Khí nén được tạo ra từ máy nén khí, ở đó năng lượng cơ học của động cơ điện hoặc của động cơ đốt trong được chuyển đổi thành năng lượng khí nén và nhiệt năng. Máy nén khí được hoạt động theo hai nguyên lý sau:

- Nguyên lý thay đổi thể tích : Không khí được dẫn vào buồng chứa có thể tích nhỏ hơn. Như vậy theo định luật Boyle-Matiotte Áp suất trong buồng chứa sẽ tăng lên. Máy nén khí hoạt động theo nguyên lý này như kiểu máy nén khí piston, bánh răng, cánh gạt.

- Nguyên lý động năng: không khí được dẫn vào bình chứa sau khi được gia tốc bởi một bộ phận quay với tốc độ cao, Áp suất khí nén được tạo ra nhờ sự chênh lệch vận tốc, nguyên tắc này tạo ra lưu lượng và công suất rất lớn. Máy nén khí hoạt động theo nguyên lý này như máy nén khí ly tâm.

- Có nhiều loại máy nén khí khác nhau đang được sử dụng trong công nghiệp, từ đơn giản dùng trong viêc bơm xe đến các nhà máy trung bình và lớn dùng trong công nghiệp hầm mỏ và các xưởng sản xuất. Do đó tùy theo cách phân loại máy nén khí:

Máy nén khí áp suất thấp P <15bar

Máy nén khí áp suất cao P > 15bar

Máy nén khí áp suất cao P > 300bar

Máy nén khí trục vít áp suất 8bar

Máy nén khí trục vít không dầu áp suất 8bar

Máy nén khí trục vít hồi dầu 8bar

Máy nén khí piston thấp áp 8-15bar

Máy nén khí piston cao áp không dầu 15-35bar

Máy nén khí piston cao áp có dầu 15- 35bar

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA TỪNG LOẠI MÁY NÉN KHÍ:

Máy nén khí kiểu piston:

Máy nén khí piston một cấp: Ở kì nạp, chân không được tạo lập phía trên piston, do đó không khí được đẩy vào buồng nén thông qua van nạp. Van này mở tự động do sự chênh lệch áp suất gây ra bởi chân không ở trên bề mặt piston. Khi piston đi xuống tới “ điểm chết dưới” và bắt đầu đi lên, không khí đi vào buồng nén do sự mất cân bằng áp suất phía trên và dưới nên van nạp đóng lại và quá trình nén khí bắt đầu xảy ra. Khi áp suất trong buồng nén tăng tới một mức nào đó sẽ làm cho van thoát mở ra, khí nén sẽ thoát qua van thoát để đi vào hệ thống khí nén.

* Cả hai van nạp và thoát thường có lò xo và các van đóng mở tự động do sự chênh lệch áp suất ở phía của mỗi van.

* Sau khi piston lên đến “điểm chết trên” và bắt đầu đi xuống trở lại, van thoát đóng và một chu trình nén khí mơi bắt đầu.

* Máy nén khí kiểu piston một cấp có thể hút được lượng đến 10m/phút và áp suất nén được 6 bar, có thể trong một số trường hợp áp suất nén đến 10 bar. Máy nén khí kiểu piston 2 cấp có thể nén đến áp suất 15 bar. Loại máy nén khí kiểu piston 3,4 cấp có thể nén áp suất đến 250 bar.

* Loại máy nén khí một cấp và hai cấp thích hợp hệ thống điều khiển bằng khí nén trong công nghiệp. Máy nén khí piston được phân loại theo số cấp nén, loại truyền động và phương thức làm nguội khí nén.

Máy nén khí kiểu trục vít:

* Máy nén khi trục vít hoạt động theo nguyên lý thay đổi thể tích. Máy nén khí trục vít gồm có hai trục. Trục chính và trục phụ.

* Máy nén khí trục vít xuất hiện vào thập niên 50 và đã chiếm một thị phần lớn trong lãnh vực khí nén, Loại máy nén khí này có vỏ đặt biệt bao bọc quanh hai trục vít quay, 1 lồi một lõm. Các răng của hai trục vít ăn khớp với nhau và số răng trục vít lồi ít hơn trục vít lõm 1 đến 2 răng. Hai trục vít phải quay đồng bộ với nhau, giữa các trục vít và vỏ bọc có khe hở rất nhỏ.

* Khi các trục vít quay nhanh, không khí được hút vào bên trong vỏ thông qua cửa nạp và đi vào buồng khí ở giữa các trục vít và ở đó không khí được nén giữa các răng khi buồng khí nhỏ lại, sau đó khí nén đi tới cửa thoát. Cả cửa nạp và cửa thoát sẽ được đóng hoặc mở tự động khi các trục vít quay , Ở cửa thoát của máy nén khí có lắp một van một chiều để ngăn các trục vít tự quay khi quá trình nén đã ngừng.

* Máy nén khí trục vít có nhiều tính chất giống với máy nén khí cánh gạt, chẳng hạn như sự ổn định và không dao động trong khí thoát, ít rung động và tiếng ồn nhỏ. Đạt hiệu suất cao nhất khi hoạt động gần đầy tải.

* Lưu lượng từ 1,4m/phút và có thể lên đến 60m/phút,

Máy nén khí li tâm:

- Trong máy nén khí li tâm, mỗi cấp gồm một ngăn, một cánh quạt, một bộ khuếch tán và một ống khuếch tán tổ hợp. Khi cánh quạt quay có nhiều cánh với tốc độ cao, không khí được hút vào giữa cánh quạt với vận tốc lớn và áp suất cao sao đó không khí đi vào vòng khuếch tán tĩnh, ở đó không khí giản nở vì vậy vận tốc của nó giảm nhưng áp suất tăng một cách đáng kể. Từ bộ khuếch tán tổ hợp không khí giản nở thêm và áp suất tăng rồi đi đến cấp kế tiếp hoặc trực tiếp đến ngõ ra. Không giống như loại máy nén khí hướng trục, việc chia cấp cúa máy nén khi này rất đơn giản.