آشنایی با انواع مختلف کمپرسور ها
همان گونه که شاید شما هم اطلاع داشته باشید هوای فشرده تنها در صنایع کاربرد نداشته بلکه در تولید انواع محصولات جوشکاری ساختمان،نیروگاه ها ،کشتی ها،کارخانجات،خودروسازی ،صنایع رنگ،دستگاه های تنفس مصنوعی و…مورد استفاده قرار می گیرد.با دقت در صنایع نام برده شده ،به طور یقین کمپرسورها دارای طبقه بندی گوناگونی می باشند که در این نوشته به بررسی آن ها خواهیم پرداخت.
می توان کمپرسورها را برپایه اصول عملکردی آن ها به دو نوع مختلف طبقه بندی نمود:
- کمپرسورهای جابجایی مثبت /Compressor Positive Displacement
- کمپرسورهای دینامیکی /Roto-Dynamic Compressor
و همین طور کمپرسورهای جابجایی مثبت نیز خود به دو دسته پیستونی «Reciprocating» و دوار«Rotary» طبقه بندی می شوند.
کمپرسورهای جابجایی مثبت /Positive Displacement Compressors
کمپرسور های جابجایی مثبت به آن دسته از کمپرسور هایی گفته می شود که در هر سیکل کاری (دورانی ویا رفت و برگشتی )مقدار وحجم مشخصی از گاز را جا به جا می کنند .از ویژگی های مهم این نوع از کمپرسور ها متناسب بودن مقدار گاز خروجی با تعداد کورس کمپرسور می باشد.واین به این معنی می باشد که برعکس دیگر کمپرسورها با دو برابر کردن دور کمپرسور فلوی کمپرسور نیز دو برابر می گردد.وهمین طور اگر مسیر خروجی آنها مسدود گردد.فشار خروجی آن ها می تواند تا بینهایت افزایش یابد.و اگر توان مورد نیاز تامین گردد موجب ترکیدن بدنه کمپرسور ویا سیستم لوله کشی خواهد شد.
این نوع از کمپرسورها یعنی کمپرسور های جابجایی مثبت را می توان در دو دسته زیر تقسیم بندی کرد:
- کمپرسورهای نوع روتاریRotary Compressor
- کمپرسورهای نوع رفت و برگشتی Reciprocating Compressor
همین طور کمپرسورهای پیستونی به چند نوع زیر طبقه بندی می شوند:
- کمپرسورهای خطی/In-line Compressor
- کمپرسورهای V شکل/V-shaped compressor
- کمپرسورهای تک مرحله ای/Single-acting Compressor
- کمپرسورهای دو مرحله ای/Double-Acting Compressor
- کمپرسورهای دیافراگمی/Diaphragm-Acting Compressor
- کمپرسورهای Tandem Piston
وکمپرسورهای دوار را هم می توان به دو دسته زیر تقسیم بندی کرد:
- کمپرسورهای اسکرو/Screw Compressor
- کمپرسورهای پره ای/Vane type Compressor
همین طور در کمپرسور های دینامیکی دو نوع گریز از مرکز«Centrifugal Compressor» و محوری «Axial flow compressor» به کار برده می شوند.وهمچنین می توان کمپرسور ها را از بابت جنبه های دیگر مانند موارد زیر طبقه بندی کرد:
- تعداد مراحل : یک مرحله ای ،دو مرحله ای ،چند مرحله ای
- روش خنک کاری : آب خنک ،هوا خنک،خنک کاری به وسیله روغن
- نواع محرک ها : به وسیله الکتروموتر ،توربین،تسمه ، زنجیر،چرخ دنده ویا کوپل مستقیم
- شیوه روغن کاری : کمپرسور های عاری از روغن و تزریق روغن
- فشار : کم ،متوسط و زیاد
همان گونه که می دانیم با کاهش حجم هوای محصور شده ،فشار هوا افزایش پیدا می کند.وبه این روش هوا فشرده می شود.در کمپرسور های پیستونی سنتی مثل موتور احتراق داخلی از میل لنگ ،شاتون پیستون وسیلندر تشکیل شده است که میل لنگ به وسیله الکتروموتور به حرکت در می آید.واغلب کمپرسورها مجهز به مخزن هوا می باشندواین هم به این خاطر است که مقدار مشخصی هوای فشرده را در محدوده فشار تنظیمی حفظ کنند.وهوای فشره داخل مخزن به خط مصرف رفته وهمین طور الکتوروموتر به شکل اتوماتیک فشار داخل مخزن را حفظ می کند.
