کمپرسور مارپیچی یا کمپرسور اسکرو چیست ؟

برای اینکه به پرسش کمپرسور اسکرو چیست ، جواب دهیم اول لازم است تا اسامی مختلف آن را بیان کنیم. کمپرسور اسکرو ، کمپرسور باد اسکرو ، پمپ باد اسکرو و یا کمپرسور مارپیچی از دیگر اسامی مورد استفاده برای کمپرسورهای اسکرو هستند.
کمپرسور مارپیچی همانطور که از اسم آن پیداست نوعی از کمپرسور باد میباشد که توسط حرکت مارپیچی روتورهای داخل آن هوا را فشرده میسازد. در واقع هوا با محبوس شدن داخل روتورهای مارپیچ واحد هوا ساز فشرده میشود. علت نام گذاری این کمپرسورها به این خاطر است که عملیات فشرده سازی به علت حرکت مارپیچی روتورهای واحد هواساز انجام میگیرد.

اصل کار یک کمپرسور باد اسکرو

در پمپ باد اسکرو یا چرخشی تزریق روغن از نوع کمپرسور جابجایی مثبت است.

مقدار معینی از هوا یا گاز در یک محفظه به نام ایرند محبوس می شود و فضایی که اشغال می کند به طور مکانیکی و به طور پیسوته کاهش می یابد و باعث افزایش متناظر فشار هوا در محفظه ایرند می شود.

یک کمپرسور اسکرو دارای یک جفت روتور بهم پیوسته است که در یک محفظه مناسب برای ایجاد فشرده سازی قرار گرفته اند.

به طور کلی این نوع کمپرسور، کمپرسور مارپیچی یا کمپرسور باد اسکرو نامیده می شود، هر روتور شامل مجموعه ای از لوب های مارپیچ است که به یک شفت متصل می شوند.

روتور ها به صورت نر و مادگی در کنار هم قرار گرفته اند. با این حال، روتور ماده همیشه از نظر عددی، دندانه های (فلوت) بیشتری نسبت به لوب های روتور نر برای کارایی بهتر خواهد داشت.

لوب نر مانند یک پیستون پیوسته و مانند یک سیلندر عمل می کند که هوا را به دام می اندازد و فضا را به طور مداوم کاهش می دهد.

با چرخش روتورها هوا به سمت پایین شیار روتور ماده حرکت می کند و با کاهش حجم فشرده می شود. هنگامی که لوب روتور نر به انتهای شیار می رسد، هوای محبوس شده در روتورها از ایرند خارج می شود.

انواع کمپرسور اسکرو

کمپرسور اسکرو چیست ؟ انواع پمپ باد اسکرو از نظر نحوه روانکاری:

کمپرسور اسکرو بدون روغن (oil free) :

بدون روغن به این معنی است که روغنی برای روانکاری روتورها و خنک کردن هوای فشرده، عناصر و روتورها وجود ندارد.

از آنجایی که روغنی برای روانکاری وجود ندارد، روتورها باید بسیار دقیق و تلرانس های بسیار کمی داشته باشند. روتورها همدیگر را لمس نمی کنند، اما فاصله هوا بین این دو بسیار کوچک است (برای عملکرد بهینه).

به همین دلیل نسبت فشار المنت کمپرسور مارپیچی بدون روغن در مقایسه با المنت کمپرسور باد اسکرو روغنی بسیار کمتر است. به یاد داشته باشید، نسبت فشار، فشار خروجی تقسیم بر فشار ورودی است (حدود 13 برای کمپرسور اسکرو روغنی و حدود 3.5 برای اسکرو بدون روغن).

اگر از اسکرو بدون روغن برای فشرده سازی هوا به طور مستقیم تا 7 بار استفاده کنیم، المنت خیلی داغ می شود و تا حدی آسیاب می شود (به معنای واقعی کلمه). بنابراین چگونه می‌توانیم به ۷ بار، فشار معمول سیستم برای سیستم‌های هوای فشرده برسیم؟

راه حل این کار این است که هوا را به صورت دو مرحله ایی خنک کنیم:

 (مرحله 1) هوا را تا حدود 3.5 بار فشرده می کند. هوا توسط اینترکولر خنک می شود. (مرحله 2) هوا را تا فشار انتهایی 7 بار فشرده می کند.

اکنون می‌بینیم که چرا پمپ باد اسکرو اسکرو بدون روغن گران‌تر هستند: آن‌ها دو عنصر تراکمی دارند، در مقایسه با تنها یکی در کمپرسورهای روغنی. همچنین، برای هدایت دو عنصر از یک کمپرسور به جعبه دنده نیاز دارند. علاوه بر این، عناصر کمپرسور مورد استفاده در انواع بدون روغن گرانتر از انواع روغنی هستند، زیرا آنها با فاصله بسیار کمتری در مقایسه با عناصر کمپرسور اسکرو روغنی ساخته می شوند.

