راهنمای کامل کمپرسور هوا:
انواع، قطعات، عملیات و تعمیر و نگهداری
از واحدهای اسکرول بدون روغن گرفته تا پیچهای چرخشی صنعتی - همه چیزهایی که مهندسان، مدیران تأسیسات و خریداران باید درباره سیستمهای هوای فشرده بدانند.
هوای فشرده چیست و کمپرسورهای هوا چه کاری انجام می دهند؟
هوای فشرده هوای جوی است که در بالا تحت فشار قرار گرفته است 14.7 psi (1 بار) توسط دستگاه مکانیکی هوا کمپرسورها انرژی مکانیکی را به انرژی پنوماتیک تبدیل می کند و آن را به عنوان هوای تحت فشار ذخیره می کند که می تواند در صورت نیاز به ابزارهای برقی، سیلندرها، پوشش های اسپری یا پشتیبانی از فرآیندهای پزشکی و صنعتی آزاد شود.
از نظر ترمودینامیکی، فشرده سازی هم فشار و هم دما را طبق قانون گاز ایده آل افزایش می دهد. اکثر کمپرسورهای صنعتی در یکی از سه چرخه ترمودینامیکی کار می کنند: همدما (دمای ثابت، از لحاظ نظری کارآمدترین)، آدیاباتیک (بدون تبادل حرارت، پیش فرض واقعی)، یا پلی تروپیک (ترکیبی عملی از این دو).
انواع کمپرسور هوا: مقایسه مستقیم
انتخاب اشتباه نوع کمپرسور رایج ترین و پرهزینه ترین اشتباه است. جدول زیر تمام انواع اصلی را پوشش می دهد.
| تایپ کنید | اصل کار | محدوده فشار | بهترین برنامه |
|---|---|---|---|
| پیچ دوار | دو روتور مارپیچ مشبک، هوا را به دام می اندازند و فشرده می کنند | 80-200 psi | استفاده مستمر صنعتی، ساخت |
| متقابل | پیستون در سیلندر حرکت می کند تا هوا را فشرده کند | 100-6000 psi | وظیفه متناوب، کارگاه ها |
| گریز از مرکز | پروانه با سرعت بالا باعث شتاب و انتشار هوا می شود | 15-150 psi | حجم بسیار زیاد (>500 اسب بخار)، پتروشیمی |
| بدون روغن | PTFE / پیچ های تزریق شده با آب یا خشک | 100-150 psi | پزشکی، غذا و نوشیدنی، الکترونیک |
| اسکرول کنید | دو طومار مارپیچی برای فشرده کردن هوا در مدار قرار می گیرند | 80-145 psi | آزمایشگاه ها، دندانپزشکی، محیط های کم سر و صدا |
کمپرسورهای هوا پیچ روتاری: اسب کار صنعتی
کمپرسورهای اسکرو روتاری بیش از 70 درصد از تاسیسات هوای فشرده صنعتی در سطح جهان را تشکیل می دهند. کمپرسورهای اسکرو سری GA اطلس کوپکو از 5 کیلووات تا 900 کیلووات می باشد. مزایای کلیدی عبارتند از:
- چرخه کاری 100٪ - طراحی شده برای کار 24/7 بدون گرم شدن بیش از حد
- سطوح صدای پایین تر (60-75 دسی بل) در مقابل انواع رفت و برگشتی (85-95 دسی بل)
- نسخههای درایو با سرعت متغیر (VSD) مصرف انرژی را کاهش میدهند تا 35 درصد
- انواع پر از روغن هوا را در 7 تا 13 بار ارائه می دهند. انواع بدون روغن مطابق با استاندارد ISO 8573-1 کلاس 0 هستند
کمپرسورهای هوای بدون روغن: زمانی که خلوص غیر قابل مذاکره است
کمپرسورهای بدون روغن در مواردی که حتی ردپای آلودگی روغن باعث از بین رفتن محصول یا خطر ایمنی شود اجباری است. - خطوط پرکننده دارویی، فابریک های نیمه هادی و بسته بندی مواد غذایی. ISO 8573-1 کلاس 0 به این معنی است که محتوای روغن زیر 0.01 mg/m³ تأیید شده است.
