Sửa chữa bảo trì các thiết bị và hệ thống khí nén nguyễn thành trí, châu ngọc thạch

NGUYỄN THÀNH TRÍ
CHAU NGỌC THẠCH

THƯ VIỆN
ĐẠI HỌC NHA TRANG

621 51
Ng 527 T

BAO TRÌ
V'

NHÀ XUẤT BÁN ĐÀ NẴNG


SỦÂCHỬA
BẢO TRÌ
Các Thiết Bị & Hệ Thống Khí Nén


Nguyễn Thành Trí
Châu Ngọc Thạch

SỬA CHỮA
BẢO TRÌ
Các Thiết Bị & Hệ Thõng Khi ISán

NHÀ XUẤT BẢN ĐẢ NANG


LỜI NÓI ĐẦU

N gày nay, trong các hệ thống tự động hóa công nhiệp, các ứng
d ụ n g k h í nén dã có m ột vị trí quan trọng, góp p h ầ n nâng cao chât
lượng và sản lượng săn xuất. Đã có nhiều tài liệu nghiên cứu về đề
tài kh í nén, cúc vấn dề từ cơ bản đến chuyên sâu được trình bày một
cách có hệ thố n g và khá đ ầ v đủ.
T uy nhiên, chúng tôi nhận thấy ngoài những vấn đẽ thiết yếu
trêu, điểu quan trọng là còn phái tạo d iều kiện trợ giúp đặc biệt cho
n h ữ ng kỹ th u ậ t Viên, những người thợ đang làm công việc vận hành,
bảo trì sửa chữa hệ thống k h í nén. Đó là những kin h nghiệm về lắp
dặt, về các sự cố, các h ư hỏng trong hệ thống k h í nén củng n h ư cách
dò tỉm h ư hỏng m ột cách có hệ thông.
N h ư ch ú n g ta dã biết, d ể xác đ ịn h và sửa chữa được các hư
hỏng trong hệ thống k h í nén, ngoài việc hiểu nguyên tấc lăm việc
của các p h ầ n tử trong hệ thống còn cần p h ả i đọc được vù hiểu được
các sơ đồ m ạch, hiểu được trìn h tự thực hiện chức năng của hệ
th ố n g diều khiển và p h ả i biết dò tìm h ư hỏng m ột cách có phương
pháp.
Vì vậy, tài liệu nẩy sẽ trinh bày các vấn đề các khía cạnh liên
quan đ ến công việc của người kỹ th u ậ t viên bảo trì. Nội dung sách
chia th à n h n h iều ph ầ n , p h ầ n đẩu chúng tôi trình bày m ột cách tóm
tắt n h ữ n g kiến thúc ca bản về chức năng, dặc điểm kỹ th uật của các
p h ầ n tử trong hệ thống k h í nén. Tiếp theo sẽ giới thiệu các mạch kh í
nén ca bản, n h ữ ng m ạch là m cơ sở cho việc xây dự ng các mạch diều
khiển k h í nén phức tạp. T rọng tâm là các mạch k h í nén ứng dụng
trong thực tiễn, phương p h á p dò tìm h ư hỏng, các bảng liệt kê những
h ư hỏng, nguyên nhân và cách khắc p h ụ c h ư hỏng của các p h ầ n tủ ',
các th iế t bị trong hệ thống k h í nén.
C húng tôi hy vọng ràng cuốn sách nầy sẽ góp thêm m ột số kinh
n g hiệm cho người kỹ th u ậ t viên bảo trì kh í nén trong công việc của
m ình. Do khả năng còn h ạ n chế, chắc rằng nội dung trình bày còn

m ộ t số thiếu sót, m ong được sự góp ý, p h ê bình của quý độc giã.

Tác giả


Chương 1
T Ổ N G Q U A N VỀ H Ệ T H Ô N G
TRUYỀN Đ Ộ N G BANG k h í n é n
1.1

cấu trúc của hệ thống truyền động bằng khí nén

Các th à n h p h ầ n tro n g hệ th ố n g tru y ề n động b ằ n g k h í nén dù đơn giản
hay phức tạ p đều có th ể được chia th à n h 4 nhóm cơ b ả n như sau :
+ N hóm cung cấp n ă n g lượng, gồm các th iế t bị cung cấp k h ô n g khí nén
n h ư : m áy n é n , b ìn h chứa, bộ điều tiế t áp s u ấ t v à các th iế t bị xử lý khi
n é n (bộ lọc, bộ sấy, ...).

H ìn h 1-1 Các th à n h p h ầ n của hệ th ô n g khí nén.

