کمپرسور چیست؟

کمپرسور پیستونی چیست؟

در واقع کمپرسورهای پیستونی نوعی از کمپرسورهای رفت و برگشتی و جابه جایی مثبت هستند که هوا در داخل آنها از طریق سیلندرها فشرده می شود، و عمکلرد آنها به صورت رفت و برگشتی می باشد. همانطور که بیان کردیم فشرده سازی هوا در این کمپرسورها توسط پیستون و سیلندر محور میل لنگ انجام می شود. این فرایند به این صورت می باشد که ابتدا پیستون به سمت پایین حرکت می کند که این کار باعث می شود خلا ایجاد شود، که این خلا باعث می شود، هوای خارج با فشار اتمسفر سوپاپ، ورودی را باز کند و قسمت بالای پیستون پر شود.

نحوه عملکرد کمپرسور پیستونی در واقع یک فرآیند ترمودینامیکی دقیق است که بر پایه تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی پتانسیل (فشار) استوار شده و با همکاری هماهنگ قطعات مکانیکی در یک سیکل تکرارشونده صورت می‌پذیرد؛ این فرآیند با چرخش میل‌لنگ توسط موتور آغاز می‌شود که از طریق شاتون، پیستون را به حرکت رفت‌وبرگشتی وا می‌دارد، به طوری که در مرحله نخست یا «کورس مکش»، با پایین رفتن پیستون، حجم محفظه بالای آن افزایش یافته و مطابق قانون بویل با کاهش فشار به مقداری کمتر از فشار اتمسفر، اختلاف فشار ایجاد شده باعث باز شدن خودکار سوپاپ مکش (که معمولاً به صورت صفحه‌ای یا فنری است) شده و هوا به درون سیلندر هجوم می‌آورد.

در ادامه، با رسیدن پیستون به نقطه مرگ پایین و شروع حرکت رو به بالا، «کورس تراکم» آغاز می‌گردد که در این مرحله به دلیل طراحی خاص سوپاپ‌ها، سوپاپ ورودی بسته شده و هوای محبوس در یک فضای کاملاً ایزوله شروع به فشرده شدن می‌کند که این کاهش حجم نه تنها فشار را به شدت بالا می‌برد، بلکه به دلیل برانگیختگی مولکول‌ها، منجر به تولید گرمای قابل توجهی می‌شود که باید توسط پره‌های بدنه سیلندر دفع گردد، و در نهایت با رسیدن فشار داخل سیلندر به سطحی بالاتر از فشار پشت سوپاپ خروجی، این سوپاپ باز شده و هوای فشرده با جریانی ضربانی (Pulsating) به سمت کلکتور یا مخزن ذخیره رانده می‌شود تا این چرخه برای تأمین مداوم دبی هوای مورد نیاز، با سرعتی بالغ بر صدها بار در دقیقه تکرار شود.

انواع کمپرسورهای پیستونی

همانگونه که در بالا توضیح دادیم، کمپرسورها براساس یکسری پارامترهای مختلف دسته بندی می شوند. کمپرسورها را می توان از نظر کارکرد به دو دسته تقسیم کرد که شامل کمپرسور جابه جایی مثبت و دینامیکی می باشد. براساس دیدگاه یک پارامتر می توان کمپرسورهای پیستونی را به انواع مختلفی دسته بندی کرد از جمله کمپرسورهای پیستونی تنه ای (مستقیم Trunk)، کمپرسورهای پیستونی یک طرفه (Single acting)، کمپرسورهای پیستونی شافت هادی (Cross head)، کمپرسورهای پیستونی دوطرفه (Double acting) و … اشاره نمود، که دسته بندی کمپرسور باد یا هوا یک مقدار متفاوت می باشد.

