کمپرسور اسکرو تنها ماشینی است که هم در قعر معادن پرگرد و خاک و هم در بیمارستان کار میکند تا هوای فشرده را برای حفاری، حفظ اقلیم، هوای بیمارستانی و حتی تولید رب گوجه فرنگی تامین کند!
کمپرسور اسکرو تنها ماشینی است که هم در قعر معادن پرگرد و خاک و هم در بیمارستان کار میکند تا هوای فشرده را برای حفاری، حفظ اقلیم، هوای بیمارستانی و حتی تولید رب گوجه فرنگی تامین کند!
بدون شک کمپرسور اسکرو رگ خواب صنعت و معدن را در دست دارد. این کمپرسور هوای فشرده با فشار و دبی مناسب،‌با قیمت و خرابی کم تولید میکند. کمپرسور گریز از مرکز بسیار گرانتر و پرهزینه است و کمپرسور پیستونی جوابگوی حجم هوای مورد نیاز کارخانه و حفاری نیست.
مکانیسم کارکرد کمپرسور مارپیچی یا اسکرو
بدون شک کمپرسور اسکرو رگ خواب صنعت و معدن را در دست دارد. این کمپرسور هوای فشرده با فشار و دبی مناسب،‌با قیمت و خرابی کم تولید میکند. کمپرسور گریز از مرکز بسیار گرانتر و پرهزینه است و کمپرسور پیستونی جوابگوی حجم هوای مورد نیاز کارخانه و حفاری نیست.

از این لینک با جهان کمپرسور آشنا شدیم.

جهان کمپرسور: در میان انواع کمپرسور باد صنعتی، کمپرسور هوای فشرده اسکرو پرکاربردترین و شناخته‌شده‌ترین نوع کمپرسور هوای صنعتی معدنی است و این مقام بی‌جهت کسب نشده است. کمپرسور اسکرو در مقایسه با دیگر کمپرسور پرکاربرد روتاری، کمپرسور اسکرال، تنوع مدل‌های بسیار بیشتری دارد، دمای هوای فشرده خروجی پایینتر و المنت یا استیج هوای فشرده مقاوم‌تری دارد. اما تمایزی که یکی از این دو کمپرسور روتاری را بسیار فراگیرتر کرده است اینها نیست، کمپرسور اسکرو ظرفیت هوادهی یا دبی هوای فشرده خروجی بسیار بیشتری دارد. این برتری نسبت به کمپرسور پیستونی نیز محسوس است. مصارف عمومی صنعت و معدن مصارفی هستند که نیاز به فشار بسیار بالا (۵۰ تا ۱۰۰ بار) ندارند، از سوی دیگر در این کاربردها هوادهی هوای فشرده مداوم بسیار کلیدی‌ است؛ هر دوی این نکات عامل برتری کمپرسور اسکرو بر شناخته‌شده‌ترین کمپرسور رفت و برگشتی، کمپرسور پیستونی، در مصارف صنعتی و حفاری است. همچنین کمپرسور پیستونی به دلایل متعدد در طراحی، بازدهی و بهره‌وری ضعیف‌تری نسبت به کمپرسور اسکرو دارد. این‌ها همگی دلایلی هستند بر اهمیت شناخت بهتر کمپرسور هوای فشرده اسکرو.

کمپرسور هوای فشرده اسکرو، مزایا و محدودیت‌ها

🌀 در طراحی‌های رایج روتور نر روتور ماده را به حرکت درمی‌آورد و حفره‌های حاوی هوا با حرکت در امتداد روتورها به تدریج کوچک و کوچکتر میشود.

🌀 هوا هنگام عبور از ایرند کمپرسور اسکرو به سرعت داغ میشود.

🌀 انبساط حرارتی مهم است و ابعاد قطعات در حالت سرد و به هنگام دمای عملیاتی یکسان نیست.

