برچسب: کمپرسور

در کمپرسور اسکرو روغن کاری شونده اجزا اصلی هواساز شامل روتورهای نر و مادگی می باشد، زمانی که به طرف هم حرکت میکنند،حجم بین آنها و محفظه کاهش می یابد. هر واحد هواساز در کمپرسور اسکرو دارای نسبت فشار ثابتی است که بطول مارپیچ، فاصله میان دنده های مارپیچ و شکل مجرای تخلیه آن بستگی دارد.

یک نوع تقسیم بندی کمپرسور براساس پر تابل یا ثابت بودن آن است، تولید کنندگان کمپرسور هوا براساس نیاز، به تولید و طراحی این دو نوع کمپرسورها  پرداخته اند. تولید کنندگان داخل ایران از جمله بهترین تولید کنندگان کمپرسور پرتابل برقی، دیزلی و بادی هستند.

یکی از معتبرترین  سازندگان کمپرسور هوا که حدود  ۱۵۰ سال در این زمینه بوده است شرکت انگرسول رند Ingersoll-rand  می باشد، که رضایت زیادی در ایران جلب این نوع برند شده است .

فیلترها عمل جداسازی روغن و گرد و غبار را برعهده دارند که هوای وارد شده به کمپرسور باید توسط این فیلترها تمیز شود در واقع هر فیلتر باید توانایی حداقل جداسازی ذرات ۵میکرون یا بزرگتر را دربرابر جریان مواد مورد تصفیه داشته باشد تعویض دیرهنگام فیلترها باعث افت کارایی کمپرسور می شود.

فیلتر پایپینگ کمپرسور در هر یک متر مکعب هوای فشرده  ۱۴۰ میلیون ذره جامد وجود دارد که این ذرات معلق غبار در روغن باعث بوجود آمدن هوای کثیف اسیدی می شود که دلیل فرسودگی لوله ها و مسدود شدن شیرآلات است.

امروزه در صنایع مختلف معمولا از فیلترهایی تا ظرفیت  ۰/۰۱ppm و فیلترهای کربنی نیز ۰/۰۰۳ppm استفاده می کنند همچنین به اندازه فیلتر نیز باید توجه داشت زیرا وقتی سایز فیلتر مناسب نباشد گردو غبار به داخل وارد شده و فیلترهای تصفیه شده آسیب می بینند.

در این مطلب قصد داریم شما را با کمپرسور و انواع فیلترهای استفاده شده در آن و کاربرد هر یک از این فیلترها آشنا نماییم. در ادامه به معرفی و توضیح عملکرد هر یک از آن ها می پردازیم.

کمپرسور و انواع فیلترهای استفاده شده در آن عبارت اندز:

• پری فیلتر
  این نوع فیلتر ذرات درشت روغن در هوای فشرده را با قابلیت نفوذپذیری کمتر از۰.۱ میکرون حذف میکند. Acs دومنیک هانتر  –  QD , QDX اطلس کوپکو , oil removal filterXP – XP4 – zander  زاندر
• فاینال فیلتر
  ذرات درشت روغن در هوای فشرده را با قابلیت نفوذپذیری کمتر از۰.۰۰۳ میکرون حذف می کند.
• داست فیلتر
  هوای فشرده شده بر اثر تئوری مولکولی دمایش بالا رفته و بر اثر افزایش دما بخار آب حاصل می شود که موجب  آسیب و تجزیب میباشد و برای رفع این  موضوع ، هوای مورد نظر باید خشک شود و میزان بخار آن توسط Dust filter جذب شود . AA دومنیک هانتر  –  PD , PDX اطلس کوپکو ،  General filter ZP – zander  زاندر
• فیلترسپراتور
  در کمپرسور های هوا از نوع اویل اینجکت که هوا از طریق تزریق روغن به واحد هوا ساز (Airend)، خنک می شود نیاز است بعد از انتقال گرمای  هوا به روغن فرآیند جدا سازی روغن از هوا انجام شود که این کار توسط فیلترسپراتور انجام می گیرد .
• میکروفیلتر
  میکرو به معنا بسیار ریز و ذره بینی می باشد درواقع یک هزارم میلی متر یا نفوذ پذیری کمتر از یک میکرون است واین به معنای ظرافت فیلتر در تصفیه ذرات بسیار ریزمیباشد وبرای خذف کامل ذرات جامد ، آب ، بخاروروغن ،طعم و بو ازهوا در صنایع مختلف استفاده میشود انواع میکرو فیلترها ( اولیه- ثانویه -سیلیکونی)می باشد.

