کمپرسور(compressor)

کمپرسور وسیله ای مکانیکی است که فشار گاز را با کاهش حجم آن افزایش می دهد. کمپرسور هوا نوع خاصی از کمپرسور گاز است.

کمپرسورها مشابه پمپ ها هستند:

هر دو فشار وارد شده بر یک سیال را افزایش می دهند و هر دو می توانند سیال را از طریق یک لوله منتقل کنند. از آنجا که گازها قابل فشار هستند ، کمپرسور همچنین حجم گاز را کاهش می دهد. مایعات نسبتاً غیرقابل انعطاف هستند. در حالی که برخی می توانند فشرده شوند ، عملکرد اصلی پمپ فشار و انتقال مایعات است. بسیاری از کمپرسورها را می توان مرحله بندی کرد ، به این معنی که مایع چندین بار در مراحل یا مراحل فشرده می شود تا فشار تخلیه افزایش یابد. غالباً ، مرحله دوم از نظر جسمی کوچکتر از مرحله اولیه است تا بتواند گاز فشرده شده موجود را بدون کاهش فشار آن در خود جای دهد.هر مرحله بیشتر گاز را فشرده می کند و فشار و همچنین دما را افزایش می دهد (اگر از خنک کننده بین مراحل استفاده نشود).

انواع اصلی و مهم کمپرسورهای گازی در زیر نشان داده شده و مورد بحث قرار گرفته است:

1) کمپرسورهای اسکرو روغنی روتاری (Rotary screw compressors):

از دو پیچ حلزونی با چرخش مثبت چرخشی استفاده کنید تا گاز را به فضای کوچکتر منتقل کنید.اینها معمولاً برای کار مداوم در کاربردهای تجاری و صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند و ممکن است ثابت یا قابل حمل باشند.
کاربرد آنها می تواند از 3 اسب بخار (2.2 کیلووات) تا بیش از 1200 اسب بخار (890 کیلووات) و از فشار کم تا فشار متوسط ​​(> 1200 psi یا 8.3 MPa) باشد.
طبقه بندی کمپرسورهای پیچ دوار بر اساس مراحل ، روش های خنک کننده و انواع درایوها در سایر موارد متفاوت است. کمپرسورهای پیچ روتاری بصورت تجاری در نوع Oil Flooded ، Water Flooded و Dry تولید می شوند.
کارایی کمپرسورهای دوار به خشک کن هوا بستگی دارد ، [نیاز به توضیحات لازم است] و انتخاب خشک کن هوا همیشه 1.5 برابر تحویل حجمی کمپرسور است.
طرح هایی با یک پیچ یا سه پیچ به جای دو وجود دارد.
کمپرسورهای اسکرو اجزای متحرک کمتری دارند ، ظرفیت بزرگتر ، لرزش و افزایش بیش از حد آنها ، می توانند با سرعت متغیر کار کنند و به طور معمول بازده بالاتری دارند.
اندازه های کوچک یا سرعت پایین روتور به دلیل نشت ذاتی ناشی از فاصله بین حفره های فشرده سازی یا پیچ ها و محفظه کمپرسور عملی نیست.آنها برای جلوگیری از اتلاف زیاد نشت به تحمل ماشینکاری خوب بستگی دارند و در صورت عدم کارکرد نادرست یا سرویس نامناسب ، مستعد آسیب هستند.

2) کمپرسورهای پره ای روغنی روتاری(Rotary vane compressors):

