Máy nén khí là công cụ vô cùng hữu ích mà bạn nên có cho mình, loại máy này không chỉ có tác dụng cung cấp năng lượng cho các dụng cụ khí nén như súng đóng đinh, mà chúng còn hoàn hảo cho việc phun sơn và các sở thích gia đình khác.
Hình ảnh máy nén khí
Ngoài ra, khi kết hợp với một đường ống dẫn khí chất lượng, máy nén khí có thể hoạt động hiệu quả hơn nhiều so với việc sử dụng dụng cụ điện và thường an toàn hơn cho người sử dụng 
Hình ảnh máy nén khí cùng súng bắn sơn
Nhưng bạn nên mua loại máy nén khí nào? Các loại phổ biến nhất là máy nén khí 1 cấp và 2 cấp. Cả hai đều có công dụng nhưng cũng có nhược điểm riêng, chúng ta hãy xem xét hai loại máy này và cách phân biệt chúng qua bài viết dưới đây. Máy nén khí có nhiều loại, kích thước và số lượng piston khác nhau, và tránh làm cho bạn khó hiểu thì máy khí nén ở trong bài viết này sẽ tập trung vào loại máy khí nén piston, điểm cần lưu ý ở đây là số lượng cấp của máy nén khí không dựa vào số lượng piston của chúng, một máy nén khí 1 cấp có thể có 2 hoặc 3 piston tùy từng loại và máy nén khí 2 cấp cũng thế.
Máy nén khí một cấp là gì ?
Máy nén khí một cấp là loại máy nén khí phổ biến được sử dụng cho các công việc nhỏ trong gia đình hoặc trong các cửa hàng sửa chữa nhỏ. Đặc điểm nổi bật của chúng là có một hoặc hai xi-lanh giống nhau, nơi không khí được nén trước khi được gửi đến bình chứa. Những loại này thường có giá thành rẻ hơn so với máy nén hai cấp do thiết kế đơn giản hơn và ít phức tạp hơn. Mặc dù có một số máy nén khí 1 cấp không cung cấp sức mạnh lớn nhưng chúng vẫn được ưa chuộng rộng rãi vì sự tiện lợi và tính kinh tế của chúng, đặc biệt là cho các công việc nhỏ và thông thường. 
Hình ảnh máy nén khí một cấp với 2 piston
Nguyên lý hoạt động
Quá trình hoạt động bắt đầu từ việc điện cấp cho motor quay, từ đó làm cho các piston di chuyển lên trên, nén không khí lên đến mức áp suất 120 psi. Cuối cùng, không khí đã được nén sẽ được đẩy qua các van thoát ra và chuyển vào một bể chứa để lưu trữ. Từ đó, nó sẽ được sử dụng khi cần thiết, cung cấp nguồn khí nén cho các công việc khác nhau như sơn phun, sử dụng dụng cụ khí nén, hoặc các ứng dụng khác tương tự. Bể chứa này giữ cho không khí nén được tích trữ một cách hiệu quả cho đến khi cần sử dụng, giúp tối ưu hóa hiệu suất và hiệu quả của máy nén khí.
Nguyên lý hoạt động máy nén khí 1 cấp
Các máy nén này hoạt động dựa trên nguyên lý nén cơ bản, có nghĩa là chúng sử dụng các piston để nén không khí vào một không gian nhất định. Do đó, chúng thường được gọi là máy nén piston. Nguyên tắc hoạt động của chúng là khi piston di chuyển lên và xuống trong xi lanh, không khí được hút vào và sau đó bị nén để tạo ra áp suất cao. Điều này cho phép chúng tạo ra luồng không khí nén để sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau.
Hình ảnh bộ nén khí 1 cấp với 3 piston
Ưu điểm
Ưu điểm quan trọng nhất của máy nén khí một cấp là giá thành. Trên thị trường, có nhiều dụng cụ khí nén không cần phải đòi hỏi lượng khí có đơn vị CFM lớn (CFM - feet khối mỗi phút, là đơn vị dùng để đo lưu lượng khí được vận chuyển hay trao đổi trong 1 phút), hoặc áp suất hơn 100 psi, vì vậy máy nén khí một cấp là lựa chọn hoàn hảo để cung cấp năng lượng cho chúng. Bên cạnh đó, máy nén một cấp cũng cần ít bộ phận thay thế hơn so với máy nén hai cấp vì không cần phải làm mát dưới áp suất không khí thấp.
