راهنمای کالا

معرفی کامل انواع کمپرسور و کاربرد هر یک از آنها

کارکنان و کارفرمایان در حوزه صنعت، با توجه به نوع صنعت و کسب‌وکار به یکی از انواع کمپرسور نیاز دارند. در این مقاله، کمپرسور، انواع و کارکرد آن به‌طور مفید و مختصر آورده شده است.

کمپرسور چیست؟

کمپرسورها دستگاه‌های مکانیکی هستند که برای افزایش فشار در انواع مایعات قابل فشار یا گازها استفاده می‌شوند که رایج‌ترین آن‌ها کمپرسور هوا است. کمپرسورها در کل صنعت برای فراهم کردن هوای محیط یا تجهیزات تأمین هوا مورداستفاده قرار می‌گیرند. از موارد کاربرد کمپرسورها می‌توان به ابزارهای هوا، رنگ‌پاش‌ها و تجهیزات انفجار ساینده، مبدل تغییر فاز یخچال برای تهویه مطبوع و سرد و خنک کردن؛ برای انتقال گاز از طریق خط لوله و غیره؛ مانند پمپ‌ها اشاره کرد. کمپرسورها به انواع گریز از مرکز (پویا یا جنبشی) و جابجایی مثبت تقسیم می‌شوند؛ اما در جایی که پمپ‌ها عمدتاً توسط انواع گریز از مرکز نشان داده می‌شوند، کمپرسورها بیشتر از نوع جابجایی مثبت هستند. آن‌ها ازنظر اندازه و سایز می‌توانند بسیار متنوع باشند، و از اندازه یک جعبه‌ابزار مخصوص پنچرگیری لاستیک‌ها تا ماشین‌های غول‌پیکر یا کمپرسور توربو موجود در سرویس خط لوله را در برگیرند. کمپرسورهای با جابجایی مثبت را در جاهایی مانند نوع پیستون و انواع چرخشی مانند ​​مارپیچ و پره چرخشی می‌توان بیشتر به انواع معکوس تبدیل کرد.

در این مقاله از هردو اصطلاح کمپرسورها و کمپرسورهای هوا برای صحبت بیشتر درباره کمپرسورهای هوا استفاده خواهیم کرد. در چند مورد تخصصی در مورد گازهای خاص‌تری که برای هرکدام از کمپرسورها استفاده می‌شود، صحبت خواهیم کرد.

بیشتر بخوانید: راهنمای تخصصی انتخاب کمپرسور مناسب برای کارکردهای مختلف

اجزای کمپرسور

مهم‌ترین اجزای کمپرسور شامل موارد زیر هستند.

  • مخزن (Air Receiver)
  • میکرو فیلتر (Micro Filter)
  • درایر جذبی (Adsorption Dryer)
  • درایر تبریدی یا خشک‌کن (Refrigeration Air Dryer)
  • تله آبگیر و روغن گیر
  • میکرو تراپ (Micro Trap)
  • واتر تراب (water trap)

عملکرد کمپرسور

کمپرسورها برای کاربردهای مختلف و در ابعاد متنوع ساخته می‌شوند و برحسب نوع عملکرد به انواع پیستونی، دوار و گریز از مرکز تقسیم می‌شوند. عملکرد کمپرسورها، به این صورت است که نیروی لازم برای مکیدن گاز سردکننده از اپراتور، متراکم کردن گاز و سپس فرستادن آن به کندانسور را فراهم می‌کنند که در آن گاز به مایع تبدیل می‌شود. کمپرسور حجم مشخصی از گاز را با توجه به میزان جا به جایی، از سمت راست فشار ضعیف به سمت فشارقوی مکیده و منتقل می‌کند. کمپرسور با ایجاد اختلاف فشار، جریان سردکننده را از یک بخش به سایر بخش‌های سیستم برقرار می‌کند.