شامل یک روتور با تعدادی تیغه است که در شکافهای شعاعی در روتور قرار داده شده است. روتور در یک محفظه بزرگتر که به صورت دایره یا شکل پیچیده تر است ، جابجا می شود. با چرخش روتور ، تیغه ها به داخل شکاف ها می روند و با دیواره خارجی محفظه تماس می گیرند. بنابراین ، یک سری حجم کم و زیاد توسط تیغه های چرخان ایجاد می شود. کمپرسورهای Rotary Vane یکی از قدیمی ترین کمپرسورهای پیستونی هستند.با اتصالات پورت مناسب ، دستگاه ها ممکن است کمپرسور یا پمپ خلا باشند. آنها می توانند ثابت یا قابل حمل باشند ، می توانند تک یا چند مرحله ای باشند و توسط موتورهای الکتریکی یا موتورهای احتراق داخلی هدایت می شوند. دستگاه های پره خشک در فشارهای نسبتاً کم (مثلاً 2 بار یا 200 کیلو پاسکال یا 29 psi) برای حرکت مواد فله ای مورد استفاده قرار می گیرند در حالی که دستگاه های تزریق روغن دارای بازده حجمی لازم برای دستیابی به فشارهای تا حدود 13 بار هستند (1300 کیلو پاسکال ؛ 190 psi) در یک مرحله کمپرسور پره ای دوار کاملاً مناسب درایو موتور الکتریکی است و از نظر عملکرد بسیار کم صداتر از کمپرسور پیستونی معادل است. کمپرسورهای پره ای روتاری می توانند کارایی مکانیکی حدود 90٪ داشته باشند.

3)کمپرسورهای اسکرول(Scroll compressors):

یک کمپرسور پیمایشی که به پمپ پیمایشی و پمپ وکیوم اسکرول نیز معروف است ، از دو پره مارپیچ مانند خرد شده برای پمپاژ یا فشرده سازی مایعات مانند مایعات و گازها استفاده می کند. هندسه پره ممکن است منحنی های غیرارادی ، مارپیچی ، یا منحنی ترکیبی باشد. عملکرد آنها راحت تر ، بی سر و صدا و با اطمینان بیشتر از انواع دیگر کمپرسورها در محدوده حجم کمتر است. اغلب ، یکی از طومارها ثابت است ، در حالی که دیگری بدون چرخش به دور از مرکز می چرخد ​​، در نتیجه جیب های مایع را بین طومارها به دام می اندازد و یا پمپاژ می کند. به دلیل حداقل میزان ترخیص بین اسکرول ثابت و پیمایش مدار ، این کمپرسورها دارای بازده حجمی بسیار بالایی هستند. این کمپرسورها در تهویه مطبوع و برودت بسیار مورد استفاده قرار می گیرند زیرا سبک تر ، کوچکتر و قطعات متحرک کمتری نسبت به کمپرسورهای رفت و برگشتی دارند و همچنین از قابلیت اطمینان بیشتری نیز برخوردار هستند. گرچه گران ترند ، بنابراین ممکن است در برنامه هایی که هزینه مهمترین یا یکی از مهمترین عواملی است که باید هنگام طراحی سیستم تبرید یا تهویه هوا از خنک کننده های پلتی یا کمپرسورهای دوار و رفت و برگشتی استفاده شود. در اوایل دهه 1990 از این نوع کمپرسورها به عنوان سوپرشارژر در موتورهای فولکس واگن G60 و G40 استفاده می شد. کمپرسورهای اسکرول در مقایسه با کمپرسورهای پیستونی و رفت و برگشتی از قابلیت اطمینان بیشتری برخوردار هستند ، زیرا اجزای کمتری دارند و ساختار ساده تری دارند ، از آنجا که فاقد ولتاژ حجم و دریچه ای هستند ، از کارآیی بیشتری برخوردار هستند ، جریان کمتری دارند و لرزش چندانی ندارند. اما ، هنگامی که با کمپرسورهای پیچ و گریز از مرکز مقایسه می شود ، کمپرسورهای اسکرول دارای بازده پایین تر و ظرفیت های کمتری هستند.

