Nhiều người biết rằng hai giai đoạn của máy nén thích hợp cho sản xuất áp suất cao, và giai đoạn đầu tiên phù hợp cho sản xuất khí lớn. Đôi khi cần phải thực hiện nhiều hơn hai lần nén. Tại sao bạn cần nén phân loại?
Khi yêu cầu áp suất làm việc của khí phải cao, việc sử dụng nén một cấp không những không kinh tế mà thậm chí đôi khi không thể thực hiện được mà phải sử dụng nén nhiều cấp. Nén nhiều giai đoạn là bắt đầu khí từ khi hít vào và sau vài lần tăng cường để đạt được áp suất làm việc cần thiết.

1. Tiết kiệm điện năng tiêu thụ

Với quá trình nén nhiều giai đoạn, một bộ làm mát có thể được bố trí giữa các giai đoạn, sao cho khí nén được làm mát đẳng áp sau một giai đoạn nén để giảm nhiệt độ, sau đó đi vào xi lanh giai đoạn tiếp theo. Nhiệt độ được hạ xuống và mật độ được tăng lên, do đó dễ dàng nén thêm, điều này có thể tiết kiệm đáng kể mức tiêu thụ điện năng so với nén một lần. Do đó, dưới cùng một áp suất, diện tích làm việc của nén nhiều giai đoạn nhỏ hơn so với nén một giai đoạn. Số tầng càng nhiều thì điện năng tiêu thụ càng nhiều và càng gần với quá trình nén đẳng nhiệt.
Lưu ý: Máy nén khí trục vít phun dầu rất gần với quá trình nhiệt độ không đổi. Nếu tiếp tục nén và tiếp tục làm nguội sau khi đạt trạng thái bão hòa thì nước ngưng tụ sẽ bị kết tủa. Nếu nước ngưng tụ đi vào bộ tách dầu-khí (thùng dầu) cùng với khí nén sẽ nhũ hóa dầu làm mát và ảnh hưởng đến hiệu quả bôi trơn. Với sự gia tăng liên tục của nước ngưng tụ, mức dầu sẽ tiếp tục tăng cao và cuối cùng dầu làm mát sẽ đi vào hệ thống cùng với khí nén, làm ô nhiễm khí nén và gây hậu quả nghiêm trọng cho hệ thống.
Vì vậy, để ngăn chặn việc tạo ra nước ngưng tụ, nhiệt độ trong buồng nén không được quá thấp mà phải cao hơn nhiệt độ ngưng tụ. Ví dụ, một máy nén khí có áp suất xả 11 bar (A) có nhiệt độ ngưng tụ là 68°C. Khi nhiệt độ trong buồng nén thấp hơn 68°C, nước ngưng tụ sẽ bị kết tủa. Do đó, nhiệt độ khí thải của máy nén khí trục vít phun dầu không thể quá thấp, tức là việc áp dụng nén đẳng nhiệt trong máy nén khí trục vít phun dầu bị hạn chế do vấn đề nước ngưng tụ.

2. Cải thiện việc sử dụng khối lượng

Do ba lý do trong quá trình sản xuất, lắp đặt và vận hành nên thể tích khe hở trong xi lanh luôn là không thể tránh khỏi, thể tích khe hở không chỉ trực tiếp làm giảm thể tích hiệu dụng của xi lanh mà còn phải mở rộng lượng khí áp suất cao dư ra đến áp suất hút. , xi lanh có thể bắt đầu hít vào khí tươi, điều này tương đương với việc giảm thêm thể tích hiệu quả của xi lanh.
Không khó hiểu khi tỷ số áp suất càng lớn thì khí dư trong thể tích khe hở sẽ giãn nở nhanh hơn và thể tích hiệu dụng của xi lanh sẽ nhỏ hơn. Trong trường hợp cực đoan, ngay cả sau khi khí trong thể tích khe hở được giãn nở hoàn toàn trong xi lanh, áp suất vẫn không thấp hơn áp suất hút. Tại thời điểm này, quá trình hút và xả không thể tiếp tục và thể tích hiệu dụng của xi lanh trở thành bằng không. Nếu sử dụng nén nhiều giai đoạn, tỷ lệ nén của từng giai đoạn rất nhỏ và khí dư trong thể tích giải phóng sẽ giãn nở một chút để đạt được áp suất hút, điều này làm tăng thể tích hiệu quả của xi lanh một cách tự nhiên, từ đó cải thiện hiệu suất sử dụng của xi lanh. thể tích xi lanh.