6


+ Nhóm các p h ầ n tử n h ập , gồm : van diêu khiên hướng, chuyên mạch
giới h ạn , nút n h ấn và các cam biên.
+ N hóm các p h ầ n tử xứ lý, gồm : van điều k h iển hướng, phần tứ logic,
van điều k h iển áp suất, ...
+ N hóm các p h ầ n tử điều k h iể n sau cùng và các phần tử tác động (hay
các p h ầ n tử đầu ra), tro n g đó:
Các p h ầ n tử điều k h iể n sau cùng có các van điều khiển hướng.

Các p h ần tứ tấc động, gồm: xy lan h khi nén, động cơ khí nén, các
phần từ chỉ báo (đèn chỉ thị,...).
Các phần tứ trong hệ th ố n g được biêu diễn bang các ký hiệu, các
n ăn g cúa phân tư . Sự két hợp
kýhiệu cũng th ê h iện m ột cách văn tă t
các ph ần tứ khí n én theo m ột logic sẽ thực h iện các chức năng điều khiển
theo yêu cầu, tương ứng là sự k ế t hợp các ký hiệu của các phần tử sẽ tạo
n ên sơ đồ m ạch của hệ thống. Sơ đồ
m ạch được vẽ có cấu trúc tương ứng
với lưu đồ dòng khí nén.
C Á C T H I Ế T BỊ T Á C Đ Ộ N G
( C Á C T ÍN H I Ệ U N G Õ R A )

1.2

Các uli, nhược điếm của
hệ thống truyền động
bằng khí nén.

C Á C P H Ẩ N TỬ Đ I Ề U
K H IỂ N SA U C Ù N G

- Ư u đ iể m
•
•

•

K hông khí có sẵn ở mọi nơi,
không giới h ạ n về số lượng.

K hông khí có th ế được truyền
tả i dễ d àn g tro n g các đường
ống, ngay cả khi khoảng cách
tru y ền tá i lớn.
K hông khí n é n có th ế ỉưu trữ
được trong bình chứa và lấy ra
sử dụng khi cần th iế t vì vậy
m áy n én không cần p h ải làm
việc liên tục. Ngoài ra bình
chứa khí có th ể di chuyên đến
nhiều nơi khi có yêu cầu.

C Á C P H Ầ N T Ử X Ử LÝ
( C Á C T ÍN H I Ệ U XỬ L Ý )

C Á C P H Ầ N TỬ N H Ậ P
( C Á C T ÍN H I Ệ U N H Ậ P )

C Á C P H Ẩ N TỦ C U N G
C Ấ P N Ă N G LƯ Ợ N G
(N G U Ồ N )

H ìn h 1-2 Lưu đồ dòng khí nén.

7


•

K hông khí n én tương đỏi it n h ạ y cam với sự dao động cùa n h iệ t độ.

Điểu n ầy làm cho sự h o ạ t động cứa hệ th ố n g trớ nên đ án g tin cậy mác
dù ờ nh ữ ng điều k iặ n là m việc k h ắc n g h iệt.

H ìn h 1-3 Ví dụ về sơ đồ m ạch khí nén.
•

K hông khí n é n k h ô n g có bôi trơ n là k h ô n g khí sạch. Vì vậy, k h ô n g khí
n é n kh ông bôi trơ n n ếu bị rò ở các bộ p h ậ n hoặc các dường ống sẽ
không gây ô n h iễm . Đ iều n ầ y r ấ t q uan trọ n g đối với các hệ th ố n g khí
n é n dùng tro n g các th iế t bị c h ế b iến thự c ph ẩm , các th iế t bị y tế,.

•

C âu tạo của các p h ầ n tử, các th iế t bị k h í n é n tương đô'i đơn giản vì vậy
có gía th à n h tương đối th ấ p .

•

K hông khí n é n là phương tiệ n là m việc với đ áp ứng r ấ t n h a n h n ên tốc
độ là m việc của các th iế t bị k h í n é n có th ể lên r ấ t cao.

•

Với các bộ p h ậ n khí n é n , về m ặ t lý th u y ế t th ì tốc độ và lực là những
biến số vô hạn .

•

Các th iế t bị và các dụng cụ v ậ n h à n h b ằ n g khí n én khi quá tả i, có thế
ngừng quay như ng v ẫ n k h ô n g xảy ra h ư hóng.

- N h ư ợ c đ iể m :
•

8

K hông khí n é n cần p h ả i được xứ lý tố t, nếu k h ô n g sẽ có bụi và các
c h ấ t ngưng tụ tro n g k h ô n g khí n én .


•

Tôc ctộ cúa piston trong
sò.

•

Hệ th ô n g khí n én chi có tín h kinh tẽ khi làm việc ở một yêu cầu về
lực xác định. Lực tác động cúa các p h ần tư tác động phụ thuộc rấ t lớn
vào áp suà’t cùng như h à n h trìn h và tốc độ của piston.

