همه ما شاید یک بار اسم کمپرسور باد یا پمپ باد به گوشمان خورده باشد، ابزاری میکانیکی که حجم گاز را کم و فشار آن را زیاد میکند. کمپرسورهای باد با استفاده از انرژی مکانیکی، سیال را به سرعت درون خود فرو میبرد و آن را فشرده میکند و بعد از یک محفظه خنک کننده عبور می دهد تا بتواند دمای گاز را کاهش دهد. صنایع مختلف نیاز به کمپرسور باد مختلف دارند ، به طور مثال در عرصه دندانپزشکی باید از کمپرسور باد بی صدا استفاده کرد ، در صنایع نجاری بهتر است از کمپرسور باد روغنی استفاده کرد که هر کدام مزیت مربوط به خود را دارد.
کمپرسور یک دستگاه مهم در صنعت و خانه است که هوا را فشرده و انتقال میدهد، این دستگاه برای انواع کاربردهای مختلفی استفاده میشود و در بسیاری از صنایع ضروری است.
انواع کمپرسور باد
- کمپرسور پیستونی
- کمپرسور صفحه‌ای
- کمپرسور پیستونی ایستا
- کمپرسور دینامیکی
- کمپرسور جابجایی مثبت
- کمپرسور روتاری
- کمپرسور رفت و برگشتی
در ادامه هر یک از انواع کمپرسور نام برده شده، نحوه عملکرد آنها و همین‌طور کاربردهای کمپرسورها را بررسی میکنیم تا در خصوص این دستگاه‌های مهم و پراستفاده اطلاعات کاملی بدست بیاورید.
کمپرسور داینامیکی
این کمپرسور هوا مجهز به تعداد زیادی تیغه است که از قابلیت چرخش با سرعت بسیار زیاد برخوردار هستند و این‌گونه فشار سیالات و میزان متراکم شدن آنها را افزایش می‌دهند؛ به‌طوری‌که پس از ورود هوا به پره‌های چرخان پروانه، ابتدا مکش و سپس چرخش با سرعت بسیار بالا رخ میدهد. در ادامه هم نوبت به تخلیه گاز یا هوا می‌رسد.
توجه داشته باشید این هوا یا گاز از طریق از دیفیوزری تخلیه میشود که وظیفه تبدیل انرژی جنبشی هوا به فشار را بر عهده دارد. همین نحوه عملکرد باعث شده که کمپرسور دینامیکی در صنایع مختلف برای موارد متعددی کاربرد داشته باشد، مهم‌ترین آنها شامل صنعت گاز، صنایع هوایی و موتور جت، نیروگاه‌های تولیدبرق، صنعت خودروسازی، صنایع پروتشیمی، ماشین‌آلات سنگین و همچنین صنایع مختلف ساخت و تولید. از همه این‌ها که بگذریم، کمپرسور دینامیکی در دو نوع زیر طراحی و تولید میشود:
- کمپرسور محوری؛
- کمپرسور گریز از مرکز یا سانتریفیوژ؛
کمپرسور باد داینامیکی دو نمونه دارد که بیشتر در کارخانه ها و صنایع بزرگ استفاده می‌شوند،
کمپرسور محوری
در طراحی و تولید این کمپرسورها از چندین ردیف آبشاری استفاده شده است. بعضی از این ردیف‌ها به شفت مرکزی متصل بوده و با سرعت بالایی گردش میکنند که به آنها “روتور” می‌گویند. سایر ردیف‌ها در جای خود ثابت بوده و فاقد گردش هستند و “استاتور” نام دارند. گفتنی است وظیفه افزایش فشار و بازگردانی جریان از حالت مارپیچ به موازات محور بر عهده استاتور قرار دارد. اکنون که با ساختار اصلی کمپرسور محوری آشنا شدید باید بگوییم پس از عبور گاز از درون این دستگاه (ردیف‌هایی از پره‌های ثابت و متحرک که در امتداد محور گردان قرار گرفته‌اند)، سرعت گاز به‌طور متناوبی کم و زیاد میشود.
در واقع هر باری که سرعت گاز افزایش می‌یابد، انرژی جنبشی آن هم بیشتر خواهد شد. از آن طرف با هر بار کاهش سرعت، انرژی جنبشی جای خود را به افزایش فشار میدهد. با توجه به جریان پیوسته این کمپرسورها، در حجم زیاد، گاز متراکم ایجاد میشود؛ یعنی همان چیزی که از یک کمپرسور بادی انتظار می‌رود.
