کمپرسور

کُمپرِسورها یا فشارنده‌ها می‌توانند برای فشرده کردن گاز یا مایعات به کار رود. البته در حالت دوم به آن پمپ می‌گویند. در برخی دستگاه‌ها و ماشین‌آلات کمپرسورها وسایلی هستند که توسط آنها هوا فشرده شده و سپس به سمت قسمت احتراق فرستاده می‌شود.

کمپرسورها یکی دیگر از انواع تجهیزات متحرک دوار مورد استفاده در صنایع فرآیندی هستند.ازکمپرسورها برای فشرده کردن گازها استفاده می‌شود. در حقیقت کمپرسورها وسایلی هستند که با صرف انرﮊی مکانیکی فراوانی، گاز را با سرعت به درون خود مکیده و سپس آنرا فشرده می‌سازند. در اثر این عملیات، دمای گازی که فشرده می‌شود (فشار آن افزایش می‌یابد) نیز افزایش می‌یابد. معمولاً گاز پر فشار خروجی از کمپرسورها را از یک سیسنم خنک کننده عبور می‌دهند تا دمای گاز دوباره به حد معمولی باز گردد. انواع گوناگونی از کمپرسور وجود دارد که برای مصارف صنعتی و خانگی طراحی شده‌اند.بد نیست بدانید که حتی پمپ آکواریوم که برای وارد کردن هوا به آکواریوم ماهی‌ها استفاده می‌شود نیز یک نوع فشرده‌ساز (کمپرسور) است.

کمپرسورها به طور عمومی دارای دو نوع كمپرسورهاي ديناميكی و کمپرسورهای جابجایی ( Displacement compressors) هستند:

دو اصل اساسی ( Two basic principles )برای فشردگی هوا ( یا گاز ) وجود دارد، فشردگی دینامیک و اصل جابجایی. از جمله کمپرسورهای جابجایی شامل کمپرسورهای پیستونی و انواع متفاوت کمپرسورهای چرخشی می‌باشند . اینها از جمله رایج ترین کمپرسورها در بیشتر کشورها هستند .
به عنوان مثال در یک کمپرسور پیستونی، هوا وارد محفظه تراکم می‌شود ، که این محفظه از مجرای ورودی اش بسته می‌شود . سپس حجم کمپرسور کاهش می‌یابد و هوا متراکم می‌شود . وقتیکه فشار به اندازه فشار موجود در مانیفولد رسید، سوپاپ خروجی باز می‌شود و هوا در فشار ثابتی تحت کاهش مستمر حجم محفظه کمپرسور خارج می‌شود .
در کمپرسور دینامیکی، هوا وارد محفظه‌ای می‌شود که دارای پروانه تراکم ساز، سریعی است که با سرعت بالایی می‌چرخد . سپس گاز از طریق پخش کننده‌ها خارج می‌شود که در آن انرژی جنبشی به فشار استاتیک تبدیل می‌شود . کمپرسور‌های دینامیکی در دو نوع با جریان محوری و شعاعی موجود می‌باشند . همه آنها برای مقادیر جریانی که حجم زیادی دارند مناسب هستند .

کمپرسورهای دینامیکی خود به دو نوع جریان محوری و جریان شعاعی تقسیم می‏شوند:

از کمپرسورهای دینامیک در فشارهای با نرخ پایین و دبی‌های بالاتر استفاده می‏شود.

کمپرسورهای جابجایی مثبت خود دارای دو نوع دوار (Rotary) و رفت و برگشتی (Reciprocating) هستند و قدرت تراکم آنها نسبت به نوع دینامیک بیشتر است. البته دبی این کمپرسورها به مراتب کمتر از نوع دینامیک می‌باشد.

نیروی محرکه کمپرسورها بسته به قدرت آنها می‏تواند الکتروموتور(برقی) یا موتوردیزلی (Diesel Engine) باشد.

