Nguyên lý và cấu tạo của máy nén ly tâm

Nguyên tắc làm việc

- Sự biến đổi áp suất của khí khi qua guồng động làm thay đổi khối lượng riêng của khí.

- Khi guồng động quay, khí sẽ văng từ tâm ra xung quanh dưới tác dụng của lực ly tâm. Làm tăng khối lượng riêng của khí và tạo ra áp lực tĩnh

- Đồng thời vận tốc của khí cũng tăng lên và như vậy tăng áp lực động của khí

Cấu tạo chung

- Vỏ máy gồm cả cửa hút , cửa xả

- Vỏ trong

- Vách ngăn

- Rôto gồm trục, bánh guồng

- ổ đỡ, ổ chặn

- Vòng làm kín khuất khúc giữa các cấp

- Bộ làm kín hai đầu trục

1. Vỏ máy

Vỏ máy là chi tiết có cấu tạo phức tạp, có khối lượng lớn, là giá đỡ cho các chi tiết khác. Trong vỏ máy có các ổ trục để đỡ các trục máy, có các áo nước để dẫn nước làm mát, có các khoang để dẫn khí. Vỏ máy được chế tạo thành 2 nửa để thuận tiện cho việc tháo lắp, tuy nhiên cũng có loại vỏ máy được chế tạo liền khối. Vỏ máy thường được chế tạo bằng gang xám hay bằng gang hợp kim.

2. Trục máy nén ly tâm

Trục để lắp các bánh công tác lên đó nhận truyền động từ động cơ dẫn động, quay với vận tốc cao để thực hiện quá trình nén khí. Trục máy được lắp vào các các ổ đỡ trên vỏ máy. Trục máy được chế tạo bằng thép hợp kim.

3. Bánh công tác

Bánh công tác được lắp trên trục máy quay theo trục máy để làm biến đổi động năng chất khí, thực hiện quá trình nén khí, trên bánh công tác có các bánh cong. Có 3 loại bánh công tác, bánh công tác hở, bánh công tác nửa hở, bánh công tác kín.

4. Cánh định hướng (hay vách ngăn hay cánh tĩnh- diffuser)

Là một tấm kim loại đặt sát với bánh công tác, đóng vai trò dẫn hướng dòng khí đi từ cửa xả của cấp nén này tới cửa nạp của cấp nén kế tiếp, cánh định hướng được chế tạo bằng gang hoặc thép hợp kim. Cánh định hướng được gắn với vỏ và không quay theo trục máy.

5. Bộ phận làm kín (vòng bít)

a. Vòng đệm kín khuất khúc (hay làm kín kiểu răng lược - labyrinth seal)

Vì cánh định hướng không quay theo trục máy, do vậy giữa chúng phải có một khe hở. Để tránh hiện tượng lọt khí nén ngược lại cửa nạp qua khe hở này người ta dùng vòng đệm kín khuất khúc. Vòng có dạng răng cưa, các răng này không chạm vào trục, để tránh làm hư hỏng trục khi chạm phải, vòng được làm bằng kim loại mềm, giữa các răng hình thành không gian, khí nén lọt vào không gian này chúng sẽ đổi hướng và chậm lại nhờ đó mà hạn chế được sự rò rỉ khí nén sang cửa nạp. Loại này không ngăn được hoàn toàn sự lọt khí do vậy chỉ dùng ở những nơi có áp suất thấp. Cũng có máy nén khí dùng loại vòng đệm này để làm kín giữa trục máy và vỏ máy để hạn chế sự lọt khí ra bên ngoài. Nếu máy nén khí độc hại thì cần có rãnh để gom khí rò rỉ ra để dẫn tới một nơi an toàn.

b. Vòng bịt kín kiểu tiếp xúc cơ học (hay bộ phận làm kín cơ khí - Mechanical Seal)

Các bộ phận chính của vòng bịt này là các vòng tĩnh và vòng động.

Vòng động được bắt chặt với trục máy và quay theo trục, các mặt tiếp xúc giữa vòng tĩnh và vòng động ngăn không cho khí nén rò rỉ ra ngoài. Có loại phải sử dụng dầu bôi trơn bề mặt tiếp xúc để giảm ma sát. Vòng đệm này lắp ở đầu trục máy nén với vỏ để ngăn không cho khí nén lọt ra ngoài. Loại này thường được sử dụng với máy nén khí có áp suất tới 7 at

Xem thêm bài: Dry Gas Seal

c. Đệm màng lỏng (oil seal)

Để làm kín những máy nén khí có áp suất cao, người ta dùng đệm màng lỏng. Các bộ phận chính gồm ống lót trong và ống lót ngoài không quay theo trục và có một khe hở với trục. Khi trục quay, dầu sẽ đi vào khe hở để làm kín không cho khí nén lọt ra ngoài. Loại đệm này ngăn sự lọt khí tốt nhất, tuy nhiên phải có một hệ thống dầu cao áp liên tục, dẩu phải cực sạch. Dầu sau khi nhiễm bẩn phải dược thu hồi để làm sạch và làm nguội. Nếu áp suất dầu trong hệ thống này giảm đi, chứng tở đệm làm kín đã giảm hiệu quả làm kín (do mài mòn).

6. Ngăn cân bằng

Trong máy nén khí ly tâm nhiều cấp, lực do áp suất tác dụng lên 2 chiều của trục không cân bằng nhau, phía áp suất cao có lực tác dụng lớn hơn. Do vậy trục có xu hướng dịch chuyển về phía của nạp. Sự dịch chuyển này sẽ gây va đập, gây mài mòn các chi tiết liên quan. Ngăn cân bằng có tác dụng gi bớt sự mất cân bằng này. Ngăn cân bằng này là một bộ phận được gắn với trục gồm 2 phần, phần phía cửa nạp thì chịu áp suất khí xả, phần phía cửa xả thì chịu áp suất khí nạp. Theo cách phân tích lực như vậy, kết quả là lực tác dụng lên trục cân bằng hơn.

Related Posts by Categories