با پیشرفت فناوری و نیاز روزافزون صنایع به هوای فشرده، کمپرسورهای اسکرو به عنوان یکی از پرکاربردترین و بهینه‌ترین گزینه‌ها برای تأمین هوای فشرده مورد استفاده قرار می‌گیرند. این نوع کمپرسور، با قابلیت تأمین حجم بالای هوا به میزان بیش از ۱۰۰۰ لیتر بر دقیقه، به‌طور گسترده در صنایع مختلفی مانند صنعت خودروسازی، فولاد، شیمیایی و … به کار می‌رود.
یکی از ویژگی‌های بارز این کمپرسورها، صدای کم و قابلیت کارکرد مداوم و بدون وقفه است که این امر به دلیل استفاده از فناوری پیشرفته و طراحی بهینه آنهاست. همچنین، برخورداری از سیستم کنترل PLC (کنترلر منطقی برنامه‌پذیر) از مزایای این کمپرسورها است که عملکرد آن را بهبود و بهره‌وری آن را افزایش می‌دهد.
معرفی کمپرسور اسکرو
کمپرسور اسکرو از جمله کمپرسورهای صنعتی است که در صنایع بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرد. این دستگاه با استفاده از قطعات با کیفیت و مرغوب، قادر است فشار سیالات را به دلخواه افزایش دهد. هر گونه خرابی یا ایراد فنی در اجزای تشکیل‌دهنده آن می‌تواند به شدت کارایی نهایی کمپرسور را کاهش دهد. این دستگاه در صنایع مختلفی مانند الکترونیک، خودروسازی، صنایع شیمیایی و صنایع هوا مورد استفاده قرار می‌گیرد.
انواع مختلف کمپرسور اسکرو شامل بدون روغن (اویل فری) و روغنی هستند که هرکدام ویژگی‌ها و عملکرد متفاوتی دارند. اجزای کمپرسور در هر مدل تفاوتهایی دارد. در ادامه به بررسی کامل اجزای کمپرسور اسکرو خواهیم پرداخت.
اجزای کمپرسور اسکرو
- رتورها
روتورهای دوقلوی در‌هم‌تنیده، قلب تپنده‌ی کمپرسور اسکرو پیچی، عناصر اساسی و از جمله اجزای کمپرسور با اهمیت بالا در این دستگاه هستند. این روتورها با حرکت چرخشی خود، فشرده‌سازی هوا را در لوله‌های سیلندرها انجام می‌دهند.
هنگامی که کمپرسور روشن میشود، واحد هواساز فعال میشود و دنده‌های روتور شروع به چرخش میکنند. هوا از طریق دریچه‌ی باز جذب میشود و روتورها با موتور کمپرسور متصل شده و به چرخش درمی‌آیند. هوا به داخل فضای بین روتورها کشیده شده و با چرخش، فشرده میشود. هنگامی که شیارها به انتهای چرخش می‌رسند، هوا به شکلی کاملاً فشرده میشود و به مخزن نهایی منتقل میشود.
این فرآیند، اصلی‌ترین عملکرد مکانیکی هر کمپرسور هوای اسکرو است، از کمپرسورهای ساده تا کمپرسورهای پیچیده‌تر و چندمنظوره‌ی اتوماتیک در صنعت.
- سیلندرها
سیلندرها، بخش مهمی از کمپرسورهای اسکرو هستند که برای فشرده‌سازی هوا استفاده میشوند. این سیلندرها باید با ابعاد داخلی بدنه‌ی کمپرسور همخوانی داشته و در صورت نیاز به تعویض، قابلیت جابه‌جایی آسان داشته باشند.
در کمپرسورهای پیشرفته‌تر، چندین سیلندر یا چند مرحله‌ای وجود دارد که فشار بالاتری را ایجاد میکنند و ظرفیت ذخیره سازی را دارند. این سیلندرها باید با قطعات متحرک داخلی و خارجی در تماس بوده و ایمن، تحت فشار و با بهره‌وری بالا طراحی شوند. آنها با استفاده از شلنگ‌های روغن روان‌کننده و سیستم تزریق روغن در تماس بوده و دمای محفظه را در رنج ایمن و کاربردی نگه می‌دارند.