۲-۲ کمپرسور های دینامیک( Dynamic compressors )

۲-۲-۱ بررسی کلی کمپرسور های دینامیکی( Dynamic compressors in general )

کمپرسور های دینامیکی در دو طرح محوری و شعاعی موجودمی باشند . طرح های شعاعی غالباً کمپرسور های توربینی یا کمپرسورهای توربینی شعاعی نامیده می شوند و طرح های محوری غالباً کمپرسور های گریز از مرکز نامیده می شوند . برخلاف کمپرسورهای جابجایی که با جریان ثابت کار میکنند ، کمپرسور های دینامیکی با فشار ثابتی کار می کنند . عملکرد کمپرسور دینامیکی تحت تأثیر شرایط بیرونی قرار دارد ، از جمله ، ایجاد تغییری جزئی در فشار ورودی باعث تغییر ریادی در ظرفیت می شود.

۲-۲-۲ کمپرسورهای گریز از مرکز ( Centrifugal compressors )

کمپرسور گریز از مرکز تک مرحله‌ای

از جمله ویژگی‌های کمپرسور گریز از مرکز ، جریان رانش شعاعی آن است . هوا با استفاده از پره‌های شعاعی وارد مرکز پروانه دواری می‌شود و توسط نیروهای گریز از مرکز به سوی محیط پروانه دوار به بیرون پرتاب می‌شود . قبل از اینکه هوا به مرکز پروانه دوار بعدی رانده شود ، از یک پخش کنند و یک محفظه حلزونی عبور می‌کند ، که در این محفظه انرژی جنبشی به فشار تبدیل می‌شود.
نسبت فشار در هر مرحله توسط فشار نهایی کمپرسور تعیین می‌شود . همچنین بعد از هر پروانه دوار سرعت هوا بطور چشمگیری افزایش می‌یابد . دمای هوا در قسمت ورودی هر یک از مراحل نقش مهمی در مقتضیات توان کمپرسور دارد ، و به همین دلیل است که خنک کاری بین مراحل نیاز می‌شود . کمپرسور‌های گریز از مرکز با بیش از ۶ مرحله و فشاری تا ۲۵ بار غیر معمول نیستند. پروانه دوار می‌تواند دارای طرح باز و یا بسته باشد . طرح باز در کاربرد‌های هوا رایج تر است . پروانه دوار معمولاً از آلیاژ فولاد ضد زنگ و یا آلومینیوم ساخته می‌شود.سرعت این کمپرسور در مقایسه با کمپرسور‌های دیگر خیلی بالا است ، حدود۱۵۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰۰ دور بر دقیقه کاملاً رایج می‌باشد .
این ، بدین معنی است که به جای یاتاقان‌های ساچمه‌ای از یاتاقان‌های تخت در کمپرسور استفاده می‌شود . یاتاقانهای ساچمه‌ای در کمپرسورهای یک مرحله‌ای با نسبت فشار کم مورد استفاده قرار می‌گیرند . غالباً کمپرسور‌های چند مرحله‌ای دارای دو پروانه دوار هستند که بر روی هر دو انتهای محور گردان نصب شده‌اند که بارهای محوری تولید شده توسط اختلاف فشار را خنثی می‌کنند .پایین ترین میزان جریان حجمی در کمپرسور گریز از مرکز عمدتاً توسط جریان موجود در آخرین مرحله تعیین می‌شود. مقدار حد عملی l/s ۱۶۰ در مجرای خروجی از یک تجهیز افقی دو تکه ، غالباً قاعده کلی است .
هر کمپرسور گریز از مرکز باید بطور مناسبی آببندی شود تا میزان نشتی را در راستای محور گردنده که از میان محفظه کمپرسور عبور می‌کند را کاهش دهد . آببندهای مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرند و پیشرفته ترین آنها را می‌توان در کمپرسورهای پر سرعت که تاٌمین کننده فشارهای بالا می‌باشند ، یافت .رایج ترین انواع آببندهای چهارگانه شامل آببندهای لابیرینتی ، آببندها حلقوی (معمولاً آببندهای گرافیتی که خشک کار می‌کنند ، اما آببندهای مایع نیز به کار گرفته می‌شود) ، آببندهای مکانیکی و آببندهای هیدرواستاتیکی می‌باشد .