4)کمپرسورهای دیافراگمی (Diaphragm compressors):

کمپرسور دیافراگم (همچنین به عنوان کمپرسور غشایی شناخته می شود) یکی از انواع کمپرسور رفت و برگشتی معمولی است. فشرده سازی گاز به جای یک عنصر ورودی ، با حرکت غشای انعطاف پذیر رخ می دهد. حرکت عقب و جلو غشا توسط میله و مکانیزم میل لنگ هدایت می شود. فقط غشا and و جعبه کمپرسور با گاز فشرده شده تماس دارند. درجه خم شدن و مواد تشکیل دهنده دیافراگم بر عمر نگهداری تجهیزات تأثیر می گذارد. دیافراگم های فلزی سفت ممکن است فقط چند سانتی متر مکعب حجم را جابجا کنند زیرا این فلز بدون ترک خوردگی قادر به تحمل درجات زیادی از انعطاف پذیری نیست ، اما سختی دیافراگم فلزی باعث می شود تا در فشارهای بالا پمپ شود. دیافراگم های لاستیکی یا سیلیکونی توانایی تحمل سکته های پمپاژ عمیق با خمش بسیار بالا را دارند ، اما مقاومت کم آنها استفاده از آنها را برای کاربردهای فشار پایین محدود می کند و در صورت بروز تردی پلاستیکی نیاز به تعویض دارند.
کمپرسورهای دیافراگمی برای هیدروژن و گاز طبیعی فشرده (CNG) و همچنین در تعدادی از کاربردهای دیگر استفاده می شوند.
عکس پایین یک کمپرسور دیافراگمی سه مرحله ای را نشان می دهد که برای فشرده سازی گاز هیدروژن به 6000 psi (41 مگاپاسکال) برای استفاده در نمونه اولیه ایستگاه سوخت هیدروژن فشرده و گاز طبیعی فشرده (CNG) ساخته شده در مرکز شهر ققنوس ، آریزونا توسط مردم آریزونا استفاده می شود شرکت خدمات (یک شرکت آب و برق).
برای فشرده سازی گاز طبیعی از کمپرسورهای رفت و برگشتی استفاده شد. کمپرسور گاز طبیعی رفت و برگشتی توسط سرتکو ساخته شده است.

5)کمپرسورهای محوری(Axial compressors):

کمپرسورهای محوری کمپرسورهای چرخشی پویا هستند که برای فشرده سازی تدریجی مایعات از آرایه های ایرفویل مانند فن استفاده می کنند. آنها در مواردی که به سرعت جریان بالا یا یک طراحی فشرده نیاز باشد ، استفاده می شوند.
آرایه های ایرفویل به صورت ردیفی تنظیم می شوند ، معمولاً به صورت جفت: یکی چرخان و دیگری ثابت. ایرفویل های دوار که به تیغه یا روتور نیز معروف هستند ، مایع را تسریع می کنند.
ایرفویل های ثابت که به استاتور یا پره نیز معروف هستند ، جهت جریان سیال را کاهش داده و تغییر مسیر می دهند و آن را برای تیغه های روتور مرحله بعدی آماده می کنند.
کمپرسورهای محوری تقریباً همیشه چند مرحله ای هستند و سطح مقطع عبور گاز در امتداد کمپرسور کاهش می یابد تا یک عدد ماخ محوری بهینه حفظ شود. فراتر از حدود 5 مرحله یا نسبت فشار طراحی 4: 1 ، یک کمپرسور کار نمی کند مگر اینکه با ویژگی هایی مانند پره های ثابت با زاویه های متغیر (معروف به پره های راهنمای ورودی متغیر و استاتورهای متغیر) مجهز باشد ، این امکان وجود دارد که مقداری هوا از هوا خارج شود- راه در امتداد کمپرسور (معروف به خونریزی بین مرحله ای) و تقسیم شدن به بیش از یک مجموعه چرخشی (به عنوان مثال به قرقره های دوقلو معروف است).
کمپرسورهای محوری می توانند بازده بالایی داشته باشند. در حدود 90٪ پلی استروپیک در شرایط طراحی با این حال ، آنها نسبتاً گران هستند و به تعداد زیادی از اجزا ، تلرانس تنگ و مواد با کیفیت بالا نیاز دارند.
از کمپرسورهای محوری در موتورهای توربین گازی متوسط ​​تا بزرگ ، ایستگاه های پمپاژ گاز طبیعی و برخی کارخانه های شیمیایی استفاده می شود.

صنایع وکیوم پمپ آسیا