کمپرسور اسکرو یکی از انواع کمپرسورها می باشد که وظیفه آن فشردهسازی هوا میباشد. این کمپرسوربه دو صورت زیر در بازار موجود میباشد:
- کمپرسور اسکرو روغنی یا اویل اینجکت یا Oil Injected Compressor
- کمپرسور اسکرو بدون روغن یا اویل فری و یا Oil Free Compressor
عملکرد کمپرسور اسکرو به گونهای است که دو عنصر پیچی شکل آن که اسکرو یا روتور نام دارد، با حرکت همزمان باعث کاهش فضای بین خود شده و در نتیجه عمل فشرده سازی هوا را انجام می دهند.
حال به تفسیر نوع کمپرسور اسکرو اویل فری میپردازیم. این کمپرسور در عین داشتن صدایی کم از بازدهی بالایی برخوردار است و کاربرد این کمپرسور در صنایع داروسازی، صنایع غذایی و صنایع نظامی میباشد. کمپرسور اسکرو اویل فری در بازار از محبوبیت بالایی برخوردار است. چرا که هوای خروجی تمیزتری را ایجاد می کند.
کمپرسور اویل فری چگونه کار می کند؟
اساس کار کمپرسور اویل فری، فشرده سازی هوا بدون روغن است و در عملکرد آن هیچ روغنی استفاده نمیشود. ساختار کمپرسور اویل فری نسبت به کمپرسور اویل اینجک پیشرفتهتر است و از دو روتور تشکیل شده که جنس آن از تفلون خاص است در حالی که جنس روتورهای اویل اینجکت از آلیاژ فولاد است.
هوای خروجی از کمپرسور اسکرو اویل فری همانطور که از نامش پیداست عاری از روغن است اما به دلیل قیمت بالایی که دارد در صنعت رایج نیست و در صنایعی که به هوای عاری از آلودگی نیاز دارند استفاده می شود. قیمت کمپرسور اویل فری حدود ۳ یا ۴ برابر کمپرسور اویل اینجکت میباشد. دمای هوای فشرده در کمپرسور اویل فری بالاست که این امر به عدم وجود روغن برای خنککاری برمیگردد.
به همین سبب این دستگاه دارای دو عدد المنت ایرلند میباشد که یکی از آنها فشار کم و دیگری فشار قوی است. یعنی هوا در دو مرحله به فشار حداکثری میرسد.
همانطور که گفته شد به دلیل عدم وجود روغن در دستگاههای اویل فری برای کاهش دما از دو روش برای این کار استفاده میشود که یکی از آنها با کمک آب و یکی به کمک هوا میباشد که کاربرد آنها با توجه به شرایط آب و هوایی متفاوت است.
مثلاً در اقلیمهای گرم و خشک این کار توسط آب و در اقلیمهای معتدل به کمک هوا انجام میشود.روش کار کمپرسور اویل فری به این گونه است که ابتدا هوا از مجرایی که دارای فیلتر است عبور کرده و پس از جداسازی ذرات آلاینده به مجرای مکشی وارد میشود.
این هوای مکش شده پس از عبور از قسمتهایی که نام آن تخلیه کننده (unloader) و شیر ورودی (intake valve) است وارد بخشی به نام استیج اول میشود. در این مرحله فشار هوا ۲.۴ برابر میشود و دمای آن نیز افزایش پیدا میکند.
هوای مذکور برای ورود به استیج دوم حتماً باید خنک شود به این منظور قبل از تخلیه کننده، یک افتر کولر(after cooler) وجود دارد که هوا به آنجا میرود.
سپس هوا پس از عبور از افتر کولر تبدیل به یک هوای سرد اشباع میشود که در این هوای اشباع ذرات آب تبدیل به قطره خواهند شد. این قطرات آب باید قبل از ورود به استیج دوم از هوا جدا شوند که به این منظور یک جدا کننده آب(separator) وجود دارد که آب طی تغییراتی که روی آن انجام میشود و چگالشی که رخ میدهد از شیر تخلیه تعبیه شده در جدا کننده،خارج میشود.
حال دمای هوا باید کاهش پیدا کند که این امر توسط فن که پشت افتر کولر تعبیه شده انجام میشود که با توجه به دمای خروجی، دور آن قابل کنترل است و پس از این مرحله هوا وارد استیج دوم میشود.