Máy nén khí một cấp có giá thành dễ tiếp cận
Thiết kế đơn giản và ít bộ phận giúp máy nén một cấp dễ bảo trì hơn nhiều. Trong quá trình sử dụng, máy nén này cũng có ít rung động hơn và kích thước tổng thể nhỏ hơn, so với máy nén khí hai cấp.
Nhược điểm
Xi lanh máy nén trên máy nén khí một cấp phải được chế tạo lớn để có thể cung cấp đủ không khí được nén, điều này đồng nghĩa với việc máy nén một cấp đôi khi có thể gần bằng trọng lượng của một máy nén hai cấp cùng kích thước. Ngoài ra, chúng cũng cần một bánh quay lớn hơn và thường cần nhiều năng lượng vận hành hơn, điều này có thể làm cho việc di chuyển hoặc vận chuyển máy nén khí một cấp thường trở nên khó khăn hơn so với máy nén hai cấp.
Máy khí nén 1 cấp thường có trọng lượng nặng
Ứng dụng
Do chi phí thấp và công suất tốt, máy nén khí một cấp rất hữu ích cho nhiều nhiệm vụ. Bao gồm các nhiệm vụ sau:
Xây dựng/ Làm gỗ
Máy nén một cấp đủ mạnh để vận hành một loạt các dụng cụ chế biến gỗ khí nén như đóng đinh, khoan, mài và cắt, giờ đây có thể được thực hiện thông qua nguồn năng lượng khí nén, giúp hoàn thành công việc một cách nhanh chóng và an toàn hơn so với việc sử dụng các dụng cụ truyền thống. Sức mạnh của máy nén khí một cấp đáp ứng được các yêu cầu của các công việc xây dựng và chế biến gỗ, mang lại hiệu suất làm việc cao và tiết kiệm thời gian cho người sử dụng. Đồng thời, việc sử dụng các dụng cụ khí nén cũng giảm thiểu nguy cơ tai nạn và tạo ra môi trường làm việc an toàn hơn.
Máy nén khí 1 cấp được sử dụng trong ngành mộc
Bơm hơi
Việc bơm đầy không khí vào lốp xe là một trong những ứng dụng phổ biến nhất của máy nén khí, nhưng việc sử dụng máy nén để vận hành các dụng cụ như súng xiết bu-lông hoặc tay văn ốc khí nén cũng là một cách tiết kiệm thời gian lớn trong quá trình sửa chữa và bảo dưỡng các loại xe con.
Bơm hơi lốp xe
Gia công cơ khí
Gia công cơ khí đòi hỏi nhiều công sức hơn so với khi làm việc với các vật liệu mềm như gỗ. Tuy nhiên, máy nén khí một cấp vẫn có thể cung cấp đủ lượng khí cho các dụng cụ cần thiết để thực hiện một loạt các nhiệm vụ phù hợp. Điều này bao gồm các công việc như mài, xiết bu-lông, đóng đinh và cắt, các công việc mà đôi khi yêu cầu sức mạnh và áp lực lớn để làm việc với các vật liệu kim loại cứng. Sử dụng máy nén một cấp không chỉ giúp tiết kiệm thời gian và sức lực mà còn tăng cường hiệu suất và chất lượng công việc.
Phun sơn
Phun sơn bằng khí nén là một phương pháp sơn vật liệu bằng cách sử dụng khí nén để phun sơn ra bề mặt. Dù bạn đang làm việc trên một mô hình tỷ lệ nhỏ hoặc trên một chiếc xe kích thước lớn, máy khí nén một cấp sẽ là một lựa chọn lý tưởng cho việc sử dụng với súng phun sơn khí nén. Áp suất mạnh mẽ của máy nén khí một cấp cho phép sử dụng các loại súng phun sơn có cấu hình phức tạp hơn, với các thiết lập dòng chảy biến thiên mà không gặp phải tình trạng giật hay gián đoạn. Điều này giúp tạo ra các lớp sơn mịn màng và đồng đều trên bề mặt, cung cấp kết quả sơn chuyên nghiệp và đẹp mắt.
