Do đặc tính máy nén khí là thiết bị tạo ra dòng khí cao áp một cách liên tục, nên có rất nhiều tiêu chí để phân loại máy nén khí. Trong phạm vi bài viết này chúng tôi phân loại theo tiêu chí kiểu buồng nén, khi đó sẽ có 2 loại chính là: Kiểu buồng nén kín (Còn gọi là theo nguyên lý nén thể tích) và kiểu buồng nén hở (Còn gọi là nguyên lý nén gia tốc).
1. Kiểu nén buồng nén kín
Là kiểu nén mà buồng nén kín trong suốt quá trình nén khí. Thể tích khí sẽ thay đổi từ thể tích lớn đến thể tích nhỏ, qua đó áp lực khí sẽ được gia tăng. Đây là kiểu nén truyền thống và phổ biến ở hầu hết các dòng máy nén khí hiện nay. Với kiểu nén này, tùy thuộc vào chuyển động nén (Dạng quay hay dạng tịnh tiến)mà chúng ta lại có nhiều loại máy nén khí tương ứng.
A. Nén với chuyển động quay (Rotary): Kiểu này rất phổ biến và có rất nhiều loại:
A1. Máy nén khí trục vít đôi: Hai trục vít sẽ có khe hở ở giữa, khe hở này sẽ lớn ở đầu hút và nhỏ ở đầu xả. Động cơ truyền động qua trục vít chủ động tạo chuyển động quay. Khi đó dòng khí giữa hai trục vít sẽ được dẫn từ đầu hút (khe hở lớn) sang đầu xả (Khe hở nhỏ). Do khe hở nhỏ dần nên thể tích khí sẽ nhỏ dần, tạo ra quá trình nén khí. Tùy thuộc vào việc trong buồng nén có dầu hay không có dầu mà người ta phân ra loại máy nén khí trục vít ngâm dầu (Oil Flooded) hoặc máy nén khí trục vít không dầu (Oil Free).
Dòng máy nén khí trục vít đôi này là dòng phổ biến bậc nhất hiện nay trên thị trường do nó mang rất nhiều ưu điểm như: Hiệu suất cao, dòng khí nén liên tục, vận hành êm ái, dễ tự động hóa, công suất đa dạng… Tuy nhiên dòng máy này có nhược điểm là chi phí đầu tư cao, áp lực thấp (Thường dưới 13 bar).
A2. Máy nén khí dạng cuộn (Scroll): Phía trong buồng nén sẽ có cấu trúc 2 mâm cuộn so le nhau. Khi chuyển động quay, khe hở giữa hai mâm này sẽ nhỏ dần tạo quá trình nén khí. Dòng này phù hợp với công suất nhỏ, áp lực thấp.
Ngoài ra dạng chuyển động quay nén thể tích còn một vài dạng nữa nhưng ít phổ biến như dòng trục vít đơn (Nén giữa trục vít và thân buồng nén), dòng cánh gạt… Do đó chúng tôi không giới thiệu nhiều về dòng này.
B. Nén với chuyển động tịnh tiến (reciprocation hay viết tắt là recipro): Đây là dòng máy nén khí cổ xưa nhất với nguyên lý hoạt động dạng piston – xi lanh. Dưới sự truyền động từ động cơ, Piston sẽ chuyển động nén khí phía trong lòng Xi lanh. Khi Piston chuyển động từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới sẽ làm cho khí trong Xi lanh bị nén lại, sinh ra áp lực. Máy nén khí sơ khai nhất của dạng này chính là cái bơm tay xe đạp mà chúng ta hay dùng.
Dòng Piston có ưu điểm là nhỏ gọn, giá thành rẻ, có thể nén lên áp lực rất cao nhưng có nhược điểm là máy vận hành rất ồn, hiệu suất thấp, dòng khí không liên tục (Do có quá trình hồi piston sẽ không sinh công). Do đó dòng này phù hợp cho dải công suất nhỏ (Thường dưới 15 Kw). Tuy nhiên với dòng áp lực cao thì máy piston có thể thiết kế với công suất rất lớn, có thể lên tới cả ngàn kw. Cũng như dòng trục vít, dòng này tùy thuộc trong buồng nén có dầu hay không có dầu mà người ta phân loại dòng piston ngâm dầu và piston không dầu.
2. Kiểu nén buồng nén hở
Đây là dòng máy nén khí đặc biệt có buồng nén kiểu hở, tức không có quá trình giảm thể tích để sinh ra áp lực. Kiểu nén này người ta sử dụng cánh quạt chuyên dụng lớn, chuyển động với tốc độ cực lớn để tạo ra một dòng khí với tốc độ rất cao. Dòng khí này sẽ được hứng vào trong buồng hứng và tạo ra áp lực khí. Tùy thuộc vào hướng của dòng khí đầu ra mà người ta có kiểu nén dọc trục, kiểu nén chéo và kiểu nén li tâm.
Theo nghiên cứu động lực học thì trong công nghệ nén khí, kiểu nén li tâm (Centrifugal) cho hiệu suất cao nhất nên hiện này hầu như các máy nén khí turbo đều thuộc dạng li tâm. Chính vì vậy người ta hay gọi dòng máy nén này là máy turbo hoặc máy li tâm.
Do đặc thù buồng nén hở turbo nên dòng máy này không thể tạo áp lực quá cao. Tuy nhiên buồng nén có thể thiết kế cỡ lớn, do đó máy này thường phát huy hiệu quả rõ rệt ở dải công suất lớn (Trên 350 Kw).
Trên đây là phân loại cơ bản của các dòng máy nén khí công nghiệp, hi vọng có thể mang đến phần nào kiến thức cơ bản cho các bạn. Nếu các bạn cần tư vấn thêm có thể để lại lời nhắn, chúng tôi sẽ giải đáp kĩ cho các bạn!
