẽ biến đổi năng lượng nguồn thành lực cơ học, sau đó cấp cho bộ phận trục khuỷu, hỗ trợ quá trình tạo áp ở cụm đầu nén.
• Trục khuỷu và tay biên: Là bộ đôi tiếp nhận lực cơ học từ motor, biến đổi chuyển động xoay tròn thành chuyển động tịnh tiến của piston trong xi lanh.
• Xi lanh cấp 1: Có kích thước lớn chứa piston bên trong. Làm nhiệm vụ tăng áp suất khí quyển lên mức 3 - 4bar. Bộ phận này tích hợp cả van hút để dẫn khí vào và van xả để đưa khí nén sơ cấp đến bộ trung gian làm mát.
• Xi lanh cấp 2: Có kích thước chỉ bằng 1/3 - 1/2 xi lanh cấp 1, nhận khí nén đã được làm mát và tăng áp lên mức 8 - 16 bar, tùy model.

• Bộ làm mát trung gian: Bộ phận này nằm giữa 2 xi lanh cấp 1 và cấp 2, đảm đương vai trò hạ nhiệt cho khí nén sơ cấp trước khi nén khí lên mức cao hơn.
• Bình chứa khí nén: Có hình trụ tròn, bo góc mềm mại ở hai đầu. Chất liệu hoàn thiện là thép chịu lực, gia cố dày dặn. Có chức năng tích trữ khí nén, kiểm soát dao động áp suất ở mức thấp nhất.
• Bộ truyền động: Bao gồm dây đai cao su và 2 puly nằm ở bộ đôi motor - cụm đầu nén. Nhiệm vụ của bộ truyền động là dẫn truyền lực từ động cơ sang đầu nén.
• Bộ lọc khí: Bao gồm lọc tách nước, lọc tách dầu và loại bỏ bụi bẩn. Giúp chuẩn hóa độ sạch của khí nén đầu ra, bảo vệ các chi tiết máy trước các tác nhân gây hại.
• Hệ thống điều khiển/bảo vệ: bao gồm công tắc áp suất, cảm biến, rơ le nhiệt, aptomat, van an toàn. Nhiệm vụ chính là kiểm soát/điều chỉnh hoạt động máy, nhận diện rủi ro và phản ứng nhanh để giảm thiểu thiệt hại.

3.2. Nguyên lý hoạt động

Máy hoạt động dựa trên nguyên lý biến đổi năng lượng qua nhiều giai đoạn: từ điện/xăng dầu sang lực quay cơ học, từ lực quay cơ học sang chuyển động tịnh tiến của piston. Cụ thể như sau:

Khi máy được kích hoạt, motor sẽ sử dụng năng lượng nguồn (điện/xăng dầu) để tạo ra cơ năng, khiến trục motor chuyển động xoay tròn.

Trục motor quay thì puly và dây đai cũng quay theo, dẫn truyền lực tới cụm đầu nén. Tại cụm đầu nén, bộ đôi trục khuỷu và tay biên sẽ biến đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến của piston.

Khi piston cấp 1 di chuyển xuống, khoang nén tăng thể tích, van hút mở, không khí sẽ được dẫn vào xi lanh sơ cấp.

Khi piston cấp 1 di chuyển theo chiều ngược lại, thể tích khoang nén giảm, không khí bị nén và tăng áp lên mức 3 - 4 bar.

Tiếp theo, khí nén sẽ di chuyển qua bộ làm mát trung gian để tăng mật độ khí, hạ nhiệt trước khi đưa vào piston cấp 2.

Tại piston cấp 2, quy trình nén khí diễn ra tương tự như piston cấp 1, giúp hơi nén tăng áp lên mức 8 - 16 bar. Thành phẩm sẽ đi qua van xả, dẫn tới bình chứa để bảo quản dài ngày.

4. Điều gì khiến người dùng yêu thích máy nén khí 2 cấp?

4.1. Năng suất vượt xa dòng 1 cấp cùng công suất

Sự vượt trội về năng suất tạo áp là điểm mạnh trong thiết kế máy nén hơi 2 cấp, giúp máy thắng thế trong mọi cuộc cạnh tranh.

Quy trình nén khí của máy 2 cấp trải qua 2 giai đoạn nên có thể tăng áp ở mức cao mà không cần huy động nhiều năng lượng đầu vào.

Cùng với điều này, lưu lượng khí nén của thiết bị cũng cao gấp 1,2 - 1,8 lần các dòng máy nén khí 1 cấp cùng dải công suất.

4.2. Giữ nhiệt ổn định, bảo vệ động cơ bền lâu

Nếu nén khí qua 1 giai đoạn, nhiệt độ khí nén sẽ tăng rất nhanh, gây hại cho piston, xi lanh và đi kèm nguy cơ cháy nổ.