۲-۲-۳ کمپرسورهای محوری ( Axial compressors )

پویانمایی از یک کمپرسور محوری

یک کمپرسور محوری دارای جریان محوری است ، هوا یا گاز از میان ردیف هایی از پره های ثابت و متحرک در امتداد محور گردان کمپرسور عبور میکنند . بدین ترتیب سرعت هوا بتدریج همزمان با اینکه پره های ثابت انرژی جنبشی را به فشار تبدیل میکنند ، افزایش می یابد . پایین ترین میزان جریان حجمی در چنین کمپرسوری حدود ۱۵/s است . معمولاً یک استوانه متعادل کننده ای در کمپرسور تعبیه می شود ، تا نیروی فشار محوری را متعادل سازد . کمپرسور های محوری بطور کلی از کمپرسور های گریز از مرکز کوچکتر هستند و بطور معمول سرعت آنها ٪ ۲۵ بالاتر است و این کمپرسور ها برای میزان جریان حجمی بالا در فشار نسبتاً متوسط مورد استفاده قرار میگیرند . به استثنای کاربردهای توربین گازی ، نسبت فشار به ندرت بالاتر از ۶ است . جریان معمول تقریباً / s ۶۵ و فشار مؤثر تقربیا ۱۴ بار است .

• 

  کمپرسور گریز از مرکز سه مرحله ای

• 

  کمپرسور محوری

۲-۱-۱ کمپرسور های جابجایی بطور کلی ( Displacement compressors in general )

یک کمپرسور جابجایی دارای این خصوصیت است که حجم معینی از گاز یا هوا را محصور میکند و سپس با کاهش دادن منطقه حجم محصور شده ، فشار را افزایش می دهد .
یک پمپ دوچرخه ساده ترین نوع یک کمپرسور جابجایی است ،که در این نوع پمپ، هوا وارد سیلندر می‌شود و توسط پیستون متحرکی فشرده می‌شود. کمپرسور پیستونی دارای اصل عملکردی مشابهی است با یک پیستون، این کمپرسور دارای پیستونی است که در آن یک میله اتصال و یک میل لنگ چرخشی باعث عقب و جلو رفتن آن می‌شود . اگر برای فشردن هوا فقط یک طرف پیستون استفاده شود، پیستون یکطرفه نامیده می‌شود . اگر هر دو طرف بالا و پایین مورد استفاده قرار گیرد ، کمپرسور دو طرفه نامیده می‌شود . تفاوت بین فشار در قسمت ورودی و قسمت خروجی به عنوان اندازه‌ای از کار کمپرسور است. نسبت فشار، رابطه بین فشار مطلق در قسمتهای ورودی و خروجی است . بنابراین ماشینی که هوایی تحت فشار اتمسفر را تا 7 bar فشرده می‌سازد دارای کاری با نسبت فشار 1=8 / (7+1) است .

• 

  نمای کمپرسور پیستونی

• 

  جدول کمپرسور‌های متداول

نمودار کمپرسور برای کمپرسور‌های جابجایی The compressor diagram for displacement compressors

شکل 1:15 نمودار تئوریکی کمپرسور را نشان می‌دهد و شکل 1:16 نمودار واقعی کمپرسور پیستونی را نشان می‌دهد . حجم کورس پیستون برابر است با حجم استوانه‌ای که پیستون در مرحله کورس مکش از آن عبور می‌کند . ضریب مجاز حجمی منطقه‌ای است که باید به دلایل مکانیکی در نقطه عطف پیستون باقی بماند و همچنین شامل منطقه مورد نیاز سوپاپ‌ها نیز می‌شود . تفاوت بین حجم کورس پیستون و حجم مکش به انبساط هوایی بستگی دارد که قبل از اینکه مکش بتواند شروع شود در ضریب مجاز حجمی باقی می‌ماند . تفاوت بین نمودار تئوریکی p/V و نمودار واقعی به طرح عملی کمپرسور بستگی دارد، به عنوان مثال در یک کمپرسور پیستونی دریچه‌ها هیچگاه بطور کامل آببندی نمی‌شوند و همیشه نشت بین پیستون و دیوار و سیلندر وجود دارد . بعلاوه سوپاپ‌ها نمی‌توانند بدون تأخیر باز و بسته شوند، زیراکه این تأخیر وقتیکه گاز از میان کانالها عبور می‌کند باعث افت فشار می‌شوند . بنابر دلایل این طرح است، وقتیکه گاز به داخل سیلندر جاری می‌شود، گرما داده می‌شود .کار تراکم با تراکم هم دمایی به صورت زیر بیان می‌شود :
(W = P1 * V1 *1n (Pz / P1

• 

  جدول 1:15

• 

  جدول 1:16

این رابطه نشان می‌دهد که برای فشرده سازی هم دمایی ( بدون تبادل گرمایی با محیط ) نسبت به فشرده سازی هم دمایی کار بیشتری مورد نیاز است . در واقع کار لازم بین حد‌های ( K ≈ 1/3 – 1/4 ) نهفته‌است .

