کمپرسور پیستونی چیست؟
فهرست مطالب
کمپرسور پیستونی
قدیمی‌ترین و رایج‌ترین کمپرسور در بین کمپرسورهای صنعتی، کمپرسور پیستونی است. این نوع از کمپرسورها در انواع تک‌مرحله‌ای یا دومرحله‌ای، روغن‌کاری شده یا بدون روغن و با سیلندرهای متعدد در پیکربندی‌های مختلف، در بازار موجود است. به‌استثنای کمپرسورهای بسیار کوچک که سیلندرهای عمودی دارند، پیکربندی V شکل برای کمپرسورهای کوچک رایج‌تر است.
در کمپرسورهای دوگانه بزرگ، پیکربندی L شکل با یک سیلندر عمودی فشار پایین و یک سیلندر افقی با فشار بالا، مزایای بسیار زیادی را ارائه می‌دهد. این کمپرسورها، به رایج‌ترین کمپرسورهای روغن‌کاری شده موجود در بازار تبدیل‌شده‌اند. اکثر کمپرسورها دارای شیرهای خودکار هستند. یک شیر خودکار به این صورت عمل می‌کند که از طریق ایجاد اختلاف فشار در دو طرف دیسک، شیر باز و بسته می‌شود.
کمپرسور پیستونی برای تجهیزات مختلف، کاربردی چندمنظوره دارد و در انواع صنایع مورداستفاده قرار می‌گیرد، زیرا هوای فشرده به آن اجازه می‌دهد تا تعداد زیادی ابزارهای پنوماتیکی مورداستفاده قرار گیرد. این دستگاه کار اپراتورها را تسهیل می‌کند، میزان تلاش در برخی عملیات سنگین کاهش می‌دهد و بهره‌وری را افزایش می‌دهد.
هوای فشرده: انرژی برای کاربردهای نامحدود
هوای فشرده در زندگی روزمره ما به‌عنوان یک عامل انرژی، کاربرد بسیار زیادی دارد. کاربردهایی مثل باد کردن لاستیک‌ها (لاستیک‌های اتومبیل، قایق‌های بادی)، هوای فشرده قابل‌تنفس (مخزن‌های غواصی، اتاقک هایپرباریک)، تولید حباب در فرآیندهای صنعتی خاص، به‌ویژه مواد غذایی.
هوای فشرده همچنین منبع انرژی برای استفاده در بسیاری از ابزارها است: از مته‌های دندانپزشکی گرفته تا آچار ضربه‌ای، چکش‌های اسکنه، مته‌ها و آسیاب‌های پنوماتیک و غیره. به‌طورکلی، مدارهای هوای فشرده به ابزارهای متعدد، ماشین‌ابزار و سیستم‌های اتوماسیون در صنعت نیرو می‌بخشد و موجب راه‌اندازی آن‌ها می‌شود.
کمپرسورها نیرو را انتقال می‌دهند و طیف گسترده‌ای از ماشین‌ابزارها را پشتیبانی می‌کنند. به‌عنوان‌مثال در ماشین‌کاری قطعات، استفاده از کمپرسورها امکان حفاری، فرزکاری و قطعات متحرک را فراهم می‌کند.
نمونه‌های دیگر استفاده از کمپرسورها: منجنیق ناو هواپیمابر، ترمز خودروهای سنگین و لوکوموتیو و واگن‌های راه‌آهن، راه‌اندازی موتورهای ژنراتور.
انواع کمپرسورهای پیستونی
با توجه به تفاوت نیازها و تقاضاهای هر صنعت که به‌طور روزافزون هم افزایش می‌یابد، می‌توان کمپرسورها را ازنظر روغن‌کاری به دو دسته و به‌لحاظ تعداد مراحل فشرده‌سازی نیز به دو دسته تقسیم‌بندی کرد:
کمپرسورهای روغن‌کاری شده:
این نوع از کمپرسور پیستونی، تجهیزاتی هستند که در آن‌ها پیستون‌ها و سیلندرها توسط روغنی که از طریق کمپرسور بازگردانده‌شده، روغن‌کاری می‌شوند. اجزای درونی این نوع از کمپرسور پیستونی در مقایسه با کمپرسوری که روغن‌کاری نشده است، دوام بیشتری دارند.
