صفر تا ۱۰۰ تاریخچه کمپرسور باد
کمپرسور یکی از مهمترین ابزارها در صنایع مختلف است که از گذشته در رفاه زندگی بشری و گسترش صنایع از اهمیت زیادی برخوردار بوده است و آن را اسب بارکش صنایع می نامند. مهمترین کاربرد پمپ باد شامل استفاده در وسایل خانگی، تجهیزات پزشکی، صنایع غذایی، پتروشیمی، هوایی و… است. اما کمپرسورها از چه زمانی وارد زندگی انسان ها شده اند و کمپرسورهای امروزی در گذشته به چه شکلی بودند؟
تاریخچه کمپرسور
بسیاری از پیشرفت های تکنولوژی امروز برگرفته از دستاوردهای مراحل نخستین زندگی بشر است. به عنوان مثال اولین مورد استفاده از هوای فشرده مربوط به زمانی است که انسان نخستین با دمیدن به کنده های نیم سوز که بر اثر صاعقه به وجود آمده بودند، آتش را روشن نگه داشت. شش های انسان عادی قادر است ۱۰۰ لیتر در دقیقه آیا ۶ متر مکعب در ساعت با فشاری معادل ۰.۲ الی ۰.۸ بار تامین کند.
۳۰۰۰ سال قبل از میلاد مسیح بشر فلزاتی از قبیل طلا، مس، قلع و سرب را که به صورت خالص در طبیعت وجود داشت، کشف کرد. پس از گذشت چندین دهه هنگامی که برای احیای اکسیده این فلزات به عمل ذوب و تولید هوای فشرده برای ایجاد حرارت مورد نیاز را داشت، شش های او دیگر قادر به تامین هوای مورد نیاز نبودند. برای رفع این مشکل از کمپرسور قوی تر دیگری که آن هم به دست طبیعت ساخته شده بود استفاده کرد.
اختراع اولین کمپرسور مکانیکی
اختراع دمی (اولین کمپرسور مکانیکی) تولدی تازه برای تولید هوای فشرده بود. این وسیله و دستگاه هایی که توسط چرخ دورآبی کار می کردند تا ۲۰۰ سال بعد بدون وقفه مورد استفاده قرار گرفتند.
در حدود سال های ۱۷۰۰ میلادی حجم کوره های ذوب فلزات رو به افزایش بود و دستگاه های دمی موجود در آن زمان از عهده انجام کارهای مربوط به گداخت این کوره ها بر نمی آمدند. سرانجام در سال ۱۷۶۷ میلادی برای اولین بار جان اسمیتون سیلندر هوایی را اختراع کرد. این دستگاه هرچند بسیار ابتدایی بود، ولی به هر صورت برای کوره های موجود مورد استفاده قرار گرفت. در سال ۱۷۷۶ میلادی جان ویلکینسون دستگاه ماشین تراشی برای ساختن توپ اختراع کرد که توسط آن سیلندرهای دقیقی از فولاد ریخته شده را می تراشیدند.
این کمپرسور مکانیکی فقط قادر بود هوای فشرده با فشاری برابر با ۱ بار تولید کند و تراکم بیش از آن امکان پذیر نبود. چرا که در صورت افزایش فشار دمای کمپرسور زیاد شده و بندها و تسمه های چرمی که به سوپاپ های چوبی اتصال داشتند تاب حرارت را نیاورده و از بین می رفتند.
انتقال هوای فشرده
اولین انتقال عظیم و موفق هوای فشرده هنگام تسریع در ساختمان تونل مون سینس در کوه های آلپ سوئیس صورت گرفت. این تونل پس از تکمیل دارای دو ریل و طولی تقریبا برابر با ۱۴ کیلومتر بود و عملیات احداث تونل در سال ۱۸۵۷ با استفاده از چکش های دستی شروع شد؛ ولی با سرعتی که کار حفاری پیش می رفت ساختن این تونل ۳۰ سال به طول می انجامید.
بنابراین از روی ضرورت و اجبار مدیران راه آهن تصمیم گرفتند چکش های بادی که با هوای فشرده با فشار ۶ اتمسفر کار می کردند استفاده کنند. بنابراین چکش های بادی توسط مهندس ارشد تونل جرمن سومیلر طراحی شد.