در بالای سیلندر نیز دریچه ورودی وخروجی واقع شده است که هنگامی که پیستون به سمت پایین حرکت کرده ،خلأ در بالای محفظه آن ایجاد شده و هوا از طریق دریچه ورودی وارد محفظه می شودو هنگامی که پیستون به سمت بالا می آیدهوا فشرده شده ودریچه ورودی بسته ودریچه خروجی باز شده و هوا به داخل مخزن رفته ودر هر کورس هوای زیادتری وارد مخزن شده وفشار افزایش پیدا می کند.در کمپرسورهای پیستونی تعداد سیلندر ها ۱و۲و۳ خواهد بودکه رایجترین آن ها دو مورد اولی می باشد.بیشتر مدل های دو سیلندری نیز مانند تک سیلندری عمل می کنند ولی تنها تفاوتی که بین آنها وجود دارد در تعداد کورس های آن ها می باشد.
کمپرسور ها همچنین مجهز به سوئیچ کنترل فشار می باشند به این معنی که هنگامی که فشار مخزن به مقدار مشخصی رسیده باشد«در حدود psi125 برای کمپرسور پیستونی تک مرحله ای » الکتروموتور متوقف می شود.در بیشتر مواقه ما نیاز به فشار حداکثری نداریم بنابراین با تجهیز خط مصرف به رگولاتور قادر خواهیم بود که فشار دلخواه مصرفی را بتوانیم تنظیم نماییم.وگیجی که قبل از رگلاتور تعبیه شده است فشار مخزن را نشان می دهد وهمین طور گیج تعبیه شده بعد از آن نشانگر فشار خط می باشد.وبه غیر از این موارد مخزن مجهز به شیر اطمینان می باشد که در صورت معیوب بودن سوئیچ فشار ،به کار خواهد افتاد.
( compressor )کمپرسور های خطی پیستون :
کمپرسورهای خطی پیستونی رایج ترین نوع کمپرسورها با محدوده فشارهای قابل تغییر مختلف هستند.واین کمپرسورها به شکل ساده ای طراحی شده وحداقل تنظیم خودکار در آن ها به کار رفته است.ومی توان سیلند ها را با مراحل مختلف ،به شکل خط مستقیم از نمای بالا مشاهده گرد.این مدل از کمپرسورها با الکترو موتور ویا موتوردیزلی به صورت مستقیم کوپل می شوند.
کمپرسورهای V شکل :
اکثر کمپرسورهای هواخنک کن دارای شیر های متحدالمرکز می باشند که روی واحد سیلندر نصب می شوند.کمپرسور دارای واحدهای هواساز مختلف می باشد که اغلب نسبت به هم با زاویه ۹۰ درجه جا گذاری می گردند.ولی کمپرسورهای با ظرفیت بالاتر (حجم هوادهی بالاتر) ،آب خنک کن هستند.ومی توان گشتاور بهتر با جابجایی واحدها با زاویه مشخص ایجاد کرد.
کمپرسورهای تک مرحله ای :
این نوع از کمپرسورها بیشتر کمپرسورهای پیستونی می باشند که پیستون در یک جهت حرکت می کند.وطرف دیگر پیستون آزاد می باشد که نمی تواند کاری انجام دهدوهوا می تواند تنها در قسمت بالای پیستون فشرده شود.بیشتر این نوع از کمپرسورها در محدوده فشارهای ۷۰ تا ۱۰۰ psi مورد استفاده قرار می گیرند.