•

K hông khí n én th o á t gây ra tiến g ồn lớn. Tuy nhiên, ngày nay Vấn đề
nầ.y được giãi quyết m ột cách dễ dàng nhở các bộ giảm ám làm việc rấ t
hiệu quả.

•

Phương tiệ n tru y ền tá i không khí nén có giá th à n h tương (lối cao. Điều

n ầy dược bù trừ với giá các th iế t bị khí nén khác re và đặc tính kỹ
th u ậ t cao.

XV

lanh khí nén không phái lưón luôn lá hàng

1.3 Ký h iệ u v à đ ơ n v ị c á c đ ạ i lư ợ n g k h í n é n
- C ác đ ạ i lư ợ n g cơ b ản
Đ ại lượng

Ký hiêu

Đơn vị tro n g hệ SI

Các dơn vị khác

Chiều dài

L

M ét (m)

Khối lượng

m

Kilogram (kg)

Thời gian

t

Giây(s)

ms , min , h

N h iệt độ

T

Độ Kelvin (°K)

°c

mm , cm , km

- C ác đ ạ i lư ợ n g k h á c (được suy ra từ các đại lượng cơ bản)

Ký hiệu

Đơn vị tro n g hệ SI

Lực

F

N ew ton(N )=l kg.m /s2

Khí nén , MN

D iện tích

A

M ét vuông (m2)

mm 2, km 2, cmá

Thế tích

V

M ét khối (m3)

mL , cm3

Lưu lượng

Q

(m ;ì/s)

L/min

Ấp suâ’t

p

Pascal (Pa)

Đại lượng

kPa , Mpa , bar

9


- Áp su ấ t
•

10

1 P ascal là áp su ất p h á n bô đều trẽ n bề m ặ t có d iện tích lm
với lực tác dộng vuông góc lê n bề m ặ t đó là 1 N ew ton (N).

1 b ar = 100.000 Pa

1 M Pa =

10 b ar

1 bar = 1 0 0 kP a

1 M Pa =

1.000 k P a

1 b ar = 0,1 M pa

1 M Pa =

1.000.000 Pa

1 kPa= 1.000 P a

1 bar

1 kP a = 0,01 b ar

100 k P a = 14,5 psi

1 kP a = 0,001 Mpa

1 M Pa = 145 psi

= 14,5 psi


Chương 2
HỆ T H Ố N G T H I Ế T BỊ C U N G CÂP K H Í N É N
2. 1 Các yêu cầu về khí nén
K hông khi nén cung câp cho hệ th ố n g diều khiến và các phần tử sinh
công có các yêu cầu cơ b ản sau đây:
K hông khí n én p hải sạch.
K hông khí n én p hải khô.

I

Áp su ất của không khí nén p h ải đúng yêu cầu.

K hông khí n é n nếu có chứa ch ất b ấ n có th ê gây rôì loạn hoạt động
tro n g m ạch điều khiển. Các ch ất b ẩn từ xâm n h ập vào khí nén có thế gồm
hơi nước, bụi bẩn , dầu bôi trơn còn sót lại của m áy nén khí, các lớp vảy, ri
sét, ...
Do không khí n é n sẽ tiếp xúc với nhiều th iế t bị làm việc khác nhau
như: bộ p h ậ n tác động (xi-lanh), cấc p h ầ n tử điều khiên, các phần tứ tạo
tín hiệu, ...nên n h ấ t th iế t phải loại trừ các ch ất bẩn ra khỏi không khí nén.
K hông khí n én sạch sẽ làm tă n g tuổi thọ của các th iế t bị, giảm đến mức
tối th iếu thời gian ngừng hoạt động do hư hỏng phải sửa chữa hệ thông.
P h ả i đặc b iệ t lưu V đến lượng hơi nước có trong không khí nén. Do
không khí từ m ôi trường được h ú t vào m áy n én rồi nén lại nẻn không khí
nén cung câ'p cho hệ th ô n g sẽ có hơi nước. Lượng hơi nước phụ thuộc chu
yếu vào độ ẩm tương đối, nghĩa là phụ thuộc vào n h iệ t độ và các điều kiện
thời tiế t của môi trường. Nếu vượt qua điếm bảo hòa của không khí nén,
hơi ẩm sẽ ngưng tụ th à n h nước.
Dầu bôi trơn còn sót lại ở m áy n én khí cùng với không khí nén có thể
tạo ra m ột hỗn hợp gồm dầu d ạn g sương và không khi, đây là hỗn hợp khí
cháy, nó có th ế gây nồ ở n h iệ t độ cao (trê n 353llK).
•

Độ ẩm tu y ệt đối là lượng nước chứa trong một m ét khỏi (m !) không
khí.


