Bộ lọc khí nén là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Do ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa và vấn đề ô nhiễm không khí ở nước ta thường rất ẩm, có chứa nhiều tạp chất như bụi bẩn, các hạt kim loại, phế liệu,... Và những tạp chất này khi lọt vào hệ thống máy khí nén sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của khí nén, dẫn đến giảm năng suất và công suất của thiết bị khí nén. Do đó bộ lọc khí nén được nghiên cứu và chế tạo để khắc phục tình trạng này. Vậy bộ lọc khí nén là gì? Cấu tạo bộ lọc khí nén như thế nào? Nguyên lý bộ lọc khí nén ra sao? Và có các loại bộ lọc khí nén nào? Hãy cùng Bảo An tìm hiểu chi tiết trong bài viết dưới đây. 

- Trong hệ thống công nghiệp, khí nén là một nguồn năng lượng không thể thiếu để vận hành nhiều loại máy móc, thiết bị khác nhau. Ta có thể kể tên các thiết bị chính trong một hệ thống khí nén: máy nén khí, bình chứa khí, bộ lọc khí, bộ điều chỉnh áp suất, van, xi lanh khí nén, ống dẫn khí. Bộ lọc khí nén là một trong những thiết bị chính trong một hệ thống khí nén. Vậy bộ lọc khí nén là gì?
- Bộ lọc khí nén là gì? Bộ lọc khí nén là một thiết bị dùng để kết nối nguồn cung khí với các thiết bị khác trong hệ thống, có chức năng loại bỏ các tạp chất, bụi bẩn, hơi nước và dầu từ khí nén, đảm bảo rằng khí nén được cung cấp đến các thiết bị và hệ thống khí nén là sạch và khô. Việc loại bỏ các tạp chất này giúp bảo vệ các thiết bị khí nén khỏi sự hư hại và mài mòn, đồng thời cải thiện hiệu suất và tuổi thọ của toàn bộ hệ thống.

 

Để hiểu thêm về bộ lọc khí nén là gì? Hãy cùng tham khảo ngay hình ảnh và thông số kỹ thuật của sản phẩm Bộ lọc SMC AF20-02-A tại đây.

Mặc dù có nhiều loại bộ lọc khí nén công nghiệp nhưng thông dụng vẫn là bộ lọc đôi, bộ lọc ba. Nhưng nhìn chung, cấu tạo bộ lọc khí nén hoàn chỉnh sẽ bao gồm 3 thành phần chính: van lọc, van điều áp và bình dầu.

- Đây chính là thành phần quyết định đến chất lượng khí nén sau khi đi qua bộ lọc. Nhiệm vụ của van lọc đó là tách hơi nước và loại bỏ những tạp chất có trong khí ra khỏi dòng khí nén được cung cấp. Những tạp chất mà chúng ta thường gặp trong khí nén ở Việt Nam là: bụi, hạt kim loại li ti.
- Trong bộ lọc, khí nén có áp suất chuyển động xoáy duy nhất tại đây. Chúng ta có thể hiểu khí nén được cung cấp từ nguồn và dẫn vào bộ lọc thông qua ống dẫn khí nén và co nối lắp ren.
- Khí với áp suất cao sẽ chuyển động xoáy khi qua lá kim loại hình xoắn đến với các phần tử lọc. Tùy hãng sản xuất mà các phần tử lọc có kích thước khác nhau. Tuy nhiên cần phải lưu ý kích thước này phụ thuộc vào chất lượng và tính chất khí nén được đưa vào. Độ lớn của phần tử lọc này dao động trong khoảng từ 5 µm đến 70 µm.
- Với một số hệ thống chất lượng cao hoặc công việc đặc thù mà các phần tử lọc được làm từ sợi thủy tinh để tách nước, tách chất bẩn đến 99,99%.
- Các loại bộ lọc thông thường thì phần tử lọc được làm từ: vật liệu tổng hợp, kim loại thêu kết, sợi dây kim loại, giấy…
- Lúc này, chất bẩn theo chiều xoáy sẽ văng lên lưới lọc, đi qua phần tử lọc và rơi xuống đáy cốc. Nếu là van lọc tay thì khách hàng nhấn nút xả, nếu là van lọc tự động thì phao sẽ tự xả khi chất bẩn đầy.

