کمپرسور

انواع کمپرسور هوا و کاربردهای آن

24 مارس 2020

آشنایی با علم پنوماتیک یا نئوماتیک

یکی از شاخه‌های رشته مکانیک سیالات که در صنعت کاربرد بسیار زیادی دارد علم پنوماتیک است. این علم در دهه ۶۰ میلادی به‌صورت چشمگیری رشد کرد تا آنجا که امروزه در صنعت نفت، گاز و پتروشیمی، صنایع هوایی، صنایع چوب، فولاد، کاغذسازی، کارخانه قند و … جایگاه ویژه‌ای دارد. از مزیت‌های این علم ایمنی بالا، خطر و آلودگی کمتر آن است. علم پنوماتیک بر پایه مفاهیم و قوانین فیزیکی و ترمودینامیکی بوده و از هوا به‌عنوان سیال تراکم‌پذیر استفاده می‌شود. پنوماتیک تلفظ واژه فرانسوی Pneumatique و نئوماتیک تلفظ واژه انگلیسی Pneumatics بوده و ریشه این کلمه از واژه یونانی πνεῦμα گرفته شده که به معنی باد یا نفس است.

مکانیزم عملکرد این علم بر مبنای گاز فشرده بی اثر برای ایجاد نیروی مکانیکی یا کنترل دستگاه است؛ به این ترتیب که باد یا هوای فشرده از طریق کمپرسور وارد موتور شده و هوای فشرده را به کار تبدیل می‌کند. کمپرسور دستگاهی است که هوای فشرده مورد نیاز ابزار‌آلات بادی را تهیه کرده و دارای انواع مختلف و حجم‌های متفاوت است.

پمپ باد هیوندایکمپرسور هوا چیست؟

کمپرسور یا پمپ باد نوعی دستگاه مکانیکی بوده که از آن در صنایع کوچک و بزرگ استفاده می‌شود. کمپرسور با استفاده از انرژی الکتریکی، گاز را مکیده و سپس آن را فشرده و وارد کندانسور می‌کند. دامنه استفاده از پمپ باد به قدری وسیع است که از وسیله‌های کوچک خانگی تا دستگاه‌های صنعتی، کارگاهی، آزمایشگاهی و پزشکی از آن استفاده می‌شود. یخچال، فریزر، کولر گازی، جاروبرقی، دندانپزشکی، موتور توربین، میعان گازها، ذخیره سازی گاز و … همگی نمونه‌هایی از کاربرد کمپرسور باد است.

تاریخچه کمپرسور

اولین استفاده از هوای فشرده به زمانی برمی‌گردد که انسان از طریق دمنده دست ساز، آتش روشن کرد. پس از آن جان اسمیتون در سال ۱۷۲۶ ابتدایی‌ترین سیلندرهای پمپ باد را ساخت که از آن در کوره‌های ذوب آهن استفاده می‌شد. بعد از اختراع اولین ماشین تراش، سیلندرهایی با حداکثر توانایی ایجاد فشار تا ۱ بار ساخته شد.

یکی از مهم‌ترین کاربردهای ابزارآلات بادی، استفاده از چکش بادی برای حفاری تونل مونت سنیس سوئیس بود. این چکش‌ با فشاری برابر ۶ بار کار می‌کردند و مدت زمان ساخت تونل را از ۳۰ سال به ۴ سال کاهش داد.

مکانیزم عملکرد پمپ هوا

مکانیزم فشرده سازی هوای مکیده شده با افزایش دمای آن انجام می‌شود؛ به همین جهت بسیاری از کمپرسورها خنک کننده دارند تا دمای گاز خروجی را کاهش دهند. هوای مورد نیاز از قسمت ورودی داخل کمپرسور شده و بعد از عبور از فیلتر، داخل محفظه مخصوص فشرده سازی محبوس می‌شود. با محبوس شدن هوا در محفظه، روتور شروع به چرخش کرده و با حرکت دو قسمت نرینگی و مادگی فضای محفظه تنگ و هوا فشرده می‌شود. هوای فشرده از طریق خروجی از دستگاه خارج شده و قابل مصرف است.

کاربرد و موارد استفاده از کمپرسور

کمپرسورهای باد غیر صنعتی برای مصارف خانگی مانند باد کردن توپ، تشک بادی، تایرها و … استفاده می شود. از کمپرسور صنعتی در کارخانه‌ها و ماشین آلات صنعتی برای به حرکت درآوردن اجزای مکانیکی استفاده می‌شود.