پیشرفت کمپرسورها
مشکلات و گرفتاری هایی که در کار کمپرسورها و چکش های قدیمی به وجود آمد، باعث پیشرفت های فراوانی در زمینه ساختمان کمپرسورها و چکش های بعدی شد و فن حفاری تونل گامی بزرگ به سوی تکامل برداشت. لازم به ذکر است که هر دو کمپرسور از نوع خنک شونده آبی بودند که یعنی آب برای خنک کردن هوای داخل سیلندر ها استفاده می شد.
این طرح ظاهراً قدیمی، سعی و کوششی بود که در جهت تکامل و پیشرفت و توسعه دمی‌های هوایی قبلی صورت گرفته بود. زیرا مهندسین و طراحان از به وجود آمدن یک دیواره حرارتی بین سیلندرها، سوپاپ‌ها، شیرها و دریچه‌ها که به صورت مشکل غیر قابل حلی جلوه گر بود بیم داشت. خوشبختانه دردسر های جدی و متعدد این سوپاپ ها و دریچه ها که به صورت ظاهر شدن فواره آب در آن ها به سرعت بروز کرد و باعث به وجود آمدن تکنیک های جدید و ماندنی به‌صورت پیستون های آبی شد.
همچنین مشکلات موجود در اولین کوشش برای استفاده از این چکش های سنگ شکن در حدی بود که برای بهره‌برداری از این ۹ دریل، ۵۴ عدد از آن در کارگاه در دست تعمیر بودند. هنگامی که دو گروه حفاری به یکدیگر رسیدند تقریباً از ۷ هزار متر لوله برای انتقال هوای فشرده ای که از دهانه ها تا قسمت اصلی حفاری کشیده شده بود، استفاده می شد.
این اقدام نشان داد که نیروی هوای فشرده تا مسافت‌های دور نیز قابل انتقال و استفاده می باشد. اخبار مربوط به حفر تونل در روزنامه ها و مجلات صنعتی چاپ شد و مورد توجه اکثر مردم و مهندسین و دانشمندان در سراسر جهان قرار گرفت. همه این ها شروع و راه جدیدی برای پیشرفت این ابزار و گامی به سوی آینده بود.
با استفاده از ابزارها و وسایل بادی قدرت و شعاع عمل دست بشر بدون آنکه از میزان حساسیت، دقت و انعطاف پذیری غیر قابل رقابت آن کاسته شود به مقدار قابل ملاحظه ای توسعه یافته و پیشرفت کرد. این ضروری ترین مسئله ای است که در انجام کار باید صورت بگیرد.
با گسترش چشمگیری که در نیمه دوم قرن نوزدهم برای صنایع وقوع پیوست تولید انبوه محصولات و ضرورت دستیابی به دبی و فشار بالاتر و محدودیت هایی که کمپرسور های تناوبی در دبی زیاد دارند باعث شد تا صنعتگران مجبور شوند در فکر طراحی و ساخت انواع جدیدتری از کمپرسورها باشند.
ساخت اولین کمپرسور هوا تیغه لغزنده (Sliding Vane)
اولین کمپرسور هوا تیغه لغزنده در سال ١٨٩٠ در آمریکا ساخته شد که بصورت خشک (Dry) طراحی شده بودند . پائین بودن راندمان و مشکل گرم کردن جزو معایب اساسی این پمپ باد بوده تا اینکه درسال ١٩۴٧ با تزریق روغن که نقش آب بند کننده و خنک کاری کمپرسور را بعهده داشت، کارایی ، عمرمفید و قابلیت های این کمپرسور هوا به مقدار چشمگیری افزایش داده شد.
هرچند که کمپرسورهای دورانی در مقایسه با کمپرسورهای تناوبی از قابلیت بالاتری در امر متراکم کردن گازها با دبی بیشتر برخوردار بودند؛ ولی با این وجود قادر به تأمین تمامی نیازهای صنایع روبه گسترش که هر ساله از نظر ظرفیت توسعه می یافتند نبودند.