دو عنصر کمپرسور، مرحله 1 و مرحله 2 با هم کار می کنند تا فشار خروجی مورد نیاز را ایجاد کنند. مرحله اول هوا را به اینترکولر پمپ می کند. دومی هوا را از اینترکولر گرفته و تا فشار نهایی فشرده می کند. دو مرحله به گونه ای طراحی شده اند که در تعادل کامل کار می کنند.

اگر مشکلی در یکی از مراحل وجود داشته باشد، معمولاً باعث می شود ظرفیت (لیتر در ثانیه یا متر مکعب در دقیقه) برای آن مرحله کمتر شود. این بدان معنی است که تعادل بین مرحله 1 و مرحله 2 به هم می خورد.

این را می توان با توجه به دما (مرحله 1 و مرحله 2) و فشار اینترکولر به راحتی مشاهده کرد.

کمپرسور اسکرو روغنی (oil inject) :

کمپرسور باد اسکرو تزریق روغن چگونه کار می کنند؟

فشرده سازی هوا شامل دو مرحله است. با فشرده شدن هوا، حجم آن کاهش می یابد. سپس فشار افزایش می یابد.

دو مورد از رایج ترین کمپرسورهای هوای تزریق روغن عبارتند از:

کمپرسور مارپیچی تزریق روغن: این نوع کمپرسور مایعی را به محفظه تراکم تزریق می کند تا قسمت های متحرک کمپرسور را خنک و روان کند، هوای فشرده شده در محفظه را خنک کند و به حداقل رساندن نشت ناشی از برگشت به محفظه در هنگام تخلیه کمک کند. در حالی که روغن رایج ترین مایعی است که امروزه به دلیل خاصیت روان کنندگی و آب بندی آن استفاده می شود، گاهی اوقات از آب و سایر پلیمرها استفاده می شود. سپس روغن جدا می شود و از فیلتر و خنک کننده عبور می کند تا دوباره به فرآیند بازگردد. هوای فشرده همچنان می‌تواند گرم باشد و بسته به مصرف نهایی، اغلب از یک خنک‌کننده عبور می‌کند.

کمپرسور پیستونی تزریق روغن: در کمپرسور پیستونی با حرکت پیستون به سمت پایین، خلاء ایجاد می کند و هوا را از طریق شیر ورودی به داخل سیلندر می کشد. هنگامی که پیستون به سمت بالا حرکت می کند، هوا را تحت فشار قرار می دهد. سپس هوای فشرده از طریق سوراخ در نشیمنگاه دریچه خروجی به مخزن منتقل می شود. در پیستون تزریق روغن، محفظه تراکم با روغن روانکاری می شود، چه از طریق روانکاری پاشش یا روانکاری تحت فشار. به این کمپرسورهای رفت و برگشتی تزریق روغن نیز می گویند.

کمپرسورهای بدون روغن در مقابل کمپرسورهای هوای تزریقی

خلوص هوا برای بسیاری از کاربردهایی که حتی کوچکترین قطره روغن یا هوای آلوده به روغن می تواند باعث فساد محصول، فراخوانی محصول یا آسیب به تجهیزات تولید شود، حیاتی است. برنامه خاص شما تعیین می کند که کدام نوع کمپرسور هوا برای استفاده در تاسیسات خود بهترین است.

در مواردی که خطر و عواقب آلودگی روغن بسیار زیاد است، مانند اقدامات پزشکی، داشتن کمپرسور هوای بدون روغن ضروری است. در کاربردهایی که عواقب آلودگی روغن زیاد نیست، مانند تولید عمومی و در کارگاه های صنعتی و کوچک، از کمپرسورهای هوای تزریق روغن استفاده می شود.

نکته کلیدی: کمپرسورهای هوای بدون روغن لزوماً «بهتر» از کمپرسورهای روغن کاری شده نیستند. کمپرسوری که انتخاب می کنید به نیازهای کاربردی خاص شما و کیفیت هوای مورد نیاز شما بستگی دارد!

تا اینجا دیگر باید متوجه شده باشید که کمپرسور اسکرو چیست!

انواع کمپرسور اسکرو از نظر نوع انتقال قدرت :

کمپرسور اسکرو تسمه ای (belt drive) :

کمپرسور هوا تسمه ای چیست؟

پمپ باد اسکرو اسکرو تسمه ای، نوعی از کمپرسور هوای اسکرو است که دارای سیستم انتقال قدرت توسط تسمه میباشد. این تسمه که به الکتروموتور متصل است. هنگامی که موتور کار می کند، باعث به حرکت درآوردن ایرند (واحد هواساز) میگردد.

