در این مقاله شما را با نحوه‌ی عملکرد کمپرسورهای اسکرو و چگونگی فرآیند تراکم گاز آشنا می‌کنیم و در ادامه اجزای داخلی این دسته از کمپرسور ها را شرح می‌دهیم.
کمپرسورهای صنعتی اسکرو (screw) در واقع یک تکنولوژی برتر بین کمپرسورهای پیستونی و سانتریفیوژ به شمار می‌روند. به طوری که هم خاصیت کمپرسورهای رفت و برگشتی (بالابردن فشار) و هم خاصیت کمپرسورهای دینامیکی (تداوم در انتقال هوا) را دارا می‌باشند.
مزایای کمپرسورهای اسکرو:
با مقایسه‌ی کمپرسورهای اسکرو با انواع دیگر کمپرسورها، می‌توانیم موارد زیر را به عنوان مزیت‌های آنها نام ببریم:
- بالابودن راندمان هوادهی
- عدم برگشت هوا به داخل کمپرسور به دلیل پیوستگی در تولید هوای فشرده و سرعت مناسب
- عدم نشتی هوا به دلیل محدودیت در مسیرهای آب بندی
- پایین بودن هزینه تعمیر و نگهداری به جهت کمبودن قطعات تحت سایش
- کاهش ارتعاش دستگاه در طول زمان کارکرد
تصویر بالا شمای کلی یک کمپرسور اسکرو را نشان داده که شامل یک محفظه بوده و اجزای کمپرسور از جمله روتورها(محورهای گردان)، بلبرینگ ها و … در آن قرار دارند. این محورهای گردان به صورت مارپیچی به شکل قوس‌های حلزونی با مقاطع غیر متقارن (نر و ماده) طراحی شده‌اند. انتقال قدرت توسط تسمه یا کوپلینک از الکتروموتور به محور گردان دارای مارپیچ‌های برآمده(محور نر) صورت گرفته که با چرخش آن، محور دیگر(ماده) نیز به چرخش در می‌آ‌ید.
مکانیزم تراکم در کمپرسورهای اسکرو
همانطور که در شکل 3 مشخص است، سیکل عملکرد روتورهای داخل محفظه‌ی کمپرسور را می‌توان به سه بخش تقسیم کرد که در ادامه این سه بخش بررسی می‌شود.
1- فرآیند مکش(suction process):
در این مرحله موقعیت روتورها نسبت به هم به گونه‌ای است که در قسمت ورودی گاز به داخل محفظه، فضای بین دو روتور نر و ماده بیشینه بوده و این امر باعث مکش گاز به داخل کمپرسور می‌شود.
2- فرآیند تراکم(compression process):
با چرخش روتورها، گاز وارد شده به داخل محفظه به جلو هدایت شده و همزمان با آن فضای بین دنده‌های روتورها کوچک و کوچک تر شده و فشار گاز به دام افتاده در بین دنده‌ها افزایش می‌یابد.
3- فرآیند خروجی (exhust process):
در ادامه با کاهش فضای بین دنده‌ها در قسمت انتهایی روتورها، فشار گاز محبوس به بیشینه خود رسیده و عمل تخلیه گاز متراکم شده اتفاق می‌افتد.
بخش‌های عملیاتی کمپرسورهای اسکرو
اما با نگاه کلی‌تر، می‌توان فرآیند عملکرد کمپرسورهای اسکرو را به سه بخش زیر تقسیم کرد:
- سیستم هوا (air system process):
بعد از عبور گاز یا همان هوای ورودی از فیلتر و حذف غبار و ذرات از آن، هوا از طریق شیر ورودی داخل ایراند(محفظه‌ای که‌روتورها در آن قرار داشته و اصطلاحاً به قلب کمپرسور معروف است) شده و متراکم می‌شود. در طول فرایند تراکم، هوا با روغن موجود ترکیب شده و سپس به مخزن جداکننده روغن-هوا وارد می‌شود. سپس هوای فیلتر شده مراحلی از جمله کنترل فشار و کاهش دما را طی می‌کند. همچنین در صورت نیاز رطوبت آن نیز توسط جداکننده آب- هوا کاهش می‌یابد. روغن موجود در مخزن جداکننده که در مرحله‌ی جداسازی به دست آمده نیز به سیکل روانکاری بر می‌گردد.
- سیستم روانکاری (lubricating oil system process):
سیستم روانکاری متشکل از بخش‌هایی مثل جداکننده روغن- هوا، کنترلگر دما، خنک کننده‌ی روغن، فیلتر روغن و … است. روغن موجود در مخزن جداکننده‌ی هوا- روغن، توسط فشار هوای موجود در مخزن از طریق لوله‌ی تعبیه شده، بعد از کنترل دما و عبور از فیلتر روغن، وارد مخزن روغن می‌شود. سپس دو مسیر برای روانکاری اجزای کمپرسور تعیین شده که یکی برای روانکاری بلبرینگ‌های نصب شده در ابتدا و انتهای روتورها بوده و مسیر دوم نیز برای تزریق روغن به داخل ایراند می‌باشد. سپس این دو جریان با هوا ترکیب شده و پس از خروج از ایراند وارد جداکننده‌ی هوا-روغن شده و مجدد این سیکل تکرار می‌شود.
- سیستم خنک کاری (cooling system process):
به طور کلی سیستم‌های خنک کننده یا به کمک آبِ خنک و یا از طریق هوای خنک عملیات سرد سازی را انجام می‌دهند. به این طریق که آب سرد یا هوای سرد ، مسئولیت خنک کردن هوای فشرده شده و روغن مورد استفاده در سیکل روانکاری را به طور همزمان به عهده دارند.