از نظر تعداد مراحل کار می توان کمپرسور پیستونی را به سه دسته تقسیم کرد. که شامل کمپرسورهای پیستونی یک مرحله ای، کمپرسورهای پیستونی دو مرحله ای و کمپرسورهای پیستونی سه مرحله ای می باشند. هرکدام از این کمپرسورها دارای ویژگی ها، مزایا و معایب خاص و کاربردهای منحصربه فردی هستند و می توانند استفاده های متعددی داشته باشند. از رایج ترین و پراستفاده ترین کمپرسورهای پیستونی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• کمپرسور پیستونی یخچال که وظیفه سرمازایی را بر عهده دارد. این کمپرسور ظرفیت بالایی دارد اما دارای صدای زیادی نیز می باشد.
• کمپرسور پیستونی کولر که در سه نوع روتاری، اسکرو و پیستونی در کولرهای گازی استفاده می شوند و عملکرد آنها همانند موتور خودرو است.
• کمپرسور پیستونی چیلر که به سه نوع کمپرسورهای هرمتیک، نیمه هرمتیک و سیستم باز است.

روش نگهداری کمپرسور پیستونی

انواع کمپرسور هوای پیستونی مانند سایر انواع کمپرسورها دارای یک طول عمر مشخص هستند که می تواند تحت تأثیر عوامل و فاکتورهای مختلفی قرار بگیرد. نگهداری و محافظت مناسب از این کمپرسورها می تواند اهمیت بالایی داشته باشد و به افزایش طول عمر آنها کمک کند.

نحوه کار کمپرسور پیستونی

مراحل کار به شرح زیر می باشد:

مرحله اول:
اولین مرحله مکش است، میل لنگ ها شروع به حرکت کرده و سپس پیستون ها درون سیلندر حرکت خود را شروع کرده و همزمان با این حرکت ها شیر ورودی کمپرسور باز خواهد شد. مجموعه این فعالیت ها باعث می شوند که در داخل محفظه سیلندر خلأ تشکیل شده و مکش هوا از شیر ورودی دستگاه برگردد.

مرحله دوم :
در این مرحله عمل فشرده سازی انجام می شود و بعد از تکمیل شدن حرکت پیستون و رسیدن به پایین ترین حد ممکن، حرکت به سمت بالا آغاز می شود و در این حالت شیر ورود و خروج سیلندر بسته خواهد شد و در نهایت حرکت پیستون به افزایش دما و فشار هوا منجر می شود.

مرحله سوم:
مرحله تخلیه می باشد، در مواقعی که دما و فشار به میزان مشخص می رسد شیر خروجی سیلندر باز می شود و گاز با فشار بالا به بیرون منتقل می شود. زمانی که پیستون به انتهای مسیر سیلندر برسد این چرخه کامل شده و دوباره به نقطه ابتدایی برمی گردد.

مزایای کمپرسور پیستونی

مهم ترین مزایای انواع کمپرسور پیستونی شامل:

• امکان کار در فشارهای بالا
• مصرف سوخت پایین
• قیمت مناسب همراه با کاربردهای متعدد
• طول عمر بالا
• تنوع در ظرفیت
• هزینه تعمیر و نگهداری پایین

معایب کمپرسور پیستونی

مهم ترین معایب انواع کمپرسور پیستونی شامل:

• صدای زیاد
• راندمان و کارایی پایین
• اشغال فضای زیاد
• داشتن وزن بالا و حمل ونقل مشکل
• داشتن حساسیت نسبت به ورود مایعات
• لرزش نسبتاً زیاد در هنگام کار
• داشتن تنوع مدل بی کیفیت
• روغن ریزی و روغن پاشی

مهم ترین فاکتورها در نگهداری از کمپرسور پیستونی

• باید به صورت مستمر روغن کمپرسور را بررسی کنید و در صورت نیاز اقدام به تعویض آن نمایید، چرا که روغن می تواند در طول زمان کثیف شده و راندمان دستگاه را تحت تأثیر قرار بدهد.
• در یک زمان مشخص یعنی هر 4 ماه یک بار باید فیلتر هوا را تعویض نمایید، چرا که با جذب گردوغبار ممکن است کارایی دستگاه را پایین بیاورد.
• باید به صورت روزانه مخزن آب کمپرسور را تخلیه کنید.
• شیر یک طرفه همواره بازدید شود و در زمان مناسب لاستیک آن را هم تعویض نمایید تا از نشتی های احتمالی جلوگیری شود. برای درست فهمیدن کنترل نشتی هوا در کمپرسور باد باید دقت و تجربه کافی را داشته باشید.
• دمای هوای محیط کمپرسور به گونه ای باشد که آسیبی به دستگاه وارد نشود.