Lịch sử phát triển của khí nén

Khí nén là nguồn năng lượng vô hạn và được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống dân dụng và công nghiệp như sửa chữa ô tô, vận hành hệ thống, điều khiển tự động…giúp nâng cao năng suất hoạt động và đảm bảo an toàn cho thiết bị và môi trường xung quanh.

Khí nén là gì

Khí nén là một loại năng lượng được sử dụng trong hệ thống khí nén với chức năng điều khiển, hoạt động các thiết bị như van công nghiệp, máy khoan, búa khí. Thành phần của khí nén bao gồm 78% nitrogen, 21% oxygen, 1% carbon, hơi nước.

Ưu điểm của việc sử dụng khí nén là an toàn, dễ dàng sử dụng, có thể lưu trữ ở áp suất cao và được ứng dụng rộng rãi trong nhiều hệ thống công nghiệp khác nhau như: Hệ thống lò hơi, hệ thống sản xuất, nhà máy cấp thoát nước…

Lịch sử phát triển của khí nén

Khí nén ra đời từ thời tiền sử – cổ đại

Ngay từ thời tiền sử, con người đã biết tạo ra và sử dụng lửa. Từ đó, việc thổi lửa là minh chứng sơ bộ cho khí nén được ứng dụng vào đời sống. Và phổi con người đóng vai trò như máy nén khí.

Đến thời đại đồ đồng, con người phát triển hệ thống luyện kim, đất nung, gốm xứ. Lửa đóng vai trò quan trọng trong việc nấu chảy quặng đồng, thiếc, nung khô đồ đạc bằng đất sét. Việc dùng phổi làm máy nén khí đã không đáp ứng đủ nhu cầu. Và nhiều minh chứng lịch sử đã chứng minh sự xuất hiện công cụ thổi khí thô sơ đã xuất hiện. Khoảng năm 1500 TCN, ống thổi vận hành bằng chân ra đời, nâng công suất của máy thổi khí thô sơ lên tầm cao mới. Và việc sử dụng máy thổi khí trong luyện kim, sản xuất đất nung, gốm xứ trải dài trong lịch sử phát triển loài người.

 Sự phát triển của khí nén trong giai đoạn trung đại – cận đại

Ngay từ thế kỷ thứ nhất sau CN, nhà toán học Hero xứ Alexandria có nhắc đến ở những phát minh về hơi nước, gió. Song do nền khoa học, ứng dụng thời bấy giờ chưa đủ phát triển và nhiều nguyên nhân xã hội khác, khí nén được coi như không có ứng dụng thực tiễn.

Đến cuối thế kỷ 17, nhà vật lý người Đức Otto Von Guericke đã phát minh ra máy bơm chân không. Từ đây, đánh dấu bước đầu tiên cho sự phát triển mạnh mẽ của khí nén trong thế kỷ tiếp theo(thế kỷ 18). Cùng với cách mạng công nghiệp lần thứ nhất, các thiết bị máy móc sử dụng năng lượng khí nén dần dần ra đời. Khí nén được ứng dụng trong nhiều ngành sản xuất, cơ khí. Năm 1762, John Smeaton đã thiết kế ra máy thổi điều khiển bằng bánh xe nước. Và tiếp theo đó, John Wilkinson – nhà phát minh người Anh cho ra đời một bộ phận nổ công suất cao vào năm 1776. Nó được coi là tiền thân của máy nén khí ngày nay.

Đến thế kỷ 19, nhờ thành quả của cuộc cách mạng công nghiệp lần 1, khí nén được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp; và dần đi vào đời sống sinh hoạt. Có thể kể đến như:

• Đầu thế kỷ 19, máy nén khí được phát minh. Máy khí nén đầu tiên chạy bằng động cơ hơi nước. Bên cạnh đó, các kỹ sư có thể lợi dụng lực của dòng nước để lấy khí nén. Người ta sử dụng máy nén khí vào mục đích truyền năng lượng.
• Những năm 1820, xứ Wales sử dụng khí nén trong xây dụng một nhà máy nước.
• Ứng dụng trong phát minh lốp xe cao su rỗng bơm khí nén để di chuyển êm hơn năm 1847 do Robert William Thomson giữ bằng sáng chế. Đến 1887 – 1888, John Boyd Dunlop phát triển lốp xe bơm hơi ứng dụng cho xe đạp, xe ngựa,…
• Ứng dụng khí nén trong đào đường hầm Mont Cenis (Ý – Pháp) năm 1861
• Năm 1869, George Westinghouse phát minh và ứng dụng phanh hơi sử dụng khí nén cho tàu hỏa.
• Năm 1870, Hoa kỳ đưa vào thử nghiệm sử dụng khí nén cho ngành khai thác hầm mỏ.

Đến thế kỷ 20 đánh dấu sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp – kỹ thuật nhờ cách mạng công nghiệp lần 2. Các thiết bị tàu hỏa, ô tô, mô tô, máy bay,… lần lượt ra đời. Khí nén càng được ứng dụng rộng rãi tại các nhà máy sản xuất, lắp ráp.