هوا نیز مانند گاز، برق و آب یک منبع انرژی است. یکی از تجهیزات پنوماتیکی کمپرسور باد است. کمپرسور هوای فشرده لازم برای صنایع را تامین می‌کند و عموما در صنایع چوب و مبلمان، صنایع معدن، صنایع خودرو و صنایع پزشکی به کار بسته می‌روند. از دیگر کاربردهای پمپ باد می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • خنک کردن اجزا یا قطعات در طول ساخت مثل خنک کننده لوله‌های انتقال مواد غذایی و مواد دارویی در کارخانه‌ها
  • تهیه هوای فشرده با فشار بالا برای پر کردن سیلندر گاز
  • جدا سازی مواد اضافی مانند انواع سند بلاست
  • جابجایی قطعات و سیالات مانند واتر جت  و رنگ پاش
  • تهیه هوای لازم برای غواصی
  • استفاده در بخش درمانی مانند انواع دریل‌های جراحی یا دستگاه‌های برش
  • استفاده در صنعت هواپیمایی برای تغذیه هوای فشرده موتور توربین

پمپ هواانواع کمپرسور از نظر کارکرد

کمپرسور بر اساس نوع و کاربرد انواع مختلفی داشته که در ادامه به معرفی آن می‌پردازیم.

کمپرسور دینامیکی

در این کمپرسور انتقال انرژی به سیال دائمی است. کمپرسور گریز از مرکز و محوری از انواع این کمپرسور است.

کمپرسور جابجایی مثبت

این کمپرسور حجم مشخصی از هوا را محبوس کرده و با کاهش فضا، فشار را افزایش می‌دهد. کمپرسور پیستونی، پیستونی بدون روغن، دیافراگمی، مارپیچی، مارپیچی غیر روغنی، مارپیچی مایع تزریقی، دندانه‌دار، فرفره‌ای و پره‌ای از انواع این نوع کمپرسور است.

هایپر کمپرسور

کمپرسورهای فوق فشار بالا یا هایپر کمپرسور پس از جنگ جهانی دوم برای پلیمری شدن گاز به صورت رفت و برگشتی ساخته شد.

تولید هوای فشرده بدون روغن

این کمپرسورها در صنعت کاربرد فراوانی داشته و بدون روغن کار می‌کنند. کمپرسور اسکرو، کربن اکتیو و کمپرسور باد سایلنت از انواع این کمپرسور است.

دسته بندی انواع کمپرسور براساس حجم و کاربردهای آن

در قسمت بعد جدولی از دسته بندی انواع کمپرسور بر اساس حجم و کاربردهای آن تهیه و قرار داده شده است:

ردیف نوع کمپرسور کاربرد
۱ کمپرسور دندانپزشکی آزمایشگاه ها و مراکز دندانپزشکی
۲ کمپرسور فشار قوی پینت بال، استارتر موتور های سنگین، کپسول های غواصی و…
۳ پمپ باد فندکی باد کردن تایر خودرو
۴ پمپ باد ۲۵ لیتری پاشش رنگ و مصارف کوچک
۵ پمپ باد ۵۰ لیتری پاشش رنگ، تایر خودرو و ابزارآلات پنوماتیکی
۶ پمپ باد ۸۰ لیتری پاشش رنگ، تایر خودرو و ابزارآلات پنوماتیکی
۷ پمپ باد ۱۵۰ لیتری تست فشار، ابزارآلات پنوماتیکی، تعمیرگاه ها و کارگاه های کوچک
۸ پمپ باد ۲۵۰ لیتری تست فشار، ابزارآلات پنوماتیکی، تعمیرگاه ها و کارگاه های کوچک
۹ پمپ هوا ۳۵۰ لیتری تعمیرگاهی، پیسوله رنگ، کارواش، کارگاهی، ابزارآلات پنوماتیکی
۱۰ پمپ هوا ۵۰۰ لیتری تعمیرگاهی، پیسوله رنگ، کارواش، کارگاهی، ابزارآلات پنوماتیکی
۱۱ پمپ هوا ۷۵۰ لیتری کارگاه و کارواش‌های صنعتی، سند بلاست، بکس بادی
۱۲ پمپ هوا ۱۰۰۰ لیتری کارگاه و کارواش‌های صنعتی، سند بلاست، بکس بادی
۱۳ پمپ هوا ۱۵۰۰ لیتری کارگاه‌های متوسط و بزرگ و کاربردهای متنوع هوای فشرده

مزایای کمپرسور

فشرده سازی هوا وظیفه اصلی کمپرسور است. هوای فشرده برای جذب و انتقال انرژی بسیار ایده آل است. در ادامه به برخی از مزیت‌های کمپرسور اشاره شده است.