انواع کمپرسور هوا

انواع کمپرسور هوا
انواع کمپرسور هوا

کمپرسورها ممکن است به چندین روش مختلف تقسیم شوند. معمولاً بر اساس روش عملکردی که برای تولید هوا یا گاز فشرده‌شده مورداستفاده قرار می‌گیرد، به انواع مختلف تقسیم می‌شوند. در بخش‌های زیر انواع کمپرسور رایج را تشریح و ارائه می‌کنیم.

1- کمپرسور پیستون

2- کمپرسور دیافراگم

3- کمپرسور پیچ مارپیچ یا اسکرو

4- کمپرسور کشویی یا ون

5- کمپرسور فرفره‌ای یا اسکرول

6- کمپرسور لوب دوار

7- کمپرسور گریز از مرکز

8- کمپرسور محوری

با توجه به ماهیت طراحی‌های کمپرسور، فروشگاه‌هایی برای بازسازی کمپرسورهای هوا نیز وجود دارد. احتمال دارد کمپرسورهای هوای بازپرداخت شده به‌عنوان گزینه‌ای به‌جای کمپرسور نو در دسترس باشند.

کمپرسورهای پیستون

کمپرسور پیستون
کمپرسور پیستون

کمپرسورهای پیستون یا کمپرسورهای برگشت‌پذیر، برای فشرده‌سازی بنزین درون یک سیلندر (سیلندر) به عمل متقابل یک یا چند پیستون تکیه می‌کنند، سپس آن را از طریق دریچه در مخازن گیرنده فشار بالا تخلیه می‌کنند. در بسیاری از موارد، مخزن و کمپرسور به‌عنوان یک واحد در یک قاب یا به‌اصطلاح پایه مشترک بسته‌بندی می‌شوند. کاربرد اصلی کمپرسورهای پیستون تأمین هوای فشرده‌شده به‌عنوان منبع انرژی است، اما اپراتورهای خط لوله می‌توانند از آن‌ها برای انتقال گاز طبیعی نیز استفاده کنند. این کمپرسورها معمولاً بر اساس فشار موردنیاز (psi) و سرعت جریان (scfm) انتخاب می‌شوند. یک سیستم معمولی هوای ارگانیک فشرده‌شده را در محدوده psi 90-110 فراهم می‌کند، و همچنین حجم آن در هر نقطه بین 30 تا 2500 دور در دقیقه است. سیستم‌های تهویه و تأمین هوای تجهیزات می‌تواند در یک واحد طراحی و تعبیه شود و یا می‌تواند برحسب نیاز در واحد کوچک‌تر که در طول تجهیزات واقع‌شده‌اند مستقر شوند.

برای دستیابی به فشارهای هوای بالاتر از آنچه توسط یک کمپرسور تک‌مرحله‌ای ایجاد می‌شود، می‌توان از واحدهای دومرحله‌ای استفاده کرد. هوای فشرده‌شده که وارد مرحله دوم می‌شود، به‌طورمعمول از قبل از طریق کانال خنک‌کننده داخلی عبور می‌کند، به‌این‌ترتیب مقداری از گرمای تولیدشده در چرخه مرحله اول از بین می‌رود.

حال که صحبت از گرما شد، بسیاری از کمپرسورهای پیستون طوری طراحی‌شده‌اند که در یک چرخه وظیفه کار می‌کنند، و نه به‌طور مداوم، این چرخه‌ها باعث می‌شوند گرمای تولیدشده در طول کار، در بسیاری از موارد، از طریق جریان هوا خنک شود.

کمپرسورهای پیستون به دو ‌صورت روغن‌کاری شده و بدون روغن در بازار موجودند. برای برخی از کاربردهایی که به بالاترین کیفیت هوا نیاز به روغن‌ دارند، باید از انواع خاصی از کمپرسور استفاده شود.