سیلندرها انواع مختلفی دارند، از سیستم‌های تک‌سیلندری موازی تا کمپرسورهای چند سیلندری با چندین موتور. مواد اصلی برای ساخت سیلندرها عبارتند از چدن و فولاد که بسته به میزان مصرف کمپرسور و شرایط کاری، با درصدهای مختلفی ترکیب میشوند. کمپرسورهای روتاری روغنی عموماً از مکانیزم خنک‌کنندگی ساده‌تری استفاده میکنند که باعث ارزانتر بودن آنها میشود.
- فیلترهای هوا
این موارد از جمله اجزای کمپرسور هوای فشرده اسکرو می‌باشند که نقش مهمی در حفظ سلامت و عملکرد بهینه آنها دارند. برای کمپرسورهای روغنی، فیلترهای هوا استفاده میشوند تا رطوبت و روغن باقی‌مانده از فرآیندهای تزریق روغن و باز کردن شیرها را جدا کنند.
مراقبت و تعویض منظم این فیلترها برای حفظ سلامت و عملکرد بهینه کمپرسورها بسیار حیاتی است. در واحدهای بدون روغن، فیلترهای هوا معمولاً در نزدیکی شیرهای مکش یا ورودی قرار دارند و نقش اساسی در حفظ کیفیت هوا و جلوگیری از نفوذ ذرات ناخالص دارند.
- فیلترهای روغن
این فیلترها نیز برای کمپرسورهای صنعتی، مانند فیلترهای هوا، دو هدف اساسی دارند.
- اولاً، آنها برای پاکسازی و حفظ خلوص گاز درون کمپرسور هوا استفاده میشوند.
- دوماً، این فیلترها به خنک‌کنندگی و روانکاری سپراتور روغن و سیستم کلی کمپرسور کمک میکنند.
سیستم‌های توزیع روغن، مانند تسمه و قرقره، به صورت موازی با سپراتور روغن عمل میکنند. فیلترهای روغن امروزی معمولاً با تجهیزات چرخشی همراه هستند که دسترسی و تعویض آنها را آسان‌تر میکند و به صرفه‌جویی در زمان و هزینه منجر میشود. این ویژگی کمک میکند تا جلوی تعمیرات اساسی و ضروری کمپرسور گرفته شود.
فیلترهای روغن اغلب با شیرهای بای‌پس همراه میشوند که در زمان افزایش دما یا گرفتگی فیلترها، سیستم هشدار کمپرسور را فعال میکنند تا ورود روغن خالص و تازه به سیلندر فشرده‌سازی فراهم شود.
- بلبرینگها
بلبرینگها، مانند میل‌لنگ‌ها در دیگر اجزای کمپرسورهای باد صنعتی، در کاهش اصطکاک، تعادل حرکت قطعات، و تنظیم دمای کلی کمپرسور نقش دارند.
در یک کمپرسور هوای روتاری، چندین بلبرینگ در مکان‌های حساس نصب شده‌اند، از جمله بلبرینگ‌های شعاعی و محوری که اهمیت بسیاری دارند. بلبرینگ شعاعی به روان کردن چرخش چرخ دنده‌های افقی کمک میکند، در حالی که بلبرینگ محوری به حفظ تعادل و چرخش عمودی قطعات کمک میکند، به ویژه در روتورهای دوقلو، باعث کمک به کاهش نویز میشود.
- شیرهای مکش
از جمله اجزای کمپرسور، شیرهای مکش یا ورودی هستند که به عنوان دریچه‌های ورودی کمپرسور هوای اسکرو عمل میکنند و وظیفه‌ی باز یا بسته شدن را بر عهده دارند، که به طور برنامه‌ریزی شده و با دریافت سیگنال انجام میشود. این عملیات به منظور بهبود بهره‌وری و عملکرد بهینه کمپرسور طراحی شده است.