سه فناوری اصلی بدون روغن
- پیچ های خشک با روکش PTFE: بدون روانکاری در محفظه فشرده سازی؛ رایج ترین در محدوده 15-315 کیلو وات
- پیچ های تزریق آب: آب جایگزین روغن برای آب بندی و خنک کننده می شود. هوای بسیار تمیز و خنک تولید می کند
- کمپرسورهای اسکرول: از نظر طراحی ذاتاً بدون روغن؛ فوق العاده بی صدا در 40-65 دسی بل؛ برای آزمایشگاه ها و کلینیک ها ترجیح داده می شود
توجه: واحدهای بدون روغن معمولاً 20 تا 40 درصد بیشتر از نمونه های روغن کاری شده قیمت دارند، اما هزینه های فیلتراسیون پایین دستی را حذف می کنند.
کمپرسورهای هوای گریز از مرکز: با حجم بالا، جریان مداوم
کمپرسورهای گریز از مرکز (توربو) از یک پروانه با سرعت بالا استفاده می کنند - اغلب در چرخش 20000-60000 دور در دقیقه - برای انتقال انرژی جنبشی به هوا، که سپس در یک دیفیوزر به فشار تبدیل می شود. آنها ذاتاً در مسیر تراکم بدون روغن هستند و در نرخ جریان بسیار بالا (معمولاً بالای 200 cfm) برتری دارند. کاربردهای متداول شامل سیستمهای تهویه مطبوع بزرگ، کارخانههای فولادسازی و پردازش گاز طبیعی است.
محدودیت اصلی آنها: کمپرسورهای سانتریفیوژ به "سرج" حساس هستند - ناپایداری آیرودینامیکی در جریان کم - و به سیستم های کنترل دقیق نیاز دارند تا در پوشش عملیاتی خود باقی بمانند.
کمپرسورهای هوای پزشکی: استانداردهای سخت گیرانه تر، سهام بالاتر
هوای درجه پزشکی باید ملاقات کند HTM 02-01 (بریتانیا)، NFPA 99 (ایالات متحده آمریکا)، یا ISO 7396-1 (بین المللی) استانداردها الزامات کلیدی:
- فشرده سازی 100٪ بدون روغن (نوع اسکرول یا پیچ خشک)
- خشک کردن اختصاص داده شده به نقطه شبنم زیر 40- درجه سانتیگراد
- پیکربندی دوبلکس (N 1) برای زمان خاموشی صفر
- نظارت مداوم CO و O2 در نقطه استفاده
- فشار تحویل شده از 4-5 بار (58-73 psi) در خروجی بخش
هوای پزشکی برای ونتیلاتورها، ابزارهای جراحی و سیستمهای تحویل بیهوشی رانندگی استفاده میشود. هرگز با هوای صنعتی جایگزین نکنید.
قطعات یک کمپرسور هوا: آنچه در داخل است
| قسمت | تابع | علامت شکست |
|---|---|---|
| فیلتر هوا | گرد و غبار را قبل از فشرده سازی از بین می برد | گرمای بیش از حد، کاهش جریان |
| عنصر فشرده سازی | فشار را از طریق پیستون، پیچ یا پروانه افزایش می دهد | افت فشار، سر و صدا |
| موتور الکتریکی | عنصر فشرده سازی را درایو می کند | شروع نمی شود، سفر شکن |
| مخزن گیرنده | هوا را ذخیره می کند، نوسانات فشار را کاهش می دهد | دوچرخه سواری کوتاه، افزایش فشار |
| پس کولر | هوای فشرده را خنک می کند، رطوبت را متراکم می کند | هوای مرطوب پایین دست |
| سوئیچ فشار | دستگاه را در باند فشار تنظیم شده راه اندازی/توقف می کند | دویدن مداوم یا عدم شروع |
| شیر ایمنی | در صورتی که فشار از حد مجاز بیشتر شود هوا را تخلیه می کند | تهویه مداوم، فشار بیش از حد |
| خشک کن | بخار آب را از هوای فشرده خارج می کند | زنگ زدگی در خطوط، آسیب ابزار |
گرمای بیش از حد کمپرسور هوا: علل، عواقب و رفع آن
گرمای بیش از حد علت اصلی خاموش شدن ناخواسته کمپرسور است. اکثر واحدها در دمای 100 تا 110 درجه سانتیگراد (212 تا 230 درجه فارنهایت) حرکت می کنند. علل ریشه ای رایج:
- فیلتر هوا مسدود شده است - هر 2000 ساعت کار تعویض کنید
- کولر روغن کثیف - رسوب پره ظرفیت خنک کننده را تا 40٪ کاهش می دهد
- سطح روغن پایین - روغن 80 درصد خنک کننده را در طرح های سیلابی مارپیچ فراهم می کند
- دمای محیط بالا - اکثر کمپرسورها برای ورودی ≤40 درجه سانتیگراد (104 درجه فارنهایت) درجه بندی شده اند
- شیر بای پس حرارتی باز گیر کرده است - باعث دور زدن کامل روغن از کولر می شود
گرمای بیش از حد مکرر تجزیه روغن را تسریع میکند، آببندیها را تخریب میکند، و میتواند بهطور دائمی روتورهای پیچ را به ثمر برساند - بازسازی که هزاران یورو هزینه دارد.
