کمپرسور باد جابجایی مثبت

کمپرسور باد جابجایی مثبت

قبلا با انواع متداول کمپرسور و کمپرسورهای دینامیکی آشنا شدیم امروز به ادامه معرفی کمپرسور باد جابجایی مثبت می‎پردازیم با ما همرا باشید.

به انواعی از کمپرسور باد که در هر سیکل کاری (دورانی یا رفت و برگشتی) مقدار حجم مشخصی از گاز را هدایت می‌کنند کمپرسور باد جابجایی مثبت گفته می‌شود. از مشخصه های اصلی این نوع کمپرسور باد  متناسب بودن مقدار گاز خروجی با تعداد کورس کمپرسور است بدین معنا که برخلاف دیگر کمپرسورها با دو برابر کردن دور کمپرسور باد فلوی کمپرسور نیز دو برابر می‌شود . همچنین اگر مسیر خروجی آن‌ها مسدود گردد فشار خروجی آن‌ها می‌تواند تا بینهایت افزایش پیدا کند و در صورت تأمین توان مورد نیاز می‌تواند باعث ترکیدن بدنه کمپرسور یا سیستم لوله کشی گردد.

کمپرسور باد جابجایی مثبت در دو دسته کلی زیر تقسیم می‌شوند :

الف-کمپرسورهای نوع دوار یا روتاری
ب-کمپرسورهای نوع رفت و برگشتی

الف– کمپرسورهای نوع دوار یا روتاری

در این نوع کمپرسورها عمل بالا بردن انرژی سیال ( بالا بردن فشار گاز ) برخلاف کمپرسورهای گریز از مرکز با هل دادن از طریق حرکت چرخشی ,گاز از طرف ورودی (که حجم بیشتری دارد) به طرف خروجی (که به تدریج حجم کم می‌شود) انجام می‌شود و بسته به ساختمان داخلی کمپرسور باد در انواع زیر طبقه بندی می‌شوند :

۱– کمپرسورهای نوع لوب
۲- کمپرسورهای نوع لوب مارپیچی
۳- کمپرسورهای نوع تیغه لغزشی
۴- کمپرسورهای نوع رینگ مایع

۱– کمپرسورهای نوع لوب 

در این نوع کمپرسور باد گاز از قسمت ورودی یا مکنده وارد کمپرسور می‌شود و با حرکت چرخشی لوبها که توسط الکتروموتور به آن‌ها داده می‌شود و در جهت عکس همدیگر می‌چرخند گاز حبس شده بین رتور‌ها و بدنه کمپرسور را به سمت راهگاه خروجی کمپرسور که به تدریج حجم آن کم می‌شود می‌رانند.

شکل لوب‌ها طوری طراحی می‌شود که در حین چرخش همواره کمترین فاصله بین آن‌ها و بدنه وجود داشته باشد و در صورتی که این فاصله‌ها به هر دلیلی افزایش پیدا کند می‌تواند باعث شود گاز فشرده شده نشت کند و به دلیل وجود اختلاف فشار مجدداً وارد مراحل فشار پایین سیلندر شود که می‌تواند باعث نشتی‌های داخلی و کم شدن فلو و فشار کمپرسور شود .

بسته به تعداد لوب هایی که روی یک رتور قرار می‌گیرد این نوع کمپرسور باد در انواع مختلفی اعم از دو لوب  و سه لوب و همچنین لوب مارپیچی ساخته و مورد استفاده قرار می‌گیرند. هرچه تعداد لوب ها بیشتر باشد راندمان کمپرسور نیز افزایش پیدا می‌کند که به طبع آن هزینه‌ها و دقت ساخت نیز بالاتر خواهد رفت.

