Khí nén là gì? Nguyên lý, ứng dụng và mọi điều bạn cần biết
Khí nén là gì? Vai trò của khí nén trong đời sống ra sao? Thành phần khí nén gồm những gì? Để trả lời các thắc mắc này cùng chúng tôi tìm hiểu cụ thể thông qua nội dung dưới đây.
Khái niệm khí nén là gì?
Khí nén là không khí được nén lại có áp suất cao hơn so với áp suất khí nén ở mức bình thường. Với áp suất đầu ra lớn, khí nén được sử dụng cho các máy móc, dụng cụ cầm tay giúp hạn chế sức lao động, tối ưu hiệu suất làm việc.
Khí nén không thể gây cháy, thành phần chủ yếu của khí nén là nitơ (78%) và oxy (21%) nên có thể sử dụng trong các khu mỏ khai thác dầu mỏ, than,.. thay cho các nguồn năng lượng dễ cháy như gas, lửa,… Khí nén dễ dàng có thể lưu trữ trong bình chứa, vận chuyển trong đường ống để cung cấp cho các thiết bị máy móc sử dụng khí nén đầu ra.
Nguyên lý hoạt động của khí nén
Khí nén hoạt động dựa trên nguyên lý giảm thể tích để tăng áp suất không khí đầu ra. Hệ thống khí nén này sử dụng lượng khí nén này để tạo ra chuyển động cơ học và ứng dụng năng lượng để ‘thực hiện công việc’ trong các hệ thống tự động hóa của nhà máy.
Khí nén sử dụng một máy nén khí để giảm thể tích của không khí nhằm tăng áp suất của nó. Sau đó, khí được nén sẽ di chuyển qua một bộ lọc vào đường ống khí nén, để lưu trữ và vận chuyển tới thiết bị sử dụng khí nén tại đầu ra cuối cùng của đường ống.
Cách khí nén được tạo ra
Khí nén được tạo ra dựa trên nguyên lý tăng áp suất cho không khí đầu ra bằng máy nén khí với 4 giai đoạn cụ thể:
| Các giai đoạn của khí nén | Công việc |
| Lọc không khí | Không khí từ bên ngoài được hút vào đầu nén, trước đó, không khí được đi qua bộ lọc để loại bỏ bụi bẩn và tạp chất. |
| Nén khí | Không khí được nén bằng piston hoặc trục vít với nguyên lý giảm thể tích để tăng áp suất. |
| Lưu trữ | Sau khi khí nén được nén đạt tới mức áp suất đạt chuẩn, van xả được mỡ, khí nén được đưa tới bình chứa để lưu trữ và duy trì mức áp suất ổn định. |
| Giải phóng | Khí nén được giải phóng sẽ tác động lên động cơ khí nén của các máy móc, thiết bị đầu ra sử dụng khí nén giúp các thiết bị này vận hành. |
Ứng dụng của khí nén trong thực tiễn
Khí nén có khả năng vận hành các loại máy móc, dụng cụ sản xuất giúp tối ưu thời gian và hiệu suất làm việc. Máy được ứng dụng trong đa dạng các công việc khác nhau từ lĩnh vực công nghiệp, y tế cho đến các hoạt động trong đời sống hằng ngày.
Ứng dụng trong công nghiệp
Khí nén sử dụng trong công nghiệp thường là các hệ thống khí nén trục vít với khả năng cung cấp khí nén với lưu lượng lớn, hiệu suất làm việc ổn lên tới 24h liên tục. Khí nén giúp vận hành cánh tay rô, dây chuyền sản xuất, hệ thống phanh,… cụ thể:
- Sử dụng trong băng chuyền vận chuyển hàng hóa, sản phẩm trong các nhà máy sản xuất chai lọ thủy tinh, sản xuất bìa catton,…
- Vận hành cánh tay robot phun sơn cho các nhà máy sản xuất nhựa, vỏ ô tô,.. hay các cánh tay lắp ráp linh kiện điện tử tự động.
