Tìm hiểu và bảo dưỡng các thiết bị trong phòng thí nghiệm khí nén

Tìm hiểu bảo dưỡng thiết bị phịng thí nghiệm khí nén Chương I Tìm hiểu kỹ thuật khí nén 1.1 Ưu, nhược điểm khí nén 1.1.1 Đặc tính khí nén - Tính lưu chất Các phân tử khí nén khơng thể đề kháng chúng di chuyển tương Hình 1.1 Tính lưu chất khí nén - Tính đàn hồi Được giữ bình chứa kín, khí nén tác dụng lên tất phần tử thành bình áp suất điểm Hình 1.2 Tính đàn hồi khí nén - Tính nén Khí nén sẵn sàng thay đổi thể tích theo ý muốn Tính chất náy cho ta trạng thái khí nén : - Nén ta giảm thể tích Trường đại học Bách khoa Hà Nội - Trung tâm đào tạo bảo dưỡng cơng nghiệp Tìm hiểu bảo dưỡng thiết bị phịng thí nghiệm khí nén - Giãn ta tăng thể tích Hình 1.3 Tính chất nén khí nén 1.1.2 Ưu điểm khí nén  Số lượng : Khơng khí có khắp nơi, sẵn sàng để nén với số lượng khơng hạn chế  Vận chuyển : Khí nén vận chuyển dễ dàng đường ống, khoảng cách xa Các đường ống trở không cần thiết  Lưu trữ : Máy nén khí khơng cần thiết phải ln ln hoạt động Khí nén đựng bình chứa, dùng theo nhu cầu; khí nén vận chuyển bình chứa (trong chai chẳng hạn)  Nhiệt độ : Khí nén không nhạy với thay đổi nhiệt độ  Chống cháy nổ : Khơng có nguy hiểm nổ, cháy khí nén  Sạch : Khí nén sạch; trường hợp bị rò rỉ đường ống thiết bị; không sợ gây ô nhiễm Đặc tính cần thiết vài ngành kỹ nghệ chẳng hạn kỹ nghệ thực phẩm, dệt, gỗ da  Chế tạo thiết bị : Việc thiết kế linh kiện khí nén khác đơn giản Điều dẫn đến giá thành thấp  Vận tốc : Khí nén lưu chất chảy nhanh, điều cho phép đạt đến vận tốc làm việc cao (vận tốc làm việc xy lanh khí khoảng từ đến m/s) Trường đại học Bách khoa Hà Nội - Trung tâm đào tạo bảo dưỡng cơng nghiệp Tìm hiểu bảo dưỡng thiết bị phịng thí nghiệm khí nén  Điều chỉnh : Vận tốc lực tác dụng thiết bị khí nén điều chỉnh cách từ từ (tăng dần) Quá tải : Các cơng cụ thiết bị khí nén cho phép q tải mà khơng bị phá hỏng (thí dụ không làm kẹt động hay kẹt xy lanh) 1.1.3 Nhược điểm khí nén  Xử lý trước : Khí nén phải chuẩn bị trước Bất kỳ dấu vết không tinh khiết độ ẩm khơng chấp nhận (làm mịn phần tử khí nén)  Tính nén : : Khí nén không cho phép piston đạt vận tốc chậm, đều, số  Lực sinh : Thông thường áp suất làm việc bar Do vậy, lực sinh bị giới hạn tiết diện piston  Thốt : Thốt khí gây tiếng ồn, nhờ vào giảm tiếng ồn, ngày vấn đề phần lớn giải  Giá thành : Khí nén nguồn lượng đắt sản xuất giá thành phần lớn bù lại nhờ giá thành tương đối thấp hiệu suất cao thiết bị 1.2 Sản xuất phân phối khí nén Áp suất hệ thống khí nén tạo từ máy nén khí, lượng học động điện động đốt chuyển hóa thành lượng khí nén nhiệt Sau khí nén chuyển đến thiết bị xử lý khí nén phân phối cho hệ thống điều khiển cấu chấp hành Trường đại học Bách khoa Hà Nội - Trung tâm đào tạo bảo dưỡng cơng nghiệp Tìm hiểu bảo dưỡng thiết bị phịng thí nghiệm khí nén Hình 1.4 Sơ đồ sản xuất phân phối khí nén 1.2.1 Sản xuất khí nén Máy nén khí phần tử có nhiệm vụ hút khơng khí, ẩm, khí đốt áp suất định tạo nguồn lưu chất có áp suất cao a Nguyên lý hoạt động máy nén khí  Ngun lý thay đổi thể tích Khơng khí dẫn vào buồng chứa, thể tích buồng chứa nhỏ lại Theo định luật Boyle-Mariotte, áp suất buồng chứa tăng lên.Các loại máy nén khí hoạt động theo nguyên lý máy nén khí kiểu piston, máy nén khí kiểu bánh răng, máy nén khí kiểu cánh gạt …  Nguyên lý động Trường đại học Bách khoa Hà Nội - Trung tâm đào tạo bảo dưỡng cơng nghiệp Tìm hiểu bảo dưỡng thiết bị phịng thí nghiệm khí nén Khơng khí dẫn vào buồng chứa, áp suất khí nén tạo động bánh dẫn Nguyên tắc hoạt động náy tạo lưu lượng cơng suất lớn Máy nén khí hoạt động theo nguyên lý máy nén khí ly tâm b Phân loại máy nén khí - 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 cao : p ≥ 15 bar - Theo nguyên lý hoạt động :  Máy nén khí theo nguyên lý thay đổi thể tích : Máy nén khí kiểu piston, máy nén khí kiểu cánh gạt, máy nén khí kiểu root, máy nén khí kiểu trục vít Máy nén khí turbin : Máy nén khí kiểu ly tâm máy nén khí theo chiều trục 1.2.2 Xử lý khí nén Khí nén tạo từ máy nén khí chứa đựng nhiều chất bẩn theo mức độ khác Chất bẩn bao gồm bụi, nước khơng khí, phần tử nhỏ, cặn bã dầu bơi trơn truyền động khí Khí nén mang chất bẩn tải đường ống dẫn khí gây ăn mịn, rỉ sét ống phần tử hệ thống điều khiển Vì vậy, khí nén sử dụng hệ thống khí nén phải dược sử lý Tùy thuộc vào phạm vi sử dụng mà xác định yeuu cầu chất lượng khí nén tương ứng cho trường hợp cụ thể Các loại bụi bẩn hạt bụi, chất cặn bã dầu bôi trơn truyền động khí xử lý thiết bị gọi thiết bị làm lạnh tạm thời, sau khí nén dẫn đến bình ngưng tụ nước Giai đoạn gọi giai đoạn sử lý thô Nếu thiết bị xử lý giai đoạn tốt khí nén sử dụng dụng cụ dung khí nén cầm tay, thiết bị đồ gá đơn giản Khi sử dụng khí nén hệ thống điều khiển số thiết bị đặc biệt yêu cầu chất lượng khí nén cao Hệ thống xử lý khí nén phân làm giai đoạn : - Lọc thô : dung lọc bụi thô kết hợp với ngưng tụ để tách nước Trường đại học Bách khoa Hà Nội - Trung tâm đào tạo bảo dưỡng cơng nghiệp Tìm hiểu bảo dưỡng thiết bị phịng thí nghiệm khí nén - Phương pháp sấy khô : dung thiết bị sấy khơ khí nén để loại bỏ hầu hết lượng nước lẫn bên Giai đoạn xử lý tùy theo yêu cầu sử dụng khí nén - Lọc tinh : loại bỏ tất loại tạp chất, kể kích thước nhỏ a Lọc thơ Khí nén làm mát tạm thời từ máy nén khí để tách chất bẩn Sau khí nén đưa vào bình ngưng tụ để tách nước Giai đoạn lọc thô giai đoạn cần thiết cho vấn đề xử lý khí nén b Phương pháo sấy khơ  Bình ngưng tụ làm lạnh khơng khí : Khí nén dẫn vào bình ngưng tụ Tại khí nén làm lạnh phần lớn lượng nước chứa khơng khí nén ngưng tụ tách Làm lạnh không khí, nhiết độ khí nén bình ngưng tụ đạt khoảng từ 30OC đến 35OC Làm lạnh nước ( nước làm lạnh có nhiệt độ 10OC ) nhiệt độ khí nén bình ngưng tụ saex đạt 20OC Hình 1.5.Nguyên lý hoạt động bình ngưng tụ nước  Thiết bị sấy khô chất làm lạnh Nguyên lý phương pháp sấy khơ chất làm lạnh : khí nén qua phận trao đổi nhiệt khí – khí Tại đây, dịng khí nén vào làm lạnh sơ dịng khí nén sấy khô xử lý từ ngưng tụ lên Sau làm lạnh sơ bộ, dịng khí nén vào phận tao đổi nhiệt khí – chất làm lạnh Quá trình làm lạnh thực cách cho dịng khí nén chuyển động đảo chiều ống dẫn Nhiệt độ hóa sương OC Như lượng nước dịng khí nén vào ngưng tụ Trường đại