ترمودینامیک فشرده سازی: چرا عملا اهمیت دارد
فشرده سازی همیشه گرما ایجاد می کند. برای یک واحد تک مرحله ای که از 1 بار به 7 بار فشرده می شود، دمای هوای تخلیه می تواند به آن برسد 180 تا 220 درجه سانتیگراد قبل از خنک شدن . فشردهسازی دو مرحلهای با اینترکولینگ این امر را به میزان قابل توجهی کاهش میدهد و مصرف انرژی را کاهش میدهد 10-15٪ برای همان فشار نهایی
توان ویژه (کیلووات بر متر مکعب بر دقیقه) معیار کلیدی بازده است. یک کمپرسور اسکرو روغنی خوب به دست می آید 5.5-7.0 کیلو وات در هر متر مکعب در دقیقه در 7 بار . واحدهای بدون روغن به دلیل نشتی داخلی بیشتر، 10 تا 15 درصد انرژی بیشتری برای خروجی معادل مصرف می کنند.
تا 94% گرمای تراکمی را می توان از طریق یک مبدل حرارتی روغن/آب برای پیش گرم کردن آب فرآیند جمع آوری کرد - یک صرفه جویی عملی در انرژی که بسیاری از امکانات نادیده گرفته می شوند.
سوالات متداول: کمپرسورهای هوا
چه اندازه کمپرسور هوا نیاز دارم؟
تقاضای cfm همه ابزارهایی را که به طور همزمان اجرا می کنید جمع کنید، سپس یک حاشیه ایمنی 25 تا 30 درصد اضافه کنید. قانون سرانگشتی: 1 گالن مخزن در هر 1 cfm تقاضا برای استفاده متناوب.
چند وقت یکبار باید روغن کمپرسور را عوض کنم؟
روغن معدنی: هر 1000 تا 2000 ساعت کار. روغن مصنوعی: هر 4000 تا 8000 ساعت. همیشه از مشخصات OEM پیروی کنید - ویسکوزیته اشتباه یکی از دلایل رایج خرابی بلبرینگ است.
آیا می توانم از کمپرسور معمولی برای مصارف پزشکی استفاده کنم؟
خیر کمپرسورهای استاندارد استاندارد ISO 8573-1 کلاس 0 یا استانداردهای گاز پزشکی را ندارند. شما به یک واحد فاقد روغن تایید شده با نظارت معتبر نیاز دارید.
چرا کمپرسور من همچنان گرم می شود؟
به ترتیب موارد زیر را بررسی کنید: (1) وضعیت فیلتر هوا، (2) سطح و کیفیت روغن، (3) تمیزی کولر، (4) دمای محیط و تهویه، (5) شیر بای پس حرارتی. اکثر سفرها با مراحل 1 تا 3 حل می شوند.
پیچ روتاری تزریق روغن در مقابل پیچ چرخشی بدون روغن: تفاوت چیست؟
در روغن تزریقی، مهر و موم روغن، روتورها را روغن کاری کرده و خنک کنید - توسط یک جداکننده از پایین دست خارج می شود. در روتورهای بدون روغن، روتورهای با روکش PTFE خشک میشوند و هیچوقت روغنی با جریان هوا تماس نمیگیرد و کیفیت ISO کلاس 0 را تضمین میکند.
یک کمپرسور به چه تعمیر و نگهداری معمولی نیاز دارد؟
روزانه: میعانات را تخلیه کنید، روغن را بررسی کنید. هفتگی: فیلتر هوا را بررسی کنید، نشتی را بررسی کنید (نشتی 3 میلی متری در 7 بار زباله ~0.6 کیلو وات به طور مداوم). هر 2000 ساعت: تعویض فیلترها، جداکننده روغن. سالانه: خدمات کامل، از جمله کالیبراسیون شیر و کنترلر.