(W = K/K-1 *(Pz Vz -P1 V1 
(J)  کار تراکم= W
(Pa) فشار اولیه =P1 
(m3) حجم اولیه  = V1
(Pa) فشار نهایی  = Pz

۲-۱-۲ کمپرسور های پیستونی( Piston compressors )

کمپرسور پیستونی قدیمی ترین و متداولترین انواع کمپرسور است . این کمپرسور در شکل های دو طرفه یا یکطرفه موجود می باشند که قطعات آن ها روغنکاری شونده یا روغن کاری نشونده می باشند که به اشکال متفاوتی دارای تنوع تعداد سیلندر هستند . به استثنای کمپرسورهای واقعاً کوچک که دارای سیلندر های عمودی هستند ، شکل بندی V برای کمپرسور های کوچک رایج ترین است.
در کمپرسور های بزرگ دو طرفه ، شکل بندی نوع L با سیلندر عمودی فشار پایین و سیلندر افقی فشار بالا مزایای بسیار زیادی داشته و به همین علت است که این نوع طرح نسبت به طرح های دیگر رایج تر است .
کمپرسورهایی که روغنکاری می شوند بطور معمول با سیستم روغن کاری پاششی یا روغن کاری فشاری کار می کنند . بیشتر کمپرسور ها دارای سوپاپ های خودکار هستند . یک سوپاپ خودکار به هنگام بروز اختلافات فشار در دو سمت بشقابک سوپاپ باز و بسته می شود .

• 

  کمپرسور پیستونی

• 

  سیلندرها در کمپرسور پیستونی

• 

  کمپرسور پیستونی با کلگی تفلونی

• 

  سوپاپ کمپرسور پیستونی

۲-۱-۳ کمپرسورهای پیستونی روغنکاری نشونده ( Oil-free piston compressors )

محور موتور شش سیلندر کمپرسور رفت و برگشتی است که می تواند با دو ، چهار و شش سیلندر عمل کند.

کمپرسورهای پیستونی روغنکاری نشونده دارای رینگ های پیستونی از جنس پلی اتیلنی یا کربنی می باشند و یا اینکه دیواره پیستون و سیلندر آنها می تواند همانند کمپرسورهای مارپیچی شیاردار باشد . کمپرسورهای بزرگتر دارای یک یاتاقان متحرک و واشرهای درزگیری هستند که بر روی پین های انگشتی پیستون قرار دارند و دارای قطعه میانی تهویه کننده ای است که از انتقال روغن از محفظه کارتل روغن به محفظه تراکم ممانعت می کند . کمپرسورهای کوچک تر غالباً دارای یک کارتل روغن به همراه آببندی جهت افزایش عمر یاتاقان ها هست .

۲-۱-۴ کمپرسورهای دیافراگمی ( Diaphragm compressors )

کمپرسورهای دیافراگمی گروه دیگری را تشکیل می دهند . دیافراگم بطور مکانیکی یا هیدرولیکی به کار انداخته می شود .کمپرسور های دیفراگمی مکانیکی با جریان اندک و فشار پایین یا به عنوان پمپ های خلاء مورد استفاده قرار میگیرند . کمپرسور های دیافراگمی هیدرولیکی برای فشار بالا مورد استفاده قرار میگیرند .