- Theo đúng tên gọi, van điều chỉnh áp suất có nhiệm vụ điều chỉnh và giữ áp suất luôn ở mức ổn định, giữ an toàn cho thiết bị ngay cả khi áp suất đầu vào hoặc đầu ra của van bị biến động. Chúng thường gắn với đồng hồ đo áp để người dùng dễ dàng quan sát và kiểm soát mức áp suất.
- Khi áp suất đầu ra tăng lên so với áp suất điều chỉnh thì lượng khí nén sẽ tăng tác động lên màng van. Điều này khiến vị trí kim trục thay đổi, khí nén sẽ thoát ra môi trường bên ngoài qua lỗ xả khí. Quá trình đó lặp lại liên tục cho đến khí áp suất về đúng với mức áp suất điều chỉnh ban đầu, kim trục về lại vị trí xuất phát.

- Van tra dầu hay còn được gọi là bình dầu. Nó có thể hoạt động riêng lẻ hoặc kết hợp với điều áp, lọc nước để tạo nên bộ lọc.
- Chức năng của van tra dầu đó là chứa dầu bôi trơn và phun dầu vào khí nén đã lọc sạch dưới dạng sương. Dầu sẽ theo khí để đến các khớp nối, xi lanh, thiết bị chấp hành để bôi trơn, giảm ma sát, làm mát và giảm nhiệt độ. Chính nhờ các dầu này mà các thiết bị có thể hoạt động trơn tru, giảm tiếng ồn và đặc biệt là tăng tuổi thọ của thiết bị.

Nguyên lý làm việc của bộ lọc khí nén cụ thể như sau:

- Sau khi không khí được nén lại, khí sẽ được dẫn vào bên trong bộ lọc. Tại đây, dòng khí sẽ chuyển động theo dạng xoáy vì chịu tác động từ các tấm chắn hình xoắn ốc. Chuyển động này tạo ra lực ly tâm, khiến nước và các tạp chất lẫn trong khí di chuyển qua các phần tử lọc khí. Các phần tử này sẽ loại bỏ khoảng 95% chất bẩn thô to. Còn khoảng 5% các loại bụi siêu nhỏ sẽ tiếp tục theo dòng khí đi qua một màng lọc để lọc thêm một lần nữa.
- Toàn bộ chất bẩn qua 2 lần lọc sẽ rơi xuống đáy cốc lọc và tích tụ lại. Khi cốc đã đầy, bộ lọc tự động sẽ xả nước, mang tất cả chất bẩn ra khỏi bộ lọc. Còn đối với bộ lọc xả tay, người vận hành cần theo dõi để tiến hành xả tay, đưa chất bẩn ra ngoài bằng nút vặn. Khí nén sau khi được lọc sạch sẽ đi qua cổng để đến bộ phận điều áp (van điều chỉnh áp suất). Tại đây, người dùng có thể quan sát mức áp suất khí nén thông qua màn hình đồng hồ hiển thị lắp bên ngoài bộ lọc. Trong trường hợp áp suất khí nén quá cao, người dùng cần thực hiện điều chỉnh áp suất bằng cách xoay vít vặn. Nếu không được điều chỉnh kịp thời khi áp suất tăng, màng khí sẽ bị đẩy lên để khí nén thoát ngoài nhằm giảm áp suất.
- Sau khi đi qua bộ phận điều áp, khí nén tiếp tục di chuyển tới van tra dầu. Lượng dầu bôi trơn tại đây sẽ được phun dưới dạng sương li ti để khí nén mang theo dầu đi qua ống dẫn vào hệ thống làm việc.

