Tài liệu CHƯƠNG 1: NGUỒN CUNG CẤP VÀ XỬ LÝ KHÍ NÉN pdf

Trường đại học CNHN- Khoa cơ khí
Giáo viên: Phan Đình Hiếu
Bộ môn: Cơ điện tử
Môn học: Cơ điện tử 2
BÀI GIẢNG HỆ CAO ĐẲNG
Lớp: CĐCĐT-K9

PHẦN 1: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN
CHƯƠNG 1: NGUỒN CUNG CẤP VÀ XỬ LÝ KHÍ NÉN
CHƯƠNG 2: CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU
KHIỂN KHÍ NÉN
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
BẰNG KHÍ NÉN
CHƯƠNG 4: CÁC PHẦN TỬ ĐIỆN - KHÍ NÉN


CHƯƠNG 1: NGUỒN CUNG CẤP VÀ XỬ LÝ KHÍ NÉN
1.1 CẤU TRÚC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN
- Hệ thống điều khiển khí nén
là một thành phần của hệ thống
cơ điện tử
- Các thành phần kết nối
nhau chặt chẽ để thực
hiện nhiệm vụ yêu cầu
đặt ra

CHƯƠNG 1: NGUỒN CUNG CẤP VÀ XỬ LÝ KHÍ NÉN
1.1 CẤU TRÚC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN
Tín hiệu đầu vào : Nút ấn, công tắc, công tắc hành trình, cảm biến.
Phần xử lý thông tin: Xử lý tín hiệu nhận vào theo một qui tắc nhất định

làm thay đổi trạng thái của các phần tử điều khiển: Van logic and, or,
Not, Yes, Flip-Flop, Rơle.
Phần tử điều khiển: Điều khiển dòng năng lượng theo yêu cầu ( Lưu
lượng, áp suất), thay đổi trạng thái của cơ cấu chấp hành: Van chỉnh
áp, van đảo chiều, van ly hợp…
Cơ cấu chấp hành: Làm thay đổi trạng thái của đối tượng điều khiển, là
đại lượng ra của mạch điều khiển: Xilanh khí-dầu, động cơ khí- dầu.
Năng lượng điều khiển:
- Phần thông tin: Điện tử, điện cơ, khí, dầu, quang học, sinh học
- Phần công suất: Điện, khí nén, thủy lực

CHƯƠNG 1: NGUỒN CUNG CẤP VÀ XỬ LÝ KHÍ NÉN
1.2 SẢN XUẤT KHÍ NÉN
a. Máy nén khí
Máy nén khí có nhiệm vụ thu hút không khí, hơi ẩm, khí đốt ở một áp
suất nhất định để tạo ra nguồn lưu chất có áp suất cao hơn
b. Nguyên tắc hoạt động và phân loại
- Nguyên tắc hoạt động:
+ Nguyên lý thay đổi thể tích: Không khí được dẫn vào buồng chứa
ở đó thể tích buồng chứa nhỏ lại, theo định luật Boy – Mariotte
thì áp suất buồng chứa sẽ tăng lên
+ Nguyên lý động năng: Không khí được dẫn vào buồng chứa, ở đó
áp suất được tạo ra bằng động năng bánh dẫn. Nguyên tắc này
tạo ra lưu lượng và áp suất lớn

CHƯƠNG 1: NGUỒN CUNG CẤP VÀ XỬ LÝ KHÍ NÉN
- Phân loại:
+ Theo áp suất: Máy nén khí áp suất thấp: P< 15 bar
Máy nén khí áp suất cao : P> 15 bar
Máy nén khí áp suất rất cao: P>300 bar

+ Theo nguyên lý hoạt động:
Theo nguyên lý thay đổi thể tích : Máy nén khí pittông, máy nén
khí cánh gạt, máy nén khí trục vít.
Theo nguyên lý động năng : Máy nén khí ly tâm, máy nén
khí theo nhiều trục

CHƯƠNG 1: NGUỒN CUNG CẤP VÀ XỬ LÝ KHÍ NÉN
- Máy nén khí pittông:
Máy nén khí pittông được sử dụng rộng rãi nhất, có thể cung cấp
công suất lên đến 500m3/ phút. Có các loại máy nén pittông 1
cấp (6 bar – 10 bar), 2 cấp ( 15 bar), 3-4 cấp (250 bar). Máy nén
pittong có nguyên lý hoạt động như sau:

CHƯƠNG 1: NGUỒN CUNG CẤP VÀ XỬ LÝ KHÍ NÉN
- Lưu lượng máy nén khí được tính theo công thức:


CHƯƠNG 1: NGUỒN CUNG CẤP VÀ XỬ LÝ KHÍ NÉN
- Máy nén khí kiểu cánh gạt:
Không khí vào buồng hút, Nhờ roto và stato đặt lệch tâm khi roto
quay chiều sang phải không khí vào buồng nén sau đó khí nén sẽ
vào buồng đẩy. Lưu lượng của máy nén khí cánh gạt:

2.1 KHÍ NÉN
- Máy nén khí kiểu cánh gạt




CHƯƠNG 1: NGUỒN CUNG CẤP VÀ XỬ LÝ KHÍ NÉN

- Máy nén khí trục vít
Hoạt động theo nguyên lý thay đổi thể tích. Thể tích khoảng trống
giữa các bánh răng thay đổi khi trục vít quay. Như vậy sẽ tạo ra
quá trình hút ( Thể tích khoảng trống tăng lên ). Quá trình nén (
Thể tích khoảng trống nhỏ lại) và cuối cùng là quá trình đẩy.