کمپرسورهای بدون روغن:
این نوع از کمپرسور پیستونی دارای بلبرینگ‌های خودروان‌شونده هستند و پیستون‌ها و قطعات درونی کمپرسور، بدون روغن کار می‌کنند. در عوض از تفلون یا فیبر کربن برای کاهش اصطکاک استفاده می‌شود. درنتیجه، یاتاقان‌ها و سایر اجزا به دفعات بیشتری تعویض می‌شوند، اما هوای خارج‌شده عاری از روغن و آلاینده است،.به همین دلیل این تجهیزات برای عملیاتی توصیه می‌شود که رعایت بهداشت در آن ضروری است.
کمپرسور تک مرحله ای در مقابل کمپرسور دو مرحله ای
اجازه دهید با نحوه عملکرد یک کمپرسور تک‌مرحله‌ای آشنا شویم. درواقع تفاوت اصلی کمپرسور تک‌مرحله‌ای با کمپرسور دومرحله‌ای در تفاوت عملکرد آنهاست؛ بنابراین، اگر می‌پرسید تفاوت این دو کمپرسور چیست، اول باید بدانیم که عملکرد و نحوه کارکرد آن‌ها چگونه است.
در یک کمپرسور تک‌مرحله‌ای، هوا از طریق یک فیلتر توسط دریچه ورودی و پیستون نزولی به داخل سیلندر تراکم کشیده می‌شود. هنگامی‌که هوای کافی به داخل سیلندر کشیده شد، دریچه ورودی بسته می‌شود که نشان می‌دهد میل‌لنگ در حال چرخش است و پیستون را به سمت بالا فشار می‌دهد تا هوا را فشرده کند و هم‌زمان آن را به سمت دریچه خروجی فشار می‌دهد. سپس هوای فشرده (تقریباً ۱۲۰ psi) را تا زمانی که نیاز باشد، به داخل مخزن تخلیه کنید.
فرآیند مکش و فشرده‌سازی هوا در کمپرسور هوای دومرحله‌ای مشابه کمپرسور هوای تک‌مرحله‌ای است، اما در کمپرسور دومرحله‌ای، هوای فشرده از مرحله تراکم دوم عبور می‌کند. این بدان معنی است که پس از یک مرحله فشرده‌سازی، هوای فشرده به مخزن هوا تخلیه نمی‌شود.
هوای فشرده برای بار دوم توسط یک پیستون کوچک در سیلندر دوم فشرده می‌شود. بنابراین هوا تحت‌فشار مضاعف قرار می‌گیرد و درنتیجه به انرژی مضاعف تبدیل می‌شود. هوا پس از عملیات فشرده‌سازی دوم، برای اهداف مختلف، به مخازن ذخیره‌سازی تخلیه می‌شود.
در مقایسه با کمپرسورهای تک‌مرحله‌ای، کمپرسورهای هوای دومرحله‌ای، آیرودینامیک بالاتری تولید می‌کنند که آن‌ها را به انتخاب بهتری برای عملیات در مقیاس بزرگ و کاربردهای طولانی مدت تبدیل می‌کند. بااین‌حال، کمپرسورهای دومرحله‌ای نیز گران‌تر هستند. این نوع از کمپرسور پیستونی برای استفاده در کارخانه‌ها و کارگاه‌ها مناسب‌تر است تا استفاده در مقیاس‌های کوچکتر.
کمپرسورهای تک مرحله‌ای برای یک فرد مکانیک که به طور مستقل کار می‌کند، طیف گسترده‌ای از ابزارهای هوای دستی را تا ۱۰۰ psi پشتیبانی می‌کند. در تعمیرگاه‌های خودرو با مقیاس بزرگ، کارخانه‌ها و سایر مکان‌هایی که ماشین‌های پنوماتیک پیچیده وجود دارند، ظرفیت بالاتر کمپرسور دومرحله‌ای ترجیح داده می‌شود.