học Bách khoa Hà Nội - Trung tâm đào tạo bảo dưỡng cơng nghiệp Tìm hiểu bảo dưỡng thiết bị phịng thí nghiệm khí nén Dầu, nước, chất bẩn sau tách khỏi dịng khí nén đưa ngồi qua van nước ngưng tụ tự động ( ) Dịng khí nén làm lạnh đưa đến phận trao đổi nhiệt ( ), để nâng nhiệt độ lên khoảng từ 6OC đến 8OC, trước đưa vào sử dụng Chu kỳ hoạt động chất làm lạnh thực máu nén để phát chất làm lạnh (5) Sau chất làm lạnh nén qua máy nén, nhiệt độ tăng lên, bình ngưng tụ (6) có tác dụng làm nguội chất làm lạnh quạt gió Van điều chỉnh lưu lượng (8) rơle điều chỉnh nhiệt độ (7) có nhiệm vụ điều chỉnh dòng lưu lượng chất làm lạnh hoạt động có tải, khơng tải q nhiệt Hình 1.6 Sấy khơ chất làm lạnh  Thiết bị sấy khơ hấp thụ - Qua trình vật lý Chất sấy khô hay gọi chất háo nước hấp thụ lượng nước không khí ẩm Thiết bị gồm bình Bình thứ chứa đầy chất khơ thực qua trình hút ẩm Bình thứ hai tái tạo lại khả hấp thụ chất sấy khô Chất sấy khô thường sử dụng : silicagen SiO 2, nhiệt độ điểm sương -500C; tái từ 1200C đến 1800C Trường đại học Bách khoa Hà Nội - Trung tâm đào tạo bảo dưỡng cơng nghiệp Tìm hiểu bảo dưỡng thiết bị phịng thí nghiệm khí nén Hình 1.7 Sấy khơ hấp thụ - Qua trình hóa học Thiết bị gồm bình chứa chất hấp thụ ( thường dung NaCl ) Khơng khí ẩm đưa vào cửa (1) qua chất hấp thụ (2) Lượng nước khơng khí kết hợp với chất hấp thụ tạo thành giọt nước lắng xuống đáy bình Phần nước ngưng tụ dẫn van (5) Phần khơng khí khơ theo cửa (4) vào hệ thống Hình 1.8 Sấy khơ hóa chất c Lọc tinh Lọc tinh xử lý cụm bảo dưỡng : lọc, điều chỉnh áp suất, tra dầu Trường đại học Bách khoa Hà Nội - Trung tâm đào tạo bảo dưỡng cơng nghiệp Tìm hiểu bảo dưỡng thiết bị phịng thí nghiệm khí nén 1.2.3 Phân phối khí nén Hệ thống phân phối khí nén có nhiệm vụ vận chuyển khơng khí nén từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ, đảm bảo áp suất P lưu lượng Q chất lượng khí nén cho thiết bị làm việc, ví dụ van, động khí nén, xy lanh khí … Dẫn đường ống Khí nén phân phối mạng đường ống nằm bên ( đất) đến nơi sử dụng Việc thiết kế hệ thống đường ống thiết kế cho tổn thất áp suất bình chứa vầ nơi nhận khơng vượt 0,1 bar  Đường kính ống dẫn Ngay từ xây dựng hệ thống ống, quan trọng phải dự kiến trước việc mở rộng tương lai đường ống Đường ống dẫn phải tính tính theo : - Lưu lượng cung cấp - Chiều dài đường ống - Tổn thất áp suất cho phép - Áp suất sử dụng - Số lượng van hệ thống  Vật liệu Vật liệu sử dụng thông thường ống thép ( thép C), thép C vật liệu chống ăn mòn ( thép mạ kẽm).Các mối nối thông thường thực bắng phươnh pháp hàn Hiện nay, người ta ngày sử dụng nhiều vật liệu phi kim loại để làm đường ống dẫn khí Trên máy, đường ống hay làm bừng pôly êtylen polyamide  Lắp đặt – lưu ý lắp Việc lắp đặt hệ thống khí nén phải cho phép việc bảo quản dễ dàng Ta thấy kiểu mạng : Trường đại học Bách khoa Hà Nội - Trung tâm đào tạo bảo dưỡng cơng nghiệp Tìm hiểu bảo dưỡng thiết bị phịng thí nghiệm khí nén  Theo đường :  Mạng vòng :  Mạng lưới : Khi lắp đặt, cần thiết phải tuân theo lưu ý lắp đặt sau : Trường đại học Bách khoa Hà Nội - Trung tâm đào tạo bảo dưỡng công nghiệp