در استیج دوم فشار هوا ۷ برابر افزایش می یابد و علاوه بر آن دمای هوا نیز افزایش پیدا میکند( حدود ۲۰۰ و ۲۵۰ درجه سانتیگراد).
به دلیل افزایش فشار، هوا دوباره به هوای گرم اشباع تبدیل شده و وارد افتر کولر دوم میشود تا دوباره دمای آن کاهش یابد. مجدد پس از افتر کولر دوم یک واترسپراتور یا فیلتر آب، وظیفه جداسازی قطرات آب را به عهده دارد.
شیر خروجی نیز قابلیت کنترل دارد که به طور اتوماتیک باز یا بسته میشود. در این روش سنسوری وجود دارد که مقدار سطح آب را با امواج خاصی کنترل میکند و وقتی به سطح خاصی رسید دستور تخلیه میدهد. در حالت دیگر پس از جمع شدن آب به حد معینی تحت تاثیر قطره آبی که شناور میشود، دریچه به صورت دستی باز یا بسته میشود. این دو روش نسبت به روش های دیگر مقرون به صرفهتر است.
یکی از مهمترین کاربردهای استفاده از کمپرسور بادی اویل فری در صنعت دندانپزشکی میباشد.این کمپرسور یکی از اصلیترین ابزارهای مورد نیاز دندانپزشکی است که پزشکان برای کارهای زیبایی و ترمیمی از آن استفاده میکنند.کمپرسور اسکرو اویل فری هوای تمیز مورد نیاز دندانپزشکان را تامین می کند.
از آنجا که کیفیت هوای خروجی از این دستگاه مستقیماً بر روی سلامت بیماران و مراجعه کنندگان تاثیر دارد کمپرسور اسکرو اویل فری یک انتخاب مطمئن و ایمن میباشد چرا که همانطور که از نامش پیداست، هوای خروجی از این دستگاه تمیز و بدون هیچ گونه آلایندهای مانند روغن است.
تعمیر و نگهداری کمپرسور اویل فری
به منظور تعمیر و نگهداری کمپرسور اسکرو باید به برخی قطعات این کمپرسور نگاه ویژه ای داشت.
- دریچه ی ورودی این کمپرسور همیشه در معرض گرد و غبار و آلودگی های محیطی قرار دارد و با اجتماع این آلودگی های و رود به کمپرسور ظرفیت این دستگاه کاهش پیدا می کند. پس همیشه دریچه ورودی را تمیز کنید.
- هوای فشرده کمپرسور های بدون روغن مرطوب است. همیشه رطوبت مخزن را از بین ببرید و خشک کنید. دقت کنید که ابتدا بایستی مخزن از هوای فشرده عاری باشد.
- یکی دیگر از قطعات حساس این کمپرسور فیلتر های هوای آن می باشد. لذا طبق دستور العمل شرکت سازنده و طبق زمان از پیش تعیین شده آنها را تعویض کنید.
کمپرسور اسکرو روغنی اویل اینجکت
کمپرسور اویل فری یکی از انواع کمپرسورهای اسکرو میباشد کمپرسورها یکی از اجزای اصلی سیکلهای تبرید هستند و در واقع نقش اصلی با کمپرسورهاست. کمپرسورهای اسکرو دو نوع هستند:
- کمپرسورهای روغنی
- کمپرسورهای بدون روغن یا اویل فری
کمپرسور اسکرو روغنی یا oil_inject یا همان اویل اینجکت یکی از انواع کمپرسور اسکرو میباشد. این نوع کمپرسورها جز کمپرسورهای با جابجایی مثبت محسوب میشوند. کمپرسورهای جابجایی مثبت از یک جز مانند پیستون یا پره برای فشرده سازی هوا استفاده میکنند و چون با جابجایی باعث کاهش حجم و فضای داخل کمپرسور میشوند، به جابجایی مثبت معروف هستند. کمپرسورهای رفت و برگشتی، کمپرسورهای اسکرال و کمپرسورهای اسکرو همگی از همین دسته محسوب میشوند.
در کمپرسور اسکرو روغنی روغن نقش بسیار مهمی را ایفا میکند. روغن علاوه بر کاهش درگیری قطعات، از اصطکاک حاصل از آن جلوگیری میکند.