در کمپرسورهای اسکرو جهت فشرده سازی هوا(o2-n2)از وسیله ای استفاده می گردد بنام ایرند یا واحد هواساز که از یک پوسته و دو مارپیچ ساخته شده است که توسط گیربکس، انرژی مکانیکی چرخشی را دریافت می نماید.

کمپرسور و ایراند یا واحد هوا ساز در آن: محفظه ای از کمپرسور می باشد که قلب کمپرسور محسوب می شود که عمل فشرده سازی هوا  را انجام می دهد و در سه طرح پیستونی، پیچی و توربو  طراحی شده است. معمولا ایرندها از ۳۰۰۰rpm-6000rpm طراحی می شوند.
Atlas Copco بزرگترین شرکت سارنده ایرند در بلژیک  فعالیت دارد. در آلمان نیز می توان شرکت های تجاری با نام های Aerzen,GHH-Rand,CompAir را یافت. چند شرکت تجاری دیگر در چین کارخانه دارند که از مهمترین آنها Ally-Win  می باشد.

آنلودر کمپرسور: در کمپرسورهای گردشی (Screw) در صورت افزایش فشار بر خلاف کمپرسور های پیستونی و کمپرسور های سانتریفیوژ ، کنترل فشارهوا از طریق محرک که همان الکتروموتور می باشد انجام نمی شود و عمل کنترل فشار هوا از طریق  کیت آنلودر انجام می پذیرد به این معنا که با کنترل جریان هوای ورودی به واحد airend خروجی هوا هم کنترل می شود.

در سالهای اخیر استفاده از کمپرسور های اسکرو رواج زیادی یافته و با توجه به نوع عملکرد بهینه ایرندها در کمپرسورهای اسکرو این صنعت پیشرفت چشمگیری داشته است. بسیاری از سازندگان کمپرسور به صورت جداگانه قطعات اصلی را خریداری می کنند و سپس اقدام به مونتاژ می نمایند. از جمله قطعات اصلی تشکیل دهنده ی کمپرسور اسکرو Airend ,PLC ,Electro Motor است که در ایران مارکهای آلمانی بیشتر مورد توجه قرار می گیرند.

در کمپرسورهای اسکرو روغن کاری نشونده از یک چرخ دنده بیرونی استفاده می‌شود تا روتورهای چرخشی را که در جهت عکس یکدیگر حرکت می‌نمایند، هماهنگ کند. از آنجائیکه نه با محفظه تراکم کمپرسور و نه با یکدیگر تماس پیدا می‌کنند بنابراین در محفظه تراکم نیازی به روغن کاری نیست در نتیجه هوای فشرده شده کاملاً عاری از روغن می باشد.

 اگر به دنبال یک کمپرسور نیرومند و قابل اعتماد هستید؟ این دستگاه همان دستگاه مورد نیاز شما می باشد.

کمپرسورهای اویل فری براساس فشارکاری شان به صورت تک مرحله و دو مرحله ای هستند که در مدل دو مرحله ای هوا ابتدا در بلوکه کم فشار حدود کمتر و در بلوکه پر فشار تا میزان درخواستی فشرده می شود.

روتورها و محفظه با دقت بسیار زیادی ساخته می‌شوند تا نشت روغن از قسمت تراکم به قسمت ورود هوا به حداقل برسد. نسبت فشار هوا اختلاط شده توسط اختلاف درجه حرارت بین ورودی و خروجی، محدود می‌شود. به همین دلیل است که کمپرسورهای مارپیچی خشک را غالباً به صورت چندین مرحله‌ای می‌سازند.