  • هزینه تولید و نگهداری پایین
  • گرمای کم
  • وزن بسیار کم
  • خطر کمتر نسبت به ابزار گازی و برقی

کمپرسورایرادات و خطرهای کمپرسور باد

رعایت نکات ایمنی یکی از مهم‌ترین نکاتی است که حین کار با ابزار باید رعایت شود تا خطری برای اپراتور نداشته باشد. در ادامه به معرفی خطراتی که ممکن است کمپرسور ایجاد کند می‌پردازیم.

  • صدای هوای فشرده کمپرسور در بلند مدت میزان شنوایی را تحت تاثیر قرار می‌دهد؛ به همین جهت باید حین کار حتما از گوش‌گیر ایمنی استفاده کرد.
  • فشار هوای کمپرسور  بسیار زیاد بوده و در صورت ورود به جریان خون، ریه یا معده به آن آسیب می‌زند.
  • از شوخی با کمپرسور اجتناب کنید زیرا فشار هوای پمپ باد می‌تواند باعث آسیب و صدمه جدی چشم شود.

نکات مهم قبل از مصرف کمپرسور

پیش از نصب و راه اندازی پمپ باد از مسئولین نصب بخواهید تا دستگاه را برای شما فعال کنند تا دستگاه از گارانتی خارج نشود و ضمانت نامه آن برای شما فعال شود. پیشنهاد می‌شود پیش از شروع کار دفترچه راهنما را به دقت مطالعه کنید و با نحوه کار آن به خوبی آشنا شوید.

کمپرسوردوره ی کار کمپرسور

یکی از مهم‌ترین  پارامترهایی که در انتخاب کمپرسور باید مدنظر قرار دهید دوره کار کمپرسور است. Duty Cycle یا دوره کار نشان دهنده میزان توانایی موتور است به این معنا که کمپرسور چه مدت زمانی باید کار کند و به چه میزان به استراحت نیاز دارد. برای مثال اگر دوره کار کمپرسوری ۳۰ درصد باشد برای انجام کاری یک ساعته باید ۲۰ دقیقه کار و ۴۰ دقیقه استراحت کند. اگر از کمپرسور بیش از دوره کاری آن استفاده شود، دستگاه داغ شده و پیستون داخل محفظه گیر کرده یا موتور از کار می‌افتد.

روانکاری کمپرسور

کاهش سطح روغن باعث افزایش صدای کمپرسور حین کار می‌شود و به مرور  راندمان دستگاه را کاهش می‌دهد. دستگاه‌هایی که سیستم روغن کاری دارند باید منظم و به موقع روغن کاری و تمیز شوند. سیستم‌هایی که روانکاری بدون روغن دارند نیاز به تعویض روغن نداشته و از روان کننده‌های دائمی برای روان کاری آن استفاده می‌شود.

عوامل آسیب زننده به کمپرسور

رطوبت، آلودگی هوا و تغییرات دما از عواملی است که به دستگاه آسیب می‌زند. در ادامه به توضیح هرکدام می‌پردازیم.

رطوبت

جنس موتور و قطعات کمپرسور باد از آهن بوده و به مرور زمان رطوبت به آن‌ها آسیب می‌زند. اگرچه نمی‌توان رطوبت موجود در هوا را کاملا از بین برد اما با استفاده از خشک کن می‌توان تا حد زیادی آن را  کاهش داد به خصوص برای کمپرسورهایی که به طور مستقیم با آب در ارتباط هستند.

آلودگی هوا

ریزگردهای موجود در هوا باعث کاهش توان موتور، انسداد خطوط انتقال، کاهش عمر و بهره‌وری، افزایش هزینه های نگهداری و تعمیرات می‌شود.

تغییرات دما

نقطه شبنم از بخار آب مضر تر است؛ به همین جهت در فصول سرد سال نباید اجازه دهید، کمپرسور باد به نقطه شبنم برسد. هم‌چنین رطوبت هوا در فصل‌های گرم به تجهیزات آسیب می‌رساند به همین جهت باید در فصل‌های گرم از کاغذ خشک کن استفاده شود.