Tuy nhiên rủi ro này không thể xảy ra ở các dòng máy nén hơi 2 cấp. Máy nén khí 2 lần và trong giai đoạn trung gian, hơi nén sơ cấp đã được làm mát trước khi đi vào piston cấp 2.

4.3. Siêu tiết kiệm điện, lợi ích dài lâu

Máy nén hơi 2 cấp khai thác năng lượng nguồn cực tốt: dùng ít và dùng triệt để, không để hao phí qua các giai đoạn trung gian.

Đặc biệt, Máy nén khí duy trì áp suất khí nén đạt chuẩn trong suốt thời gian bảo quản. Vậy nên tránh được tình trạng tự động khởi động khi áp suất khí nén giảm dưới mức tiêu chuẩn. Đây cũng là chi tiết giúp thiết bị kiểm soát phí vận hành xuống mức thấp nhất.

4.4. Cấu tạo cứng cáp, bền bỉ trong từng chu kỳ nén

Piston máy sử dụng vật liệu gốm sứ, có độ kín khít cực cao. Hoàn thành chu kỳnén một cách trơn mượt, mạnh mẽ.

Đặc biệt, cách thức liên kết chuyên nghiệp, chặt chẽ giúp máy gia tăng độ ổn định về mặt cơ khí. Giảm thiểu các sự cố ngoài ý muốn khi thực hiện chu kỳ nén khí dài.

4.5. Dễ dàng bảo trì, vận hành mượt mà xuyên suốt

Câu trúc máy có độ chặt chẽ cao nhưng vẫn linh hoạt, mềm dẻo; làm việc tốt trong môi trường có nhiều rủi ro.

Mỗi chi tiết đều có độ nhận diện cao, dễ phân biệt và nắm bắt công năng. Quy trình vận hành ghi điểm ở sự mượt mà, tính hiệu quả cao. Nói không với tình trạng tăng nhiệt bất thường, rung ồn mạnh hay thay đổi áp suất đột ngột.

5. Hạn chế của máy nén khí 2 cấp bạn cần biết

Trước khi đầu tư máy bơm khí nén 2 cấp, bạn cần cân nhắc đến những vấn đề sau:

• Máy có chi phí khá đắt đỏ nên có thể gây áp lực kinh tế khi đầu tư dòng công suất lớn.
• Thiết bị có kích thước và trọng lượng cao hơn mức trung bình. Vậy nên, cần đo đạc không gian đặt để, kiểm tra khả năng chịu lực của nền sàn trước khi chọn mua.
• Kết cấu máy tương đối phức tạp nên quy trình bảo dưỡng sẽ kỳ công, mất thời gian và tốn kém nhiều chi phí hơn.

6. Ứng dụng thực tế của máy nén khí 2 cấp trong sản xuất

Nếu được sử dụng trong môi trường phù hợp, máy bơm khí nén 2 cấp sẽ phát huy tối đa năng lực làm việc:

• Cơ khí/sửa chữa/chế tạo máy: Cấp khí nén để vận hành máy phay, súng tháo/lắp bu lông, máy tiện, robot công nghiệp và nhiều thiết bị tự động khác.
• Sản xuất vật liệu: Vận hành máy trộn, máy phun bê tông, thiết bị đóng gói, băng tải vận chuyển nguyên liệu/thành phẩm.
• Phun sơn/phun cát: Kích hoạt công năng của máy phun cát, súng phun sơn, máy đánh bóng mặt kim loại,... Vệ sinh bề mặt trước khi sơn phủ, vẽ tạo hình,...
• Thực phẩm/đồ uống: Cấp khí nén để hỗ trợ quá trình chiết rót, dò tìm dị vật, bơm nguyên liệu, đóng nắp, vận chuyển hàng hóa,...
• Dược phẩm/hóa chất: Hỗ trợ quá trình làm sạch nguyên liệu, thổi chai lọ, bơm hóa chất, đóng gói thành phẩm.
• Sản xuất nhựa/kim loại/đồ gỗ: Vận hành/điều khiển máy cưa, máy bấm, máy ép, máy dập khuôn,... Làm sạch nguyên liệu đầu vào, làm nguội thành phẩm đầu ra,...
• Sửa chữa/cơ khí: Cấp khí nén để vận hành máy ra vào lốp, cầu nâng hạ, máy bơm/hút dầu, máy xì khô xe, máy bơm mỡ,....

7. 5 thương hiệu máy nén khí 2 cấp uy tín, dẫn đầu thị trường

7.1. Pegasus

Pegasus là thương hiệu gốc Đài, phát triển mạnh tại Trung Quốc và setup nhà máy sản xuất tại Việt Nam từ năm 2013.

Sản phẩm được hoàn thiện trong nước nên có giá bán vừa túi tiền, dễ mua hàng chính hãng và linh kiện thay thế.