کمپرسورهای دو مرحله ای :
در کمپرسورهای دو مرحله ای در هر دو طرف بالایی پیستون مجهز به مکش/ورود هوا وشیر های مصرف است.هنگامی که پیستون به سمت بالا وپایین حرکت می کند،هر دو جهت پیستون برای فشرده سازی هوا مورد استفاده قرار می گیرد.وشیر های ورودی ومصرف هماهنگ با کورس کمپرسور عمل می کنند.و در خروجی ،هوای فشرده در مقایسه با نوع کمپرسور تک مرحله ای ،پیوسته خواهد بود.پس می توان نتیجه گرفت که هر دو سمت پیستون به صورت موثر در فشرده سازی هوا به کار برده می شوند.در طی مرحله نخست ،هوا تا فشار متوسطی فشرده شده وبعد با حذف حداکثر گرما ،هوا با گذر از سیلندر بعدی ،تا مقدار مشخص شده فشرده می شود.بیشتر این نوع از کمپسور ها در محدوده فشارهای ۱۰۰ تا ۲۵۰ psi مورد استفاده قار می گیرند.
کمپرسورهای دوار :
کمپرسورهای دوار به طور ذاتی پیستونی نبوده وهیچ پیستون ومیل لنگی در انها به کار برده نشده است.ودر مقابل مجهز به اسکرو ،اسکرول ،پره ودیگر ابزار مشابه بوده که با چرخش خود هوای فشره تولید می نمایند.وبه سه نوع اسکرو،پره ای وlobe تقسیم بندی می شوند.کاربرد کمپرسورهای اسکرو در فشار هوای مورد نیاز کم ،می باشد.در این نوع از کمپرسورها دو روتور نر وماده در داخل بدنه ای به نام airend یا واحد هواساز با همدیگر درگیر بوده ودر جهت عکس هم می چرخند،وروش کار انبه این صورت است که هوا بین رتورها حبس شده ودر آخر سر از طرف دیگر رتورها هوا با فشار بالا خارج می گردد.و هوای فشرده ای که خارج می شود به صورت پیوسته بوده وکامل تر از نوع پیستونی است.
در کمپرسورهای دوار اصطکاک وحرارت زیادی تولید ی شودواین به آن معنی می باشد که سیستم بایست خنک گرددتا کمپرسور بتواند روانتر کار بکند.وبه همین علت هم می باشد که روغن کاری ضروری است.ولی باید به این نکته هم توجه داشته باشید که در نهایت باید روغن از هوای مصرفی جدا گردد.وکمپرسورهای دوار نیز به دودسته بدون روغن وتزریق روغن تقسیم بندی می شوند.ولی نوع تزریق روغن ان رایجتر می باشد.چون قیمت آن بسیار پایین تر از نوع بدون روغن «در صنایعی که هوای ۱۰۰% عاری از روغن نیاز است » می باشد.واما کمپرسورهای پره ای دارای بدنه ی ثابت با دیسک چرخشی که شیارهایی دارد برای نگه داشتن صفحات لغزشی ،می باشد.
هم زمان با چرخش رتورها ،دیسک هم چرخیده وموجب خواهد شد از انجایی مه سطح داخلی بدنه خارج از مرکزیت دارد،صفحات لغزشی نیز بلغزد.پس صفحات به دور از مرکز ،حرکت کرده ومقدار زیادی از هوا حبس شده وزمانی که صفحات همگرا می شوند هوا هم فشرده می شود.کاربرد قطعات متحرک در کمپرسورهای اسکرول نسبت به کمپرسور اسکرو کمتر می باشد.در این نوع از کمرسورها،فشرده کردن هوا در اسکرول با تقاطع المان مارپیچی ثابت ومتحرک شکل می گیرد که به تریج هوای دریافتی را فشرده می کند.و یکی از المان های مارپیچی ثابت بوده و دیگری در دوایر کوچک خارج از مرکز داخل مارپیچ برای مصرف هدایت می شود.
در این نوع از کمپرسورها نویز وارتعاش در کمترین مقدار ممکن خواهد بود.موارد استفاده از این نوع از کمپرسورها در جاهای است که مقدار کمی از هوای فشرده بدون روغن وتمیز مورد نیاز باشد.زیرا حجم هوای مصرفی زیادی را ایجاد نمی کنند.اگر نیاز به حجم هوای بالا بدون روغن باشد ،کمپرسورهای بدون روغن می توانند انتخاب مناسبی برای این کار باشند.