قبلا کمپرسورهای اسکرو دارای شکل متقارنی بودند و در محفظه فشار آنها از مایع استفاده نمی‌شد. به همین دلیل به آنها کمپرسورهای اسکرو روغن کاری نشونده یا خشک می‌گفتند. بعدها در کمپرسور مارپیچی خشک سرعت بالائی بوجود آمد که دارای شکل مارپیچ نامتقارنی بود. این شکل نوین روتور بطور چشمگیری منجر به افزایش راندمان شد، این افزایش کارائی به علت کاهش نشت در دستگاه بود.

کمپرسور فشار قوی هوای فشرده شده از قبل را تا فشار بالاتری متراکم می سازد، بوستر کمپرسور بیشتر برای جبران فشارهایی که در طول خطوط لوله های طویل افت کرده است، استفاده می شود و یا در مواردی که به فشار بالاتری نیاز است، مورد استفاده قرار می گیرد. کمپرسور فشار قوی یک مدل جدید است که مطابق نیاز و خواسته شما برای هر برنامه ای ساخته شده است.

توان مورد نیاز برای کمپرسور های کمکی با افزایش نسبت فشار افزایش پیدا می کنند در حالی که جرم در حال حرکت نزولی می باشد، منحنی مقتضیات توان که تابعی از فشار ورودی است از نظر شکل شبیه منحنی پمپ خلا می باشد.

تراکم در این کمپرسورها ممکن است یک یا چند مرحله ای باشد و نیز ممکن است از نوع دینامیکی یا جابجایی باشد،در این موقع کمپرسورهای پیستونی رایج تر از بقیه کمپرسور ها هستند.

در این نوشتار سعی کرده ایم جهت آشنایی شما با کمپرسور و قطعات جانبی آن به معرفی و توضیح عملکرد قطعات داخلی کمپرسور بپردازیم.

کمپرسور و قطعات جانبی آن عبارت اندز:

• مبدل حرارتی                                                                          
  جهت عملکرد صحیح وقابل اطمینان و کاهش انرژی ازمبدل حرارتی استفاده می شود که انتقال حرارتی که از هم جدا شده بصورت فیزیکی می باشد و تماسی با هم ندارند که معمولا بصورت پوسته و مارپیچ ،  uشکل ، حلزونی و…. می باشند.
• رادیاتور کمپرسور
  وظیفه رادیاتور در کمپرسور برای دو عمل اساسی یعنی خنکاری هوا و خنکاری روغن می باشد، هوای فشرده شده براساس تئوری جنبشی مولکولی دمایش افزایش یافته ، همچنین روغن که برای روانکاری و خنکاری استفاده می شود دمایش افزایش یافته که می بایست خنک شود . دو عمل گفته شده یعنی خنکاری هوا و خنکاری روغن دررادیاتور به صورت همزمان انجام می پذیرد . سیال توسط لوله های رادیاتور که از جنس آلومینیوم اسفنجی است به گردش درآمده و حرارت توسط جابجائی و فن از سیال جدا می شود .
• اینترکولر
  در گروهی از کمپرسور ها برای تولید فشار مورد نیاز از دو واحد هواساز که به صورتی سری (متوالی ) طراحی شده استفاده می شود. به عنوان مثال در واحد هواسازی اول ۵bar هوا متراکم شده و بعد از خروج  از واحد هواسازی دوم این تراکم به ۸bar می رسد.  هوای متراکم شده از خروجی واحد هواساز اول دمایش افزایش یافته که نیاز است قبل از تراکم سازی مراحله دوم این دما کاهش یابد، اینترکولر این عمل را انجام می دهد.
• افترکولر
  به اثر فشرده شدن هوا براساس تئوری مولکلولی هوا میزان دما افزایش یافته ، نیاز است دمای هوای متراکم شده پایین بیاید ، این عمل توسط رادیاتور که با عبور سیال از لوله های آن که از جنس آلومینیوم اسفنجی است و فن ، حرارت سیال را گرفته و دما پایین می یابد .
• چرخ دنده گیربکس کمپرسور
  چرخ دنده کمپرسور اسکرو باید از آلیاژ خواصی تراشیده شود و در قسمت سخت کاری بر روی آن آبکاری گردد تا بتواند در دمای بالا و سرعت بالا کار کند.
• سوپاپ    
  بین این قطعه و نشستگاه سوپاپ عمل آب بند کردن سوپاپ صورت میگیرد. یکی از آسیب پذیرترین اجزا سوپاپ می باشد وسطح آن بصورت صیقلی بوده که باید به این بخش و قسمتی از نشستگاه که در ارتباط با آن است توجه ویژه ای کرد.
• سنسور فشار کمپرسور
  سنسور که به معنای حسگر می باشد به نام های مبدل های فشار ، ترنسمیتر فشار ،فرستنده فشار ، نشان دهنده ی فشار ، پیرو مترومانومتر شناخته می شود که برای سنجش میزان فشار  ، فشار  از طریق اثر پیرو الکتریکیا اثر فشار برقی به سیگنال الکتریکی تبدیل می شود .
• سنسور حرارتی   
  وسیله جهت کنترل دما میباشد به این صورت که با افزایش و کاهش دما دستور به قطع یا فعالیت کمپرسور میدهدکه دارای یک ورودی وخروجی میباشد.
• فیلترکمپرسور ( روغن ، هوا ، جدا کننده )                      
  روغن در استفاده از کمپرسور وکارایی وطول عمر کمپرسور تاثیر بسزایی دارد بطور مثال درزمان خاموش شدن دستگاه و یا فصل تابستان با توجه به ساعت کاری معمول ۷۰۰یا ۲۵۰۰ روغن را باید تعویض کردهمچنین عدم کیفیت سبب آسیب در حین استارت کمپرسور میشود.
• پیستون بخش متحرکی است که داخل سیلندر قرار گرفته است و در واقع کار انتقال نیرو را با استفاده از رابطی بنام شاتون انجام می دهد .در کمپرسور نیرو از میل لنگ به پیستون انتقال داده میشوداز آلیاژ آلومینیوم ساخته میشود و اولین قطعه از موتوراست که شروع به حرکت کرده و انرژی تولید میکند.
• موتور الکتریکی کمپرسور:موتور الکتریکی نوعی ماشین الکتریکی است که الکتریسیته را به حرکت مکانیکی تبدیل می کند. وقتی که یک ماده حامل جریان الکتریسیته تحت یک اثر مغناطیسی قرار می گیرد، نیرویی بر روی آن ماده از سوی میدان اعمال می شود. در یک موتور استوانه ای روتور به علت گشتاوری که ناشی از نیرویی است که به فاصله ای معین از محور روتور به روتور اعمال می شود، می گردد.
• کوپلینگ
  این نوع کوپلینگ گشتاور را بوسیله نیروی کششی بین پیچ های شافت پمپ و موتور منتقل می کند با استفاده از خاصیت انعطاف پذیری که از تغییر طول مواد بین پیچ ها بدست می آید،هم محوری صورت می گیرد.
  به روی شافت پمپ و موتور ۲ توپی نصب شده است که لبه های آن دندانه دار است این دنده ها بوسیله یک بوش که می تواند۲ تکه یا یک تکه باشد و دارای دندانه های داخلی است، پوشانده می شود دندانه های چرخ دنده ها با دندانه های داخلی بوش درگیر شده و انتقال گشتاور صورت می گیرد اتصال این دو بوش بوسیله spacer صورت می گیرد.
• موتور دیزل 
  یک موتور احتراق داخلی وسیله است که انرژی محبوس در سوخت‌های فسیلی نظیر بنزین ، گازوئیل و یا نفت ، گاز مایع LPG را به انرژی مکانیکی تبدیل کرده و آنرا در انتهای شفت میل لنگ ، خارج از پوسته موتور ، به صورت چرخش صفحه فلایویل در اختیار مصرف کننده می‌گذارد.
  موتورهای احتراق داخلی امروزه گسترده‌ترین و پراستفاده‌ترین انواع موتورها می‌باشند. و بیشترین کاربرد این موتورها در اتومبیل‌ها ، کامیون‌ها و سایر وسایل نقلیه است. البته در کارهای ایستا نظیر پمپ کردن آب یا کمپرسورهای هوا هم از این موتورها استفاده می‌شود.