کمپرسور گریز از مرکز یا سانتریفیوژ
آنچه در این کمپرسور به عنوان عضوی از خانواده کمپرسورهای دینامیکی رخ میدهد، این است که با افزایش سرعت هوا از یک عنصر چرخان برای انتقال انرژی جنبشی به جریان هوا استفاده میشود. به این ترتیب انرژی جنبشی به شکل فشار به انرژی پتانسیل تبدیل خواهد شد. گفتنی است عملیات فشرده سازی توسط کمپرسور گریز از مرکز یا سانتریفیوژ در طی چند مرحله انجام میشود و بین هر مرحله هم باید هوا خنک شده و رطوب اضافی آن حذف شود. هدف از این کار بیشتر شدن بازدهی و کیفیت هوا است.
کمپرسور جابجایی مثبت
این نوع کمپرسور نحوه عملکرد ساده‌ای دارد به این صورت که ابتدا جریان هوا از طریق ورودی به داخل محفظه تراکم کشیده شده و سپس قطعه‌ای همچون پیستون، دیافراگم یا پلانجر که داخل محفظه کمپرسور حرکتی رفت و برگشتی دارد، وارد عمل میشود و این هوا را کمپرس و فشرده میکند. به بیان دیگر این کمپرسور در وهله اول حجم معینی از هوا یا گاز را محصور کرده و در ادامه همزمان با کاستن از منطقه حجم محصور شده به فشار می‌افزاید. در خصوص کمپرسور باد جابجایی مثبت خوب است چند مورد مهم را بدانید:
- اولاً این که کمپرسور جابجایی مثبت، انتقال انرژی به ماده سیال را دوره‌ای و متناوب انجام میدهد؛
- دوماً قدرت تراکم کمپرسور جابجایی مثبت در مقایسه با کمپرسور دینامیک بیشتر است اما از آن طرف دبی کمتری دارد؛
- سوماً نیروی محرکه کمپرسور بر اساس قدرت آنها می تواند از نوع دیزلی یا الکتروموتور باشد؛
کمپرسور روتاری
این نوع کمپرسور فشرده و متراکم‌سازی هوا یا به بیان دیگر عملیات مکش و کمپرس ماده مبرد را با گردش 360 درجه‌ای تیغه‌هایش انجام میدهد. به این صورت که ابتدا گاز از طریق دریچه ورودی به کمپرسور روتاری وارد میشود و سپس این تیغه‌ها می‌چرخند و پره‌ها با گاز برخورد میکنند. به دنبال آن هم گاز مبرد با فشار به سمت لوله‌های خروجی فرستاده میشود. این دستگاه متراکم کننده که معمولاً در کولرهای گازی، دستگاه‌های هواساز و تهویه خانگی و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرد، در انواع مختلف زیر وجود دارد:
- کمپرسور رینگ مایع؛
- کمپرسور اسکرو؛
- کمپرسور اسکرول؛
- کمپرسور Vane؛
با توجه به این که هر یک از کمپرسورهای نامبرده شده عملیات فشرده‌سازی را به نحو متفاوتی انجام می‌دهند، در ادامه نحوه عملکرد آنها را به طور جداگانه بررسی خواهیم کرد. شاید دوست داشته باشید درباره کمپرسور روتاری یا دواری بیشتر اطلاعات کسب کنید، که ما در مورد این کمپرسور که بسیار دز وسایل سرمایشی و گرمایشی استفاده میشود مقاله ای تهیه کرده ایم.
کمپرسور رینگ مایع
نحوه عملکرد کمپرسور رینگ مایع به این صورت است که در وهله اول باید یک مایع (معمولاً آب) به این دستگاه فشرده ساز وارد شود. سپس نیروی گریز از مرکز از روتور یک حلقه مایع استوانه‌ای متحرک را در مقابل دیواره داخلی بدنه کمپرسور ایجاد میکند. این حلقه نیز باعث به وجود آمدن چندین مهر و موم میشود و در نهایت فضای میان پره‌های پروانه را پر میکند. هوا بین پروانه و رینگ مایع به دام می‌افتد و پس از فشرده سازی همراه با رینگ مایع از قسمت خروجی خارج میشود.