 

کاهش صدای کمپرسور

اگرچه صدای کمپرسور در حد دستگاه‌های صنعتی دیگر زیاد نیست اما ممکن است صدای آن در  طولانی مدت باعث آزار اپراتور یا دیگر کارکنان شاغل در کارگاه یا کارخانه شود. سعی کنید هنگام انتخاب کمپرسور، برندی نام آشنا و با کیفیت تهیه کنید و حین کار حتما از گوشی محافظ استفاده کنید. در ادامه نکاتی را معرفی می‌کنیم که با رعایت آن‌ها می‌توانید صدای کمپرسور را تا حد زیادی کاهش دهید.

  • استفاده از فوم عایق یا پرده عایق صدا
  • قرار دادن کمپرسور در محفظه ضد صدا
  • قرار دادن کمپرسور خارج از محل کار
  • استفاده از فیلتر هوای تمیز
  • روغن کاری منظم کمپرسور
  • سرویس منظم و نگهداری صحیح

کاهش مصرف انرژی

کمپرسور باد یکی از انواع دستگاه‌های صنعتی بوده و مصرف بالایی ندارد اما در صورتی که دستگاه شما قدیمی شده و قصد تعویض آن را ندارید، راهکارهای زیر می‌تواند در کاهش هزینه‌ها  در صورتی که تجهیزات شما قدیمی شده اند و شما قصد کاهش هزینه ها را دارید، می توانید از راهکارهای زیر استفاده کنید.

  • در مواقع غیر ضروری مثل فصول سرد و در صورت عدم نیاز  آن را خاموش کنید.
  • از فشار و توان کم کمپرسور هوا استفاده کنید.
  • در صورت افزایش گرمای تولید شده توسط کمپرسور هوا یا نشت هوا حتما آن را به سرویس کار مجرب نشان دهید.
  • به دوره کار کمپرسور دقت کنید.

افزایش دوام و طول عمر کمپرسور

هر دستگاهی به تعمیر و نگهداری خاصی نیاز دارد تا طول عمر آن افزایش یابد و زود مستهلک نشود.

  1. برای افزایش طول عمر کمپرسور از یک برق کار بخواهید تا تاسیسات برقی و سیم‌ها را بررسی کند و در صورت وجود هرگونه اختلال، مشکلات را حل کند.
  2. بسته به نوع خنک کننده باید آن را تمدید کنید؛ در صورتی که خنک کننده دستگاه آب است هر هشت ساعت یکبار و در صورتی که روغن است هر ۱۰۰-۱۰۰۰ ساعت یکبار بسته به نوع روغن آن را تعویض کنید.
  3. به دوره کار دستگاه توجه کنید و بعد از ۱۶۰هر  ساعت کار توان موتور را بررسی کرده و در صورت کاهش توان دستگاه به آن استراحت دهید.
  4. رطوبت هوا باعث افزایش احتمال زنگ زدگی می‌شود به همین جهت محل کمپرسور باید خشک باشد.

برندهای معتبر

شرکت‌های مختلفی در زمینه تولید کمپرسور یا پمپ باد فعالیت دارند که از مهم‌ترین و بهترین برندهای آن می‌توان به هیوندای، رونیکس، توسن پلاس، کنزاکس، متابو و نک اشاره کرد.

راهنمای خرید

پس از کسب اطاعات لازم در مورد کمپرسور هوا باید نوع کاری که می‌خواهید انجام دهید در نظر بگیرید و با توجه به آن پمپ باد مناسب کارتان را انتخاب کنید. در ادامه مهم‌ترین مواردی که در زمان خرید کمپرسور باید به آن توجه کنید، ذکر شده است.

  • دما و میزان رطوبت محیط
  • فشار مورد نیاز برای پروژه
  • فاصله از سطح دریا
  • ظرفیت هوا
  • مسیر لوله انتقال هوا فشرده
  • هزینه نصب و راه اندازی اولیه
  • سایز لوله کشی
  • هزینه تعمیر و نگهداری
  • دوره کارکرد
  • قیمت دستگاه

اگر در زمینه انتخاب یا خرید کمپرسور نیاز به اطلاعات یا راهنمایی دارید با ما تماس بگیرید تا کارشناسان فروش ما شما را در این زمینه کمک کنند تا دستگاهی مناسب با نوع کارتان تهیه کنید.