Phun sơn
Chế biến thực phẩm
Một máy nén khí một cấp thường đủ mạnh để cung cấp năng lượng thực hiện các tác vụ như trộn, xay, pha trộn, nghiền thành bột, làm sạch và đóng gói thực phẩm tại các tiệm bánh và chợ nhỏ. Giá đầu tư thấp và tính di động cao của chúng làm cho chúng trở thành một giải pháp tiết kiệm thời gian tuyệt vời.
Máy nén khí 2 cấp là gì ?
Các máy nén hai cấp là một phần không thể thiếu trong ngành công nghiệp vì chúng cung cấp hiệu suất cao hơn so với máy nén một cấp. Trong quá trình nén, không khí được chuyển từ một giai đoạn sang giai đoạn khác, giúp giảm áp suất mỗi giai đoạn và tăng hiệu suất toàn bộ hệ thống. Mặc dù chúng đòi hỏi chi phí đầu tư ban đầu cao hơn, nhưng sự hiệu quả của chúng trong các dự án thương mại là không thể phủ nhận. Nhờ vào khả năng nén hiệu quả, chúng thích hợp cho các ứng dụng có yêu cầu cao về áp suất và lưu lượng khí. Điều này làm cho chúng trở thành lựa chọn ưa thích cho các công trình lớn và các ứng dụng công nghiệp khác.
Máy nén khí 2 cấp
Nguyên lý hoạt động
Máy nén khí 2 cấp hoạt động tương tự như máy nén khí một cấp nhưng với một điểm khác biệt quan trọng đó chính là sự xuất hiện của một chiếc xi-lanh thứ hai có kích thước khác với xi-lanh thứ nhất. Trong quá trình nén, không khí được hướng từ xi lanh đầu tiên sang xi lanh thứ hai thay vì trực tiếp vào bể chứa, điều này tạo ra một quy trình nén hai bước.
Máy nén khí 2 cấp xuất hiện của một chiếc xi-lanh thứ hai có kích thước khác với xi-lanh thứ nhất
Trong xi lanh thứ hai, không khí tiếp tục được nén đến mức áp suất cao là 175 psi. Để ngăn ngừa việc quá nhiệt xảy ra do áp suất gia tăng, một đơn vị làm mát bằng nước được sử dụng giữa hai xi lanh hay còn gọi là tản nhiệt, làm mát không khí trước khi nó đi vào giai đoạn thứ hai. Điều này giúp làm giảm nhiệt độ của không khí và tăng hiệu suất của hệ thống máy nén.
Để ngăn ngừa việc quá nhiệt xảy ra do áp suất gia tăng, một đơn vị làm mát còn gọi là tản nhiệt giúp làm mát không khí trước khi nó đi vào giai đoạn thứ hai
Trong xi lanh thứ hai, có một piston nhỏ hơn và không gian nén nhỏ hơn, điều này cho phép nó tạo ra áp suất cao hơn. Sau đó, khí nén được chuẩn bị sẵn sàng sử dụng, tương tự như trong máy nén khí 1 cấp. Dễ dàng nhận biết máy nén khí 2 cấp vì cả hai xi-lanh đều có thể dễ dàng nhìn thấy và được nối với nhau qua một bộ tản nhiệt. Do đó, bạn có thể phân biệt hai loại máy bằng số lượng xi lanh, tương tự như cách nhận biết lạc đà bằng số bướu của chúng.
Dễ dàng phân biệt máy nén khí 1 cấp và 2 cấp
Ưu điểm
Ưu điểm của máy nén khí 2 cấp là khả năng cung cấp nhiều công suất hơn với hiệu suất cao hơn so với máy nén khí 1 cấp. Điều này có nghĩa là với mỗi 100 CFM (cubic feet per minute) không khí nén, máy nén hai giai đoạn tiêu thụ khoảng 15-16 kW và có công suất từ 5 đến 30 mã lực, trong khi máy nén một giai đoạn tiêu thụ khoảng 22-24 kW và chỉ có 5 mã lực. Bên cạnh đó, với việc sử dụng xi lanh nhỏ hơn, chúng thường tạo ra ít tiếng ồn hơn so với máy nén một giai đoạn.