۲-۱-۵ کمپرسور های مار پیچی ( Screw compressors )

اصول کلی کمپرسور جابجایی چرخشی با پیستون مار پیچی شکل ، در سالهای دهه ۱۹۳۰ توسعه یافت ، و این زمانی بود که یک کمپرسور چرخشی با ظرفیت بالا و جریانی ثابت در شرایط متفاوت ، مورد نیاز بود. اجزاء اصلی هوا ساز کمپرسور شامل روتورهای نر و مادگی می باشد ، که مادامیکه به طرف یکدیگر حرکت می کنند ، حجم بین آنها و محفظه کاهش می یابد . هر هوا ساز مارپیچ دارای نسبت فشار ثابتی است که به طول مارپیچ ، فاصله میان دنده های مارپیچ و شکل مجرای تخلیه آن بستگی دارد . برای بدست آوردن بهترین راندمان ، نسبت فشار باید با فشار کاری مورد نیاز تطبیق داده شود . کمپرسور مارپیچی دارای سوپاپ نبوده و هیچ نیروی مکانیکی ندارد که باعث عدم تعادل شود .این بدین معنی است که این نوع کمپرسور با ابعاد برونی کوچک میتواند با سرعت میله گردنده بالائی کارکند و جریان عظیمی را ترکیب نماید .یک نیروی محوری فعال که به اختلاف فشار بین ورودی و خروجی بستگی دارد بر یاتاقان ها وارد میگردد .مارپیچ ، که در اصل متقارن بود ، هم اکنون در طرح های مختلف به صورت اشکال حلزونی توسعه یافته است .

۲-۱-۵-۱ کمپرسورهای مارپیچی روغن کاری نشونده ( Oil-free screw compressors )

اولین کمپرسورهای مارپیچی دارای شکل متقارنی بودند و در محفظه فشارآنها از مایع استفاده نمیشد. به همین دلیل به آنها کمپرسورهای مارپیچی روغنکاری نشونده یا خشک می گفتند . در اواخر دهه ۱۹۶۰ کمپرسور مارپیچی روغنکاری نشونده سرعت بالائی بوجود آمد که دارای شکل مارپیچ نامتقارنی بود . این شکل جدید روتور بطور چشمگیری منجر به افزایش راندمان شد ، این افزایش کارائی به علت کاهش نشت در دستگاه بود . در کمپرسور های مارپیچی خشک از یک چرخ دنده بیرون ی استفاده می شود تا روتورهای چرخشی را که در جهت عکس یکدیگر حرکت می نمایند ، هماهنگ کند . از آنجائیکه روتورها نه با یکدیگر و نه با محفظه تراکم کمپرسور تماس پیدا می کنند بنابراین در محفظه تراکم نیازی به روغن کاری نیست در نتیجه هوای فشرده شده کاملاً عاری از روغن است . روتورها و محفظه با دقت بسیار زیادی ساخته می شوند 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 می شود . به همین دلیل است که کمپرسورهای مارپیچی روغنکاری نشونده را غالباً به صورت چندین مرحله ای می سازند.

۲-۱-۵-۲ کمپرسورهای مارپیچی مایع تزریقی ( Liquid injected screw compressors )

در این نوع کمپرسور تزریقی ، مایعی با هدف روغن کاری و خنک کاری به محفظه تراکم و غالباً به یاتاقان های کمپرسور تزریق می شود . نقش این مایع خنک کاری و روغن کاری کمپرسور و کاهش نشت برگشتی به قسمت ورودی هوا است .
امروزه ، روغن ، به دلیل خواص خوب روانسازی رایج ترین مایع مورد استفاده در روانکاری است . با توجه به این از مایعات دیگری نیز استفاده می شود ، از جمله آب . کمپرسورهای مارپیچ مایع تزریقی می توانند برای نسبت های فشار بالا ساخته شوند ، زیرا که با یک مرحله تراکم هوا فشاری معادل ۱۳ بار ایجاد مینماید .