کمپرسور هوای فشرده اسکرو یا کمپرسور اسکرو پیچی از زیرمجموعه‌های کمپرسورهای جابجایی مثبت یا جریان تناوبی و پرکاربردترین نوع دورانی می باشد. در مطلب پیش رو به معرفی و بررسی این کمپرسورها خواهیم پرداخت.

در سال ۱۹۳۰ نیاز به ساخت کمپرسوری با ظرفیت و فشار متوسط و قادر به کار پیوسته در حالت‌های مختلف احساس شد. این کمپرسورها فصل مشترک کمپرسور رفت و برگشتی و سانتریفیوژ بوده و بهترین عملکرد را نسبت به سایر کمپرسورها در این فصل مشترک دارند و بیشتر در سیستم‌های تبرید مورد استفاده قرار میگیرند. مزایای این دسته از کمپرسورها عبارتند از:

  • تعمیرات ساده
  • هزینه تعمیراتی پایین
  • طول عمر بالا
  • دارای قطعات کم
  • دارای نسبت فشار برای هر مرحله در حدود ۱۴ (Pressure ratio per stage)

و در عملکرد نیز در مقایسه با دیگر کمپرسورهای باد صنعتی دیگر دارای مزایای زیر می باشند:

  • توانایی هندل کردن گازهایی با ذرات پودری و جامد و یا قطرات سیال می باشد.
  • برای تزریق سیال جهت خنک‌کاری و شستشو مناسب می باشد.
  • Surge در آن بی معناست* (پی نوشت)
  • تغییر در جرم مولکولی، ترکیب گاز و تا حدودی Pressure ratio در ظرفیت اثری ندارد.

فشار، ظرفیت هوادهی و طراحی کمپرسور هوای فشرده اسکرو

کمپرسور اسکرو دیر پا به عرصه‌ها گذاشت

کمپرسور اسکرو که با دو روتور کار کند در سال ۱۹۳۵ و در سوئد ثبت اختراع شد. سازنده‌ی آن استاد کاری با نام آلف لیسهولم بود که روی توربین‌های بخار و گاز کار میکرد. اما این کمپرسور دهه‌ها طرفداری نداشت و تنها در دهه‌ی ۷۰ میلادی بود که فراگیر شد و بیشتر کاربردهای صنعتی را از آن خود کرد.

طراحی فشار خروجی این کمپرسورها از چند میلی بار تا ۴۰ بار و در ظرفیت‌ هوادهی هوای فشرده خروجی تا ۱۲۰۰ مترمکعب بر دقیقه بوده و از این نظر بعد از کمپرسورهای گریز از مرکز قرار دارد. در دو نوع خشک و روغنی طراحی و ساخته می شوند. از این کمپرسورها در ظرفیت‌های پایین برای سیستم تهویه مطبوع خودروها استفاده می‌شود. از بزرگترین معایب آنها صدای زیاد است که معمولا برای قسمت خروجی از یک کاهنده‌ی صدا استفاده می شود و کمپرسور را دراتاقک‌های عایق صوتی قرار می دهند.

برای مشاهده‌ی اولین کمپرسور هوا بایستی مقابل آینه بروید. ریه‌ی سالم انسان میتواند فشاری در حدود ۰/۰۲ تا ۰/۰۸ بار ایجاد کند. برای کارهای پیشرفته‌ی فلزکاری مناسب نبود، اما برای دمیدن به روی خاکستر و روشن کردن آتش کفایت میکرد.

دسته بندی کمپرسورهای جابجایی مثبت، اجکتور و دینامیکی و جانمایی کمپرسور اسکرو در این دسته بندی.