کمپرسورهای دیافراگم

کمپرسور دیافراگمی از یک طراحی متقابل تا حدودی خاص، از یک کنسانتره مونتاژ شده در موتور استفاده می‌کند. این نوع کمپرسور یک دیسک انعطاف‌پذیر را نوسان می‌کند که به‌طور متناوب حجم محفظه فشرده‌سازی را گسترش داده و منقبض می‌کند. تقریباً مانند پمپ دیافراگم، درایو توسط دیسک انعطاف‌پذیر از مایع فرآیند پلمپ می‌شود؛ بنابراین امکان تماس روغن با هر گاز وجود ندارد. کمپرسورهای دیافراگم ماشین‌هایی با ظرفیت نسبتاً کم هستند که در بسیاری از موارد آزمایشگاهی و پزشکی، یا در صورت نیاز به هوای بسیار تمیز کاربردهایی دارند.

کمپرسورهای مارپیچ یا اسکرو (Screw)

کمپرسور مارپیچ یا اسکرو (Screw)
کمپرسور مارپیچ یا اسکرو (Screw)

کمپرسورهای پیچ مارپیچ ماشین‌های کمپرسور دوار هستند که به دلیل ظرفیت کار، در چرخه 100٪ وظیفه شناخته می‌شوند، که این ویژگی آن‌ها را برای برنامه‌های دارای فرآیند مستمر، مانند ساخت‌وساز یا جاده‌سازی انتخاب مناسبی می‌کند. این دستگاه با استفاده از جا انداختن روتورهای چرخ‌دار نر و ماده، در انتهای درایو، گاز را به داخل خود می‌کشد، روتورها یک سلول تشکیل می‌دهند و دستگاه گاز را فشرده می‌کند و در ادامه فرآیند، گاز طول دستگاه را به‌صورت محوری طی می‌کند، و پس از آن دستگاه گاز فشرده‌شده را از طریق درگاه تخلیه در انتهای غیر درایو تخلیه می‌کند. عملکرد کمپرسور پیچ دوار به دلیل کاهش لرزش باعث می‌شود که از سایر کمپرسورهای مشابه آرام‌تر باشد. یکی دیگر از مزایای کمپرسور پیچ نسبت به انواع پیستون، هوای تخلیه بدون ضربان است. این تجهیزات می‌توانند روغن‌کاری شوند و یا برای ایجاد هوای بدون روغن طراحی شوند، که تقاضای خدمات بهینه و بدون نفت را برآورده سازند.

کمپرسورهای کشویی (Vane)

یک کمپرسور کشویی به یک سری ون‌ها که در یک روتور نصب‌شده است، متکی است و در امتداد دیواره داخلی یک حفره حرکت می‌کند. ون‌ها به‌محض چرخش از سمت مکش به سمت تخلیه حفره‌ خارج از مرکز، فضایی را که در گذشته پاک‌سازی می‌کردند، کم کرده و با فشار، گاز به دام افتاده در فضا را فشرده می‌کنند. ون‌ها روی یک غشای روغن که بر روی دیواره حفره خارج از مرکز تشکیل می‌شود، می‌چرخند. کمپرسورهای کشویی برای تأمین هوای بدون روغن طراحی نشده‌اند، اما آن‌ها قادر به تهیه هوای فشرده و عاری از ضربان هستند. آن‌ها همچنین به خاطر استفاده از بوشینگ به‌جای یاتاقان‌ها و سرعت نسبتاً کند کارکرد آن‌ها در مقایسه با کمپرسورهای اسکرو، از آلودگی محیط خود درامان‌اند. آن‌ها نسبتاً بی‌صدا، مطمئن و قادر به کار در چرخه کار 100٪ هستند. برخی منابع ادعا می‌کنند که کمپرسورهای پیچ در کاربرد کمپرسورهای هوا از کمپرسورهای کشویی تا حد زیادی پیشی گرفته‌اند و در بسیاری از کاربردهایی غیر از تأمین هوا در صنایع نفت و گاز و سایر صنایع فرآوری مورداستفاده قرار می‌گیرند.