• 

  کمپرسورهای دیافراگمی

• 

  کمپرسور های مار پیچی

• 

  کمپرسورهای مارپیچی روغن کاری شونده

• 

  کمپرسورهای مارپیچی روغن کاری نشونده

۲-۱-۶ کمپرسور دندانه دار ( Tooth compressor )

واحد هواساز در کمپرسور دندانه دار از دو روتور تشکیل می شود که در محفظه تراکم به طرف یکدیگر حرکت میکنند . فرایند فشرده سازی از سه مرحله مکش ، تراکم و رانش تشکیل می شود . در مرحله مکش ، هوا وارد محفظه تراکم میشود ، که با حرکت روتورها بتدریج کوچک و کوچکتر می گردد . خروجی هوا در مرحله تراکم به وسیله یکی از روتورها مسدود می باشد ، در حالیکه ورودی برای مکش هوای تازه در قسمت دیگر محفظه تراکم باز است.عمل تخلیه هنگامی صورت می گیرد که یکی از روتورها کانال را باز کند و بدین ترتیب هوای متراکم شده با نیروی زیادی به بیرون از محفظه تراکم فرستاده شود . مراحل مکش و رانش هوا در محفظه تراکم بصورت شعاعی صورت می پذیرند ، که این امکان را فراهم می آورد از طرح های ساده تر یاتاقان استفاده شود و همچنین ویژگی های پر کردن هوا را بهبود بخشد .هر دو این روتور ها از طریق چرخ دنده ای هماهنگ شده و بطور همزمان می چرخند . حداکثر نسبت فشاری که توسط کمپرسور دندانه دار روغنکاری نشونده بدست می آید ، ۵/۴ است . در نتیجه برای فشار های بالا تر چندین مرحله دیگر مورد نیاز است .

۲-۱-۷ کمپرسور فرفره‌ای ( Scroll compressor )

مکانیسم پمپ فرفره‌ای

این کمپرسور یکی از انواع کمپرسور‌های جابجایی مارپیچی روغنکاری نشونده‌است ، به عنوان مثال این کمپرسور با کاهش همواره حجم معینی از هوا آن را فشرده می‌سازد . واحد هوا ساز کمپرسور از یک حلزونی ثابت در قسمت محفظه و یک موتور که بصورت گریز از مرکز راه اندازی می‌شود و همچنین یک مارپیچ متحرک ، تشکیل شده‌است . حلزونی‌ها با اختلاف فاز ۱۸۰ درجه نصب می‌شود تا محفظه هوایی با حجم‌های متغیری را تشکیل دهند .این امر باعث می‌شود که قسمتهای تشکیل دهنده کمپرسور دارای تعادل شعاعی باشند ، میزان نشتی وقتیکه اختلاف فشار در محفظه‌های هوا کمتر از اختلاف فشار بین ورودی و خروجی باشد ، به حداقل می‌رسد .حلزونی متحرکت توسط میل لنگی به کار انداخته می‌شود که دارای کورس کوتاهی است و این مارپیچ بطور گریز از مرکز در حول مرکز حلزونی ثابت حرکت می‌کند . قسمت ورودی هوا در بالای محفظه تعبیه شده‌است . وقتیکه مارپیچ متحرک برخلاف عقربه‌های ساعت حرکت می‌کند ، هوا به داخل فرستاده می‌شود و در یکی از محفظه‌های هوا حبس و بطور متغیری به سمت مرکز فشرده می‌شود .در این قسمت دریچه خروجی و سوپاپ یکطرفه‌ای تعبیه شده‌است . دورة تراکم به ازاء هر ۵/۲ دور چرخش در حال اجراء است که در این دوره ، جریان هوا ثابت و بدون ضربه‌است . از آنجائیکه این فرایند عاری از هر گونه تغیرات گشتاور بوده ، تقریباً آرام و بدون لزرش است . بنابراین با کمپرسور پیستونی قابل مقایسه‌است .

۲-۱-۸ کمپرسور پره ای ( Vane compressor )

اصول کار کمپرسور پره ای همانند بسیاری از موتور های هوای فشرده دیگر است . پره ها معمولاً از آلیاژهای ریختگی مخصوص ساخته میشوند و بیشتر کمپرسور ها از نوع روغن روغنکاری شونده می باشند .یک روتور که دارای پره های متحرک شعاعی است به صورت خارج از مرکز در محفظه استاتور نصب می شود . وقتیکه روتور می چرحد ، پره ها به واسطه نیروی گریز از مرکز با دیواره های استاتور تماس برقرار می نماید وقتیکه فاصله بین روتور و استاتور افزایش می یابد ، هوا به داخل فرستاده می شود . هوا در محفظه های مختلف کمپرسور حبس شده و حجم این محفظه ها همزمان با چرخش کاهش می یابد . وقتیکه پره ها از مقابل مجرای خروجی می گذرند ، هوا تخلیه می شود.