این دریچه‌ها، ساز و کاری اساسی در تنظیم سیستم دارند، چه در زمان تخلیه هوای فشرده به داخل تانک یا مخزن هوای فشرده، و چه در زمان استفاده از شلنگ‌های فوری. استفاده از یک دریچه تخلیه نامناسب نه تنها ممکن است به کمپرسور آسیب برساند، بلکه ممکن است خسارات جدی به کارکنان و محیط کار نیز وارد کند.
- موتورهای الکتریکی
الکتروموتورهای برقی به عنوان موتورهای معمولی‌تر و رایج‌تر در کمپرسورهای روتاری استفاده میشوند، اما موتورهای دیزلی نیز برای کمپرسورهای هوای فشرده اسکرو کاربرد دارند، به ویژه در مواقعی که نیاز به حرکت متحرک دارند. موتورهای هیبرید هم در حال توسعه می‌باشند. این نوع کمپرسورها به موتورهای قدرتمند و قابل اعتمادی نیاز دارند، زیرا همیشه در حال فعالیت هستند و کارهای سنگین را انجام می‌دهند.
با این حال، باید به این نکته توجه داشت که اندازه موتور و توان تولیدی آن، مستقیماً با بهره‌وری آن مرتبط نیست و ممکن است بزرگتر بودن موتور منجر به کاهش بازدهی آن شود. بنابراین، موتور کمپرسور باید به صورت دوره‌ای بررسی و تعمیر شود تا همیشه ایمن، بهره‌ور و عملی باشد. بسیاری از کمپرسورهای باد صنعتی امروزی دارای فناوری‌های هوشمندی هستند که به طور خودکار موتور و عملکرد آن را نظارت میکنند.
- سیستم کنترلی
یکی از اجزای اصلی کمپرسور اسکرو، سیستم کنترل می‌باشد. که وظیفه‌ی مهمی را در تنظیم و کنترل عملکرد کمپرسور اسکرو دارد. این سیستم نقشی برای جهتدهی، کنترل، مانیتور و ردیابی عملکرد کمپرسور دارد. استفاده از سیستم کنترل سریعترین روش برای بررسی و دسترسی به اطلاعات مهم نقاط حساس کمپرسور هوا است. آموزش اپراتورها برای آشنایی و راحتی در استفاده از سیستم و کسب مهارت در خواندن دستگاه، بخشی اساسی از پروسه‌ی نگهداری کمپرسور اسکرو است.
- سپراتور روغن
فیلترهای سپراتور در کمپرسورهای هوای فشرده اسکرو اهمیت بسیاری دارند. زمانی که روغن به داخل سیلندرهای فشرده‌سازی تزریق میشود، هدف از استفاده از سپراتور روغن جداسازی روغن اضافی از هوای فشرده است. این اقدام به داخل آمیختن روغن با هوا و حضور آن در محصول گازی نهایی جلوگیری میکند. با استفاده از سپراتورهای روغن، حضور بقایای روغن در هوای فشرده به حداقل می‌رسد، که این امر به بهبود عملکرد و ایمنی کمپرسور کمک میکند.
- واشرها و کاسه نمدها
از جمله اجزای کمپرسور هوای اسکرو، واشرها و کاسه نمدها هستند که نقش مهمی را ایفا میکنند. آنها برای ایجاد هوابندی بدون درز و نشت در کمپرسور طراحی شده‌اند. با وجود این واشرها و کاسه نمدها، هوا به درستی به داخل سیلندرها و قطعات دیگر کمپرسور هدایت میشود و از ورود هوا به سایر بخش‌های کمپرسور جلوگیری میشود.
این جزئیات، باعث کاهش اصطکاک و افزایش عمر مفید قطعات میشوند، همچنین انتقال نیروهای نرم و بدون اشکال از دنده‌ها به روتورها را تضمین میکنند، که این امر به بهبود کارایی و عملکرد کلی کمپرسور کمک میکند.