در سال ۱۹۶۰ کمپرسورهای با سرعت بسیار بالای بدون روغن (اویل فری) با پروفیل و شکل جدید روتور رونمایی شد. هرچند کمپرسورهای رفت و برگشتی از راندمان بالاتر و توان مصرفی پایین‌تری نسبت به این کمپرسورها برخوردار هستند ولی ابعاد کمپرسور اسکرو، برای دبی معینی از جریان گاز، کوچکتر بوده و به علت فقدان نیروهای بالانس نشده به فونداسیون سبک و فضای کمتری برای نصب نیاز دارند، از این رو هزینه نصب آنها کمتر می باشد. این دستگاه‌ها قادر هستند گازهای چسبناک (Sticky) و قابل پلیمریزاسیون را متراکم نمایند؛ اینگونه سیالات به دلیل وجود ذرات نرم باعث کاهش لقی روتورها و نشتی و افزایش راندمان حجمی کمپرسور می گردند. دراین تجهیزات بیشتر معایب سایر کمپرسورها مرتفع گردیده و کارآمدتر، سبک‌تر، ساده‌تر، دارای سرعتی نسبتا بالاتر و قابل اطمینان‌تر هستند؛ همچنین لرزش و نوسان جریان (Pulsation) کمتری نسبت به کمپرسورهای رفت و برگشتی دارند. به علت بالا بودن راندمان (حدود ۷۵تا۸۵ درصد) در بیشتر موارد بر کمپرسورهای گریز از مرکز ارجحیت داشته و عملکرد آنها وابستگی چندانی به جرم مولکولی گاز ندارد. این کمپرسورها از نظر اقتصادی نیز در محدوده توان مصرفی ۲۰۰-۱۵۰۰ اسب بخار از کمپرسورهای گریز از مرکز ارزانتر می باشند.

کمپرسور اسکرو روغنی

 

روغن، ستون فقرات جاری و موثر بر عملکرد کمپرسور اسکرو 

کمپرسور هوای فشرده اسکرو با توجه به حذف معایب کمپرسورهای رفت و برگشتی، دارای راندمان بالا هستند. در نوع روغنی این دستگاه‌ها امکان دستیابی به نسبت فشار ۸ وجود دارد که این میزان معمولا در کمپرسورهای رفت و برگشتی بسیار مشکل و دست‌نیافتنی می باشد. طول روتور این کمپرسورها حدود ۷۵ تا ۶۳۰ میلی‌متر بوده و میزان دبی بین ۰/۶ تا ۶۰۰ مترمکعب بر دقیقه می باشد. نسبت فشار خروجی به فشار ورودی (rp) در نوع خشک تا حدود ۴ و در نوع روغنی تا ۲۵ و نیز اختلاف بین فشار ورودی و خروجی بین ۱۵ تا ۵۰ بار می تواند باشد. سیستم آب‌بندی روتورها در دو طرف آنها قرار گرفته است و در مجموع چهار دسته سیستم آب‌بند در هر مرحله وجود دارد.

به سال ۱۸۶۰ و کشور سوئیس برویم. در جریان حفاری تونل مونت سنی در دل کوه‌های آلپ کارگران ابتدا و با دست روزانه ۲۳ متر پیشروی در حفر تونل داشتند. در سال ۱۸۶۲ از هوای فشرده برای به حرکت درآوردن مته‌ها استفاده شد و پروژه دو برابر سریعتر از زمان پیش‌بینی شده یعنی در ۱۴ سال به پایان رسید. تخمین اولیه ۲۸ سال بود.

آب بندی کمپرسور هوای فشرده اسکرو

🌀 در برخی از مدل‌های روتور کمپرسور اویل فری، روتورها توخالی ساخته میشود تا امکان جریان سیال خنک کننده در درون آن فراهم شود. همچنین ضخامت روکش‌های تفلون و دی سولفید مولیبدنوم به عوامل متعددی بستگی دارد.