کمپرسور اسکرو
اگرچه کمپرسور اسکرو همچون دیگر انواع کمپرسور وظیفه متراکم کردن هوا را بر عهده دارد اما نکته قابل‌توجه، متفاوت بودن مکانیزم فشرده‌سازی در این نوع کمپرسور است. به این صورت که فشرده‌سازی هوا در کمپرسور اسکرو را دو روتور مارپیچی در حال دوران انجام می‌دهند. این دو مارپیچ برای فشرده کردن هوا از کاهش حجم استفاده میکنند. همین مکانیزم فشرده‌سازی متفاوت هم باعث برخورداری کمپرسور اسکرو از ضریب اعتماد بالایی شده است. همچنین به پشتوانه این مکانیزم، کمپرسور اسکرو می‌تواند عملیات تولید هوای فشرده را به صورت مستمر و بدون وقفه انجام دهد.
کمپرسور اسکرول
کمپرسور اسکرول یا اسکرال، فشرده و متراکم سازی هوا را در 3 مرحله مکش، تراکم و تخلیه انجام میدهد. به این صورت که ابتدا با شروع به کار دستگاه، هوا یا گاز از طریق شیر ورودی به داخل کمپرسور فرستاده میشود. پس از آن است که نوبت به چرخش رزوه درونی دستگاه و همچنین گیر افتادن جریان گاز داخل مارپیچ می‌رسد. در مرحله بعدی مارپیچ دورانی متراکم شده و جریان گاز در فضای ایجاد شده بین دو مارپیچ پیشروی میکند. به دنبال آن دما و فشار هوا یا گاز افزایش می‌یابد. در آخرین مرحله، گاز مبرد به انتهای مسیر می‌رسد و شیر تخلیه وسط مارپیچ وارد عمل شده و آن را به بیرون هدایت میکند.
کمپرسور Vane
این کمپرسور در واقع همان کمپرسور پره ای است که پره‌ها آن را معمولاً از آلیاژهای ریختگی مخصوص تولید میکنند. بگذارید این‌طور بگوییم این دستگاه فشرده‌ساز مجهز به یک روتور است و این روتور نیز پره‌هایی متحرک و شعاعی دارد که خارج از مرکز در محفظه استاتور نصب شده‌اند. با چرخش روتور، نیروی گریز از مرکز باعث تماس پره‌ها با دیواره‌های استاتور میشود. با افزایش فاصله بین روتور و استاتور، هوا به داخل هدایت شده و در محفظه‌های مختلف کمپرسور محبوس خواهد شد. رفته رفته با چرخش، حجم محفظه‌ها کم میشود و زمانی که پره‌ها از مقابل مجرای خروجی می‌گذرند، هوای محبوس تخلیه میشود.
کمپرسور رفت و برگشتی
کمپرسور رفت و برگشتی که با نام “کمپرسور پیستونی” هم شناخته میشود، متراکم سازی هوا را این‌گونه انجام می‌دهند که در ابتدا میل لنگ دستگاه شروع به حرکت میکند و به دنبال آن پیستون ها هم در داخل سیلندر به حرکت در می‌آیند و به پایین کشیده می‌شوند. در همین حین شیر ورودی دستگاه باز شده و باعث ایجاد خلا داخل محفظه سیلندر می شود. در پی آن، مکش گاز از شیر ورودی دستگاه رخ میدهد. به همین دلیل هم آنچه تا این جا انجام شد را با نام “عملیات مکش” می‌شناسند. سپس نوبت به “عملیات فشرده‌سازی” می‌رسد که لازمه آن کامل شدن حرکت پیستون و رسیدن آن به پایین‌ترین حد ممکن است.
به این ترتیب پیستون به سمت بالا حرکت میکند. توجه داشته باشید در این مرحله از عملکرد کمپرسور رفت و برگشتی، شیر ورود و خروج سیلندر بسته است و همچنین حرکت پیستون باعث افزایش دما و فشار گاز میشود. در آخر برای تکمیل کار کمپرسور باید عملیات تخلیه انجام شود. به این صورت که پس از رسیدن دما و فشار گاز به میزان تعیین شده، شیر خروجی سیلندر باز می شود. باز شدن این شیر موجب تخلیه گاز به بیرون خواهد شد. گفتنی است این گاز با فشار بالا تخلیه میشود. سپس بعد از این که پیستون به انتهای مسیر رسید، دیگر سیکل حرکت تکمیل شده و بار دیگر به نقطه آغازین بر می‌گردد.