کدام بهترین است؟ کمپرسور تک مرحله‌ای یا دو مرحله‌ای
سؤال اصلی در هنگام خرید کمپرسور پیستونی این است که کدام یک از این دو نوع کمپرسور برای من بهتر است؟ به‌طورکلی، کمپرسورهای هوای دومرحله‌ای کارآمدتر هستند، در دمای پایین‌تری کار می‌کنند و CFM بیشتری نسبت به کمپرسورهای هوای تک‌مرحله‌ای ارائه می‌دهند.
اگرچه ممکن است این یک استدلال قانع‌کننده باشد که کمپرسورهای دو مرحله‌ای کارآمدترند، اما مهم است که بدانیم کمپرسورهای تک مرحله‌ای نیز مزایای خاص خود را دارند. قیمت کمپرسور پیستونی تک‌مرحله‌ای به‌طورکلی کمتر و سبک‌تر است و مدل‌های الکتریکی این نوع از کمپرسور جریان برق کمتری مصرف می‌کنند. در واقع، انتخاب مناسب‌ترین کمپرسور، بستگی به نیاز و کار شما دارد.
کمپرسور پیستونی چگونه عمل می‌کند؟
- فاز ورودی: هوا مکیده شده و از فیلتر عبور می‌کند، سپس از دریچه‌های ورودی به سیلندر وارد می‌شود، هم‌زمان پیستون یک حرکت رو به پایین انجام می‌دهد و دریچه‌های خروجی کاملاً بسته می‌شوند.
- فاز خروجی: با بالا آمدن پیستون، هوا فشرده می‌شود و حجم گاز کاهش می‌یابد. سوپاپ‌های خروجی باز می‌شوند و هوا تخلیه خواهد شد.
راندمان این نوع کمپرسور بسیار بالاست و در صورت استفاده از دو یا چند مرحله، راندمان افزایش می‌یابد. اصل عملکرد در تمام انواع کمپرسورها، عملاً یکسان است.
قطعات کمپرسور پیستونی:
یک کمپرسور از بخش‌های زیر تشکیل شده است:
- پیستون: قطعه متحرکی که با حرکت رفت و برگشتی خود، گاز درون سیلندر را متراکم می‌کند.
- موتور الکتریکی: به شما امکان می‌دهد انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل کنید.
- سیلندر یا مخزن: جایی که هوای فشرده در آن ذخیره می‌شود.
- شیر چک: این قطعه وسیله‌ای است که اجازه می‌دهد هوا در مخزن ذخیره شود.
- سوئیچ فشار: وظیفه حفظ فشار در مخزن را بر عهده دارد.
- شیر اطمینان: باید به‌صورت دوره‌ای چک شود.
- مانومتر: نشان‌دهنده میزان فشار در داخل مخزن است.
- شیر خون‌ساز: برای تخلیه رطوبت در نظر گرفته شده است.
- شیشه دید روغن: برای اطلاع از سطح روان کننده در کمپرسور استفاده می‌شود.
- قرقره‌ها و تسمه‌ها: انرژی را به سر می‌فرستند و به تجهیزات اجازه کار می‌دهند.
مزایا و معایب کمپرسور پیستونی
مزایا:
- کارایی: کمپرسورهای پیستونی در تولید هوای فشرده بسیار کارآمد هستند، به‌ویژه در کاربردهایی که نیاز به فشار بالا دارند.
- دوام: طراحی مستحکم و کیفیت اجزای آن باعث می‌شود با نگهداری مناسب، عمر مفید طولانی داشته باشد.
- تطبیق‌پذیری: کمپرسورهای پیستونی برای طیف گسترده‌ای از کاربردهای صنعتی و تجاری مناسب هستند.
- هزینه اولیه: عموماً قیمت پمپ باد پیستونی نسبت به سایر انواع کمپرسورها مناسب‌تر است.
معایب:
- نویز: می‌توانند در حین کار بسیار پر سروصدا باشند که در محیط‌های حساس به نویز باعث بروز مشکل می‌شوند.