معمولا از سه نوع آب‌بند در این تجهیزات استفاده می شود: لایبرنت (متناسب با سیال)، حلقه‌های فشارشکن و آب‌بند مکانیکی (که طبق استاندارد AP1619 طراحی می گردد). برای سیال نیتروژن یا سایر گازهای خنثی نوع لایبرنت و حلقه‌های فشارشکن توصیه می شود. محدوده دما و فشار برای این نوع آب‌بندی ۱۷۵ درجه سانتیگراد و ۱۰ بار می باشد. برای فشارهای بالای ۴۵ بار و دمای بالای ۱۷۵درجه سانتیگراد از آب‌بند مکانیکی یا سیال محافظ روغن استفاده می شود.

دامنه کاربرد کمپرسور اسکرو

این تجهیزات اساسا برای تولید هوا در صنایع لوازم خانگی، غذایی، دارویی، صنایع شیمیایی و پتروشیمی و سیستم‌های تهویه غیرصنعتی طراحی و ساخته شده اند و اغلب در سرویس سیالات مبرد، هوا و گازهای سوختی در صنایع کاربرد فراوان دارند. این کمپرسورها قادر به کار با سیالاتی مانند بخار خشک، گازها و مخلوط‌های چندفازی هستند.

پارامترهای زیر در میزان فشار و ظرفیت این کمپرسورها موثرند:
۱- طول روتور (فشار)
۲- قطر روتور (ظرفیت)
۳- زاویه پیچش لوب‌ها (فشار و ظرفیت)
۴- دور کمپرسور (ظرفیت)

افزایش دور در کمپرسورهای باد صنعتی مدل جابجایی مثبت فقط باعث افزایش ظرفیت شده و میزان تغییر فشار تابع افت فشار سیستم پایین می باشد. تعداد لوب‌های (گوشه ها یا دنده ها) روتور نر کمتر از روتور ماده می باشد.

اصول کارکرد کمپرسور اسکرو

کمپرسورهای حلزونی یا مارپیچی، که در این متن و در بازار از آنها با عنوان کمپرسور اسکرو پیچی یاد میشود، ابتدا فاصله‌ی میان کمپرسور سانتریفیوژ و کمپرسور پیستونی را پر میکردند، لیکن اینک دامنه وسیعی از فشارها و مقادیر جریان را پوشش میدهند. نام اصلی انگلیسی این تجهیزات کمپرسور روتاری (پیچشی) اسکرو (مارپیچی) است. این ماشین آلات از پانصد میلیون تومان تا پنجاه میلیارد تومان قیمت دارد.

کمپرسور حلزونی بزرگ از نظر ظرفیت هوادهی وارد محدوده سانتریفیوژها شده و تا چهل هزار سی اف ام گاز را جابجا میکند؛ نوع کوچکتر این ماشین‌ها به ویژه از مدل روغنی در تهویه مطبوع خودرو (سیکل تبرید) که از نظر حجمی کاملا در محدوده رفت و برگشتنی یا پیستونی است قرار میگیرد.

در میان کمپرسورهای اویل فری و روغنی،‌ لقی کدامیک بیشتر است؟

پاسخ بستگی دارد. سوال جالبی است و پاسخ آن به زمان اندازه‌گیری لقی بستگی دارد. در دمای اتاق و مطابق با جدولی که در بالا آمده فاصله‌ی روتورهای بدون روغن از فاصله‌ی روتورهای روغنی بیشتر است. در مقایسه‌ی دمای اتاق با دمای عملیاتی کمپرسور پدیده‌ای به نام انبساط حرارتی تفاوت را ایجاد میکند.

کمپرسور اسکرو روغنی تغییر شکل حرارتی کمی را در حین کار تجربه میکند. دمای عملیاتی کمپرسور روغنی حتی در مدلهای فشار قوی ماکسیمم ۵۰ درجه سانتیگراد افزایش دارد و فاصله‌ی میان دو روتور را میتوان در محدوده‌ی ۳۰ میکرومتر یا کمتر حفظ نمود. اما دمای تخلیه در کمپرسور بدون روغن به ۱۸۰ تا ۳۰۰ درجه سانتیگراد میرسد که منجر به انبساط حرارتی قابل توجه روتورها و همچنین سیلندر میشود.