• 

  کمپرسور اسکرو با روغن

• 

  کمپرسور اسکرو بدون روغن

• 

  کمپرسور اسکرو

• 

  کمپرسور دندهای

۲-۱-۹ کمپرسور حلقه روغنی ( Liquid-ring compressor )

کمپرسور حلقه روغنی یکی از انواع کمپرسورهای جابجایی است که دارای نسبت فشار درونی می باشد . روتور این کمپرسور دارای پره های ثابتی است که به صورت خارج از مرکز در یک محفظه قرار گرفته که بخشی ازآن با مایعی پر می شود . چرخ پره ،‌ مایع را به اطراف محفظه کمپرسور منتقل نموده و به واسطه نیروی گریز از مرکز حلقه ای از مایع در اطراف محفظه کمپرسور تشکیل می شود . از آنجائیکه محفظه کمپرسور بیضوی شکل است ، حلقه مایع به صورت خارج از مرکز در اطراف روتور قرار می گیرد . حجم بین چرخ پره بطور متناوب تغیر می کند . این کمپرسور معمولاً دارای دو محفظه تراکم متقارن رو به روی هم است تا بدین ترتیب از اعمال نیروهای شعاعی بر روی یاتاقان ها ممانعت به عمل آید .
فرایند خنک کاری در این کمپرسور بصورت مستقیم است و به تماس بین مایع و هوا بستگی دارد ، به این معنی است که افزایش درجه حرارت بر روی هوای تراکم یافته خیلی کم است . با این وجود ، اتلاف از طریق اصطکاک گرانروی مایع بین محفظه و تیغه ها بالا است . هوا توسط مایع کمپرسور اشباع می شود ، که بطور معمول آب است . گاهی اوقات به منظور جذب عنصر تشکیل دهنده معینی از گاز و یا حفاظت کردن کمپرسور در مقابل فرسودگی و خوردگی در مواقعی که گازهای تهاجمی تحت فشار قرار می گیرند ، می توان از مایعات دیگری نیز استفاده کرد .

۲-۱-۱۰دمنده ها ( Blowers )

یک دمنده ، به این علت که بدون تراکم سازی درونی کار می کند، کمپرسور جابجایی نیست . وقتی که محفظه تراکم در تماس با مجرای خروجی قرار می گیرد ، هوای فشرده از قسمت تراکم رهائی می یابد . وقتی که حجم اتاقک فشار با چرخش های پیوسته کاهش می یابد ، عمل تراکم صورت می پذیرد . بدین ترتیب ، تراکم در تقابل با فشار کاملاً مخالف صورت میگیرد و به همین دلیل بازدهی کمپرسور کاهش می یابد و سر و صدای زیادی تولید می شود .دور روتر هم شکل ، متقارن معمولی ، که برخلاف جهت یکدیگر در محفظه دارای انتهای مسطح می چرخند ، درمحفظه استوانه ای کار می کنند . روتور ها توسط چرخ دنده همزمان کننده ای به طور هم زمان با یکدیگر می چرخند . دمنده های معمولاً هوا روغنکاری نشونده می باشند . بازدهی پایین باعث می شود که آنها فقط در کاربردهای کم فشار و فشرده سازی تک مرحله ای مورد استفاده قرار گیرند ، حتی اگر دو یا سه مرحله ای آن در دسترس باشد . دمنده ها معمولاً به عنوان پمپ های خلاء و عوامل نیوماتیکی به کار گرفته می شوند .

• 

  برش کمپرسور فرفره ای

• 

  کمپرسور پره ای

• 

  کمپرسور حلقه روغنی

• 

  دمنده ها ( Blowers )

راندمان سیستم‌های کمپرسور

کمپرسورها بعد از پمپ‌ها، دومین تجهیزات مصرف کننده انرژی در صنایع مختلف می‌باشند (با مصرف ۱۶ درصد برق موتورهای صنعتی توسط کمپرسورهای هوا و ۷ درصد آن توسط کمپرسورهای سیستم‌های تبرید) و نیز دومین جایگاه در پتانسیل کاهش مصرف انرژی را نیز به خود اختصاص می‌دهند (به طور متوسط ۱۷٫۱ درصد) .