۲– کمپرسورهای نوع لوب مارپیچی

با توجه به شباهت رتور این نوع کمپرسورها به پیچ اصطلاحاً به این نوع کمپرسور باد ,کمپرسورهای نوع پیچی  نیز گفته می‌شود و نحوه کار آن‌ها بر اساس حبس شدن گاز بین لوب های مارپیچی که به صورت نر و ماده در داخل هم می‌چرخند و بدنه (سیلندر) است. حرکت دورانی پیچ ها باعث جلو راندن گاز (مثل چرخ گوشت) از مسیر ورودی تا خروجی می‌شود که هر چه گاز به طرف خروجی کمپرسور نزدیک‌تر می‌شود انرژی بیشتری دریافت می‌کند و با کاهش حجم آن فشارش افزایش پیدا می‌کند.

حرکت چرخشی  پیچ ها به توسط الکتروموتور و از طریق چرخ دنده‌هایی که در قسمت انتهایی محور قرار دارد به رتور دیگر منتقل می‌شود و باعث می‌گردد رتورها در خلاف جهت همدیگر بچرخند. برای جلوگیری از نشتی‌های داخلی باید همواره فاصله کمی بین لوبها و محفظه‌هایی که  لوب ها در آن حرکت می‌کنند وجود داشته باشد که با توجه به زیاد بودن طول رتور امکان کم کردن این فواصل با دشواری مواجه است که در بعضی از انواع این کمپرسورها برای جلوگیری از تماس مستقیم قطعات ثابت و متحرک با ایجاد یک فیلم نازک روغن روانکاری که همراه گاز وارد کمپرسور می‌شود از تماس و اصطکاک قطعات ثابت و متحرک ممانعت می‌شود.

بر این اساس این نوع کمپرسورها در دو دسته زیر تقسیم بندی می‌شود :

۱- کمپرسورهای نوع بدون روغن
۲- کمپرسور های نوع روغنی
در کمپرسورهای نوع روغنی به دلیل کمتر بودن فاصله بین قطعات ثابت و متحرک (رتور‌ها و سیلندر) به گازی (هوائی) که وارد کمپرسور می‌شود روغن تزریق می‌کنند تا یک فیلم روغن بین قطعات ثابت و متحرک به وجود آید و از تماس قطعات جلوگیری کند که روغن تزریق شده مجدداً در قسمت خروجی کمپرسور از گاز یا هوای خروجی به توسط سیستم‌های جداکننده روغن و گاز جدا می‌شود و مجدداً وارد سیکل اصلی خود جهت روغن کاری قطعات می‌شود که گاهاً نیاز به اضافه کردن روغن به داخل مخزن می‌شود .

۳– کمپرسورهای نوع تیغه لغزشی 

در این نوع کمپرسورها رتور به صورت خارج از مرکز در داخل سیلندر قرار می‌گیرد و توسط حرکت چرخشی تیغه های نصب شده روی آن باعث ورود سیال از قسمت ساکشن به داخل کمپرسور و حبس شدن آن بین تیغه‌ها و بدنه می‌شود و توسط حرکت دورانی پره‌ها به قسمت خروجی کمپرسور رانده می‌شود که هر چه به قسمت ورودی نزدیک‌تر می‌شود حجم بین تیغه‌ها و بدنه به تدریج کم می‌شود و باعث افزایش فشار گاز می‌شود.در این نوع کمپرسور باد نیز فاصله بین بدنه و تیغه‌ها باید در حد مینیمم تنظیم گردد تا باعث برگشت هوا و ایجاد نشتی داخلی نشود .در این نوع کمپرسورها یا تیغه‌ها عمل راندن گاز را انجام می‌دهند و معمولاً آب بندی بین تیغه‌ها و سیلندر با استفاده از نیروی گریز از مرکز ناشی از حرکت دورانی تیغه‌ها که باعث چسبیدن تیغه‌ها در جداره داخلی سیلندر می‌شود انجام می‌شود ولی در بعضی از انواع این کمپرسورها که دور آن‌ها پایین است جهت تماس مداوم بین تیغه ها و سیلندر ، فنرهایی نیز در زیر تیغه‌ها نصب می‌شود که می‌تواند به نیروی گریز از مرکز کمک کند و کار آب بندی داخلی بهتر انجام شود.