در کمپرسور پیستونی فشار پایین با پایین رفتن پیستون، هوا یا گاز به داخل پیستون کشیده می شود و با برگشت پیستون به حالت اولیه ، متراکم می گردد. اجزای ابتدایی کمپرسور رفت و برگشتی در شکل نشان داده شده است. شبیه موتورهای احتراق داخلی، میله میل لنگ باعث می شود حرکت چرخشی میل لنگ به حرکت خطی پیستون تبدیل گردد و برخلاف موتورهای احتراق داخلی در کمپرسور پیستونی فشار پایین گاز جرقه نمیزند بلکه در طی این عمل فشار گاز زیاد شده، دریچه تخلیه را باز کرده و با شدت خارج می شود.

طراحی این نوع از پیستون ها ممکن است تکی یا دوتایی باشد. (در طراحی دوتایی، تخلیه و فشرده سازی در هر دو سر پیستون روی می دهد.) برخی از سیلندر های دوتایی که در فشار بالا کار می کنند در هر دو سمت، میله جدا برای پیستون دارند تا تعادل بار ایجاد گردد. سیلندر ها پشت سر هم به یک میل لنگ متصل اند و در جهت مخالف یکدیگر حرکت می کنند. در بسیاری از تجهیزات ترکیبی و سایشی روانکارها کاربرد دارند. جهت جلوگیری از سایش قطعات از رینگ های پیستون یک بار مصرف استفاده می شود.

وظیفه پکینگ رینگ های موجود در سیلندر حاوی گاز پرفشار، پاک کردن روغن از روی میله سیلندر جهت جلوگیری از ورود روغن به سیلندر است. پکینگ رینگ ها برای نگه داری گاز درون سیلندر طراحی شده اند ولی در فشارهای بالا امکان نشت گاز از پکینگ وجود دارد. سیلندر ها در کمپرسورهای بزرگتر با ترموسیفون یا سیرکولاسیون سیال خنک می شوند در حالیکه کمپرسورهای کوچک تر خانگی اغلب با هوا خنک می شوند.

کمپرسور ها و فیلتر سپراتور های کاسه بیرونی در آن ها در سایزهای مختلف موجود می باشند . عملکرد مناسب این محصولات تنها در صورتی است که نشتی بین قسمت های مرطوب و خشک نباشد. هوا باید به صورتی هدایت شود تا از برخورد مستقیم هوا / جریان روغن با سطح فیلتر جلوگیری شود.

• طراحی و عملکرد سپراتور کاسه بیرونی کمپرسور

این محصول برای جریان از بیرون به داخل مناسب است و می تواند برای تمام رنج های جریانی کمپرسورهای اسکرو(Screw) و پره ای(Vane) استفاده شود. این نوع سپراتورها عموما نسبت به تغییرات طراحی حساس نیستند و با توجه زمان کارکرد و کارآمدی جدا سازی نتایج بهینه ای به دست می دهد.

• مقاومت فشار کمپرسور ها و فیلتر سپراتور های کاسه بیرونی

این محصول برای دیفرانسیل فشارهای حداقل ۵ بار (۰/۵MPa) طراحی شده است .

• کیفیت جدا سازی

روغن باقیمانده در جریان نامی و فشار کاری ۷ بار (۰/۷MPa) تقریبا بین ۱ تا ۳ mg/m3 می باشد .

• عمر سرویس (سرویس لایف ) ساعت کارکرد

بالا رفتن مقاومت در برابر جریان و متعاقبا سرویس لایف بستگی مستقیم به تمیز بودن روغن و کیفیت فیلتر هوا دارد . سرویس لایف فیلتر سپراتور عمدتا بین ۱۵۰۰ تا ۶۰۰۰ ساعت می باشد که بستگی مستقیم به کیفیت فیلتر و عملکرد مناسب سیستم دارد.

• افت فشار

افت فشار در جریان نامی و فشار کاری ۷bar ) 0/7 MPa) هنگانی که فیلتر تازه  نصب شده باشد ۰/۱۷ بار (۱۷KPa) می باشد . چنانچه مقاومت بیشتری وجود داشته باشد، جریان ولومتریک می تواند بدون تاثیر منفی بر عملکرد سیستم دو برابر شود.