طراحی این کمپرسورها در اینجا پیچیده میشود. روتور سرد با لقی یا فاصله‌ی بیشتری طراحی میشود و به هنگامی که کمپرسور زیر بار میرود و به دمای عملیاتی خود میرسد قطعا منبسط شده و فاصله‌ی بهینه شکل خواهد گرفت. با انبساط حرارتی هر دو روتور و سیلندر این فاصله به حداقل کاهش یافته و پروفایل عملکرد کمپرسور و هدررفت هوای فشرده بهینه‌سازی میشود.

فاصله‌ی روتورهای کمپرسور بدون روغن در حالت سرد و حالت عملیاتی حدود ۵۰ درصد تفاوت داشته و کمتر میشود و در صورتی که از ابتدا فاصله‌ی آنها کم می‌بود در نتیجه‌ی انبساط حرارتی برخورد و قفل‌شدگی رخ میداد…

کلیک کنید تا بیشتر بخوانید

سیکل کارکرد با عمل مکش، تراکم و تخلیه کامل میگردد. نیروی محرکه توسط روتور نر به روتور ماده اعمال میشود. با درگیر شدن روتور نر و ماده مقداری گاز از دریچه ورودی وارد فضای مابین زبانه روتور نر و فرورفتگی روتور ماده شده و ادامه دوران روتور موجب جریان گاز و متراکم شدن آن در طول روتور به طرف خروجی میگردد و در حالی که با حرکت به جلو از حجم گاز کاسته شده و به فشار آن افزوده میشود.

نهایتا گاز از شیار روتور خارج شده و لحظه ای که دریچه خروجی مقابل شیار حامل گاز قرار میگیرد وارد سیستم میشود،

با ادامه دوران مقدار دیگری از گاز در قسمت مکش در فضای مابین فاق و زبانه روتور نر و ماده حبس شده و به طور مشابه به طرف خروجی حرکت و متراکم شده، توام با کاهش حجم و نهایتا تخلیه میشود. این عمل در یک دور کامل به تعداد فضاهای مابین و جفت لپها تکرار میشود.

محل دریچه‌های ورودی و خروجی با توجه به نسبت فشار مورد نیاز سیستم به طور فیزیکی انتخاب و تعیین میشود. همچنین زاویه مارپیچ در مقدار نسبت فشار موثر است.

برای بالا بردن راندمان، به حداقل رساندن لقی مابین روتورها و نیز مابین روتورها و پوسته اهمیت دارد. لقی در کلام برخی از مهندسان آشنا با ادبیات انگلیسی کلیرانس بیان میشود.

در این کمپرسور باد صنعتی فضای مرده و یا حجم انبساط همانند رفت و برگشتی، کمپرسور پیستونی، وجود ندارد و راندمان حجمی تابع لغزش روتور خواهد بود. لغزش روتور عبارت از نشت گاز از ناحیه فشار بالا به سمت فشار پایین است که ظرفیت بالقوه‌ی کمپرسور را میکاهد. به این نشت گاز گاه هدررفت جریان برگشتی نیز گفته میشود. این هدررفت تابعی از عوامل زیر است:

  • سطح مقطع کل لقی‌های میان روتورها با پوسته
  • دانسیته‌ی گاز مورد نظر
  • نسبت تراکم (عملکرد)
  • سرعت محیطی روتور
  • نسبت حجم‌های طراحی شده

میزان این نشت و راندمان حجمی در نوع روغنی و خشک متفاوت بوده و منجر به ملاحظاتی در انتخاب دور نیز میشود.

در کمپرسور هوای فشرده اسکرو پیچی دومرحله ای، خروجی از مرحله‌ی اول وارد مرحله‌ی دوم میشود که عملکردی مشابه با مرحله‌ی اول دارد. در شرایط معینی این عمل قدرت مصرفی را کاسته و راندمان را بالا میبرد.