Máy nén khí 2 cấp của hãng có công suất từ 3 - 15HP, tăng áp ở mức 8 - 13 bar. Bình chứa có phổ dung tích rộng, dao động từ 70 - 500l.

Máy có màu xanh dương, thiết kế đơn giản nhưng an toàn, tăng áp với tốc độ cực nhanh. Đặc biệt là kiểm soát tiếng ồn tốt, có thể bố trí trong không gian hẹp/kín mà không ảnh hưởng đến những người xung quanh.

7.2. Kumisai

Kumisai là thương hiệu Việt nhưng sử dụng nền tảng công nghệ Nhật để chuẩn hóa chất lượng máy.

Ở brand này, các dòng máy nén khí 2 cấp chiếm tỷ lệ áp đảo so với máy nén khí 1 cấp (trên 70%).

Máy nén hơi Kumisai tăng áp với tốc độ chậm nhưng giữ áp cực tốt, có thể bảo quản nhiều ngày trong bình chứa mà không bị suy giảm áp lực.

Chi phí đầu tư cho sản phẩm cũng rất hợp lý, dao động từ 10 - 25 triệu/sản phẩm (đã bao gồm full phụ kiện).

7.3. Jucai

Jucai là thương hiệu nội địa Trung, ít phổ biến tại Việt Nam nhưng được đánh giá cao tại thị trường tỷ dân.

Máy nén khí 2 cấp của Jucai có màu xanh bơ nhạt đẹp mắt. Bình chứa phát triển mạnh về chiều dài, tạo thế cân bằng cao khi đặt để, di chuyển qua các địa hình phức tạp.

Công suất máy có phổ biến thiên rộng (3 - 20HP), phù hợp với nhiều môi trường sử dụng, nhiều quy mô kinh doanh khác nhau.

Sản phẩm lọc khí tốt, nén hơi đều, xả áp nhanh và có thể làm việc liên tục suốt 6 tiếng.

7.4. Fusheng

Fusheng là thương hiệu máy nén khí đến từ Đài Loan, có thời gian hoạt động lên tới 72 năm.

Máy nén hơi 2 cấp của hãng có phổ công suất cực rộng: 5 - 30HP. Máy dùng bền, kiểm soát nhiệt độ tốt, hoàn thành tốt nhiều chu kỳ nén dài mà không phát sinh sự cố.

Ngoài ra, máy nén hơi Fusheng còn áp dụng dịch vụ hậu mãi siêu chất lượng, bảo hành trong thời gian dài, hỗ trợ khách về nhiều phương diện.

Linh kiện máy nén hơi rất phổ biến tại thị trường Việt, bạn có thể mua lẻ hoặc mua theo set tùy nhu cầu.

7.5. Puma

Puma ra mắt năm 1979 tại Đài Loan và nhanh chóng trở thành thương hiệu toàn cầu chỉ sau 20 năm hoạt động.

Sản phẩm của hãng có chất lượng nổi trội về mọi mặt, từ hình thức, sức bền, khả năng tăng áp cho tới độ an toàn khi vận hành.

Máy nén khí 2 cấp của Puma được review tốt về mặt kỹ thuật, tăng áp với tốc độ cao nhưng không gây tốn kém năng lượng đầu vào.

Máy có thể làm việc 8-10h mỗi ngày, mọi thông số đều được duy trì tốt, ít có sai số khi làm việc với cường độ cao.

8. Cách chọn máy nén khí 2 cấp phù hợp nhất cho doanh nghiệp

Chỉ với vài hướng dẫn nhỏ dưới đây, bạn có thể loại bỏ mọi yếu tố gây nhiễu để chọn ra dòng máy nén hơi 2 cấp phù hợp nhất:

• Xem xét qua nguồn cấp năng lượng, nếu dùng điện thì bảo đảm độ tương thích cao với nguồn cấp hiện có. Nếu ưu tiên độ cơ động thì chọn máy vận hành bằng xăng/dầu.
• Nên chọn thiết bị có dung tích phù hợp với nhu cầu dùng khí nén trong 1 ca làm việc để giảm bớt tần suất khởi động máy.
• Kiểm tra chất lượng hàng hóa kỹ lưỡng thông qua giấy tờ chứng nhận, chất liệu, thông số kỹ thuật, bảo hành kèm theo. Chọn điểm bán chính thức, không mua máy xách tay, máy nhập lậu để tránh thiệt thòi về sau.

Tổng kho Đặng Gia là đối tác lâu năm của 5 thương hiệu máy nén khí 2 cấp uy tín: Pegasus, Kumisai, Jucai, Fusheng, Puma. Công ty bán hàng thật, giá gốc, đủ bảo hành và hỗ trợ đổi trả hai chiều. Nếu đang quan tâm đến mặt hàng này, bạn hãy ghé qua các chi nhánh của Đặng Gia để lọc máy theo nhu cầu nhé!