چگونه کمپرسور اسکرو کار می کند ؟

مهمترین قسمت کمپرسور اسکرو ، روتورهای مارپیچی کمپرسور هستند. که این بخش به تنهایی نمی تواند عمل کند و اجزای زیاد دیگری در تولید هوای فشرده نقش دارند که در این مقاله قصد داریم به بررسی آنها بپردازیم.

 

کمپرسور اسکرو – کمپرسور پیچی ( SCREW )

نحوه عملکرد کمپرسور اسکرو به این صورت است که هوا یا گاز از طریق رتورهایی که در داخل سیلندر نصب شده اند به حرکت در می آیند .

رتورهای کمپرسور اسکرو شبیه پیچ های چند راهه ای هستند که به صورت نر و ماده در داخل یکدیگر می چرخند و با چرخش خود گاز یا هوا را سمت جلو هدایت می کنند.

در نتیجه باعث بوجود آمدن خلا و ورود مستمر گاز به درون کمپرسور می شود و با کاهش فاصله میان ملکول های گاز باعث افزایش فشار آن می شوند.

فاصله بین رتورها و بدنه بایستی بسیار کم باشد زیرا در صورتیکه این فاصله زیاد باشد موجب نشتی داخلی می شود که در نتیجه باعث کاهش راندمان جریان کمپرسور و افزایش درجه حرارت می شود.

در این کمپرسور با چرخش روتور فضایی با فشار منفی در ورودی کمپرسور به وجود آمده و اجازه می دهد هوا به داخل محفظه کمپرسور وارد شود .

هوای ورودی به کمپرسور بین چرخنده ( روتورها) و پوسته محبوس شده و با درگیر شدن نر و مادگی روتور با یکدیگر هوا در طول کمپرسور پیش رفته و تدریجاً از حجم آن کاسته و از کمپرسور خارج می شود . هوا بدین طریق بطور مداوم از ورودی گرفته شده و متراکم می گردد و پس از متراکم شدن از آن خارج می شود.

 

کمپرسورهای پیچ به دو دسته تقسیم می شوند:

۱-کمپرسور یک پیچه single screw compressor

کمپرسور تک پیچ همانگونه که از نامش پیداست دارای یک قطعه چرخنده پیچ مانند است که این قطعه دارای فرم بخصوصی است و درون یک پوسته یا محفظه مخصوص جای گرفته و مادامی که توسط موتور به چرخش درمی آید هوا را از قسمت ورودی مکش نموده و به سمت انتها یا قسمت خروجی کمپرسور منتقل می نماید.

قابل ذکر است در این نوع کمپرسور فاصله بین پیچ و دیواره داخلی پوسته ای که در آن قرار دارد هرچه کمتر باشد کمپسور راندمان بیشتری دارد.

۲- کمپرسور دو پیچه Tow screw compressor

کمپرسور دو پیچ نیز از دو قطعه اصلی پیچ مانند ساخته شده است که دو پیچ با یکدیگر به طرز خاص با حداقل اصطکاک درگیر می باشند. با حرکت الکتروموتور هر دو پیچ که داخل محفظه یا پوسته کمپرسور قرار دارند می چرخند و به علت فرم بخصوص شیارهای تعبیه شده روی بدنه پیچ ها هوا از ورودی مکش و از خروجی کمپرسور با فشار خارج می شود.

کمپرسور دو پیچ دارای راندمان یا بازدهی بیشتری نسبت به تک پیچ می باشد اما به دلیل اصطکاک بیشتر نسبت به تک پیچ از نظر تعمیر و تگهداری مشکل تر و نیز هزینه بیشتری را داراست.

 

کمپرسورهای اسکرو دارای دو نوع خشک oil free و روغنی oil inject هستند :

در نوع خشک یا بدون روغن هیچگونه روغنی به کمپرسور تزریق نمی شود ولی در نوع روغنی دائماً روغن به برینگ ها و نیز خود پیچ تزریق می گردد.

روغن تزریق شده علاوه بر کاهش اصطکاک درجه حرارت کمپرسور را نیز تا حدی کاهش می دهد.

نوع خشک بیشتر در صنایع دارویی و غذایی استفاده می گردد و چون روغن به آن تزریق نمی شود نمی تواند دور زیادی را تحمل نماید . لذا حداکثر فشار را تا ۳ بار دارد یعنی هوای خروجی ۳ برابر هوای ورودی کمپرسور افزایش فشار می یابد.

نوع روغنی به دلیل استفاده از روغن در روغن کاری برینگها و نیز خود پیچها می تواند دور بیشتری را تحمل کند لذا دارای راندمان بیشتری است و اکثراً فشار ۸ بار را دارند یعنی فشار هوای خروجی ۸ برابر هوای ورودی است ولی گاهی این نوع کمپرسورها را تا فشار ۱۳بار نیز می رسانند .

فیلتر هوا کمپرسور اسکرو

از آنجایی که ورود ذرات گرد و غبار به درون واحد هواساز ( روتورهای مارپیچی ) باعث آسیب جدی می شود. نصب فیلتر هوا روی هواساز منجر به این می شود که هوا از درون فیلتر هوا بدون ذرات گرد و غبار وارد واحد هواساز شود.