کمپرسورهای فرفره‌ای (Scroll)

کمپرسورهای فرفره‌ای هوا از مارپیچ‌های ثابت و در مدار استفاده می‌کنند. این مارپیچ‌ها باعث کاهش حجم فضای بین آن‌ها می‌شوند؛ زیرا مارپیچ‌های مدار مسیر مارپیچ‌های ثابت را ردیابی می‌کنند. ورود گاز در لبه بیرونی فرفره‌ها رخ می‌دهد و تخلیه گاز فشرده در نزدیکی مرکز صورت می‌گیرد. ازآنجاکه تماسی میان فرفره‌ها ایجاد نمی‌شود، هیچ روغن روانکاری لازم نیست، این باعث می‌شود کمپرسور فرفره‌ای فاقد روغن باشد، بااین‌حال، چون در این نوع کمپرسور مانند طراحی‌های دیگر از روغن در از بین بردن حرارت فشرده‌سازی استفاده نمی‌شود، ظرفیت کمپرسورهای فرفره‌ای تا حدودی محدود است. آن‌ها اغلب در کمپرسورهای کم‌مصرف هوا و کمپرسورهای تهویه مطبوع خانگی استفاده می‌شوند.

کمپرسورهای لوب دوار

کمپرسورهای لوب دوار در انواع با فشار کم و با فشار بالا طراحی و ساخته می‌شوند و به‌طور مناسب‌تر به‌عنوان دمنده طبقه‌بندی می‌شوند.

کمپرسورهای گریز از مرکز

کمپرسور گریز از مرکز
کمپرسور گریز از مرکز

کمپرسورهای گریز از مرکز به پمپ‌های پرسرعت مانند پروانه‌ تکیه می‌کنند، به گازها سرعت بیشتری داده و فشار گاز را افزایش می‌دهند. آن‌ها به‌طور عمده در کاربردهای با حجم بالا مانند واحدهای سردخانه تجاری در محدوده 100+ اسب بخار و در تجهیزات کاری بزرگ دیده می‌شوند، و همچنین در تجهیزاتی که به‌اندازه 20000 اسب بخار می‌رسد و حجم آن‌ها به محدوده 200000 دور در دقیقه می‌رسد، کاربرد دارند. کمپرسورهای گریز از مرکز با پرتاب کردن گاز به بیرون توسط عملکرد یک پروانه چرخشی، سرعت گاز را افزایش می‌دهند و گاز در یک دور محفظه، جایی که سرعت آن کند می‌شود و فشار آن بالا می‌رود، گسترش می‌یابد.

کمپرسورهای گریز از مرکز نسبت‌های کمتری نسبت به کمپرسورهای جابجایی دارند، اما حجم زیادی از گاز را کنترل می‌کنند. بسیاری از کمپرسورهای گریز از مرکز از چندین مرحله برای بهبود نسبت فشرده‌سازی استفاده می‌کنند و گاز معمولاً از بین خنک‌کننده‌های داخلی بین مراحل عبور می‌کند.

کمپرسورهای محوری

کمپرسور محوری
کمپرسور محوری

کمپرسور محوری بیشترین حجم تخلیه هوا را دارند، این میزان از 8000 تا 13 میلیون دور در دقیقه در ماشین‌های صنعتی است. موتورهای جت از کمپرسورهایی از این نوع برای تولید حجم  وسیع‌تر استفاده می‌کنند. کمپرسورهای محوری بیش از کمپرسورهای گریز از مرکز، به دلیل نسبت فشرده‌سازی نسبتاً کم به سمت طرح‌های چندمرحله‌ای گرایش پیدا می‌کنند. همانند واحدهای گریز از مرکز، کمپرسورهای محوری با افزایش سرعت گاز ابتدا فشار را افزایش می‌دهند و سپس با عبور از تیغه‌های خمیده و ثابت، میزان گاز را کم می‌کنند و این باعث افزایش فشار آن می‌شود.

گزینه‌های توان و سوخت

کمپرسورهای هوا ممکن است به‌صورت الکتریکی تغذیه شوند، به‌عنوان‌مثال می‌توانند کمپرسور هوا 12 ولت DC یا کمپرسور هوا 24 ولت DC باشند. کمپرسورهایی نیز موجود هستند که در سطح ولتاژ AC استاندارد مانند 120 ولت، 220 ولت، یا 440V کار می‌کنند.