- Vận chuyển bột, hạt và chất liệu dạng rời trong các nhà máy chế biến thực phẩm, hóa chất, hoặc dược phẩm.
- Làm sạch các bộ phận trong sản xuất như thổi bụi bẩn hoặc tạp chất ra khỏi các bộ phận máy móc, đảm bảo môi trường làm việc sạch sẽ.
- Hỗ trợ trong quá trình đóng gói, niêm phong sản phẩm, hoặc chiết rót thực phẩm và đồ uống vào bao bì.
- Khí nén được sử dụng trong chu trình làm lạnh trong các nhà máy chế biến thực phẩm, bảo quản sản phẩm hoặc trong các hệ thống làm lạnh công nghiệp.
Ứng dụng trong y tế
Khí nén sử dụng trong lĩnh vực y tế là khí nén sạch, không chứa dầu và hơi nước đảm bảo an toàn cho sức khỏe của người dùng. Cụ thể trong lĩnh vực y tế khí nén được ứng dụng trong:
- Trong các phòng chăm sóc đặc biệt (ICU) hoặc trong điều trị các bệnh nhân suy hô hấp, máy thở sử dụng khí nén để cung cấp oxy và hỗ trợ hô hấp cho bệnh nhân
- Các máy tạo oxy sử dụng khí nén để tách oxy từ không khí và cung cấp khí oxy tinh khiết cho bệnh nhân có nhu cầu, đặc biệt là trong các bệnh về hô hấp như bệnh phổi tắc nghẽn mãn tính (COPD), hen suyễn, hoặc trong các tình huống cấp cứu.
- Sử dụng khí nén để chuyển các dung dịch thuốc thành hơi hoặc sương mù mịn, giúp bệnh nhân hít thở thuốc vào phổi dễ dàng hơn.
- Máy nén khí có thể áp dụng lực ép đều lên các chi (như chân hoặc tay) để kích thích tuần hoàn máu, giúp giảm phù nề, đau và thúc đẩy quá trình lành vết thương.
- Khí nén cung cấp năng lượng cho một số thiết bị phẫu thuật, chẳng hạn như máy cắt, khoan, hoặc các dụng cụ vi phẫu sử dụng trong các cuộc phẫu thuật.
- Khí nén được sử dụng trong sản xuất các loại thuốc dạng khí như thuốc xịt, thuốc xông, thuốc xịt mũi.
Ứng dụng trong đời sống hàng ngày
Khí nén được ứng dụng trong đời sống hằng ngày được cung cấp bởi các loại máy nén khí dạng mini, công nghiệp với thiết kế nhỏ, độ linh hoạt cao, thuận tiện trong quá trình di chuyển. Trong đời sống hằng ngày, khí nén được sử dụng để:
- Cung cấp khí nén cho các thiết bị trong gara ô tô như máy bơm mỡ, máy hút dầu các loại súng cầm tay như súng bơm hơi, súng tháo bu lông,…
- Nhiều dụng cụ cầm tay trong gia đình sử dụng khí nén như súng vặn ốc, khoan khí nén, súng xịt, giúp thực hiện các công việc sửa chữa nhỏ như lắp ráp đồ đạc, sửa chữa thiết bị gia đình, hoặc thổi bụi ra khỏi các khe hở.
- Khí nén được sử dụng trong các xưởng mộc giúp phun sơn, thổi bụi, bắn đi ghim,….
Lợi ích của khí nén
Khí nén được sử dụng phổ biến trong hầu hết các công việc của cuộc sống từ lĩnh vực sản xuất, y tế cho tới đời sống hằng ngày. Khí nén có khả năng tiết kiệm năng lượng, an toàn cho sức khỏe người dùng, thân thiện với môi trường và dễ dàng bảo trì.
Tiết kiệm năng lượng
Khí nén được sử dụng trong các hoạt động sản xuất, kinh doanh có thể điều chỉnh áp suất khí đầu ra phù hợp với các thiết bị sử dụng khí nén. Từ đó giúp tiết kiệm điện năng tiêu thụ thay vì duy trì 1 mức áp suất cố định trong quá trình hệ thống khí nén vận hành.