علاوه بر آن از ایجاد حرارت حاصل از این اصطکاک در درگیری قطعات نیز جلوگیری میکند. علاوه بر اینها بیرینگها و روتورها نیز به روغن کاری نیاز دارند. به همین منظور هوای ورودی به کمپرسور اسکرو روغنی با روغن آغشته میشود تا فضای داخلی هواساز نیز روغن کاری شده و روتورها کمترین اصطکاک ممکن را داشته باشند.
همانطور که میدانید در کمپرسورهای اسکرو روغنی یا اویل اینجکت دو روتور مارپیچ به صورت نری و مادگی درون یکدیگر دوران میکنند. یکی از این روتورها به موتور متصل است و روتور دیگر به وسیله آن به چرخش در میآید.
هوای ورودی وقتی بین این روتور موتور قرار میگیرد، با نزدیک شدن آنها به هم و کاهش حجم و فضای بین آنها، فرایند فشرده سازی صورت میگیرد. سپس برای اینکه این دو روتور روان و بدون اصطکاک درون یکدیگر دوران کنند، هوا به روغن آغشته میشود.
سپس از فرایند فشرده سازی و خارج شدن این مخلوط از محفظه کمپرسور، به وسیله فیلتر سپراتور Filterseprator روغن از هوا جدا شده و پس از تصفیه و خنک شدن در سیکل فرآیند کمپرسور قرار میگیرد.
فیلتر سپراتور یا فیلتر جدا کننده، نقش بسیار مهمی در عملکرد و کیفیت هوای خروجی کمپرسور اسکرو ایفا میکند. مخصوصاً اگر برای مصرف کنندگان این کمپرسورها، کیفیت هوای خروجی بسیار مهم باشد که در صنایعی مانند صنعت پزشکی و صنعت غذایی بسیار حائز اهمیت میشود.
مرحله جداسازی روغن در کمپرسورهای اسکرو در دو مرحله انجام میشود. مرحله اول زمانی است که ذرات و روغن با نیروی گریز از مرکز حاصل از فرایند فشرده سازی و چرخش روتورها به دلیل وزن مولکولی بالاتر ذرات روغن از هوا جدا میشوند و در مرحله دوم هوایی که حاوی ذرات باقیمانده روغن است به سمت فیلتر سپراتور قبل از خروج حرکت میکند و روغن باقیمانده در این مرحله جدا میشود.
مش بندی لایههای کاغذی داخل فیلتر سپراتور در کیفیت هوای خروجی نقش مهمی دارد. روغن به سمت انتهای فیلتر سپراتور حرکت کرده و در حوضچهای جمع شده سپس به ابتدای مسیر ورودی هوا هدایت میشود. از پارامترهای مهم فیلتر سپراتور می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- فشار محیط
- فشار محیط کاری
- مش کاغذ فیلتر
- اختلاف فشار
- ابعاد فیلتر
فیلتر سپراتور بعد از مدت زمانی نیاز به تعویض دارد که بستگی به نوع فیلتر و کارکرد دستگاه توسط شرکت سازنده ارائه میشود
انواع کمپرسورهای اسکرو روغنی
کمپرسورهای اسکرو روغنی انواع مختلفی دارند که می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- کمپرسور اسکرو روغنی دور ثابت
- کمپرسور اسکرو روغنی دور متغیر
- کمپرسور اسکرو روغنی کوپل مستقیم
در کمپرسورهای دور ثابت دور هوای ایرند با جریان خروجی یکسان است ولی در کمپرسور دور متغیر این نسبت یکسان نیست و بنابر نیاز تغییر میکند تا از اتلاف انرژی جلوگیری شود.
در کمپرسورهای تسمهای موتور و ایرند به صورت تسمه به یکدیگر متصل شدهاند و دارای عملکردی آرام و روان هستند.