کمپرسورهای هوا یکی از گزینه‌های جایگزین سوخت هستند. آن‌ها با یک موتور که از منبع سوخت قابل‌ احتراق مانند بنزین یا سوخت دیزل تغذیه می‌کند، کار می‌کنند. معمولاً کمپرسورهای دارای قدرت الکتریکی در مواردی که از بین بردن دود اگزوز یا کار در تنظیماتی که نیازی به وجود سوخت‌های قابل اشتعال مدنظر نیست، مطلوب هستند. ملاحظات صدا و نویز نیز در انتخاب گزینه سوخت نقش دارند، زیرا کمپرسورهای هوای برقی سطح سروصدای صوتی کمتری نسبت به موتورهای همتای خود نشان می‌دهند.

علاوه بر این، برخی از کمپرسورهای هوا ممکن است ازنظر هیدرولیکی تغذیه شوند، این امر همچنین از استفاده از منابع سوخت قابل احتراق و مشکلات ناشی از گازهای خروجی جلوگیری می‌کند.

کاربرد کمپرسور

کمپرسورها کاربردهایی را در صنایع مختلف می‌یابند، همچنین در کاربردهایی که برای مصرف‌کنندگان روزمره آشنا هستند، رواج دارند، به‌عنوان‌مثال، کمپرسور هوای برقی قابل‌حمل 12V DC که اغلب در محفظه تجهیزات یا صندوق‌عقب اتومبیل حمل می‌شود، نمونه‌ای از نسخه ساده کمپرسور هوا است که در استفاده برای باد کردن لاستیک‌ها با فشار صحیح استفاده می‌شود.

برخی از کاربردهای متداول و صنایعی که از کمپرسورها استفاده می‌کنند موارد زیر را شامل می‌شود:

1- کمپرسورهای نصب‌شده در کامیون و خودرو

2- کاربردهای پزشکی و دندانپزشکی

3- فشرده‌سازی گاز آزمایشگاهی و ویژه

4- کاربرد‌های پردازش مواد غذایی و آشامیدنی

5- کاربرد‌های نفت و گاز

کمپرسورهای کامیون و وسایل نقلیه

استفاده از کمپرسورهای هوا در وسایل نقلیه و کاربردهای وسایل نقلیه معمولی شامل کمپرسورهای هوای برقی سوار بر کامیون، کمپرسورهای دیزل سوار بر کامیون یا سایر کمپرسورهای هوا سوار شده در وسیله نقلیه است. به‌عنوان‌مثال، سیستم‌های ترمز هوا در کامیون‌ها از هوای فشرده‌شده برای کار کردن استفاده می‌کند؛ بنابراین برای شارژ مجدد سیستم ترمز به یک کمپرسور هوا برای کارکرد درست سیستم نیاز دارد. وسایل نقلیه خدماتی ممکن است برای انجام توابع موردنیاز به کمپرسورهای هوای سیار نیاز داشته باشند. همچنین می‌توانند اجازه دهند که کمپرسور متحرک بوده و بتواند در صورت لزوم در مکان‌های مختلف کاری یا کارگاه‌ها به طور سیار مستقر شود، به‌عنوان‌مثال، کامیون‌های آتش‌نشانی ممکن است شامل کمپرسورهای هوا با تنفس سیار باشند. این‌ها قابلیت استفاده از پرکننده مخزن هوا را برای تکمیل مخازن هوای قابل‌تنفس برای آتش‌نشانان و اولین نجات‌یافتگان فراهم می‌کنند.

برنامه‌های پزشکی و دندانپزشکی

کمپرسورها در زمینه‌های پزشکی و دندانپزشکی نیز استفاده می‌کنند.

کمپرسورهای هوا دندانپزشکی منبعی از هوای تمیز و هوای فشرده برای کمک به عملکرد ابزار‌های دندانپزشکی است. همچنین به تقویت قدرت ابزارهای دندانی مانند مته‌ها و مسواک‌ها کمک می‌کند. انتخاب کمپرسور هوای مناسب دندان، نیاز به ملاحظات مختلفی ازجمله اسب بخار و فشار موردنیاز دارد.