H àm lượng nước bão h ò a ỉà lượng nước m à lm :í k h ô n g k h í có th ể
chứa được ở m ộ t n h iệ t độ xác đ ịn h (n h iệ t độ riêng).
V í d u : G iả sử với các điều k iệ n cho trước là:
- K hông k h í n ạ p vào
- Ap suâ’t tu y ệ t đối

Qn =
p =

- Do đó, th ê tích nén/gíờ
- N h iệ t độ cua k h ô n g khí n ạ p vào

T

1000 m :!/h
700 kP a

=

143 m '

=

293°K (20"C)

- Độ ám tương (lôi

50%

Từ h ìn h 2-1, suy ra:
•

Lượng hơi nước trước k h i n én:

Lượng nước ở 293°K (20°C) là:
100% # 17, 0 g/m 3

Do đó 50%

# 8, 5 g/m 3

Vậy với 1000m :!/h ch ú n g ta có 8, 5 g/m 3 1000m :ì/h = 8500 g nưốc/h
•

Lượng nước tạ o ra sau k h í nén:

N h iệ t độ tă n g lê n đ ế n 313°K (40°C).
H àm lượng nước xấp xỉ 51g/m 3.
Với th ế tích n é n 143m :t/h, h à m lượng nước n h ư sau:
143m :7h. 51g/m 3 = 7293 g nước/h

Vậy lượng nước ngưng tụ sau khi n é n sẽ là:
8500 g/h - 7293 g/h = 1207 g nước/h
•

Lượng nước tạo ra tạ i p h â n xưởng:

N h iệ t độ g iảm xuống còn 288° K (15°C).
H àm lượng nước x ấp xỉ 12g/m 3.
Với th ê tích k h í n é n 143m 3/h, h à m lượng nước là:
143 m 3/h

X

12 g/m :i = 1716 g nước/h

Vậy lượng nước ngưng tụ sẽ là:

7293 g/h - 1716 g/h = 5577 g nước/h


•

K ết quả:

Tổng lượng nước ngưng tụ là:

HÀM LƯỢNG NƯỚC

1207 g/h + 5577 g/h = 6 784 g nước/h = 6, 78 ỉ/h.

NHIỆT Đ ộ
Hình 2-1 Biếu đồ điểm hóa sươnơ

13


2. 2. Hệ thống thiết bị cung cấp khí nén
Đ ể có k h ô n g k h í n é n sạ c h , k h ô và ở mức á p su ấ t yêu cầu, cung cấp
cho hệ th ố n g điều k h iể n và các p h ầ n tử s in h công th ì k h ô n g k h í lấy từ khí
quyển sau khi n é n p h ả i được tiế p tục xử lý th ô n g qua hệ th ô n g th iế t bị
cung cấp k h í nén .
H ệ th ố n g th iế t bị cung câ'p k h í n én gồm:
M áy n é n khí
B ình chứa
Bộ lọc k h í
Bộ sâ y khô khí n é n
Bộ bôi trơ n khí n é n

Bộ điều tiế t á p s u ấ t (bộ diều áp)
Các đ iểm xả c h ấ t b ẩ n
Bộ tá c h dầu

H ìn/ì 2-2 Hệ th ố n g các th i ế t bị cung cấp k h ô n g khí n én
2.2.1

M áy n é n k h í

Có nhiều kiểu m áy n é n khí k h á c n h a u (xem h ìn h 2-3). Việc lựa chọn
m áy nén khí tùy thuộc vào các yếu tô cơ b ả n như: lượng k h ông k h í n é n , áp

14


suât vá ch ất lượng không khi nén (độ sạch và độ khỏ) yêu cầu. Mỗi kiêu
máy nén khí có th ế đáp ưng cac yéu cầu trê n ơ các mức độ khác nhau. Sau
đây chúng ta sẽ xem x ét các đặc tín h kỹ th u ậ t cơ b án cùa m ột sô kiêu máy
nén khí th ô n g dụng.

H ìn h 2-3 Sự p h án loại máy nén khí

- M áy n é n k iể u p is to n tịn h t iế n
bẹ ■<

Các m áy n én tịn h tiế n được sứ dụng r ấ t phố biến trong thực tế, ehún
có công su ất lớn và có th ê tạo ra các áp su ấ t trong một dải rộng. Có thê
tă n g cao áp su â t b ằn g cách sử dụng nhiều tầ n g nén cùng với sự làm m át
tru n g gian ở giữa các tần g , kiểu nầy được gọi là m áy nén nhiều tầ n g hay
m áy n én nhiều cấp.