در این نوع کمپرسور فشرده سازی هوا بدون روغن انجام میگیرد و بیشتر برای صنایع حساس و بهداشتی مانند داروسازی صنایع غذا ونظامی استفاده میشود در کمپرسورهای اسکرو روغنی احتمال آغشته بودن هوای فشرده خروجی با روغن وجود دارد و به همین دلیل صنایع حساس از کمپرسورهای اسکرو اویل فری استفاده میکنند
در کل کمپرسورهای اویل فری یا بدون روغن شامل انواع کمپرسورهای پیستونی کمپرسورهای اسکرول کمپرسورهای اسکرو می شود که کمپرسورهای اسکرو اویل فری دارای کارایی و طول عمر بالایی هستند.
کاربرد کمپرسور اویل فری
علاوه بر این مورد از کمپرسور اویل فری در دندانپزشکی نیز استفاده میشود. حتماً یونیتها وهندپیس هایی که در طی فرایند دندانپزشکی وارد دهان بیمار شده را مشاهده کردهاید. اگر این هوا آغشته به روغن باشد، بیماران دچار عوارض آن میشوند.
لذا استفاده از کمپرسورهای بدون روغن الزامی است چرا که باید هوای تولید شده از هرگونه ناخالصی مبرا باشد. یکی دیگر از کاربردها کاربردهای کمپرسورهای اویل فری در بیمارستانهاست.
در بیمارستانها برای پر کردن کپسولهای اکسیژن مورد استفاده بیماران استفاده میشود چرا که وجود روغن در هوای خروجی آنها میتواند برای بیماران دچار مشکل شود.
این نکته را دقت کنید با وجود فیلترهای مختلف برای کمپرسورهای روغنی باز این امکان وجود دارد که هوای خروجی به ذرات روغن آلوده و آغشته باشد. پس استفاده از کمپرسورهای اویل فری در این صنایع لازم و ضروری است.
یکی دیگر از کاربردهای این کمپرسورها در کپسولهای غواصی و کپسولهای اکسیژن مخصوص است. علاوه بر این موارد از کمپرسورهای اویل فری در صنایع داروسازی، صنایع رنگ، صنایع ابزار دقیق نیز استفاده میشود.
از کمپرسورهای اویل فری یا بدون روغن تنها برای استفاده از فشرده سازی هوا محدود نمی باشد و در برخی صنایعی که نیاز به فشرده سازی گازهای مخصوص دارند که عاری از آلودگی و روغن باشد، نیز استفاده میشود.
از جمله این گازها میتوان به گاز دی اکسید کربن هیدروژن نیتروژن آرگون و هلیوم و متان اشاره کرد. یکی دیگر از صنایع مورد استفاده از کمپرسور اویل فری صنعت تولید قطعاتPET میباشد که به هوای بدون روغن نیاز مبرم دارند.
مزایای کمپرسور اسکرو اویل فری
همانطور که اشاره شد در این کمپرسور به دلیل نبود روغن هوای خروجی کاملاً تمیز و عاری از هرگونه آلودگی میباشد همین وضعیت باعث شده از این کمپرسور در صنایع مختلف استفاده شود مثل صنایع دارویی، پزشکی وغذایی و خودروسازی و … که این کمپرسورها هزینه تعمیر و نگهداری کمی دارند.
به دلیل کیفیت بالای هوای خروجی این کمپرسور دوستدار محیط زیست است و محیط زیست را آلوده نمیکند.
بازدهی بالا و مصرف انرژی پایین، داشتن وزن سبک و راحتی در حمل و نقل، نیاز به زمان کمتر برای راهاندازی و قابل استفاده روی هر سطحی از دیگر مزایای این کمپرسور ها میباشد.
معایب کمپرسور اسکرو اویل فری
از معایب کمپرسور اسکرو اویل فری میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- آسیب پذیری این کمپرسور در اثر ضربه و دمای بالا زیاد است
- طول عمر پایین به دلیل بالا بودن دمای آنها نسبت به سایر کمپرسورها
- به دلیل داشتن مخزنهای کوچک برای کارهای سنگین مناسب نیستند
- این کمپرسورها قیمت خرید بالاتری نسبت به سایر کمپرسورها دارند
چرا اغلب صنایع کمپرسورهای بدون روغن را ترجیح میدهند؟
کمپرسورهای اویل فری به دلیل کاربردهای فراوانی که دارند مورد استفاده صنایع زیادی قرار گرفته است در صنعت پزشکی و داروسازی به دلیل حساسیت این صنایع نسبت به آلودگی استفاده از این کمپرسورها کاربرد بسیار زیادی دارند.