در شکل زیر چهار دیاگرام A-B-C-D را مشاهده میکنید که دیاگرام A نشاندهنده‌ی کمپرسور با نسبت فشار پایین بوده و دیاگرام ‌B کمپرسوری با نسبت فشار بالا را نمایش میدهد. در دیاگرام C نسبت فشار کمپرسور کمتر از نسبت فشار مورد نیاز سیستم بوده و بنابراین در قسمت خروجی با یک جریان برگشتی مواجه خواهیم شد که خود موجب افت انرژی میگردد. در دیاگرام D برعکس، نسبت تراکم کمپرسور بیشتر از فشار موردنیاز سیستم بوده و در این حالت نیز با افت انرژی روبرو خواهیم بود.

باورهای اشتباه و افسانه‌ها در مورد کمپرسور اسکرو

در طول سالیان با تصورهای نادرست زیادی در مورد کمپرسور اسکرو و سیستمهای هوای فشرده مواجه بوده ایم. برخی از این باورها ریشه در واقعیت داشته و برخی کاملا به خطا میروند. توجه داشته باشید باورهای غلط در صورتی که به عمل یا بی عملی غلط ختم شود عملکرد کمپرسور را کاسته و ایجاد خطر خواهد کرد.

کمپرسور هوا کارخانه مواد غذایی را کار می اندازد.
اگر هوای فشرده با محصول غذایی شما تماس مستقیم دارد حتما از کمپرسور اویل فری استفاده کنید. بسته‌بندی و جابجایی مواد نیازمند کمپرسور اویل فری نیست.

باور اشتباه ۱: فقط فشار مهم است.

فشار که با واحدهای PSI و بار اعلام میشود مهم است ولی همه‌ی داستان نیست. هر کاربرد صنعتی به دو پارامتر فشار کافی و دبی یا جریان هوای فشرده‌ی مناسب نیازمند است. اگر فشار زیاد و دبی ناکافی باشند عملکرد سیستم تضعیف میشود. از سوی دیگر فشار بیش از حد باعث آسیب به تجهیزات بوده و تعادل میان فشار و هوادهی کمپرسور حائز اهمیت است.

باور اشتباه ۲: برای کار در بار جزئی حتما باید از درایو دور متغیر یا VSD استفاده کنید.

درایو دور متغیر مصرف انرژی در بارهای متغیر را شدیدا کاهش میدهد، ولی لزوما همیشه بهترین آپشن و انتخاب نیست. کمپرسور VSD به گرما، رطوبت و آلودگی محیطی حساستر بوده و در برخی محیطهای صنعتی عملکرد ناپایداری ارائه میدهد.

باور اشتباه ۳: از هوای فشرده برای تجهیزات تنفسی استفاده کنید.

خدای من! آخه این چه کاریه؟ استفاده‌ی مستقیم از هوای فشرده برای ماسک و تجهیزات تنفسی خطرناک است. آلودگی‌های محیطی همچون مونوکسیدکربن در هوای فشرده وجود داشته و فرآیند فشرده‌سازی غلظت آنها را بالاتر هم برده است. برای کاربردهای تنفسی از سیستم‌های تصفیه‌ی تخصصی استفاده کنید.

 

عاقلانه نیست از هوای فشرده برای هوای تنفسی بهره ببرید. 

باور اشتباه ۴: قطعات افترمارکت فرق خاصی با قطعات OEM و اصلی ندارد.

راستش چنین باوری در جامعه و بازار وجود ندارد و بدیهی است که قطعه اصلی بهتر است. کمپرسور به صورت سیستمی یکپارچه طراحی شده و حتی تغییرات کوچک در قطعات راندمان را کاهش داده، عمر دستگاه را کم کرده و مصرف انرژی را افزایش میدهد. مشابه با بسیاری از ماشین‌های دیگر استفاده از قطعات اصلی مترادف با حفظ گارانتی شماست.