D ải áp suất tối Ưu của các m áy nén tịn h tiế n là:
+ Dối với m áy nén 1 cấp: đôn 400kPa (4 bar/58 psi)
+ Dôi vứi m áy nén 2 cấp: đến 1500 kPa (15 bar/217, 5 psi)
+ Dối với m áy nén từ 3 cấp trứ lên: trê n 1500 kP a (15 bar/217, 5 psi)
M áy nén kiểu piston tịn h tiế n cũng có th ê tạo ra dài áp suất sau đáy
nhưng hiệu quá kinh tế không cao:
+ Đối với m áy n én 1 cấp: đôn 1200 kPa (12 bar/174 psi)
+ Dối với m áv nén 2 cấp: dến 3000 k P a (30 bar/435 psi)
+ Dối vứi m áy nén từ 3 cấp trớ lén: trẽ n 22000 kPa (220 bar/3190 psi)

15


- M áy n é n k iể u m à n g
M áy n é n khí kiếu m à n g được sử dụng ơ n h ữ ng nơi yêu cầu phải
k h ông có dầu tro n g k h ông k h í n é n , n h ư tro n g các n g à n h kỹ nghệ ch ế biên
thực p h àm , y tê và hoá ch ất. T ro n g các n g à n h kỹ nghệ nầy sự n h iễm bân
dầu cần p h ái được loại trừ m ột cách tu y ệ t đôi n ên yêu cầu ph ái sứ dụng khi
n é n k h ông có dầu bôi trơn.
- M áv n é n k iể u p is to n q u a y
Về cấu tạo , nh ó m m áv n é n quay có m ột bộ p h ậ n quay dùng đê nón
và gia tà n g áp s u ấ t của k h ô n g khí. C húng có đặc điểm là vận h à n h êm dịu
như ng á p su ấ t tạo r a k h ô n g cao b ằ n g các m áy n é n tịn h tiế n n h iều cấp.
- M áy n é n k iể u tu r b in e
T ro n g m áy n én k iểu tu rb in e , k h ô n g k h í được tă n g tốc bởi các cánh
của m áy n é n như ng áp s u ấ t chỉ gia tă n g k h o á n g 1, 2 lầ n so với á p su ấ t nạp
đối với mỗi tần g . Đ ây là loại m áy n é n có th ể tạo ra m ột lưu lượng khôrĩg
k h í n én lớn.
2.2.2

¡6

B ìn h c h ứ a k h ô n g k h í n é n


Bình chứa không khí nén (gọi tắ t là bình chứa) thường được lắp
phía sau m áy n én cùng với m ột sô' th iê t bị phụ trợ khác nhằm duy trì sự ổn
đ ịn h nguồn cung cấp khí n én , ổn dịnh sự dao động của áp su ất khi không
khí n én được tiêu thụ. D iện tích lứn của bình chứa cũng góp phần làm m át
không k h í n én , nhờ đó m ột p h ầ n hơi ẩm trong khí nén sẽ ngưng tụ th à n h
nước và được tách ra khỏi khí nén.
+ Sự phôi hợp h o ạt động giữa m áy nén và bình chứa như sau:
M áy n én khí chuyến không khí n én vào bình chứa. Khi đ ạt đến áp
su ât điều chỉnh (được cài đ ặ t trước) m áy nén sẽ tự động tắt. Nêu áp suất
giam xuống dưới mức điều chinh, do khí n én được trích ra khoi bình chứa,
m áy nén khí sẽ được đóng m ạch đế h o ạt dộng trờ lại.
+ T hề tích của b ìn h chứa k h ông khí n é n tuỳ thuộc vào các yếu tố sau:
Lưu lượng khí n én do m áy n é n tạo ra.
Sự tiêu thụ không khí n én của các ứng dụng.
Công su ấ t của hệ thống.
Chu kỳ chuyền m ạch của m áy nén.
Độ suy giảm áp su ất cho phép cua hệ th ô n g cung cấp.
Biổu đồ sau cho th ấ y cách chọn th ế tích cùa bình chứa không khí nén.

Ví du:
+ Lưu lượng khí n én do m áy n é n tạo ra:

V = 20 m ;t/m in

+ Chu kỳ chuyền m ạch tro n g m ột giờ:

z

+ Độ suy giám áp su ấ t cho phép:

Ap =

= 20

Tứ biêu dồ, xác định được th ể tích bình chứa là:

1. 10r’ Pa
15 m :b

2. 2. 3 B ộ s ấ y k h ô k h ô n g k h í n é n
Nếu các th iế t bị làm lạ n h không có k h ả n ă n g tạo ra không khí nén
tuyệt dối khô ráo th ì không khí p hải qua m ột quá trìn h xử lý sấy khò.
T rong n h ữ ng trường hợp xác đ ịn h , quá trìn h sấy khô có thê giảm
th ấ p h á m lượng nước đến 0, 001 g/m:ì. Việc giảm th ấ p khá nhiều hàm
lượng nước như th ế nầy chỉ cần th iế t đối với những ứng dụng đạc biệt.

