کمپرسور پیستونی

کمپرسور چیست؟

کمپرسورها برحسب نیاز در ابعاد مختلف تولید و به بازار عرضه می شوند که با توجه به نحوه کارکرد به سه نوع کمپرسورهای پیستونی، دوار و گریز از مرکز تقسیم می شوند. کارهایی که کمپرسورها انجام می دهند شامل ایجاد نیروی مکش لازم برای مکیدن گاز مبرّد از اواپراتور، متراکم کردن گاز، و سپس فرستادن آن به کندانسور می باشد، که در آن گاز به مایع تبدیل می شود. مکندگی کمپرسور، گاز را از سمت راست فشار ضعیف به سمت فشار قوی منتقل می کند، و حجم گازی که باید متراکم شود بستگی به میزان جابه جایی پیستون کمپرسور دارد.

کمپرسورهای رفت و برگشتی نوعی از کمپرسورهای جابه جایی مثبت محسوب می شوند که در آن ها هوا در سیلندر از طریق حرکت رفت و برگشتی پیستون فشرده می شود. کمپرسورهای پیستونی از جمله قدیمی ترین کمپرسورها می باشند که در حال حاضر از جایگاه ویژه ای در میان کمپرسور های با ابعاد کوچک و متوسط برخوردار می باشد. این نوع کمپرسور عملکردی همانند تلمبه دوچرخه دارد. کمپرسورهای پیستونی از نظر میزان استفاده در صنایع، نسبت به دیگر کمپرسورها برتری دارد.

کمپرسور پیستونی با توجه به عملکرد و ظرفیت تولید دسته بندی می‌شوند. که در مرحله اول این تقسیم بندی به دو صورت تک مرحله ای و یا دومرحله ای بودن انجام می گیرد. اگر وضعیت هوا در کمپرسور به نحوی باشد که تنها در یک سمت پیستون عملیات فشرده سازی صورت گیرد، به آن کمپرسور پیستونی تک مرحله ای گفته می شود. بالعکس اگر طراحی کمپرسور به صورتی انجام شده باشد که از هر دو طرف پیستون بتوان برای عملیات فشرده سازی هوا استفاده کرد، به آن کمپرسور دو مرحله ای می‌گویند.

کمپرسور بر اساس ساختار:

• کمپرسورهای نیمه باز: از نظر ساختاری شبیه به کمپرسورهای باز هستند و در صورت خرابی قابلیت تعمیر را دارند.
• کمپرسورهای رفت و برگشتی باز: در کمپرسورهای باز موتور و محفظه کمپرسور به صوت جدا از یک دیگر ساخته شده اند.
• کمپرسورهای بسته: کمپرسورهای بسته قابلیت تعمیر ندارند. در این کمپرسورها موتور و محفظه در کنار یک دیگر قرار گرفته اند، در واقع پرس شده اند.

کمپرسور بر اساس ظرفیت:

• کمپرسورهای کوچک با مقدار ظرفیت از ۳,۵ تا ۲۳ کیلو وات
• کمپرسورهای متوسط با مقدار ظرفیت از ۲۳ تا ۱۰۵ کیلو وات
• کمپرسورهای بزرگ با مقدار ظرفیت بالاتر از ۱۰۵ کیلو وات

نحوه عملکرد کمپرسور پیستونی

عملکرد یک کمپرسور رفت و برگشتی در سه مرحله دسته بندی می شود که این مراحل شامل موارد زیر می باشد.

عملیات مکش

با شروع حرکت میل لنگ، پیستون ها در داخل سیلندر شروع به حرکت کرده و به سمت پایین کشیده می شوند که همزمان با شروع این حرکت، شیر ورودی دستگاه باز می شود. این اتفاق در داخل محفظه سیلندر سبب ایجاد خلا و مکش هوا از شیر ورودی دستگاه می گردد.

عملیات فشرده سازی کمپرسورهای پیستونی

پس از اینکه حرکت پیستون کامل شد و به پایین ترین حد ممکن رسید، حرکت به سمت بالا را شروع می کند. در این حالت شیر ورود و خروج سیلندر بسته می باشد و حرکت پیستون سبب افزایش دما و فشار هوا می شود.

عملیات تخلیه

وقتی دما و فشار هوا به میزان تعیین شده برسد، شیر خروجی سیلندر باز شده، گاز با فشار بالا به بیرون تخلیه می شود. هنگامی که پیستون به انتهای مسیر سیلندر برسد سیکل حرکت تکمیل شده و مجدد به نقطۀ آغازین باز خواهد گشت.

به عبارت دیگر و ساده‌تر می‌توان اینگونه گفت:

کمپرسور باد پیستونی قدیمی‌ترین و رایج‌ترین نوع در بین انواع کمپرسورهای صنعتی است که از اصل جابه‌جایی برای افزایش فشار حجم محصور گاز یا هوا استفاده می‌کند. در یک کمپرسور پیستونی با سیستم سوپاپ (شیر) و دو دیسک سوپاپ از جنس استنلس استیل ضد زنگ، پیستون به سمت پایین حرکت می‌کند و هوا را داخل سیلندر می‌کشد. بزرگ‌ترین دیسک کمپرسور پیستونی به سمت پایین خم می‌شود تا امکان عبور هوا را فراهم کند.

هنگامی که پیستون به سمت بالا حرکت می‌کند، دیسک بزرگ مجدداً خم می‌شود تا در مقابل شیر قرار بگیرد. سپس هوای فشرده شده از طریق سوراخ موجود در سوپاپ فشار داده می‌شود و به فرایند نهایی می‌رسد. برخی از کمپرسورهای کوچک‌تر از یک سیلندر در یک جهت حرکت برای فشرده سازی هوا استفاده می‌کنند. این نوع روش فشرده سازی، هوا را به شکل ناهموار و ناصاف تولید می‌کند. این مسئله می‌تواند به دلیل از بین رفتن فشار در طول تولید هوا باشد.

