Khí nén thuỷ lực là gì?
Hẳn nhiều người đã không còn quá xa lạ với thuật ngữ khí nén thủy lực. Khí nén thủy lực thuộc một loại năng lượng được tạo ra từ chính trong không khí tự nhiên; hoặc sử dụng các phương pháp hóa học rồi nén với áp suất cao 3000psi, 3600psi được sử dụng thay thế cho các loại năng lượng khác.
Để tạo ra khí nén, người ta sẽ sử dụng đến các thiết bị máy nén khí. Cụ thể, máy nén khí sẽ thực hiện việc hút không khí từ phía bên ngoài vào trong máy. Trong không gian khép kín của máy, thể tích khí sẽ được làm giảm xuống gia tăng áp lực. Khi mức áp suất khí cao hơn áp suất ngưng tụ hơi thì lượng khí sẽ được chuyển sang bình chứa để cung cấp cho các thiết bị, công việc cần sử dụng khí nén.
Tìm hiểu cấu trúc hệ thống khí nén
Thông thường, hệ thống khí nén thủy lực gồm các bộ phận: Kho dự trữ (nguồn), xi lanh thủy lực, van thủy lực và bơm thủy lực. Nguyên lý hoạt động của hệ thống bơm khí nén sẽ dựa trên lưu chất trong hệ thống kín. Lưu chất này sẽ gồm chất lỏng, khí kết hợp lại để tạo ra nguồn năng lượng dự trữ cho lưu chất truyền từ vị trí này đến vị trí khác. tạo ra chuyển động quay, chuyển động tịnh tiến và tác dụng lực. Tại đây, chất lỏng chính là một chất truyền động.
Hệ thống khí nén thủy lực sẽ gồm các bộ phận chính như sau:
-
Trạm nguồn: Gồm máy khí nén, bình tích áp, các thiết bị an toàn, thiết bị xử lý khí nén (lọc hơi nước, lọc bụi, sấy khô…)
-
Khối điều khiển: Gồm các phần tử để xử lý tín hiệu điều khiển, phần từ điều khiển đảo chiều cơ cấp chấp hành.
-
Khối thiết bị chấp hành: Gồm xi lanh, động cơ khí nén...
Tùy thuộc theo dạng năng lượng tín hiệu điều khiển, người ta sẽ chia thành hai dạng hệ thống khí nén. Gồm hệ thống điều khiển bằng khí nén, và hệ thống điều khiển sẽ hoạt động dựa vào tín hiệu điện, hoặc kết hợp cả tín hiệu điện và khí nén.
Đánh giá ưu, nhược điểm của khí nén thủy lực
Về ưu điểm:
-
Bởi không khí vừa có tính đàn hồi, vừa cho khả năng chịu nén tốt nên có thể nén, và chứa trong bình chứa có áp suất cao. Thực tế, trong vận hành người ta sẽ xây trạm nguồn khí nén để sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau như các công việc làm sạch, truyện động cho các máy móc….
-
Hệ thống khí nén thủy lực cho khả năng truyền tải đi xa thông qua hệ thống đường ống với chi phí ít, tổn thất nhỏ.
-
Sau khi thực hiện công cơ học, khí nén thải ra ngoài môi trường không gây ô nhiễm, ảnh hưởng đến môi trường.
-
Tốc độ truyền động khí nén cao, linh hoạt
-
Các thao tác điều khiển dễ dàng, sử dụng an toàn với độ tin cậy và tính chính xác cao.
-
Được đánh giá là giải pháp phòng ngừa tình trạng quá tải, quá áp suất cực kỳ hiệu quả.
Về nhược điểm:
-
Công suất truyền động không quá lớn. Trường hợp sử dụng công suất truyền động lớn thì chi phí truyền động khí sẽ cao hơn gấp 10 đến 15 lần so với truyền động điện cùng công suất. Tuy nhiên, kích thước cũng như trọng lượng khí nén lại chỉ bằng 30% so truyền động điện.
-
Trường hợp thay đổi tải trọng thì vận tốc truyền động cũng có xu hướng thay đổi bởi khí nén có khả năng đàn hồi khá lớn. Vậy nên, muốn duy trì khả năng chuyển động thẳng đều, hoặc quay đều thì cũng đều rất khó để thực hiện.
-
Khi dòng khí nén giải phóng ra môi trường sẽ dẫn đến tình trạng gây tiếng ồn lớn. Ngoài ra, người ta sẽ kết hợp thêm hệ thống điện cơ khác và ứng dụng cùng giải pháp điều khiển khác để nâng cao khả năng ứng dụng của khí nén thủy lực. Ví dụ như bộ điều khiển lập trình hoặc thông qua máy tính.
Ứng dụng quan trọng của hệ thống khí nén thủy lực
Hệ thống khí nén thủy lực được ứng dụng mạnh mẽ trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Điển hình như trong ngành cơ khí, chế tạo sản xuất hay những môi trường làm việc đặc thù yêu cao về lượng khí sạch. Đặc biệt, lĩnh vực sử dụng nhiều nhất đến khí nén phải nhắc đến các lĩnh vực trong công nghiệp. Cụ thể:
-
Lĩnh vực chế tạo: Khí nén áp suất cao sẽ được sử dụng trong việc điều khiển, hỗ trợ cho các thiết bị tự động hóa. Điều khiển máy cắt cho thanh nhôm, cung cấp khí hỗ trợ cho súng phun sơn.
-
Lĩnh vực xây dựng: Khí sạch sẽ được sử dụng trong việc phun bên tôn, hỗ trợ khoan lỗ, khoan tường…
-
Lĩnh vực sửa chữa, bảo dưỡng xe: Dễ thấy, đây là lĩnh vực cần nhiều nhất đến khí nén. Khí sẽ được sử dụng trong việc bơm hơi xe, xịt khô xe, xịt bụi bẩn cho các phương tiện. Đồng thời, kết hợp với nhiều dụng cụ khí như dùng khí cầm tay lắp đặt, tháo rời cho ốc vít hay một số dụng cụ khoan cần thiết…
-
Lĩnh vực khai khoáng: Hỗ trợ công việc thông gió, cung cấp oxy sạch sẽ, đạt chuẩn, không mùi, không ảnh hưởng đến sức khỏe người sử dụng trong quá trình khai thác khoáng sản, hầm mỏ, than quặng…
Bên cạnh đó, trong lĩnh vực y tế, thực phẩm khí nén sạch cũng đóng vai trò cực kỳ quan trọng. Tham gia trực tiếp vào quá trình đóng gói sản phẩm, điều khiển các thiết bị sản xuất tự động hóa, hạn chế việc con người tiếp xúc để đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm. Đến đây, chắc hẳn bạn đọc đã hiểu hơn về khí nén thủy lực và tầm quan trọng của nó trong đời sống.