کمپرسورهای باد گریز از مرکز را می توان پاسخ مناسبی برای مشکل ظرفیت کمپرسورها دانست . اولین پمپ باد گریز ازمرکز در سال ١٨٩٩ توسط یک مهندس فرانسوی بنام Rateau با ظرفیت ٢٠٠٠ مترمکعب درساعت و با نسبت تراکم۱ :۶/۱ (فشار خروجی ۲۶/۱بار مطلق) ساخته شد. درسال ١٩٠٣ کمپرسور باد گریز ازمرکز ۵ مرحله ای با نسبت تراکم کلی۵:۱ طراحی و بکار گرفته شد. تولید کمپرسور گریز از مرکز با ظرفیت و فشار خروجی بالاتر دائمًا در دستور کارشرکت های سازنده قرارگرفته، به نحوی که امروزه این پمپ باد درظرفیت بیش از ١٢۵٠٠٠٠ مترمکعب درساعت ساخته می شود.
فشار قابل دسترسی در این دسته از کمپرسور های هوا ازطریق افزایش تعداد طبقات تا ١۶ طبقه به بیش از ٧٠٠ بار نیز رسانیده شد. کمپرسورهای باد گریز ازمرکز ذاتًا ازنوع خشک و کمپرسور بدون روغن (oil free) بوده و به علت بالا بودن قابلیت اعتماد آن، دوره های بهره برداری بدون توقف آن به بیش از سه سال نیز می رسد.
نتیجه گیری
ساخت کمپرسور باد قدمت طولانی دارد و به چند قرن پیش برمی گردد. البته این دستگاه های کاربردی در گذشته شکلی ابتدایی داشتند و به مرور زمان پیشرفت کردند. این دستگاه در حدود سال های ۱۷۰۰ میلادی ساخته شدند. امروزه کمپرسورها با بهترین کارایی ساخته شده اند و انواع مختلف آن ها در صنایع مختلف کاربرد دارد. برای خرید انواع پمپ باد می توانید ایران کمپرسور را انتخاب کنید.
پمپ باد اسکرو نوعی کمپرسور جابجایی مثبت است که از ساختار چرخشی برای متراکم کردن هوا استفاده می‌کند. کمپرسور باد اسکرو معمولا در جایی که نیاز به حجم هوای فشرده زیادی باشد، مانند چکش های بادی، و دیگر کمپرسور ها مثل کمپرسور های پیستونی جوابگوی آن نباشد استفاده می شود.
این کمپرسورها، با نام کمپرسور پیچشی، روتاری و حلزونی نیز شناخته می شوند. زیرا امروزه کمپرسورهای اسکرو در اشکال حلزونی توسعه داده شده اند. کمپرسورهای اسکرو دارای شیرهای حلقه‌ای کربنی بدون پوشش هستند و این عمل به خنک‌سازی آن‌ها کمک می‌کند. وجود این شیرها در این نوع کمپرسور جلوی ورود روغن به داخل جریان هوای واحد فشرده‌سازی را می‌گیرد.
یکی از ویژگی های بارز این کمپرسورها نداشتن سوپاپ است که باعث می شود هیچ نیروی مکانیکی که باعث ایجاد عدم تعادل میشود به کار گرفته نشود و وارد نشود. بر یاتاقان این نوع کمپرسور نیروی محوری فعالی که به اختلاف فشار بین ورودی و خروجی بستگی دارد وارد میشود و در آن جریان پیدا می‌کند.
کمپرسور باد اسکرو در طراحی بسته با هرمتیک، نیمه‌بسته یا کمپرسور سمی هرمتیک باز تولید می‌شوند و در سردخانه ها و تهویه مطبوع کاربرد زیادی دارند. میزان نسبت تراکمی پمپ باد اسکرو به طول روتر و زاویه حلزونی در کمپرسور بستگی دارد.
اجزای تشکیل دهنده کمپرسور هوا اسکرو چیست؟
اجزای تشکیل دهنده کمپرسور اسکرو شامکل موارد زیر هستند:
روتورها
روتورها دارای دو نوع نر و ماده هستند که روتور نر دندانه های خارجی مارپیچی دارد که به صورت محدب است و روتور ماده از دندانه های داخلی مارپیچ به صورت مقعر بهره می برد.