CHƯƠNG 1: NGUỒN CUNG CẤP VÀ XỬ LÝ KHÍ NÉN
1.3 PHÂN PHỐI KHÍ NÉN
- Hệ thống phân phối khí nén có nhiệm vụ chuyển khí nén
từ nơi sản suất đến nơi tiêu thụ đảm bảo áp suất P, lưu
lượng Q khí nén cho thiết bị làm việc: Van, động cơ khí
nén, xi lanh
- Truyền tải khí nén được thực hiện bằng hệ thống ống dẫn
khí nén. Đối với hệ thống ống dẫn khí có thể là mạng
đường ống được lắp ráp cố định và mạng đường ống
được lắp ráp trong toàn nhà máy
- Chọn đúng loại máy nén khí và hệ thống đường ống dẫn
khí nén, cách lắp đặt hệ thống ống dẫn.
- Yêu cầu tổn thất áp suất đối với hệ thống thiết bị phân
phối khí nén cho đến nơi tiêu thụ không vượt quá 1bar.

CHƯƠNG 1: NGUỒN CUNG CẤP VÀ XỬ LÝ KHÍ NÉN
Hệ thống đường ống trong nhà máy


CHƯƠNG 1: NGUỒN CUNG CẤP VÀ XỬ LÝ KHÍ NÉN
a. Bình nhận và trích khí nén

- Có nhiệm vụ cân bằng áp suất khí nén từ máy nén khí chuyển tới,

tích chứa, ngưng tụ và tách nước trước khi chuyển tới nơi tiêu
thụ
- Kích thước phụ thuộc vào công suất máy nén khí, công suất tiêu thụ
các thiết bị sử dụng

CHƯƠNG 1: NGUỒN CUNG CẤP VÀ XỬ LÝ KHÍ NÉN
b. Đường ống:
- Mạng đường ống lắp ráp cố định: Mạng đường ống trong nhà máy,
thông số cơ bản là lưu lượng, vận tốc dòng chảy và tổng thất áp suất
trong ống dẫn khí, áp suất yêu cầu, chiều dài ống dẫn, các phụ tùng
nối. Vận tốc dòng chảy là 6m/s-10m/s.
Tổn thất áp suất là 0,1 bar ( Thực tế 5% áp suất yêu cầu )
Lắp ráp đường ống khí nén thường nghiêng góc 1 – 2 độ so với mặt
nằm ngang. Vị trí thấp nhất của hệ thống so với mặt nằm ngang lắp
bình ngưng tụ nước.
- Mạng đường ống lắp ráp di động: Mạng đường ống trong các dây
chuyền, trong thiết bị, trong các máy. Các đường ống bằng đồng,
nhựa cao su tổng hợp.
Các mối lắp ren, các mối nối cắm với các đầu kẹp.





CHƯƠNG 1: NGUỒN CUNG CẤP VÀ XỬ LÝ KHÍ NÉN
2.1.3 Xử lý khí nén
Khí nén từ máy nén khí chứa các chất bẩn. Đó là bụi bẩn, độ ẩm,
cặn bã dầu bôi trơn. Quá trình nén khí làm cho nhiệt độ
tăng gây ôxi hóa làm hỏng hóc thiết bị. Do đó sử dụng bộ
lọc để xử lý khí nén.

CHƯƠNG 1: NGUỒN CUNG CẤP VÀ XỬ LÝ KHÍ NÉN
1.4 XỬ LÝ KHÍ NÉN
Cấu trúc bộ lọc gồm có: Van lọc, van điều chỉnh áp suất và van tra dầu.
- Van lọc khí:
Làm sạch các chất bẩn và ngưng tụ hơi nước chứa trong nó. Khí nén
được chuyển động xoắn khi đi qua lá xoắn kim loại, sau đó qua các
phần tử lọc. Các chất bẩn sau đó bám vào màng lọc cùng với phần tử
nước bám vào thành đáy bầu lọc. Độ dày của phần tử lọc lên chọn từ
20µm – 50µm.




CHƯƠNG 1: NGUỒN CUNG CẤP VÀ XỬ LÝ KHÍ NÉN
- Van điều chỉnh áp suất:
Ổn định áp suất điều chỉnh khi có sự thay đổi của áp suất đầu
ra và áp suất đầu vào:



CHƯƠNG 1: NGUỒN CUNG CẤP VÀ XỬ LÝ KHÍ NÉN
- Van tra dầu: Được sử dụng đảm bảo chất bôi trơn trong các thiết
bị hệ thống điều khiển khí nén nhằm giảm ma sát, sự ăn mòn,
han rỉ