- مخزن هوای فشرده
تقریباً همه کمپرسورهای هوای فشرده همراه با یک مخزن هوای فشرده تأمین میشوند. اندازه و ظرفیت این مخازن معمولاً به نیازها و اندازه کمپرسور وابسته است. اغلب برای مصارف صنعتی و حرفه‌ای، مخازن بسیار بزرگتری استفاده میشود. تعیین ابعاد مناسب برای مخزن هوای فشرده یک مهارت است که نیازمند تجربه، دانش و درک مهندسی است. مخازن صنعتی بزرگ مزایایی از قبیل ذخیرهسازی بیشتر هوای فشرده و افزایش زمان استراحت برای موتور واحد را فراهم می‌آورند.
نحوه عملکرد کمپرسر اسکرو
کمپرسور اسکرو، یک دستگاه مکانیکی است که هوا را فشرده میکند. عملکرد این کمپرسور به چهار مرحله اصلی تقسیم میشود:
- مرحله مکش هوا
در این مرحله، الکتروموتور با استفاده از تسمه یا کوپل مستقیم یکی از روتورها را حرکت می‌دهد. روتورها به شکل نروماده در کنار هم قرار گرفته‌اند تا حرکت یکی از آنها منتقل به دیگری شود. این حرکت باعث مکش هوا از خارج به داخل میشود.
- مرحله متراکم‌سازی
در این مرحله، هوا در محفظه‌ای فشرده میشود. در کمپرسور اسکرو اویل‌فری یا بدون روغن (Oil Free Screw Compressor)، هوا در محفظه متراکم شده و دمای آن تا ۹۵ درجه می‌رسد. اما در کمپرسور اویل اینجکت، هوا و روغن در محفظه تراکم مخلوط میشوند و دمای هوا مطلوب‌تر بوده و نیاز به خنک‌کردن ندارد.
- مرحله ورود به نگهدارنده
پس از متراکم‌سازی، هوا به قسمت نگهدارنده می‌رود. در این قسمت، به دلیل کاهش دما، هوا دارای رطوبت میشود که نیاز است با استفاده از فیلترهای مخصوص رطوبت از هوا جدا شود. در کمپرسور روغنی، فیلتر سپراتور روغن را از هوا جدا میکند.
- مرحله خروج هوا
در این مرحله، هوا که فشرده شده است، از دستگاه خارج میشود. در کمپرسور بدون روغن، هوا قبل از خروج از دستگاه یکبار دیگر داخل محفظه تراکم شده و هوا مجدداً فشرده میشود. سپس از دستگاه خارج میشود.
سخن آخر
اجزای کمپرسور اسکرو، از جمله شیرهای مکش و تخلیه، فیلترها، بلبرینگها، موتور، سیستم کنترلی، مخزن هوای فشرده و سایر اجزا، همگی به همتایانی برای ایجاد عملکردی بهینه و پایدار در کمپرسور هوای فشرده کمک میکنند. هر یک از این اجزا نقش مهمی در عملکرد و کارایی کمپرسور اسکرو ایفا میکنند و همه با هم تشکیل دهنده‌ی یک سیستم پیچیده و موثر هستند.
با توجه به اهمیت هر قسمت، نگهداری منظم، تعمیرات به موقع و استفاده بهینه از هر کدام از این اجزا، به افزایش عمر مفید و بهره‌وری کمپرسور اسکرو کمک میکند.
سوالات متداول
اجزای اصلی کمپرسور اسکرو شامل رتورها، شیرهای مکش و تخلیه، فیلترها، بلبرینگها، موتور، سیستم کنترلی، مخزن هوای فشرده و سایر اجزا است.
فیلترها در کمپرسور اسکرو برای تصفیه هوا از ذرات و ناخالصیها استفاده میشوند تا عمر و کارایی کمپرسور را افزایش دهند.
بلبرینگها به کاهش اصطکاک، تعادل حرکت قطعات و تنظیم دمای کلی کمپرسور کمک میکنند.
سیستم کنترلی کمپرسور اسکرو عملکرد کمپرسور را جهتدهی کرده، کنترل نموده، مانیتور و رهگیری میکند و از بهرهگیری بهینه از کمپرسور اطمینان حاصل میکند.
مخزن هوای فشرده برای ذخیرهسازی هوای فشرده تولیدی توسط کمپرسور اسکرو استفاده میشود و به تنظیم فشار و استفاده بهینه از هوا کمک میکند.