در صنایع غذایی هم به دلیل اینکه هوای خروجی این کمپرسورها تمیز و عاری از آلودگی هستند، در تولید و بستهبندی مواد غذایی استفاده میشود. همچنین در صنعت خودروسازی در مرحله رنگ کردن ماشینها این کمپرسورها مورد استفاده قرار میگیرد.
علاوه بر هوای فشرده با کیفیت، حمل و نقل آسان، قابلیت استفاده در شرایط مختلف، هزینه پایین آنها در نگهداری و تعمیر، از دیگر دلایل کاربرد بالای آنها میباشد.
تفاوت کمپرسورهای روغنی و بدون روغن
- کمپرسور اسکرو روغنی به دلیل قدرت بالایی که دارند در صنایع بزرگ کاربرد زیادی دارند. در حالی که کمپرسور اسکرو بدون روغن قدرت پایینی دارند و برای صنایع سنگین مناسب نیستند .
- کمپرسور اسکرو روغنی در مقایسه با بدون روغن قیمت اولیه پایین تری دارند.
- کمپرسور روغنی طول عمر بالاتری نسبت به بدون روغن دارد.
- حمل و نقل کمپرسور اویل فری بسیار راحت تر از روغنی آن می باشد.
- کمپرسور هوای روغنی دارای صدا و لرزش کمتری نسبت به بدون روغن می باشد.
- هزینه تعمیر و نگهداری کمپرسورهای روغنی بیشتر از بدون روغن است.
- کمپرسورهای روغنی قابلیت استفاده در دماهای بالا را دارند در حالیکه کمپروسور بدون روغن این ویژگی را ندارند و در دمای بالا و شرایط سخت قابل استفاده نیستند.
کمپرسوراسکرو اویل فری چگونه کار میکند؟
برای انتخاب یک کمپرسور اویل فری مناسب موارد بسیاری وجود دارد که باید به آنها دقت کنید. در ابتدا نگاهی به عملکرد کمپرسور اسکرو اویل فری میپردازیم. روش کار این کمپرسور به گونهای است که ابتدا هوا از مجرایی که دارای فیلتر است عبور کرده و پس از جداسازی ذرات آلاینده به مجرای مکشی وارد میشود.
این هوای مکشی پس از عبور از قسمتهایی که نام آن هاunloader (آنلودر) وintake valve (اینتک والو) میباشد، وارد بخشی به نام استیج اول میشود. در این مرحله به خاطر فعل و انفعالاتی که روی هوا انجام میشود فشار هوا بیشتر شده و دمای آن نیز افزایش پیدا میکند.
هوا پیش از ورود به استیج دوم باید خنک شود که این کار توسط افتر کولر تعبیه شده در (unloader) انجام می شود. در فرایند خنک کاری هوا، مقداری آب تولید شده که این آب توسط شیر خروجی خارج میشود.
در این مرحله هوا وارد استیج دوم میشود و فشار آن ۷ برابر افزایش پیدا میکند. این فشار هوا دوباره موجب افزایش دمای هوا شده و برای خنک شدن دوباره وارد افتر کولر دوم میشود. پس از افتر کولر دوم دوباره شیر آبی تعبیه شده تا قطرات آب را جداسازی کند.
نتیجه همه این فعالیتها تولید هوایی فشرده، بدون هیچگونه آلاینده و گرد و غبار خواهد بود. همانطور که اشاره شد وظیفه کمپرسور اویل فری، هوای فشرده بدون هیچگونه ذرات روغن و گرد و غبار است. اصلیترین تفاوت کمپرسور اویل فری با اویل اینجکت نیز همین میباشد.
مزایای کمپرسور اسکرو اویل فری
از مزایای کمپرسور اویل فری استفاده آن در صنایع حساس مانند صنایع پزشکی و دندانپزشکی، صنایع غذایی و صنایع دفاعی میباشد.
چرا که صنایعی مانند دندانپزشکی و صنایع غذایی مستقیماً بر روی سلامت افراد تاثیر دارد، استفاده از کمپرسور اویل فری از ملزومات این صنایع به شمار میآید.