پوسته
پوسته یکی دیگر از اجزای کمپرسور اسکرو است که روتورها را درون خود جا داده است. جنس این قطعه از چدن یا فولاد است که وظیفه هدایت جریان هوا و مخافظت از روتورها را بر عهده دارد.
یاتاقان ها
یاتاقان ها، بارهای شعاعی و محوری روتورها را حمل می کنند و انتخاب آن ها بر اساس سرعت چرخش، ظرفیت باربری و دمای کاری کمپرسور صورت می گیرد.
سیستم روغن کاری
سیستم روغن کاری، باعث روان کاری روتورها، خنک کاری و کاهش اصطکاک کمپرسور می شود. روغن مانند یک آب بند عمل کرده و از نشت هوا جلوگیری می کند.
شیر کنترل
شیر کنترل، وظیفه تنظیم فشار، دمای خروجی از کمپرسور و دبی را بر عهده دارد.
فیلتر هوا
اولین بخش این کمپرسور فیلتر هوا است؛ زیرا هوا پیش از فشرده سازی باید هیچ آلاینده ای نداشته باشد؛ به همین علت از فیلتر عبور می کند. این فیلتر ذراتی را حذف می کند که ورود آن ها به محفظه باعث آسیب رساندن به روتور یا آتش سوزی می شود.
انواع کمپرسور باد اسکرو چیست؟
- کمپرسور اسکرو با روغن
- کمپرسور اسکرو بدون روغن
کمپرسور اسکرو با روغن
این مدل کمپرسور همانطور که از نامش پیداست برای کارکردن به روغن احتیاج دارد تا بتواند نتیجه‌ای مثبت و درست داشته باشد. در این مدل مقداری روغن برای شروع کار کمپرسور به محفظه فشرده‌ساز هوا در کمپرسور اسکرو تزریق میشود و عمل فشرده‌سازی هوا در همین محفظه انجام می شود. روغن تزریق شده به کمپرسور به دلیل جلوگیری از خوردگی، آسیب دیدن روتورها و عملکرد روان کمپرسور انجام میشود.
البته این را در نظر داشته باشید که هوای خارج شده از کمپرسور در نهایت بدون روغن و پاکیزه است چون در طی انجام فرآیند روغن این کمپرسور توسط جداکننده‌های روغن جدا میشود، البته باید بدانید که ۹۹درصد از روغن به کار رفته در محفظه داخلی کمپرسور باقی می‌ماند و مقدار خیلی ناچیزی از روغن آن از فیلتر عبور می‌کند و از کمپرسور خارج میشود. از این نوع کمپرسور در صنایع غذایی و بهداشتی به دلیل احتمال نشتی روغن استفاده نمی‌شود.
کمپرسور اسکرو بدون روغن
این مدل‌ها نیز همانطور که از نامشان پیداست بدون نیاز به روغن یا هر ماده چرب‌کننده ای توانایی این را دارند به راحتی کار کنند. روترها در کمپرسور اسکرو بدون روغن دارای جنس مقاوم‌تر و بهتری هستند. این روترها هنگام چرخش هیچ برخوردی با یکدیگر ندارند با اینکه فاصله بین دو روتر به کار رفته در کمپرسور خیلی کم است اما به گونه‌ای طراحی شده که برخورد ندارند.
قیمت این نوع از کمپرسورها بسیار بالاست به دلیل اینکه طراحی آن زمان و انرژی و همین‌طور هزینه بیشتری را می‌برد. پس اگر قیمت برای شما مهم و مطرح است می‌توانید از مدل پمپ باد اسکرو با روغن استفاده کنید چون قیمت‌های آن نسبت به این مدل پایین‌تر است. در کلیه صنایع قابل استفاده می‌باشند و به دلیل خشک و بدون روغن بودن محدودیتی ایجاد نمی‌کنند.