۲-۳ کمپرسور‌های دیگر ( Other compressors )

۲-۳-۱ پمپ‌های خلاء ( Vacuum pumps )

خلاء به معنی فشار پایین تر نسبت به فشار آتمسفر است . یک پمپ خلاء ، کمپرسوری است که در این دامنه فشار کار می‌کند از جمله ویژگی خاص پمپ خلاء این است که آنها با نسبت فشار خیلی بالا کار می‌کنند ، با این وجود ، علیرغم این موضوع ، کمپرسورهای متراکم کننده چند مرحله‌ای می‌توانند برای محدوده فشارهای ۱ بار تا ۱/ . بار مورد استفاده قرار گیرند .

۲-۳-۲ کمپرسورهای کمکی ( Booster compressors )

کمپرسور کمکی ، کمپرسوری است که هوای فشرده شده از قبل را تا فشار بالاتری متراکم می‌سازد . این کمپرسور برای جبران فشارهایی که در طول خطوط لوله‌های طویل افت کرده‌است مورد استفاده قرار می‌گیرد و یا در مواردی که به فشار‌های بالاتری در فرایند نیاز است ، استفاده می‌شود . تراکم ممکن است که یک یا چند مرحله‌ای باشد و کمپرسور نیز می‌تواند از نوع دینامیکی یا جابجایی باشد ، اما در این مواقع کمپرسورهای پیستونی رایج ترین هستند . توان مورد نیاز برای کمپرسور کمکی با افزایش نسبت فشار ، افزایش می‌یابد ،درحالیکه جرم در حال حرکت افت می‌نماید . منحنی مقتضیات توان که تابعی از فشار ورودی می‌باشد از نظر شکل کلی با منحنی پمپ خلاء مشابه‌است .

۲-۳-۳ تشدید کننده‌های فشار ( Pressure intensifiers )

تشدید کننده‌های فشار ، فشار را در سیال افزایش می‌دهند به عنوان مثال برای تست‌های آزمایشگاهی بر روی شیر ، لوله‌ها و شیلنگ‌ها . فشاری حدود ۷ بار را می‌توان با یک مرحله تا ۲۰۰ بار یا حتی تا فشار ۱۷۰۰ بار در تجهیزات چند مرحله‌ای افزایش داد . تشدید کننده فشار فقط برای جریان‌های خیلی کم موجود می‌باشند .وقتی که محفظه پر فشار از هوا پر می‌شود ، پیستون کم فشار بالا برده می‌شود . وقتی که سیال مولد فشار وارد محفظه می‌شود پیستون به طرف پایین رانده می‌شود ، و تحت فشار بالایی سیال را به بیرون می‌راند . تشدید کننده فشار می‌تواند در یک فرایند تناوبی تا دامنه سطح فشار از پیش تنظیم شده‌ای کار کند . تمامی گازهای خنثی می‌توانند به این طریق فشرده شوند . هوا را نیز می‌توان در یک تشدید کننده فشار متراکم ساخت ، اما باید کاملاً عاری از روغن باشد تا از احتراق خود به خود آن ممانعت شود .

• 

  دامنه کار پمپ‌های خلاء

• 

  توان کمپرسور تقویت کننده

• 

  تشدید کننده فشار یک مرحله‌ای

منبع

کتاب راهنمای هوای فشرده Compressed Air Manual Book
شماره نظام بین المللی شابک : 5-7689-04-964-978
نام پدیدآور : میثم چشمارو ؛ به سفارش موسسه مطالعات بین المللی اطلس کاسپین
در وب سایت کتابخانه ملی ایران میتوانید کتاب فوق را با این شماره شابک جستجو کنید

کتاب راهنمای هوای فشرده Compressed Air Manual Book
شماره نظام بین المللی شابک : 5-7689-04-964-978
نام پدیدآور : میثم چشمارو ؛ به سفارش موسسه مطالعات بین المللی اطلس کاسپین
در وب سایت کتابخانه ملی ایران میتوانید کتاب فوق را با این شماره شابک جستجو کنید

http://www.atlascaspian.asia

هوای فشرده
هزينه هاي توليد هواي فشرده