اکنون که با نحوه عملکرد کمپرسور رفت و برگشتی یا پیستونی آشنا شدید، بد نیست کمی هم درباره تنوع این دستگاه بدانید. در این صورت باید بگوییم انواع کمپرسور رفت و برگشتی شامل موارد زیر است:
- کمپرسور تک اثره؛
- کمپرسور دو اثره؛
- کمپرسور دیافراگمی؛
در ادامه نحوه عملکرد هر یک از انواع کمپرسورهای رفت و برگشتی را بررسی خواهیم کرد.
کمپرسور تک اثره
این کمپرسور که با نام کمپرسور تک مرحله ای هم شناخته میشود، تراکم و فشرده‌سازی گاز را تنها در یک مرحله انجام میدهد؛ به‌طور‌کلی نحوه عملکرد این کمپرسور به این صورت است که ابتدا هوا از طریق شیرهای ورودی، وارد پیستون‌ها میشود. پس از این که پیستون‌ها رو به پایین حرکت کردند، هوا فیلتر شده و به سیلندرها می‌رسد. با ورود هوا به سیلندرها، دریچه‌های میل لنگ کاملاً بسته شده و پیستون‌ها هم به سمت بالا حرکت میکنند. نتیجه این سازکار، فشرده و متراکم سازی هوا خواهد بود.
کمپرسور دو اثره
کمپرسور دو اثره یا کمپرسور دو مرحله‌ای همان طور که از نامش مشخص است برای فشرده سازی هوا به طی کردن دو مرحله نیاز دارد. بد نیست بدانید در این نوع کمپرسور، عملیات فشرده‌سازی را پیستون‌ها انجام می‌دهند. به این صورت که حرکت پیستون‌ها باعث فشرده و متراکم شدن هوا میشود.
کمپرسور دیافراگمی
این کمپرسور عملیات فشرده‌سازی و تراکم گاز را با استفاده از یک ممبران انعطاف‌پذیر ب
کاربردهای کمپرسور باد
کمپرسورها در بسیاری از صنایع و کاربردهای مختلف استفاده می‌شوند. به عنوان مثال:
- صنایع ساختمانی: برای عملیات نگهداری و تعمیرات، نقاشی و رنگ آمیزی، پاشش مواد و…
- صنعت خودروسازی: برای تزریق هوا در تایرها، پاک کردن قطعات، رنگ‌آمیزی و…
- صنعت فرآوری غذا: برای بسته‌بندی مواد غذایی، خنک کردن و یا گرم کردن محصولات و…
اگر تصمیم به خرید یک کمپرسور باد گرفته اید مجموعه لوکاس تولز می‌تواند در این زمینه مشاوره مورد نیاز را به شما در باره خرید این دستگاه بدهد.
کمپرسورهای صنعتی
کمپرسورهای صنعتی عموماً بزرگتر از کمپرسورهای خانگی هستند و برای صنایع بزرگ و کاربردهای سنگین طراحی شده‌اند، آنها برای تأمین هوای فشرده در خطوط تولید، تأمین نیتروژن، اتصالات هیدرولیکی و… می توانند بسیار کارآمد باشند.
کمپرسورهای خانگی
کمپرسورهای خانگی کوچکتر از کمپرسورهای صنعتی هستند و بیشتر برای استفاده در خانه و کاربردهای کوچک مورد استفاده قرار میگیرند، این نوع کمپرسورها برای تمیز کردن واحدهای خانگی، استفاده در برخی ابزارها مانند تفنگ پاش و… و دارای حجم کوچک میباشد که افراد بتوانند آن را به راحتی حمل کنند. کمپرسورهای باد خانگی دارای صدایی پایینی هستند چون در محیط سربسته قرار میگیرند و این ویژگی بی صدا بودن برای کمپرسور هوای بی صدا مدل L_S50 لوکاس هم صدق میکند.
نکاتی برای انتخاب کمپرسور مناسب
- نیازهای هوا: بررسی کنید که چه میزان هوای فشرده نیاز دارید و کمپرسوری را انتخاب کنید که به اندازه کافی قدرت دارد.
- اندازه و قدرت: اندازه و قدرت کمپرسور نیز باید با نیازهای شما سازگار باشد. بررسی کنید که آیا کمپرسور به اندازه کافی بزرگ است و قادر به انجام کارهای مورد نظر هست یا خیر.