باور اشتباه ۵: قرار دادن کمپرسور در کنار تجهیزات دیگر اوکی است.

قرارگیری کمپرسور در کنار سایر تجهیزاتی چون سیستمهای تهویه و چیلر باعث افزایش دمای محیط، ایجاد رطوبت و مشکلات عملکردی خواهد شد. بهترین تصمیم تفکیک فضاهای این ماشین آلات است.

 

اتاق تجهیزات HVAC شلوغی که پر از چیلرها و بویلرهاست جای مناسبی برای نصب کمپرسور هوا نیست. گرمای تولیدی آن ماشین آلات به کمپرسور و عملکرد آن آسیب میزند. 

باور اشتباه ۶: در تمام صنایع غذایی باید از کمپرسور بدون روغن استفاده کنید.

خیر، اینطور نیست. هوای بدون روغن فقط هنگامی الزامی است که هوا مستقیم با مواد غذایی تماس داشته باشد. در بسیاری از کاربردهای دیگر همچون بسته‌بندی و جابجایی مواد کمپرسور روغنی، در صورتی که از استانداردهای مناسب تبعیت کند، گزینه بهتری است.

باور اشتباه ۷: همیشه به کمپرسور اسکرو نیاز دارید!

این باور اشتباه از کجا آمد؟ مثلا در حال حمام کردن به کمپرسور اسکرو نیاز داریم؟ با وجود مزایای کمپرسورهای اسکرو، این ماشین آلات تنها انتخاب و بهترین نیستند: برای کارگاه‌های کوچک کمپرسور پیستونی مقرون به صرفه‌تر و برای هوادهی بسیار بالا کمپرسورهای سانتریفیوژ و توربوکمپرسورها انتخاب درست هستند.

 

به میخکوب فشار کافی نمیرسد؟ چاره در افزایش فشار کمپرسور نیست. 

باور اشتباه ۸: اگر در نقطه‌ی مصرف با افت فشار مواجهید، خب فشار کمپرسور را افزایش دهید.

افزایش فشار همیشه راه حل نیست. رابطه‌ی معکوسی میان فشار و دبی وجود دارد که در صورت افزایش فشار با کاهش جریان هوادهی هوای فشرده روبرو خواهید شد. همچنین فشار بیشتر باعث افزایش نشتی و تضعیف عملکرد کمپرسور خواهد بود. گاهی عکس آنچه شهودی صحیح میدانید عمل بهینه است و کاهش فشار میتواند باعث افزایش هوادهی و جریان هوای فشرده و رسیدن به هوای بیشتر برای تجهیزات مصرف کننده‌ باشد.

کمپرسور بدون روغن یا کمپرسور اویل فری

روغن در داخل محفظه تراکم کمپرسور روغنی سه نقش مهم دارد: روان کاری، پاک سازی و خنک کنندگی. سه مکانیسم گفته شده بر افزایش بهره‌وری کمپرسور تاثیرگذار هستند و در کمپرسور اویل فری باید چاره‌ای اندیشید تا افت بهره‌وری مذکور جبران شود. راهکار را شرکت‌های سازنده کمپرسور باد صنعتی در دو تغییر دیده اند:

کاهش کلیرانس روتورها با دیواره محفظه تراکم

کلیرانس یا فاصله روتورها با دیواره‌ی سیلندر هر چه بیشتر باشد شاهد فرار هوای فشرده بیشتری به صورت جریان برگشتی خواهیم بود. این مسئله در کمپرسور هوای فشرده اسکرو اویل اینجکت نیز رخ میدهد اما به دلیل تزریق روغن و همچنین بهره‌وری کافی قابل صرفه نظر کردن است. این قضیه در مورد کمپرسور هوای فشرده اسکرو اویل فری صادق نیست و ضروری است از هر طریق ممکن از کاهش بهره‌وری کمپرسورهای باد صنعتی جلوگیری شود.