17



Các quá trìn h sấy khô gồm:
Sấy khô hấp thụ b ằng quá trìn h hóa học.
Sây khô hấp thụ b ằng quá trìn h vật lý.
Sấy khô bằng n h iệ t độ thấp,
a.

S ấ y k h ô h ấ p th ụ b ằ n g q u á tr ìn h h ó a h ọ c.

H ình 2-6 Sấy khô h ấ p thụ b ằ n g quá trìn h hóa học

T rong quá trìn h sấy khô nầy hơi ẩm được h ấ p thụ vào ch ấ t tác
n h â n sấy khô ở th ể lỏng hay th ể đặc. T rê n đường dẫn vào th iế t bị không
k h í n é n sẽ được làm xoáy lô'c. M ột bộ lọc sơ cấp sẽ tách các giọt nước hoặc
dầu lớn có tro n g k h í nén.
T ác n h â n sây khô là m ột hóa c h ấ t (chất trợ dung, ch ất chay rữa)
dược chứa đầy tro n g buồng sấy. Hơi nước tro n g khí n én khi đi ngang qua
buồng Sấy sê tác dụng với c h ấ t chày rữa n ầy và trờ th à n h dạng dung dịch
và chay xuống đáy cùa bộ sây. T rong quá trìn h làm việc, ch át chay rữa

19


tro n g buồng sấy bị tiê u th ụ d ầ n d ầ n , do vậy cần p h ái thư ờng xuvên bô sung
c h ấ t chảv rữ a vào buồng sấv. Lượng tiêu th ụ c h ấ t chày rữa sẽ nhổ n h ấ t nếu
n h iệ t độ k h ô n g khí dược giữ ở 293"K (20°C).
N h ữ n g đặc trư n g của quá tr ìn h sấ y khô hóa học:
Việc lắ p đ ặ t th iế t bị đơn g iả n
Sự m à i m òn cơ k h í th ấ p (k h ô n g có chi tiế t chuvển động)
K hông yêu cầu công suâ't tá c động b ên ngoài

b.

S â y k h ô h ấ p t h ụ b ằ n g q u á t r ìn h v ậ t lý
D ry a ir o u tle t

H ình 2-7 Sấy khô h ấ p th ụ b ằ n g quá trìn h v ậ t lý

ơ quá trìn h n ầy , các tạ p c h ấ t, hơi ẩm sè lắ n g đọng trê n bề m ặt
cùa các tá c n h â n ấ y khô ở th ể rắ n . Quá trìn h n ầ y cũng được xem n h ư là
quá tr ìn h sấy khô tá i sinh.

20


Tác n h a n sấy khô là c h ấ t gel, m ột loại v ậ t liệu có dạng hạt. Bế
m ặt dễ ngấm cua các h ạ t nầy sè điền đầy các tạp chất dạng dung dịch khi
không khí nén đi ngang qua nó.
Có th ế tá i sín h ch ât gel th ấ m đẫm hơi ấm bằng cách dùng không
khi nóng thối qua bộ sấy, c h ấ t ẩm sẽ bay hơi. Trong thực tế, như là một
quy tắc, hai bộ sây luôn luôn được nôi song song với nhau. Trong khi một
cái đan g sấy khô không khí th ì cái kia ớ tro n g quá trìn h tá i sinh.
Khá n ă n g h ấ p thụ của ch ất gel có giới h ạ n n h ấ t định. Vì vậy, ở
điTu kiện bình thường sau khoảng th ờ i gian làm việc từ 2 đến 3 năm cần
phai thay th ế c h ấ t gel.

c.

s ấ v k h ô b ằ n g n h iệ t dộ th ấ p (quá trìn h làm lạ n h ;

Cổng ra không k h í'

________
_
Bộ ứao đổi nhiẹt

Bộ trao đổi nhiệt
khí - chất làm lạnh

Cổng nạp
không khí

Bộ tách nước
x

Môi chất làm lạnh

ÍT

Bộ tách nước
Cơ cấu làm lạnh
H ình 2-8 Sấy khô b ằng n h iệ t độ th ấ p (quá trìn h làm lạnh)