کمپرسور ها و فیلتر سپراتور های کاسه داخلی در آن ها در سایزهای مختلف موجود است. عملکرد مناسب این محصولات تنها در صورتی می باشد که نشتی آب بین قسمت های مرطوب و خشک نباشد. هوا باید به صورتی هدایت شود تا از برخورد مستقیم هوا / جریان روغن با سطح فیلتر جلوگیری شود.

• طراحی و عملکرد
  این محصول جای کمی اشغال می کند و برای تمام رنج های جریانی کمپرسورهای اسکرو (Screw) و پره ای(Vane)  استفاده می شود.در این نوع فیلتر سپراتور جریان روغن از خارج به داخل می باشد.  
• کیفیت جدا سازی
  روغن باقیمانده درجریان نامی و فشار کاری ۷bar )0/7 Mpa) تقریبا بین ۱ تا mg/m3 3  می باشد .    
• سرویس لایف سپراتور کاسه داخلی کمپرسور
  افزایش مقاومت دربرابر جریان و نیز سرویس لایف مستقیما بستگی به تمیز بودن روغن و کیفیت فیلتر هوا دارد . رسیدن به ساعت کارکردهای چند هزار ساعت در صورت عملکرد صحیح سیستم قابل تحقق است . 
• افت فشار سپراتور کاسه داخلی کمپرسور
  افت فشاردر جریان نامی و فشار کاری ۷bar )0/7 MPa) هنگامی که فیلتر تازه نصب شده باشد تقریبا(۰/۲Kpa) است . درصورت وجود مقاومت بیشتر جریان ولومتریک می تواند بدون تاثیر منفی بر عملکرد سیستم تا ۱/۵ برابر جریان نامی افزایش یابد .     
• مقاومت فشار
  این محصول برای دیفرانسیل فشارهای حداقل ۵bar )0/5MPa) طراحی شده است.

در بسیاری از کمپرسورها به لحاظ محدودیت های دمایی (افزایش غیر مجاز درجه حرارت در اثر تراکم و حساسیت قطعات مکانیکی به لحاظ رعایت لقی ها و آثار نامطلوب درجه حرارت بر روی ماده روان کننده) و در برخی از کمپرسورها بخاطر محدودیت های ذاتی (مانند کمپرسورهای گریز از مرکز ) عملا دست یابی به فشار مورد نظر در کمپرسورهای یک مرحله ای میسر نبوده و بعد از تراکم گاز در مرحله اول لازم است که قبل از استمرار تراکم گاز، آن را از کمپرسور خارج کرده و بعد از خنک کردن جهت دستیابی به فشار مورد نظر به مرحله (یا مراحل) بعدی فرستاده شود. کمپرسورهایی که در آن فرآیند تراکم در چند مرحله صورت می گیرد را اصطلاحا کمپرسورهای چند مرحله ای (Multistage) می گویند.
البته گاهی اوقات چندمرحله ای کردن تراکم گاز در کمپرسور بخاطر بهبود راندمان کمپرسور صورت می پذیرد. هرچند که افزایش تعداد مراحل کمپرسور موجب گران شدن قیمت اولیه و در مواردی افزایش هزینه های تعمیر و نگهداری آن می شود ولی با توجه به اهمیت انرژی مصرفی و ارتباط آن با راندمان کمپرسور و تأثیر چشمگیر آن بر هزینه های بهره برداری بسیاری از خریداران ترجیح می دهند که از کمپرسورهای چند مرحله ای بجای کمپرسورهای یک مرحله ای استفاده کنند.
درطراحی خنک کن های بین مرحله ای سعی شده است که گاز مورد تراکم قبل از ورود به مرحله بعدی تا دمای ورودی به مرحله اول خنک شود. ولی این نظریه همواره صادق نبوده و عامل تعیین کننده در این زمینه هزینه های خنک کاری، تأثیر آن بر راندمان کمپرسور، صرفه جوئی در هزینه های بهره برداری و محدودیت خنک کاری از نظر بروز میعان در مراحل بعدی  کمپرسور می باشد.