نحوه کار کمپرسور اسکرو چگونه است؟
در کمپرسورهای اسکرو معمولا به دو روش نیرو از الکتروموتور به هواساز انتقال می یابد، یا انتقال به وسیله تسمه یا به صورت کوپل مستقیم هواساز به الکتروموتور. در طراحی این نوع از کمپرسورها از حرکت دورانی دو رزوه نر و ماده و در دو جهت مخالف استفاده می شود که این حرکت سبب بالا رفتن فشار و دمای گاز شده و فشار مورد نیاز را تامین می کند.
- در این مرحله لازم است که هوا از فیلتر های مربوطه عبور کند و وارد قسمت هواساز کمپرسور باد اسکرو بشود.
- سپس در مرحله بعد هواساز وظیفه متراکم کردن هوا و فشرده سازی آن را باید به خوبی انجام دهد.
- در مرحله سوم مرحله نهایی هوای فشرده شده و همراه کمی روغن خارج میشود، روغن داخل هوا توسط فیلتری خاص کاملاً جدا سازی می شود پس در این رابطه هیچ نگرانی نداشته باشید.
- در مرحله چهارم هوا و روغنی که وارد مخزنه سپراتور شده اند، بر اساس قوانین فیزیک و شیمی که نشان می دهد وزن روغن از هوا بیشتر است، جداسازی به صورت کاملاً مهندسی شده انجام می شود. در این قسمت هوا کاملا دمای بالایی دارد که برای استفاده مناسب نیست پس باید به رادیاتور برود و دمای آن تا میزان لازم کاهش پیدا کند.
مزایای کمپرسور باد اسکرو
مزایای استفاده از پمپ باد اسکرو به شرح زیر است:
- صدای بسیار کم
- فعالیت۲۴ ساعته و بدون وقفه
- سیستم کنترل plc
- راندمان ۲۵ الی ۳۰ درصدی در مصرف انرژی
- استفاده از قطعات استاتیک در کمپرسور اسکرو باعث پایین آمدن استهلاک آن میشود.
- سیستم کنترل کیفیت کمپرسور اسکرو به صورت خطی
- قابلیت تزریق روغن برای کنترل دمای گاز خروجی
معایب کمپرسور باد اسکرو
از معایب استفاده از پمپ باد اسکرو به شرح زیر است:
- قیمت بالاتر نسبت به دیگر کمپرسور ها
- برای ظرفیت های کمتر از ۲۰ تن غیرقایل طراحی می‌باشند
- هزینه نگهداری آن ها زیاد است
در آخر
کمپرسور اسکرو نسبت به کمپرسورهای روتاری و پیستونی از عملکرد بهتری برخوردار می باشد. افزایش بهره وری، میزان لرزش کمتر، تولید هوای باکیفیت بهتر و امکان تولید حجم بیشتر هوا از جمله مزیت های پمپ باد اسکرو به شمار می روند. به همین علت در صنایع بزرگ از کمپرسورهای اسکرو استفاده می شود، اما همچنان به علت هزینه های بسیار برای نگهداری و طراحی آن، استفاده از این کمپرسور برای ظرفیت های پایین توصیه نمی شود .
کمپرسورها و پمپ ها در دنیای امروز و صنعت بسیار مهم هستند پس بهتر است در این زمینه از شرکت های معتبر خرید کنید تا با خدمات پس از فروش آن ها بتوانید از خرید خود راضی باشید. شما می توانید نظرات خود را با ما و سایر افراد در قسمت نظرات به اشتراک بگذارید.
سوالات متداول
کمپرسور باد اسکرو چیست؟
این دستگاه نوعی کمپرسور جابجایی مثبت است که از ساختار چرخشی برای متراکم کردن هوا استفاده می‌کند. نوعی از کمپرسورهای باد که پرکاربرد و بسیار شناخته شده است کمپرسور باد اسکرو می‌باشد. این کمپرسور نوعی پمپ باد تعمیرگاهی است که به آن کمپرسور تولید هوای فشرده پیستونی نیز میگویند.
چند مدل کمپرسور اسکرو داریم؟
کمپرسور باد اسکرو دارای ۲ مدل نیز می باشد که شامل : کمپرسور باد اسکرو با روغن، کمپرسور باد اسکرو بدون روغن نیز می باشد.