چرا کمپرسور تسمه محور را انتخاب کنیم؟

یک پمپ باد اسکرو درایو تسمه ای در مقایسه با کمپرسور درایو مستقیم خود چندین تفاوت را ارائه می دهد. در کمپرسور درایو مستقیم، موتور مستقیماً به واحد هواساز کمپرسور متصل می شود. ساختار درایو تسمه انعطاف پذیری بیشتری را در فشار ارائه می دهد و کمپرسورهای 5 تا 50 اسب بخاری ما برای ارائه کارآمد و مطمئن هوای فشرده برای صنایع و مصارف مختلف هدف قرار گرفته اند.

مزایای کمپرسور هوای تسمه ای

انعطاف پذیری

اگر از کمپرسور هوا به طور متناوب در سرعت ها و قدرت های مختلف استفاده می کنید، احتمالاً انعطاف پذیری یک مدل تسمه ای را ترجیح می دهید. برای مثال، ممکن است بخواهید فشار را از تنظیمات سازنده تغییر دهید.

تعمیر و نگهداری ساده

خرید و نصب کمپرسور هوای تسمه محور مقرون به صرفه و ساده است. تعمیر و نگهداری برای این نوع کمپرسور نسبتاً ساده است که عموماً نیاز به روغن کاری و بررسی ماهیانه کشش تسمه دارد. تعویض روغن و فیلتر هر 1500 ساعت استفاده توصیه می شود.

معایب کمپرسور اسکرو تسمه ای

سایش و پارگی تسمه

سایش و پارگی می تواند بزرگترین مشکل کمپرسور هوای تسمه ای باشد. تسمه ها ممکن است ساییده شوند یا حتی بشکنند و نیاز به تعویض دارند.

اتلاف انرژی

در کمپرسورهای کوپل تسمه ای مقدار انرژی بیشتری در انتقال قدرت از الکتروموتور به واحد هواساز مصرف میشود که بخشی از آن اتلاف میگردد. در نتیجه بازدهی انرژی کمتری نسبت به کمپرسورهای کوپل مستقیم دارد.

کمپرسور اسکرو کوپل مستقیم (direct drive) :

در ادامه بحث کمپرسور اسکرو چیست به نوعی دیگر از کمپرسورهای هوا میرسیم. در این مدل از کمپرسور مارپیچی برای انتقال قدرت از الکتروموتور به ایرند، دیگر از تسمه استفاده نمیشود و قدرت الکتروموتور مستقیم به ایرند منتقل میشود. در این نوع از کمپرسور ها واحد هواساز و الکتروموتور در یک راستا نصب می گردند و با دور یکسان می چرخند. گشتاور به صورت مستقیم به روتورها وارد میشود و به دلیل نداشتن نیروی جانبی به شفت ها چرخص خالص ایجاد میگردد.

مزایای کمپرسور باد اسکرو کوپل مستقیم:

مصرف انرژی کمتر: در کمپرسور مارپیچی کوپل مستقیم به دلیل اینکه اعمال قدرت بدون هدر رفت انرژی در تسمه ها صورت میپذیرد. در نتیجه انرژی کمتری نیز مصرف شده و در راندمان کاری دستگاه نیز بسیار موثر است. 

 طول عمر بالاتر واحد هواساز: در کمپرسورهای کوپل مستقیم به دلیل عدم اعمال فشار عمودی به شفت واحد هواساز و  بلبرینگ ها، طول عمر واحد هواساز بالاتر میباشد.

طول عمر بالاتر الکتروموتور: در کمپرسور باد اسکرو کوپل مستقیم به دلیل عدم اعمال فشار عمودی به شفت الکتروموتور و  بلبرینگ ها، طول عمر الکتروموتور بالاتر میباشد.

تولید صدای کمتر: تولید صدا در کمپرسور مارپیچی کوپل مستقیم به مراتب کمتر از کمپرسور اسکرو تسمه ای میباشد.

معایب کمپرسور اسکرو کوپل مستقیم:

محدودیت دور موتور: بزرگترین عیب در پمپ باد اسکرو کوپل مستقیم محدودیت در دور موتور الکترو موتور آنها میباشد، چراکه الکتروموتور های موجود در بازار در دورهای 1500 و 3000 دور تولید میشوند و در صورت نیاز به دور موتورهای بالاتر، امکان استفاده وجود ندارد.

نیاز به کابین بزرگتر:  به دلیل اینکه در اتصال مستقیم نیاز به قرارگیری الکتروموتور و ایرند (واحد هواساز) در یک راستا هست، در نتیجه حجم بیشتری اشغال می نماید.

امیدوارم تا اینجای کار متوجه شده باشید که کمپرسور اسکرو چیست.