Tùy theo cách phân loại mà bộ lọc khí nén chia làm nhiều loại khác nhau. Dưới đây là 2 cách phân loại phổ biến

Theo chức năng, có các loại bộ lọc khí nén có thể kể đến như sau:
- Bộ lọc hạt: Đây là loại lọc được thiết kế riêng cho những công việc, môi trường mà khí nén chứa nhiều hạt bụi bẩn có kích thước tương đối lớn như hạt sắt, hạt bụi, hạt nhựa…
- Bộ lọc than hoạt tính: Bộ lọc than hoạt tính hay còn có tên gọi khác là bộ lọc hơi, chuyên dành cho những hệ thống sử dụng khí nén có mùi hoặc chất hữu cơ có mùi gây khó chịu.
- Bộ lọc hợp chất: Bộ lọc có khả năng loại bỏ tốt nước, dầu, hạt bụi bẩn có kích thước rất bé 0.1 mm có trong khí nén. Khách hàng có thể lắp đặt tại các vị trí quanh co, giúp giảm áp lực và tiết kiệm.
- Bộ lọc kết hợp lạnh: Loại lọc này được thiết kế để có thể hoạt động ổn định trong môi trường đặc biệt với nhiệt độ thấp khoảng 2 độ C tương đương với 35 độ F. Điều này rất quan trọng khí nó giúp con người loại bỏ hiệu quả hơi ẩm khi môi trường lạnh.
- Bộ lọc nạp khí nén: Nếu bạn cần hệ thống khí nén làm việc trong môi trường hóa chất độc hại thì lựa chọn bộ lọc nạp khí nén là hoàn toàn chính xác. Bên cạnh việc lọc loại bỏ chất ô nhiễm có kích thước 0.3 µm thì nó còn nạp nước trong quá trình lọc.

Theo chân ren, có các loại bộ lọc khí nén phổ biến như sau:
- Ren 1/4: Ren 1/4 còn được gọi là ren 13, được sử dụng phổ biến trong các hệ thống khí nén vừa và nhỏ. Chúng phù hợp với các loại co nối YPC, YPL, YPX, YPB, YPCF, YPCL, YPD, YSC và các ống dẫn khí phi 4, 6, 8, 10…
- Ren 3/8: Bộ lọc ren 3/8 hay bộ lọc ren 17 phù hợp với tất cả các loại co nối ren 17 như TPC, TPX, TPB, TPD, TSC, TPY, TPL…
- Ren 1/2: Bộ lọc ren 1/2 còn có tên gọi là bộ lọc phi 21. Tùy vào lưu lượng khí nén của hệ thống mà người dùng có thể chọn 13, 17, 21 hay loại lớn hơn 27, 34, 49.

Phân loại theo cấu tạo, có 2 loại bộ lọc khí nén là bộ lọc khí nén đơn và bộ lọc đôi khí nén. Cụ thể như sau:

- Bộ lọc khí nén đơn: Bộ lọc khí nén đơn là loại chỉ có cốc lọc là bộ phận chính. Tùy từng loại bộ lọc khí nén mà có thể có thêm van điều áp hoặc không, một số loại bộ lọc khí nén đơn tiêu biểu như: lọc có chỉnh áp, bộ lọc đơn xả tự động, bộ lọc đơn xả tay. Bộ lọc đơn có nhiệm vụ và loại bỏ hơi ẩm và tạp chất ra khỏi khí nén thông qua van xả ở đáy bộ lọc, giúp cung cấp khí nén sạch chất lượng cao cho thiết bị.

- Bộ lọc đôi khí nén: Bộ lọc đôi khí nén bao gồm có van điều áp, van lọc khí và van phun dầu. Bộ lọc đôi khí nén có tích hợp chức năng 3 trong 1, giúp tiết kiệm chi phí và không gian lắp đặt và bảo vệ các thành phần bên trong hệ thống khí nén như xi lanh, van,... khỏi bị ăn mòn và rỉ sét.