- کیفیت ساخت: به کیفیت ساخت و قدرت کمپرسور توجه کنید. کمپرسور با کیفیت بیشتر عمر طولانی‌تری خواهد داشت و عملکرد بهتری ارائه خواهد کرد.
- مصرف انرژی: به مصرف انرژی کمپرسور توجه کنید. سعی کنید کمپرسوری را انتخاب کنید که مصرف انرژی کمتری داشته باشد تا صرفهجویی در هزینههای انرژی داشته باشید.
- سطح صدا: در صورتی که نیاز به استفاده در محیطهای حساس به صدا دارید، کمپرسوری را انتخاب کنید که سطح صدای کمتری داشته باشد.
نگهداری و تعمیر کمپرسور
برای حفظ عملکرد بهتر و طولانی‌تر عمر کمپرسور، به نکات زیر توجه کنید:
- تمیز نگهداشتن فیلترها: فیلترهای هوای کمپرسور را به طور منظم تمیز کنید یا تعویض کنید.
- روغن‌کاری منظم: در صورتی که کمپرسور شما نیاز به روغن دارد، روغن‌کاری منظم را انجام دهید. همچنین سعی کنید بهترین روغن برای کمپرسور باد خود استفاده کنید.
- بررسی و تعمیرات دوره‌ای: بررسی و تعمیرات دوره‌ای را برای کمپرسور برنامه‌ریزی کنید تا مشکلات به موقع شناسایی و رفع شوند.
- نگهداری دما و رطوبت: کمپرسور را در محیطی با دمای مناسب و درصد رطوبت کم نگهداری کنید.
شاید موارد بالا پیش پا افتاده باشد اما از آنجایی که برای دستگاه کمپرسور بسیار مهم می باشد ما مقاله ای در این راستا به طور کامل برای شما تهیه کرده‌ایم:
نکات پایانی
در این مقاله، به معرفی انواع کمپرسور باد و کاربردهای آن پرداختیم. کمپرسورها دستگاه‌های حیاتی در صنایع مختلف هستند و برای فشرده‌سازی هوا و انتقال آن به کاربردهای مختلف استفاده می‌شوند. همچنین، نکاتی برای نکات ایمنی و نگهداری کمپرسور مناسب را نیز مورد بررسی قرار دادیم. با رعایت این نکات، میتوانید از عملکرد بهتر و بیشتر دوام کمپرسور خود لذت ببرید.
پرسش‌های متداول:
آیا کمپرسورها برای استفاده در منازل قابل استفاده هستند؟
بله، کمپرسورهای خانگی برای استفاده در منازل مناسب هستند و برای تمیز کردن واحدهای خانگی، استفاده در ابزارها و سایر کاربردهای کوچک مورد استفاده قرار میگیرند.
آیا برای کاربردهای صنعتی کمپرسور خاصی نیاز است؟
بله، کمپرسورهای صنعتی برای کاربردهای سنگین و صنایع بزرگ طراحی شده‌اند. آنها برای تأمین هوای فشرده در خطوط تولید، تأمین نیتروژن و اتصالات هیدرولیکی و سایر کاربردهای صنعتی استفاده می‌شوند.
آیا کمپرسورها صدای زیادی تولید میکنند؟
سطح صدای کمپرسورها بستگی به نوع و اندازه آنها دارد. در صورتی که نیاز به استفاده در محیطهای حساس به صدا دارید، میتوانید کمپرسوری را انتخاب کنید که سطح صدای کمتری داشته باشد.
چگونه می‌توانم کمپرسور را تعمیر کنم؟
بستگی به نوع مشکلی که در کمپرسور وجود دارد. در صورتی که مشکلی جدی و پیچیده دارد، بهتر است به تعمیرکار مجرب مراجعه کنید. در غیر این صورت، ممکن است با دستورالعمل‌های تعمیر ساده و راهنمای تولید کاربری کمپرسور مشکل را برطرف کنید. البته به یاد داشته باشید که برای هرگونه تعمیر و نگهداری، بهتر است دستورالعمل و راهنمای تولید کننده را مطالعه کنید.
آیا استفاده از کمپرسور باعث افزایش هزینه برق میشود؟
مصرف انرژی کمپرسورها بستگی به نوع و قدرت آنها دارد. برخی کمپرسورها مصرف انرژی بیشتری دارند اما با توجه به کاربردهای آنها و صرفهجویی در مصرف انرژی میتوانید هزینههای برق را کاهش دهید.