3. Hạ nhiệt độ khí thải

Nhiệt độ của khí thải của máy nén tăng khi tăng tỷ số nén. Tỷ số nén càng cao thì nhiệt độ khí thải càng cao nhưng nhiệt độ khí thải quá cao thường không được phép. Điều này là do: trong máy nén bôi trơn bằng dầu, nhiệt độ của dầu bôi trơn sẽ làm giảm độ nhớt và làm trầm trọng thêm tình trạng mài mòn. Khi nhiệt độ tăng quá cao, dễ hình thành cặn cacbon trong xi lanh và trên van, làm mài mòn trầm trọng hơn, thậm chí phát nổ. Vì nhiều lý do, nhiệt độ khí thải bị hạn chế rất nhiều nên phải sử dụng phương pháp nén nhiều giai đoạn để giảm nhiệt độ khí thải.
Lưu ý: Nén theo giai đoạn có thể làm giảm nhiệt độ khí thải của máy nén khí trục vít, đồng thời, nó cũng có thể làm cho quá trình nhiệt của máy nén khí càng gần với quá trình nén nhiệt độ không đổi càng tốt để đạt được hiệu quả tiết kiệm năng lượng, nhưng nó không phải là tuyệt đối. Đặc biệt đối với máy nén khí trục vít phun dầu có áp suất xả từ 13 bar trở xuống, do dầu làm mát nhiệt độ thấp được bơm vào trong quá trình nén nên quá trình nén đã gần với quá trình nhiệt độ không đổi và không cần nén thứ cấp. Nếu quá trình nén theo giai đoạn được thực hiện trên cơ sở làm mát bằng phun dầu này, thì cấu trúc phức tạp, chi phí sản xuất tăng lên, khả năng chống dòng khí và mức tiêu thụ điện năng tăng thêm cũng tăng lên, điều này có một chút tổn thất. . Ngoài ra, nếu nhiệt độ quá thấp, việc hình thành nước ngưng tụ trong quá trình nén sẽ dẫn đến tình trạng hệ thống bị suy giảm, dẫn đến hậu quả nghiêm trọng.

4. Giảm lực khí tác dụng lên cần piston

Trên máy nén piston, khi tỷ số nén cao và sử dụng nén một cấp, đường kính xi lanh lớn hơn và áp suất khí cuối cùng cao hơn tác dụng lên diện tích piston lớn hơn và khí trên piston lớn hơn. Nếu áp dụng phương pháp nén nhiều giai đoạn, lực khí tác dụng lên pít-tông có thể giảm đi đáng kể, do đó có thể làm cho cơ cấu nhẹ hơn và cải thiện hiệu suất cơ học.
Tất nhiên, nén nhiều giai đoạn không phải càng nhiều càng tốt. Vì số tầng càng nhiều thì kết cấu máy nén càng phức tạp, kích thước, trọng lượng và giá thành càng tăng; sự gia tăng đường dẫn khí, tăng tổn thất áp suất của van gas và quản lý, v.v., vì vậy đôi khi số giai đoạn càng nhiều thì tính kinh tế càng thấp, số lượng giai đoạn càng nhiều. Với nhiều bộ phận chuyển động hơn, khả năng hỏng hóc cũng sẽ tăng lên. Hiệu suất cơ học cũng sẽ giảm do ma sát tăng lên.