در کمپرسورهای با سایز های بالاتر جهت کم کردن اصطکاک بین  وین ها و بدنه نیاز به روغن کاری است که معمولاً با تزریق مقداری روغن در قسمت ورودی کمپرسور به گاز این کار انجام می‌شود .

این نوع کمپرسورها برای شرایط فشارهای پایین و دورهای کم و فلوهای متوسط کارایی بسیار بالائی دارند.

به دلیل طول عمر بالا و سر و صدای کم آن‌ها در حین کار از این نوع کمپرسورها در یخچال‌های قدیمی به وفور استفاده شده است.

در بعضی از انواع این کمپرسورها برای کاهش بار‌های شعاعی روی یاتاقان‌ها و افزایش طول عمر آن‌ها ,بدنه پمپ به صورت دوراهگاهی ساخته می‌شود که باعث متعادل شدن فشار اطراف رتور و نهایتاً بالانس نیروهای شعاعی روی رتور می‌شود.

۴– کمپرسورهای نوع رینگ مایع 

شکل بدنه این نوع کمپرسورها به صورت تخم مرغی شکل  است و پره های آن از نوع فنجانکی ساخته می‌شود .این نوع کمپرسورها معمولاً برای سیالات دو فازی (گاز همراه با مایع) مورد استفاده قرار می‌گیرند .یکی از مهم‌ترین موارد کاربرد آن در پالایشگاه‌ها در سیستم مشعل که همواره مقدار مایعات گازی همراه گاز وجود دارد است. عمل آب بندی داخلی این نوع کمپرسور توسط دیواره‌ای از مایع که داخل کمپرسور ریخته می‌شود و بین رتور و بدنه قرار می‌گیرد و با استفاده از نیروی گریز از مرکز انجام می‌شود .نوع مایع مورد استفاده برای آب بندی بستگی به نوع گاز کمپرسور دارد ولی معمولاً از آب که یک مایع ارزان قیمت است استفاده می‌شود .قبل از راه اندازی کمپرسور ابتدا در داخل آن مایع مناسبی ریخته می‌شود و سپس اقدام به راه اندازی آن می‌شود . وقتی کمپرسور ساکن است مایع در قسمت ته بدنه می‌ماند و وقتی در حالت چرخش قرار گرفت در اثر نیروی گریز از مرکز مایع به سمت بیرون سیلندر پرتاب می‌شود و با ایجاد یک دیواره آب کار آب بندی و ممانعت از فرار گاز فشرده شده انجام می‌شود.

در قسمت نزدیک به مرکز رتور چهار عدد کانال قرار گرفته که دو تای آن‌ها مربوط به مسیر ورودی گاز و دو تای دیگری مربوط به مسیر خروجی گاز می‌باشد که با چرخش رتور گاز وارد راهگاههای ورودی می‌شود و با حرکت چرخشی رتور گاز حبس شده بین تیغه‌ها و دیواره مایع و شکل بدنه کمپرسور باعث می‌شود که فشار دیواره مایع گاز را فشرده کند و آن را به طرف مسیر خروجی کمپرسور باد  هدایت کند .در این نوع کمپرسورها به طور هم زمان جریان گاز و مایع وجود دارد بر قرار است و مایع داخل کمپرسور هم کار آب بندی و هم کار روانکاری را هم انجام می‌دهد و نیازی به استفاده از روغن کاری خارجی نیست و تنها نیاز این نوع کمپرسور به اضافه نمودن مایع داخل سیلندر است که احتمالاً مقداری از آن با گاز خروجی از کمپرسور با آن خارج می‌شود که البته در مراحل خروجی کمپرسور توسط جداساز مخصوص جدا می‌شود مایع آب بند کننده معمولاً مایع ارزان قیمتی مثل آب است که باید ذرات ناخالص و جامد آن جدا شده باشد.