Máy nén khí 2 cấp cung cấp nhiều công suất hơn với hiệu suất cao hơn so với máy nén khí 1 cấp
Nhược điểm
Nhược điểm của máy nén khí 2 cấp là chúng thường yếu hơn so với máy nén khí 1 cấp ở những điểm mà máy nén khí 1 cấp làm tốt nhất. Máy nén khí 2 cấp tạo ra nhiều rung động, bánh quay nhỏ hơn và đòi hỏi hệ thống làm mát phức tạp hơn. Điều này dẫn đến việc nhiều bộ phận cần được bảo dưỡng thường xuyên hơn và làm tăng chi phí bảo trì, bảo dưỡng.
Máy nén khí 2 cấp có nhiều bộ phận cần được bảo dưỡng thường xuyên hơn và làm tăng chi phí bảo trì, bảo dưỡng.
Ứng dụng
Ngành công nghiệp hàng không và quốc phòng
Trong các ngành công nghiệp Hàng không và Quốc phòng, sức mạnh bổ sung của máy nén khí 2 cấp trở nên gần như là không thể thiếu. Điều này xuất phát từ nhu cầu làm việc với các thiết bị nặng như trong các nhà máy lắp ráp máy bay, nơi mà máy nén khí 2 cấp cung cấp khả năng nén mạnh mẽ hơn, giúp đảm bảo hiệu suất và chất lượng trong quá trình sản xuất.
Ứng dụng máy nén khí 2 cấp trong ngành công nghiệp hàng không và quốc phòng
Bên cạnh đó, những máy nén này cũng đảm nhận một loạt các nhiệm vụ đa dạng như lắp ráp, cắt, gắn kết, sơn và tạo hình. Nhờ vào sức mạnh của chúng, những công việc này có thể hoàn thành trong thời gian rất ngắn so với việc sử dụng các công cụ thủ công, và quá trình thường dễ dàng để tự động hóa.
Lắp ráp và sửa chữa ô tô
Khi làm việc với các xe ô tô thì thường cần sử dụng nhiều sức mạnh. Mặc dù bạn có thể làm được một số công việc với máy nén khí 1 cấp, nhưng máy nén khí 2 cấp sẽ có khả năng xử lý gần như mọi nhiệm vụ sử dụng khí nén mà bạn đặt ra. Điều này bao gồm việc nâng hàng nặng, tra mỡ, vặn các phụ kiện khác nhau và sơn toàn bộ thân xe. Máy nén khí 2 cấp cung cấp sức mạnh cần thiết để thực hiện các công việc này một cách hiệu quả và nhanh chóng, giúp tiết kiệm thời gian và nâng cao hiệu suất trong quá trình sửa chữa và bảo dưỡng ô tô.
Ứng dụng máy nén khí 2 cấp trong lắp ráp và sửa chữa ô tô
Ngành công nghiệp thực phẩm và nước ngọt
Gần như mọi khía cạnh của quá trình sản xuất thực phẩm và đồ uống hiện nay đều được thực hiện thông qua các thiết bị sử dụng khí nén, từ việc tạo hình chai đựng nước cho đến việc dán nhãn, đổ nước, niêm phong và đóng gói sản phẩm.Ví dụ, trong các nhà máy làm bánh quy một cách quy mô lớn, máy nén hai giai đoạn cũng có thể được sử dụng để trộn hỗn hợp, phủ bột và phết đường bánh. Ngoài ra, chúng còn thực hiện các công việc như cắt, làm mát và làm sạch, đóng góp vào quy trình sản xuất một cách toàn diện và hiệu quả.
Thông tin thêm
Trong quá trình tìm hiểu về 2 loại máy này, có hai chi tiết quan trọng mà chúng ta không thể bỏ qua. Đầu tiên, cả máy nén khí một cấp và hai cấp đều có nhiều hình dạng và kích thước khác nhau. Việc lựa chọn kích thước phù hợp cho nhu cầu cụ thể của bạn là vô cùng quan trọng, không chỉ dựa trên số lượng xi lanh mà còn phụ thuộc vào các yếu tố khác như công suất và hiệu suất làm việc.
Điều này đưa chúng ta đến chi tiết thứ hai: Có cả máy nén khí ba cấp. Tuy nhiên, những máy này thường chỉ được sử dụng trong ngành công nghiệp nặng và có công suất quá mạnh mẽ, loại máy này có chi phí quá cao để có thể sử dụng cho các doanh nghiệp thương mại độc lập hoặc quy mô nhỏ.