- Thiết kế nhỏ gọn, thuận tiện cho quá trình lắp đặt, di chuyển, sửa chữa. Với những bộ lọc ba gồm bình dầu, điều áp và lọc nước, người dùng có thể tháo riêng từng phần để thay thế khi có sự cố hỏng hóc.
- Các bộ lọc được sản xuất với nhiều kích cỡ, phù hợp cho nhiều loại máy với công suất khác nhau.
- Khả năng lọc sạch cao, có thể nâng chất lượng khí nén lên đến 99,99% với những loại lọc cao cấp và giữ mức 95-98% với lọc thông thường.
- Thiết bị ít bị hư hỏng hoặc gặp sự cố.
- Bộ lọc sử dụng chất liệu thép không gỉ cứng cáp, khả năng chịu va đập cao, có thể làm việc bền bỉ cả trong những môi trường có áp suất và nhiệt độ, độ ẩm cao.

- Khí nén được xả ra từ điều áp của thiết bị khi truyền ra môi trường bên ngoài thường tạo ra tiếng rít lớn, gây ồn ào và khó chịu cho người vận hành.
- Do bộ lọc khí nén được lắp ở bên ngoài máy nén khí hay trên các ống dẫn…nên khi có va chạm mạnh dễ bị nứt, vỡ.
- Khách hàng cần am hiểu về thiết bị cũng như hệ thống khí nén mới có thể vận hành hiệu quả, khai thác tốt bộ lọc để phục vụ cho sản xuất.
- Trên thị trường có đa dạng mẫu mã cũng đa dạng về chất lượng với nhiều hãng sản xuất nên việc lựa chọn khó khăn hơn.

- Ngày nay, việc áp dụng các thiết bị điều khiển bằng khí nén đang được sử dụng rất phổ biến trong thực tế. Bộ lọc khí nén được ứng dụng trong hầu hết các nhà máy sản xuất, khu công nghiệp, khu dân cư đến những hệ thống khai thác, vận chuyển. Và để có được một hệ thống vận hành được ổn định và tăng tuổi thọ cho toàn bộ hệ thống thì cần những bộ lọc khí nén với công dụng loại bỏ các tạp chất và hơi nước ra bên ngoài.

- Bộ lọc khí nén còn được sử dụng trong các hệ thống khí nén của lò hơi, lò sưởi, các hệ thống thông gió, điều hòa. Việc sử dụng bộ lọc khí nén sẽ bảo vệ hệ thống một cách tối ưu nhất.

- Với thiết kế đạt chuẩn quốc tế cho nên bộ lọc khí nén có thể lắp đặt được cho cả các thiết bị điều khiển khí nén và sử dụng chính cho các bộ điều khiển khí nén của những dòng: van bi khí nén và van bướm khí nén.

Khi lắp đặt và sử dụng bộ lọc khí nén, bạn cần lưu ý những điểm sau:

- Bộ lọc khí nén được lắp đặt ở đầu ra của máy nén khí piston để hơi nước, bụi bẩn không đi vào súng dùng hơi hay các thiết bị sử dụng khí nén như súng bắn ốc, máy bơm mỡ,...

- Bộ lọc khí nén công nghiệp thường được lắp đặt trong hệ thống khí nén sử dụng máy nén khí trục vít.

- Cần lựa chọn bộ lọc có thông số phù hợp với máy bơm khí nén. Lưu ý cần lắp chính xác, đúng chiều, tránh lắp ngược khiến khí nén bị thoát ra ngoài và không đảm bảo quá trình lọc khí.

- Thường xuyên vệ sinh để tránh bộ lọc khí nén bám nhiều bụi bẩn gây ảnh hưởng đến hiệu suất làm việc.

- Chú ý kiểm tra và xả chất bẩn trong bộ lọc thường xuyên. Tránh để chất bẩn tích tụ nhiều khiến bộ lọc không thể đáp ứng được hiệu quả lọc sạch.

- Mỗi bộ lọc khí nén có một thời gian sử dụng nhất định nên bạn cần thay thế cốc lọc định kỳ theo hướng dẫn của nhà sản xuất.

 

Kết luận: Trên đây là những kiến thức hữu ích về bộ lọc khí nén mà Bảo An đã đem đến cho các bạn. Hy vọng những kiến thức hữu ích này sẽ giúp ích cho công việc của bạn.