قطعات تشکیل‌دهنده‌ی کمپرسورهای اسکرو
کمپرسورهای اسکرو از قطعات مختلفی تشکیل شده‌اند که هریک از این قطعات وظیفهی خاصی را دارند. ما در ادامه به برخی از این قطعات به طور خلاصه اشاره خواهیم کرد.
در شکل پایین، نمایی کلی از سیستم کمپرسور اسکرو آورده شده‌است. همانطور که قبلا هم اشاره کردیم، این سیستم شامل بخش‌هایی مثل مخازن جداسازی، خنک کننده‌ها، فیلترها و دیگر تجهیزاتی است که در فرایند تراکم هوا به آنها نیاز داریم.
و اما اجزای اصلی کمپرسورهای اسکرو شامل:
- فیلتر هوا
فیلتر هوا در کمپرسورها نقش مهمی را ایفا کرده زیرا با جذب آلودگی ها ازجمله ذرات گرد و غبار و رطوبت، از اجزای داخلی کمپرسور محافظت کرده و مانع از آسیب رسیدن به آن می‌شود.
- فیلتر روغن
فلیتر روغن مانند فیلتر هوا نقش مهمی در سلامت عملکرد کمپرسور داشته به طوری که با حذف آلاینده‌های موجود در روغن، کیفیت روانکاری قطعات کمپرسور را بهتر کرده و موجب طول عمر کمپرسور می‌شود.
- بلبرینگ
برای تسهیل حرکت روتورها داخل محفظه‌ی کمپرسور و همچنین کاهش لرزش دستگاه هنگام انجام عملیات، بلبرینگ‌ها در قسمت‌های مختلفی از کمپرسور از جمله ابتدا و انتهای روتورها نصب شده که نقش مهمی در کاهش استهلاک اجزای سیستم دارند.
- دریجه مکش
دریچه‌های مکش یا ورودی، اولین نقطه‌ی ورود هوا به داخل کمپرسور بوده که با توجه به فشار کاری کمپرسور، با ارسال فرمان از سمت سیستم کنترل، شیر ورودی هوا باز و بسته شده و میزان هوای وردی به داخل کمپرسور از این طریق تعین می‌شود.
- دریچه تخلیه
این دریچه در سمت مخالف دریچه ورودی و در انتهای سیکل تراکم گاز قرار داشته و هوای فشرده شده با عبور از آن، از داخل محفظه‌ی کمپرسور تخلیه شده و به سمت مخزن هدایت می‌شود.
- موتور
برای تامین انرژی مکانیکی مورد نیاز برای چرخش روتورها، عموماً از موتورهای الکتریکی استفاده شده که با توجه به حجم هوای فشرده مورد نیاز، ظرفیت موتور نیز مشخص می‌شود.
- روتور
روتورها، محورهای گردان به صورت مارپیچ با قوس‌های حلزونی با مقاطع غیر متقارن (نر و ماده) بوده که با چرخش آنها گاز محبوس شده در بین شیارها فشرده می‌شود.
- سیستم کنترل
این قسمت از دستگاه، برای کنترل پارامترهای مختلف مثل فشار دستگاه به کار برده شده و معمولاً تنظیمات اولیه آن توسط کارخانه سازنده انجام می‌شود و برخی از موارد ساده توسط اپراتورهای دستگاه تنظیم می‌شوند.
- جداکننده
در مرحله‌ی تراکم، گاز محبوس در محفظه با روغن مورد استفاده برای روانکاری قطعات کمپرسور مخلوط شده و پس از تراکم، همراه با آن از قسمت خروجی خارج می‌شود. سپس به جداکننده وارد شده که وظیفه جداسازی هوا و روغن را داشته که روغن ته‌نشین شده را به سیکل روغن و گاز فشرده شده را به مسیر خروجی هدایت می‌کند.
- مخازن ذخیره سازی
تقریبا همه‌ی کمپرسورهای اسکرو دارای مخزن ذخیره سازی هستند. ظرفیت مخزن‌های ذخیره سازی در اندازه و مقیاس متفاوت بوده که این مقیاس برای کاربردهای حرفه‌ای و صنعتی، بزرگتر خواهند بود. از طرفی هرچه مخزن بزرگتر باشد، زمان استراحت بیشتری برای موتور فراهم می‌کند.
- واشرها، پیچ و مهره‌ها
برای بهبود عملکرد و افزایش راندمان سیستم باید از نشتی گاز فشرده شده به سایر اجزا جلوگیری کرد که با استفاده از این تجهیزات این عمل صورت می‌گیرد. همچنین برای جلوگیری از لرزش و نوسانات حین کار نیز موثر خواهند بود.
به دلیل کاربرد فراوان کمپرسورهای اسکرو در صنایع مختلف، شناخت کامل و دقیق این تجهیزات و آشنایی با قطعات تشکیل‌دهنده و همچنین مکانیزم عملکرد آنها از اهمیت بالایی برخوردار بوده که در آینده مقالات بیشتری در این رابطه ارائه خواهیم کرد.
ممنون از مقالات خوبی که روی سایت قرار میدید
لطفا درمورد فیلترها بیشتر مطلب بگذارید
با سلام دوست عزیز
به زودی یک مقاله راجع به فیلترهای کمپرسور اسکرو بارگزاری خواهد شد.