N ếu k h ô n g khí n é n được làm lạ n h tới n h iệ t độ dưới điểm hóa
sương, sự ngưng tụ hơi nước sẽ xảy ra.
K hông k h í n én cần là m lạ n h được thôi qua bộ sây khô n h iệ t độ
th ấ p . Nó sẽ đi qua bộ chuyến đổi n h iệ t k h í - khí, được lắp ớ p h ầ n đầu cua
th iế t bị- đ ây là p h ầ n làm lạ n h th ứ n h ấ t cùa bộ sấy. ơ đáy khô n g k h í nén
n ó n g sẽ được là m lạ n h trước b ằ n g dòng k h ô n g khí lạ n h và khô (đã qua quá
trìn h sây) đ an g d ẫ n ra ngoài. N hờ v ậy nước và dầu sẽ được tách ra m ột
p h ần . K hông k h í được làm lạ n h sơ bộ sẽ đi vào bộ p h ậ n làm lạ n h ở p h ần
th ứ hai. Khi đó k h ô n g khí được là m lạ n h tớ i n h iệ t độ 274, 7°K (1, 7r'C).
Quá trìn h làm lạ n h x áy ra tạ i các ống h ìn h xoắn tro n g bộ ph ận
làm lạn h . Mỏi c h ấ t làm lạ n h sê lưu th ô n g qua các ông h ìn h xoắn. Nước và
các h ạ t dầu sẽ được tá c h ra m ộ t lầ n nữa. K hông khí nén sạch và kho sè

chảy ngược trở lạ i bộ p h ậ n ià m lạ n h sơ bộ của bộ sấy. Nó đi vào ph ía thứ
cấp của bộ p h ậ n chuyến đổi n h iệ t và là m lạ n h trước k h ô n g k h í nóng
(không k h í cần được sây khô) ở p h ía sơ cấp.
N êu th à n h ông b ên tro n g bị bao phủ m ột lớp bụi b ân và dầu, sè
làm g iảm h iệu quả h o ạ t động của bộ sấ y khô. Do vậy p h ả i có m ột bộ lọc sơ
cấp đế bảo đ ảm rằ n g các h ạ t bụi và các h ạ t dầu lớn được tách ra.
2. 2. 4 B ộ iọ c
N hư đã n êu ở p h ầ n mở đ ầu của chương nầy , nếu k h ô n g k h í n én có
chứa c h ấ t b ẩ n sẽ là m rôì lo ạn h o ạ t động tro n g hệ th ố n g điều k h iể n bằn g
khí nén. N hừ ng c h ấ t b ẩn , cụ th ể là nước, bụi b ẩ n , dầu bôi trơ n m áy nén
còn só t lạ i ; p h ầ n lớn ch ú n g đăđược tá c h ra từ th iế t bị sấy khô (nếu có).
P h ầ n c h ấ t b ẩn còn lạ i tro n g k h ô n g k h í n é n tô't n h ấ t là nôn loại bỏ bằn g
cách dùng các bộ lọc khí.
N ếu các th iế t bị như: th iế t bị tạ o ra khí n én , th iế t bị xứ lý, bộ lọc
h o ạt động tố t th ì k h ông khí n én cung cấp cho hệ th ô n g sẽ r â t sạch và hơn
th ế nữa r ấ t khô. Bộ lọc có th ê được lắ p đ ặ t như m ột th iế t bị đơn hoặc như
m ột cụm k ế t hợp với bộ p h á n bôi trơ n và bộ diều ch in h áp suất.
a. B ộ lọ c k h í
H iệu quả của bộ lọc phụ thuộc vào nguyên tắ c th iế t kê (cách bô trí
các đường d ẫ n khí) và n g ă n lọc.

22


-V-an khóa

I

H ỉn h 2-9 Bộ lọc khí

ơq ƠQ

N g u y ê n lý là m v iệc:
Khi đi vào bộ lọc, k h ông khí n é n p h ải đi qua một cánh có dạn
xoắn (1), ớ đó dòng khí sẽ bị xoắn lốc. Tác động ly tâm do chuyến độn

23


xo ắn lốc tạ o ra là m cho các h ạ t nước và tạ p c h ấ t rắ n bị đầy vào vách phía
b ên tro n g của chén lọc (2), sau đó các ch át b ản n ầy sẽ rơi xuống đáy chén
lọc. K hông khí n én đi qua n g ă n lọc (3), tạ i dày chúng dược lọc sạch trước
k h i cháy đến cổng ra.
Độ sạch của k h ô n g khí n é n tùy thuộc váo (lộ rộ n g của lồ lưới lọc
của n g ă n lọc, các h ạ t bụi b ẩ n nhỏ hơn lỗ lưới lọc v ẫn có th ế đi vào cùng với
k h í n én . ơ n h ữ n g bộ lọc th ô n g thường, lưới lọc có độ rộ n g lô từ 30 pm đến
70 pm. Các bộ lọc siêu nhỏ có độ rộ n g lỗ dưới 3 pm.
T h ỉn h th o ả n g n g ă n lọc p h ả i được vệ s in h sạch sẽ đế tá c h các ch ấ t
b ấn , cáu cặn vướng vào, n êu k h ô n g sự lưu th ô n g cua dòng khí qua bộ lọc sờ
bị h ạ n chế. K hông th ể xác đ ịn h được k h o ả n g thời gian tối ưu đê vệ sinh
rữ a sạch n g ăn lọc, vì th ờ i g ian bảo dưỡng bộ lọc phụ thuộc vào lượng ch ấ t
b ần có tro n g k h ô n g k h í và lượng k h í n é n đi qua bộ lọc.
•