کمپرسور اسکرو

چگونه کمپرسور اسکرو کار می کند

کنترل کننده ورودی هوا به هواساز اسکرو ( Load / unload control)

زمانیکه الکتروموتورهای هواساز در حال چرخش هستند ولیکن هیچگونه هوا فشرده تولید نمی شود.

این شیر  که در تصویر زیر قابل مشاهده است نحوه کنترل ورود یا عدم ورود هوا را به داخل هواساز به عهده دارد. تا زمانیکه فشار داخل مخزن به میزان مناسبی نرسیده این شیر ورود هوا Airend را باز می کند تا هواساز بتواند فرایند فشرده سازی را انجام دهد.

لازم به توضیح است که، کمپرسور اسکرو(اسکرو به معنی پیچ) عملیات فشرده سازی هوا در فضایی بنام بلوک اسکرو یا     Air End توسط پیچهایی که به فاصله بسیار کم از یکدیگر بصورت نری و مادگی در چرخش هستند صورت می پذیرد، همچنین این مدل کمپرسورها توان تولید هوای فشرده با فشار و ظرفیت های متنوع و بیشتری را دارا می باشند.

به محض اینکه فشار به میزان استاندارد رسید این شیر بسته می شود و از این پس فرایند مکش هوا داخل هواساز متوقف می شود.

کمپرسور اسکرو

چگونه کمپرسور اسکرو کار می کند

بخش مارپیچی کمپرسور یا هواساز کمپرسور اسکرو  (Rotary screw airend)

نوع دیگری از کمپرسورهای مورد استفاده در صنعت جهت تهیه هوای فشرده کمپرسور پیچ یا اسکرو است. این نوع کمپرسور بعد از نوع پیستونی فراوانترین مورد مصرف را داراست و به دلیل ساختمان خاص داخلی آن دارای لرزش و نیز سر و صدای کمتری نسبت به نوع پیستونی است.

وقتی که دستگاه در شرایط تحت بار (load) قرار می گیرد به عبارتی زمانیکه شیر ورودی هوا باز می شود، هوا وارد قسمت مارپیچی دستگاه می شود.

وظیفه قسمت مارپیچی کمپرسور انجام فرایند مکش و فشرده سازی می باشد. در حین این فرایند روغن به این بخش تزریق می شود اولا موجب خنک کاری و روغن کاری این بخش می شود و ثانیا باعث آب بندی و پر شدن فضای خالی میان دو روتور می شود، که در نتیجه ترکیبی از روغن و هوای فشرده ایجاد می شود.

کمپرسور اسکرو

چگونه کمپرسور اسکرو کار می کند

کمپرسور اسکرو

چگونه کمپرسور اسکرو کار می کند

مخلوط هوا و روغن در کمپرسور اسکرو

وظیفه شیر یکطرفه این است که ترکیب هوا و روغن را از هواساز خارج می کند و اجازه نمی دهد که دوباره روغن به واحد هواساز بازگردد.

مخزن جداکننده روغن از هوا ( سپراتور )

در مخزن جداکننده، روغن از هوا جدا می شود. بیشتر روغن موجود در هوا بر اثر نیروی گریز از مرکز از هوا جدا می شود ( همانند آنچه در ماشین لباسشویی رخ می دهد ). روغنی که در انتهای مخزن سپراتور جمع می شود دوباره به هواساز برگردانده می شود. و پس از اینکه از رادیاتور عبور کرد حال هوا آماده است که از کمپرسور خارج شود.

کمپرسور اسکرو

چگونه کمپرسور اسکرو کار می کند

رادیاتور کمپرسور اسکرو

در این مرحله هوای فشرده که خیلی گرم است و دمای حدود ۸۰ درجه دارد باید خنک شود و دمای آن به ۲۵ – ۴۰ درجه برسد سپس از کمپرسور خارج شود.

این فرایند در رادیاتور انجام می پذیرد. علاوه بر این روغن هم باید خنک شود که روغن گرم به بخش دیگر رادیاتور که مخصوص خنک سازی روغن است می رود و آنجا توسط یک شیر ترموستاتیک میزان سرد شدن آن کنترل می شود.

کمپرسور اسکرو

چگونه کمپرسور اسکرو کار می کند

نکته مهم : زمانیکه دستگاه به مدت طولانی خاموش باشد و دمای روغن نیز پایین باشد شیر ترموستاتیک مسیر ورود روغن را به رادیاتور می بندد.

کمپرسور نوع روغنی ( oil compressor )

برای اینکه اصطحکاکی که بین قطعات ثابت و متحرک وجود دارد کاهش یابد، با تزریق کردن روغن به هوای وارد شده به کمپرسور و چرب نمودن هوا، روغن بین قطعات رفته و باعث می شود عملیات روانکاری داخلی بین رتور و بدنه ایجاد شود.

در قسمت خروجی کمپرسور، یک فیلتر نصب می شود تا روغنی که همراه هوای خروجی وجود دارد دوباره جدا شود و به مخزن اصلی روغن باز گردد.

پیشنهاد می کنم حتما این مقاله را بخوانید : مشخصات فنی و برند قطعات کمپرسور اسکرو چیست ؟