قطعات کمپرسور پیستونی

یک کمپرسور پیستونی معمولی شامل میل لنگ، میلگرد اتصال و پیستون، سیلندر و سر شیر می‌باشد که کارکرد آن‌ها در کنار هم عمل فشرده سازی هوا را انجام می‌دهد. میل لنگ توسط موتور برقی یا موتور گازی هدایت می‌شود. سیلندرها اغلب در دو طرف مخالف میل لنگ قرار دارند. اگرچه مدل‌های کوچکی از کمپرسورهای پیستونی وجود دارند که فقط از پمپ و موتور تشکیل شده‌اند، اما اکثر کمپرسورها دارای مخزن هوا برای نگه داشتن مقدار هوا در محدوده فشار هستند. هوای فشرده شده در مخزن ابزارهای هوا را هدایت می‌کند، موتور روشن و خاموش می‌شود و می‌چرخد تا به طور خودکار فشار را در مخزن حفظ کند.

در بالای سیلندر، سر شیر وجود دارد که شیرهای ورودی و تخلیه را در خود نگه می‌دارد. هر دوی آن‌ها فلزی هستند؛ یکی در زیر و دیگری در بالای صفحه سوپاپ نصب شده است. زمانی که پیستون به سمت پایین حرکت می‌کند، بالای آن خلاء ایجاد می‌شود. این امر به هوای بیرون در جو اجازه می‌دهد تا با فشار شیر دریچه ورودی را باز کرده و ناحیه بالای پیستون را پر کند. با بالا رفتن پیستون، هوای بالای آن فشرده می‌شود، شیر ورودی را خاموش نگه می‌دارد و شیر تخلیه را باز می‌کند. هوا از درگاه تخلیه به سمت مخزن حرکت می‌کند. با هر ضربه، هوای بیشتری وارد مخزن می‌شود و فشار افزایش پیدا می‌کند.

بیشتر کمپرسورهای پیستون دارای شیر‌های خودکار هستند که بر اساس اختلاف فشار در دو طرف دیسک (صفحه) سوپاپ باز و بسته می‌شوند. برخی از کمپرسورهای بزرگ به لوله‌ی انتهایی پیستون، مهر و موم و قطعه‌ی میانی تهویه مجهز شده‌اند تا از انتقال روغن به محفظه‌ی تراکم جلوگیری کنند.

مزایا و معایب کمپرسور های پیستونی

• عمر بالا
• تنوع ظرفیت
• مصرف پایین
• کاربرد فراوان
• قیمت مناسب
• وفور تعمیر کاران متخصص
• معایب کمپرسورهای پیستونی

کمپرسور پیستونی چون نسبت به دیگر کمپرسورهای صنعتی قدیمی تر هستند، برخی از معایب و نقص‌های این نوع کمپرسورها عبارت‌اند از:

• صدای نسبتا زیاد
• کارایی و راندمان پایین
• هزینه های بالای نگهداری
• اشغال فضای زیاد و وزن بالا
• حساسیت نسبت به ورود مایعات
• روغن ریزی-روغن پاش شدن
• لرزش نسبتا زیاد در حین کار
• وجود مدل های بسیار بی کیفیت در بازار

کاربرد کمپرسور پیستونی

کمپرسورهای برگشت پذیر کاربردهای زیادی در صنعت دارند، از جمله می‌توان به کاربرد آن‌ها در پردازش گاز طبیعی، کارخانه‌های شیمیایی و پالایشگاه‌های نفت اشاره کرد. علاوه بر این، گازهای فشرده شده توسط کمپرسورهای پیستونی نقش مهمی در فناوری سردسازی و خنک کنندگی دارند، جایی که انبساط مجدد گاز پس از فشرده سازی، اثر خنک کنندگی مورد نیاز را تولید می‌کند.

از هوای فشرده شده توسط کمپرسورهای پیستونی در کاربردهای دیگری از جمله غواصی، دندان‌پزشکی، اتومبیل سازی و کشاورزی نیز استفاده می‌شود. ابزارهای پنوماتیک یا بادی (دارای نیروی هوا) مانند مته‌ها و اره برقی‌ها (پرداخت کننده‌های زاویه‌ای) که در ساختمان آن‌ها از کمپرسورهای پیستونی استفاده می‌شود، در صنعت از اهمیت بالایی برخوردار هستند زیرا به طور کلی سبک‌تر و ایمن‌تر از موتورهای برقی می‌باشند.

کمپرسورهای برگشت پذیر پیستونی به عنوان کمپرسورهای پر قدرت با بالاترین انرژی شناخته می‌شوند و در موارد بسیاری، به غیر از مواردی که به مقدار کمی فشار هوا نیاز دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرند. با این حال، این نوع کمپرسورها نسبت به سایر انواع کمپرسور، به تعمیر و نگهداری بیشتری نیاز دارند. بنابراین باید در کنار میزان انرژی این دستگاه، هزینه‌های نگهداری آن را نیز در نظر گرفت. مهمترین نکته در نگهداری کمپرسورهای پیستونی، جلوگیری از نشت روغن در بالای پیستون است، به این معنی که باید حلقه‌های پیستون مرتب تعویض شود.

توضیحات: الکتروموتور سه فاز موتوژن با دو سال گارانتی

متعلقات مربوطه: پرشر سوئیچ -سوپاپ اطمینان -شیر یکطرفه -گیج فشار