Hình ảnh máy nén khí 3 cấp
Cách phan biệt máy khí nén 1 cấp và 2 cấp
Sự khác biệt cơ bản giữa máy nén khí 1 cấp và 2 cấp là số lần mà không khí được nén. Đối với máy nén khí 1 cấp thì không khí sẽ được nén một lần để sử dụng nhưng đối với máy nén khí 2 cấp thì không khí sẽ được nén thêm một lần nữa để tăng thêm áp suất. Lưu ý, số cấp của máy nén khí sẽ không dựa vào số lượng piston của máy, đôi khi máy nén khí một cấp vẫn có 3 piston như máy nén khí 2 cấp khác. Trong máy nén khí 1 cấp, cả hai piston sẽ có cùng một kích thước nên cả hai mặt của xi-lanh sẽ đều có cùng một kích thước vật lý. Còn đối với máy nén khí 2 cấp sẽ có piston nhỏ và piston lớn. Trong kiểu thiết kế này thì một bên xi-lanh sẽ lớn hơn bên còn lại.Dưới đây sẽ là bảng tổng hợp tóm tắt sự khác nhau giữa máy nén khí 1 cấp và 2 cấp
| Đặc điểm | Máy nén khí 1 cấp | Máy nén khí 2 cấp |
| Nguyên lý hoạt động | Nén khí trong một giai đoạn duy nhất. Khí được hút vào và nén đến áp suất cuối cùng trong một quá trình nén. | Nén khí trong hai giai đoạn: - Giai đoạn 1: Khí được nén từ áp suất thấp đến áp suất trung bình từ 40 đến 70psi - Giai đoạn 2: Khí tiếp tục được nén từ áp suất trung bình đến áp suất cao hơn là 175 psi |
| Áp suất tối đa | Thường khoảng 135 psi. | Thường khoảng 175 psi hoặc cao hơn. |
| Tiếng ồn | Thường ít ồn hơn, phù hợp cho sử dụng gia đình hoặc trong môi trường yên tĩnh. | Có thể ồn hơn do tốc độ quay cao hơn và quá trình nén phức tạp hơn, thích hợp cho các ứng dụng công nghiệp. |
| Kích thước và công suất | Thường nhỏ gọn hơn và có công suất thấp hơn so với máy nén hai giai đoạn. | Thường lớn hơn và có công suất cao hơn, phù hợp cho các ứng dụng công nghiệp hoặc cần áp suất nén cao. |
| Cấu trúc máy | Bao gồm một xi-lanh hoặc hai xi-lanh cùng kích thước. | Bao gồm hai giai đoạn nén với xi-lanh giai đoạn thứ nhất lớn hơn, giúp tăng cường hiệu suất nén, bao gồm thêm cả một ống làm mát trung gian để làm mát khí khi di chuyển từ xi-lanh thứ nhất sang xi-lanh thứ 2 |
| Hiệu suất nén | Thường có hiệu suất thấp hơn do chỉ có một giai đoạn nén, có thể dẫn đến mức tiêu thụ năng lượng cao hơn. | Thường có hiệu suất cao hơn do phân chia quá trình nén thành hai giai đoạn, giúp giảm mức tiêu thụ năng lượng và tăng cường hiệu suất nén. |
| Mục đích sử dụng | Phù hợp cho sử dụng gia đình, nhỏ gọn, không gian hạn chế hoặc khi cần ít áp suất nén hơn. | Phù hợp cho các ứng dụng công nghiệp, cần áp suất nén cao hoặc khi cần lượng khí nén lớn. |
| Điện áp | Thường sử dụng 110V hoặc 220V. | Thường sử dụng 220V hoặc 380V, tùy thuộc vào công suất và nhu cầu sử dụng. |
| Điểm mạnh | Tiết kiệm không gian và dễ sử dụng trong các ứng dụng gia đình. Hiệu suất tốt trong điều kiện áp suất thấp. | Cung cấp áp suất nén cao hơn và hiệu suất tốt hơn trong các ứng dụng công nghiệp. Đọ tin cậy cao hơn và tuổi tho dài hơn. |
| Điểm yếu | Áp suất đầu ra thấp hơn, hiệu suất thấp hơn, không phù hợp cho các ứng dụng đòi hỏi áp suất cao hoặc lượng khí nén lớn. | Có thể tốn nhiều không gian hơn và tiêu thụ nhiều năng lượng hơn. Tiếng ồn cao hơn trong một số trường hợp. |