Các loại máy nén khí loại biến tần có khả năng tự động điều chỉnh tốc độ quay phù hợp với nhu cầu sử dụng thực tế của máy móc hay các dụng cụ sử dụng khí nén đầu ra. Máy có thể tối ưu từ 25 – 30% lượng điện năng tiêu thụ.
An toàn, thân thiện với môi trường
Khí nén được hình thành từ không khí được nén lại để tăng áp suất đầu ra. Trong thành phần khí nén chủ yếu là Nitơ và Oxy không gây ô nhiễm môi trường. Máy nén khí trong quá trình nén không thải ra khói bụi hay các chất độc hại cho môi trường giúp bảo vệ không khí trong khu vực hoạt động, giảm nguy cơ gây ô nhiễm môi trường.
Khí nén không gây cháy nổ khi tiếp xúc với điện, lửa hay gas giúp bảo vệ người lao động và máy móc trong quá trình làm việc. Các máy nén khí được trang bị van an toàn có khả năng tự động xả khí khi áp suất bình chứa vượt quá ngưỡng cho phép, hạn chế tình trạng nổ bình chứa trong quá trình làm việc.
Đa năng và dễ bảo trì
Khí nén có khả năng ứng dụng đa dạng trong các lĩnh vực khác nhau từ sản xuất công nghiệp, chế biến thực phẩm, lĩnh vực y khoa cho tới các hoạt động sản xuất bởi:
- Các loại máy nén khí để tạo áp suất khí nén có nhiều loại khác nhau cho khả năng cung cấp khí nén đầu ra chất lượng khác nhau.
- Các máy nén được kết hợp với các thiết bị rời như bình chứa, máy sấy khô khí nén và bộ lọc làm sạch khi nén cung cấp khí nén đầu ra ổn định, khô, sạch, tăng tuổi thọ cho thiết bị máy móc sử dụng.
Tuổi thọ của các thiết bị tạo khí nén cao lên tới 10 năm, chi phí cho hoạt động bảo trì rất thấp. Cấu trúc của các máy nén không quá phức tạp thuận tiện trong việc bảo dưỡng hay thay thế khi cần thiết.
Các loại hệ thống khí nén phổ biến
Để đáp ứng đa dạng nhu cầu sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau, hệ thống khí nén hiện nay có 4 dạng phổ biến nhất:
Hệ thống khí nén cơ bản:
- Sử dụng máy nén khí piston để tạo áp suất cho khí nén đầu ra.
- Các tiết bị trong hệ thống khí được tích hợp trên thân máy.
- Thường được sử dụng trong các hoạt động không sử dụng lượng khí nén lớn như gia đình, tiệm sửa xe máy, gara chăm sóc ô tô, xưởng mộc,…
Hệ thống khí nén trục vít:
- Sử dụng máy nén khí trục vít kết hợp cùng bình tích + máy sấy khí + bộ lọc công nghiệp để đảm bảo khí nén đầu ra khô, sạch cung cấp cho máy móc sản xuất.
- Hệ thống khí nén có khả năng cung cấp khí nén lưu lượng lớn, sử dụng trong các nhà máy sản xuất, xưởng cơ khí, khu khai thác quy mô từ nhỏ tới lớn.
- Chi phí đầu tư cho hệ thống khí nén trục vít lớn, đòi hỏi tính kỹ thuật cao trong quá trình lắp đặt và vận hành máy.
Hệ thống khí nén tích hợp:
- Sử dụng máy nén khí trục vít tích hợp để tạo ra khí nén.
- Khí nén đầu ra khô và sạch tới 99%, thường sử dụng trong các xưởng cơ khí có sử dụng máy cắt lazer để tăng độ chính xác của máy.
- Chi phí đầu tư cao.
Trên đây là toàn bội các thông tin giúp bạn hiểu rõ hơn “khí nén là gì?” và các thông tin liên quan đến khí nén. Mọi thông tin chi tiết cần được hỗ trợ bạn có thể liên hệ trực tiếp theo số hotline để được tư vấn 24/7!