از دیگر مزایای این کمپرسور، فشرده سازی گازهایی به غیر از هوا میباشد که به دلیل عدم وجود روغن در این کمپرسور و همچنین سبکتر بودن روتور های آن که از جنس تفلون میباشد.
این دستگاه دارای سرعت بیشتری است و بر خلاف کمپرسورهای دیگر بدون سر و صدا و بسیار سبک میباشد و به راحتی قابل جابجایی است.
برای تامین هوای مورد استفاده در صنایع غذایی مانند پر کردن هوای داخل بستهبندیهای مختلف مواد غذایی نیز از کمپرسور اسکرو ایل فری استفاده میشود.
دندانپزشکان نیز برای کارهای زیبایی و ترمیمی از این کمپرسورها استفاده میکنند. در برخی از پروسه های دندانپزشکی به فشار هوایی معادل ۵ بار نیاز است تا به کمک هوای مذکور محیط دهان را خشک و آماده برای اعمال زیبایی و ترمیمی کنند.
چگونه یک کمپرسور اسکرو اویل فری را انتخاب کنیم؟
حال این موضوع اهمیت پیدا می کند که چگونه یک کمپرسور اسکرو اویل فری مناسب را انتخاب کنیم؟
در ابتدا برای تشخیص انتخاب یک کمپرسور اسکرو اویل فری یا همان دستگاه باد، باید با توجه به نیاز خطوط تولید مقدار هوای خروجی را محاسبه کرده تا انتخاب بهتری در نوع و میزان هوای خروجی کمپرسور انتخابی داشته باشید.
در هنگام محاسبه میزان هوای خروجی، مقداری بار اضافه را نیز در نظر بگیرید و به میزان هوای خروجی اضافه کنید. این مقدار را برای زمان هایی که دستگاه دچار افت فشار می شود، در نظر بگیرید.
درواقع دنبال محاسبه cfmدستگاه کمپرسور هستیم.
cfm مخفف cubic feet per minute یا همان فوت مکعب در دقیقه است.
به عبارت دیگر به میزان و مقدار هوای خروجی از دستگاه cfm میگویند. سی اف ام دستگاه اسکرو اویل فری باید چیزی حدود ۱٫۹۴ باشد. روش دیگر، تعیین مقدار psi است
Psi مخفف pounds per square inch یا پوند در اینچ مربع است و فشار هوا را اندازهگیری میکند.
هرچه پی اس آی دستگاه بالاتر باشد، هوای درون مخزن کمپرسور فشردهتر میشود. نکته بعدی تعیین اندازه مخزن دستگاه است که با توجه به نیاز خود باید چیزی بین ۸۰ تا ۲۴۰ لیتر باشد.
نکته ی مهم در خصوص مخزن کمپرسور دندانپزشکی باید از فلزی مقاوم در برابر هر نوع خوردگی استفاده کرد. از طرفی دیگر برای جلوگیری از حضور و رشد باکتری ها، رویه درونی آن با یک لایه ضخیم اپوکسی،پوشیده می شود.
استحکام دستگاه کمپرسور از دیگر ویژگیهایی است که باید به آن توجه کرد. شاید هزینهای که در ابتدا برای هر چه بهتر طراحی و ساخت کمپرسور باد میکنید، در طول مدت از هزینههای جانبی بالاتر جلوگیری کند.
قابلیت حمل و نقل دستگاه کمپرسور از دیگر عوامل تعیین کننده برای انتخاب دستگاه میباشد. کمپرسور اویل فری بهتر است سبک و قابل حمل و نقل باشد.
این مورد ویژگی مهمی به شمار میرود.با توجه به شرایط امروزه و کمبود انرژی های طبیعی، هرچه میزان برق مصرفی کمپرسور کمتر باشد دستگاه بهتری است. از دیگر موارد شایان ذکر در ویژگیهای یک کمپرسور مناسب قدرت موتور کمپرسور است. یعنی میزان نیرویی که موتور جهت فشرده کردن هوا به کار میگیرد. معمولاً میزان توانی که کمپرسور میتواند تولید کند، مابین ۱٫۵ تا ۷ اسب بخار میباشد.
شما می توانید با مراجعه به سایت هواکاران مدرن شکوهیه مراجعه کرده و از راهنمایی های مشاوران این مجموعه کمک بگیرید.