استفاده از کمپرسور هوا پزشکی شامل تولید منبع هوای تنفسی است که مستقل از سایر گازهای ذخیره‌شده در سیلندرهای گازی است. این نوع کاربرد کمپرسور، می‌تواند به‌عنوان گزینه برای بیمارانی که ممکن است به مسمومیت اکسیژن حساس باشند، استفاده شود. کمپرسورهای هوائی تنفسی پزشکی ممکن است سیستم‌های قابل‌حمل یا ثابت در بیمارستان یا مرکز پزشکی باشند. سایر کاربردهای کمپرسور هوا پزشکی ممکن است شامل تأمین هوا برای تجهیزات تخصصی بیمار، مانند کاف‌های فشرده‌سازی باشد، که در آن هوای فشرده‌شده برای تأمین فشار بر اندام بیمار نیاز است تا از ایجاد مایعات در اندام‌ها ناشی از عملکرد ضعیف قلب جلوگیری کند.

فشرده‌سازی گاز آزمایشگاهی و تخصصی

کمپرسورهای هوا آزمایشگاهی و کمپرسورهای هوا برای سایر کاربردهای صنعتی خاص برای پردازش و تولید منابع گازهای تخصصی مانند هیدروژن، اکسیژن، آرگون، هلیوم، نیتروژن یا مخلوط‌های گازی (به‌عنوان‌مثال کمپرسورهای آمونیاک) یا دی‌اکسید کربن استفاده می‌شود. همچنین این تجهیزات ممکن است در صنایع غذایی و آشامیدنی مورداستفاده قرار گیرند. کمپرسورهای هلیوم گاز را به مخازن ذخیره‌سازی برای استفاده در مصارف آزمایشگاهی مانند تشخیص نشتی خوب تأمین می‌کنند، درحالی‌که سایر کمپرسورهای گازی مانند کمپرسورهای اکسیژن ممکن است نیاز به ذخیره مخازن اکسیژن برای استفاده در بیمارستان‌ها و مراکز پزشکی فراهم کنند.

برنامه‌های کاربردی پردازش مواد غذایی و آشامیدنی

کمپرسورهای هوای مواد غذایی نقش اساسی در صنایع غذایی و آشامیدنی دارند. با پیدا کردن کاربرد در کل چرخه تولید، از این کمپرسورها می‌توان برای تسهیل عملیات پردازش مانند مرتب‌سازی، تهیه، توزیع، بسته‌بندی و نگهداری استفاده کرد. علاوه بر این، هوای فشرده‌شده می‌تواند برای حفظ محیط بهداشتی لازم هنگام تولید محصولات مصرفی مورداستفاده قرار گیرد.

برنامه‌های کاربردی نفت و گاز

استفاده از کمپرسورها در صنعت نفت و گاز نیز رواج دارد. از کمپرسورهای گاز طبیعی برای تولید گاز طبیعی فشرده‌شده برای ذخیره‌سازی و حمل‌ونقل استفاده می‌شود. برخی از این عملیات فشرده‌سازی بنزین نیاز به استفاده از کمپرسورهای فشارقوی دارند، درحالی‌که فشار تخلیه ممکن است در هرجایی از 1000 تا 3000 psi و به بالا باشد. همچنین فشار تخلیه بسته به کاربرد، محدوده 10،000 – 60،000 psi نیز ممکن است.

دانلود فایل مقاله:

تگ ها
نمایش بیشتر

‫۲ نظرها

    1. سلام دوست عزیز
      در این مورد مقاله جداگانه ای وجود داره با عنوان راهنمای تخصصی انتخاب کمپرسور مناسب برای کارکردهای مختلف، می‌تونید مطالعه بفرمایید و امیدواریم مفید باشه.
      ممنون از نظر شما

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
بستن
بستن