Chú ý :

C h ấ t ngưng tụ p h ả i được xả r a k h i đ ạ t đ ến mức ngưng tụ tối đa.
Xả châ't ngưng tụ b ă n g cách xoay v ít (4) th eo cùng chiều kim đồng hồ.
b.

B ộ lọ c k h ô n g k h í c ó b ộ d i ề u c h ỉn h á p s u ấ t

H ìn h 2-10 m in h h ọ a sự k ế t hợp giữa bộ lọc k h ông k h í và bộ điều
tiế t á p suất.
•

N g u y ê n lý là m v iệ c :

Khi đi vào bộ lọc, k h ô n g k h í p h á i đi qua m ột cán h có d ạ n g xoắn
(1), dòng k h í sê bị xoắn lốc. Các c h ấ t b ẩ n thó (các h ạ t nước, cac v ậ t thể
rắ n ), dưới tá c dụng cùa lực ly tâ m sẽ bị dây vào vách phía bên tro n g cua
chén lọc (2), sau đó các c h ấ t b ẩ n n ầy sẽ rơi xuỏng buồng chứa. K hống khí
nén đi qua n g ă n lọc (3) rồi đ ến bộ điều ti ế t áp suất, áp su ấ t th ứ cấp sẽ tác
dộng vào m ột phía m àn g (8) và tạ o r a lực đế cân b a n g với lực cúa lò xo đã
được chỉnh đ ịn h b ằ n g núm v ặn (10).
N ếu áp su ấ t sơ cấp cao hơn nó sè d ãy đĩa đệm k in (6) vào bệ van,
n g ă n cản k h ô n g k h í n é n đi đ ế n p h ía th ứ cấp. N êu p hía th ứ cấp có tiêu thụ
k h í n én , lực tác động lê n m à n g sẽ g iám xuống. Lò xo (9) sẽ n â n g đĩa đệm
kín lên khỏi bệ v a n và k h ô n g k h í n é n có th ô lưu th ô n g qua p h ía th ứ cấp.
Đế tr á n h cho v an khói bị dao động, người ta lắ p th ê m bộ p h ậ n giảm chân
(5). H ai lỗ th ô n g hơi trê n vò bộ diều tiế t á p s u ấ t cần được giữ cho th ô n g
th o án g .

24


c.

B ộ p h ậ n x ả c h â t n g ư n g tụ tự đ ộ n g

N ếu c h ấ t ngưng tụ h ìn h th à n h tro n g quá trìn h hệ th ố n g làm việc
có sô’ lượng lớn và không th ê xa châ't ngưng tụ m ột cách thường xuyên thì
nén dùng bộ p hận xá tự dộng ch ất ngưng tụ.


H ìn h 2-11 Bộ xả c h ấ t ngưng tụ tự động
•

N g u y ê n lý là m v iệ c :

C h ấ t ngưng tụ đi từ c h én lọc (10) qua đường d ẫ n (9) đi vào buồng
giữa h ai đ ĩa dệm k ín (8) và (8a). P h ao (2) sẽ nổi lê n k h i lượng nước ngưng
tụ tă n g lên. Tới mực nước ngưng tụ quy đ ịn h bệ làm kín (1) sẻ mở ra,
khô n g k h í n é n đi qua lỗ ở ô n g (3), p isto n điều k h iể n (4) sẽ di chuyến về
p h ía b ên p h ả i, đ ĩa đệm k ín (8) được n â n g lê n cho ph ép c h ấ t ngưng tụ từ
buồng chứa (7) xả ra ngoài.
K hông khí n én c h ảv c h ầ m ch ậm từ buồng xá qua vòi (6), phao (2)
hạ xuống cùng với c h ấ t ngưng tụ , bệ là m k ín (1) được đóng lại. Lò xo nén
(5) đẩy tr ả p iston điều k h iế n trd về vị tr í b a n đầu của nó và dĩa đệm k ín
(8) sẽ đóng lỗ xả c h ấ t ngưng tụ.

26