کاهش کلیرانس در کمپرسور اسکرو چاره‌ی کافی برای پر کردن جای خالی روغن نیست. کمپرسور اسکرو اویل فری پدیده‌ای در مهندسی است که بر تمامی نقاط اعصاب مغز شما فشار خواهد آورد.

هرکدام از این مسائل راه چاره‌ای دارد. برای مثال در کمپرسور اسکرو روغنی انتقال حرکت از روتور محرک به روتور متحرک یعنی از روتور نر به روتور ماده با کمک روغن کمپرسور و به سهولت رخ میدهد. در غیاب روغن سازندگان کمپرسور هوا از دنده‌های هماهنگ‌کننده که در خارج از المنت کمپرسور سوار میشود برای تنظیم حرکت این دو روتور بهره میبرند.

دنده‌های فوق راه حلی برای یکی از مشکلاتی است که نبود روغن کمپرسور ایجاد میکند. اما راهکار باقی مشکلات و مسائل پیش آمده لزوما به این سادگی نیست. گاهی راهکار یکی از مسائل، مشکلی دیگر را بدتر میکند.

غیاب روغن یعنی غیاب فیلم روغنی که بهره‌وری کمپرسور اسکرو را به شدت ارتقا میدهد. فیلم روغن وظیفه‌ی کاهش کلیرانس و فواصل کوچک داخل محفظه را دارد و این کاهش منجر به همان بهبود بهره‌وری است. پس کلیرانس را به طور فیزیکی کمتر کنیم!

جای خالی روغن کمپرسور چطور پر میشود؟

معایب کمپرسور هوای فشرده اسکرو اویل فری

در کمپرسور باد صنعتی فوق به دلیل فقدان روغن و عدم خنک کاری دمای سیال قابل تراکم در حین عملیات فشار بالا رفته و بالطبع با توجه به نوع گاز نسبت فشار تقریبا حدود ۳:۱ خواهد شد که این افزایش دمای گاز، احتمال پیچیدگی پوسته و همچنین تماس روتورها با یکدیگر و پوسته را می تواند در پی داشته باشد. لذا مقادیر لقی بین قطعات بایستی به نحو متناسب پیش بینی شود. این کمپرسورها معمولا توانایی تولید فشار بالا را نداشته و برای تامین فشار زیاد (بالاتر از ۱۰ بار و ۶۰ مترمکعب) از نوع چندمرحله ای آن استفاده می شود. از دیگر معایب این تجهیزات راندمان کمتر آنها نسبت به نوع روغنی بوده و به آب‌بندی مناسبی به منظور جلوگیری از نشتی در آنها مورد نیاز است. هزینه‌ی تهیه‌ی یک کمپرسور بدون روغن (به دلیل عملکرد در سرعت بالا) تقریبا دو برابر هم اندازه‌ی خود از نوع روغنی خواهد بود ولی نیازی به جداکننده‌ی روغن از گاز پروسس ندارند. ورودی سیال باید به گونه‌ای در نظر گرفته شود که احتمال وارد شدن ذرات و گرد و خاک به داخل دستگاه به حداقل برسد. بنابراین وجود یک سیستم ذرات‌گیری از سیال ورودی بسیار الزامی می باشد. از محدودیت‌ این کمپرسورها، فشار خروجی کمتر نسبت به اویل اینجکت (روغنی)‌ است.

مزایای کمپرسور هوای فشرده اسکرو اویل فری

به خاطر عدم وجود روغن در سیال خروجی، این دستگاه‌ها جذابیت بیشتری برای صنایع خاص دارد و می توان با استفاده از پکیج‌های چندمرحله‌ای (Multi-stage) تولید فشار را در این نوع کمپرسورها افزایش داد.

  • منبع خبر : jahancompressor.com