- تعمیر و نگهداری: برای اطمینان از عملکرد بهینه و افزایش عمر مفید، نیاز به تعمیر و نگهداری منظم دارند.
- اندازه: برخی از مدل‌ها ممکن است حجیم و بزرگ باشند که در فضاهای تنگ می‌تواند مشکل‌ساز باشد.
- ارتعاشات: حرکت رفت و برگشتی پیستون می‌تواند ارتعاشاتی ایجاد کند که می‌تواند بر پایداری نصب تأثیر بگذارد.
درنتیجه، کمپرسورهای پیستونی راه‌حلی مؤثر و قابل‌اعتماد برای تولید هوای فشرده در کاربردهای مختلف هستند. اگرچه معایبی مانند ایجاد نویز و نیاز به تعمیر و نگهداری منظم دارند، اما مزایای آن‌ها ازنظر کارایی و دوام باعث شده گزینه‌ای محبوب در بسیاری از بخش‌های صنعتی باشند.
نحوه نگهداری از کمپرسورهای هوای پیستونی
به‌طورکلی، نگهداری از کمپرسور پیستونی، فرآیند چندان پیچیده‌ای نیست؛ زیرا این ماشین‌ها به‌گونه‌ای طراحی‌شده‌اند که به‌راحتی قابل‌استفاده باشند.
اساساً، چهار فرآیند مراقبت دوره‌ای باید بر روی یک کمپرسور باد پیستونی انجام شود تا کیفیت عملکرد این دستگاه افزایش یابد. ازجمله شرایط نگهداری این کمپرسورها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- تعمیر و نگهداری و تعویض فیلتر هوا.
- تعویض روغن.
- استخراج هوای فشرده باقیمانده از دیگ.
تعمیر و نگهداری و تعویض فیلتر کمپرسور هوا پیستونی
این فرآیند واقعاً ساده است، فقط باید فیلتر متصل به بالای دستگاه کمپرسور را باز کرده و ظرف فیلتر را بردارید و کمی تکان دهید تا در صورت وجود گردوغبار و هر جسم خارجی دیگر بر روی آن، تمیز شود. توصیه می‌شود این عمل را پس از هر بار استفاده انجام دهید تا عمر فیلتر افزایش یابد.
تعویض روغن کمپرسور هوای پیستونی
تمام ماشین‌هایی که از موتور استفاده می‌کنند، برای کارکرد خود به روغن‌های صنعتی وابسته هستند. به همین دلیل، هنگام تعمیر و نگهداری کمپرسور، باید سطح روغن را در نظر گرفت تا عملکرد صحیح آن با اختلال مواجه نشود.
در مورد کمپرسورهای نو، توصیه می‌شود پس از ۵ ساعت کار اولیه، برای اولین بار روغن را تمیز کرده و کاملاً تعویض کنید. برای انجام این کار موارد زیر را در نظر داشته باشید:
- پلاگین تخلیه روغن را در کنار ظرف روغن قرار دهید.
- پلاگین تخلیه را با باز کردن پیچ آن باز کنید تا تمام روغن باقیمانده در ظرف تخلیه شود.
- درپوش را دوباره محکم ببندید تا در صورت وجود روغن در ظرف از نشت آن جلوگیری شود.
- ظرف را با روغن جدید تا علامت نشان داده‌شده روی شیشه پر کنید.
لازم است قبل از هر بار استفاده، سطح روغن را مورد بررسی قرار دهید و در صورت لزوم، تا علامت مشخص‌شده روی شیشه، روغن را شارژ کنید.
استخراج هوای فشرده باقیمانده در دیگ
این فرآیند، هم راهی برای محافظت از کمپرسور است و هم می‌تواند از بروز حوادث ناشی از نگه‌داشتن هوای فشرده در دیگ در صورت ضربه یا آسیب مستقیم که می‌تواند باعث انفجار یا برآمدگی در دیگ بخار شود، جلوگیری کند.
برای استخراج هوای فشرده، کافی است درپوش دیگ را که در پایین دیگ قرار دارد را باز کنید و اجازه دهید تمام هوای فشرده باقیمانده در دیگ خارج شود.