Đặc điểm của khí nén

• Là 1 loại không khí có trọng lượng nhẹ, cho phép chứa khí trong một không gian nhỏ. Khi áp suất giảm, khí nén sẽ mở rộng và có thể tạo ra công năng, giúp vận hành các thiết bị, máy móc hoặc công cụ.
• Dễ dàng di chuyển qua hệ thống ống dẫn, giúp truyền tải năng lượng đến các thiết bị, máy móc ở khoảng cách xa mà không gặp phải các vấn đề như cáp điện hoặc các chất lỏng trong hệ thống thủy lực.
• Không gây cháy nổ, chập cháy so với việc sử dụng điện, nhưng trong thành phần của khí nén có chứa oxy sẽ làm cho đám cháy bùng phát to hơn.
• Không gây ô nhiễm không khí hay môi trường, do đó rất thích hợp trong các ngành công nghiệp yêu cầu môi trường sạch như dược phẩm, thực phẩm, và y tế.
• Áp suất và lưu lượng khí có thể được điều chỉnh dễ dàng thông qua các van điều khiển, giúp hệ thống khí nén trở nên linh hoạt và phù hợp với nhiều loại ứng dụng khác nhau, ngoài ra có thể dễ dàng tích hợp vào các hệ thống tự động hóa và điều khiển thông qua các cảm biến và bộ điều khiển PLC.
• Có khả năng truyền động và tạo ra lực lớn, có thể sử dụng để vận hành các máy móc, công cụ cầm tay, hoặc điều khiển các thiết bị trong dây chuyền sản xuất.

Quy trình sản xuất ra khí nén

Khí nén được tạo ra từ việc nén khí, lọc khí, sấy khí nén. Cụ thể như sau:

* Quá trình nén khí

Khí nén được tạo từ máy nén khí dựa vào nguyên tắc làm tăng áp suất đầu vào thông qua việc giảm thể tích của không khí. Máy nén khí thường có các cánh quạt ly tâm để nén không khí, động cơ điện để vận hành.

Dựa vào cách thức hoạt động có thể chia thành 2 loại sau:

• Dịch chuyển tích cực: Máy nén khí sẽ ép không khí trong một diện tích nhỏ hẹp để làm giảm thể tích của không khí thông qua thiết bị chuyển động cơ học.
• Dịch chuyển động: Loại máy này nén khí bằng cách tăng tốc độ của không khí lên vận tốc cao từ đó áp suất không khí sẽ tăng theo.

* Quy trình lọc khí

Khí nén ban đầu ở dạng thô, có lẫn các tạp chất, bụi bẩn, hơi nước. Chính vì thế sau khi được nén xong sẽ xả khí vào bình chứa khí hay bình tích áp có lắp thêm bộ lọc và sấy để loại bỏ các chất bẩn và mang lại nguồn khí nén đạt chất lượng.

* Quy trình sấy khí nén

• Tại quy trình này sẽ sử dụng thiết bị máy sấy khí nén để làm khô khí làm và loại bỏ nước lỏng, hơi nước, hơi ấm còn tồn đọng lẫn trong khí nén.
• Sau khi sấy xong khí nén sẽ được lọc thêm lần nữa rồi mới được chuyển làm nhiên liệu vận hành các thiết bị, vật tư công nghiệp.

Ứng dụng của khí nén

Khí nén có rất nhiều ứng dụng trong các ngành công nghiệp và lĩnh vực khác nhau nhờ vào đặc tính linh hoạt, hiệu quả và an toàn của nó. Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến của khí nén:

• Một số thiết bị vận hành bằng khí nén như súng bắn bulong, máy khoan, máy mài, máy cắt, van bi điều khiển khí nén, van khí nén, bộ truyền động khí nén, xi lanh khí nén…
• Trong dây chuyền sản xuất như: Hệ thống đóng gói tự động, dây chuyền vận chuyển, đưa đẩy vật liệu vào khâu sản xuất, hệ thống sấy khô…

• Ứng dụng trong ngành ô tô: Hệ thống phanh khí nén ở xe tải, xe buýt, bộ phận điều khiển cửa tự động, cần gạt hơi nước..Thiết bị sửa chữa, tháo lắp cơ khí, ô tô như súng bắn bulong, máy nén khí, hệ thống nâng xe, bộ phận lắp ráp…
• Ứng dụng trong ngành y tế: Trong lĩnh vực y tế có nhiều thiết bị vật tư sử dụng sử khí nén như hệ thống cấp oxy, máy thở, máy hút, công cụ thiết bị phẫu thuật, thiết bị nha khoa, máy khoan nha khoa, máy hút bụi nha khoa.
• Dùng trong hệ thống làm sạch, vệ sinh các thiết bị trong khâu sản xuất, chế biến thực phẩm, nước uống có ga.
• Áp dụng trong ngành xây dựng: Máy khoan, máy cắt, thiết bị phá đá, xe nâng, hệ thống vận chuyển…

CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI TUẤN HƯNG PHÁT

• Địa chỉ: LK37/11 KĐT Phú Lương, Phú Lương, Hà Đông, Hà Nội, Việt Nam
• Hotline: 0915.891.666
• Website: https://tuanhungphat.vn/
• Email: Kinhdoanh@tuanhungphat.vn
• Fanpage: FB.com/tuanhungphat.vn