کمپرسور سیلندر پیستونی یا به اختصار، کمپرسور پیستونی (Piston Compressor) رایج ترین نوع کمپرسور است که می توان در بازار یافت. اغلب افرادی که برای کاربردهای سبک از کمپرسور حرف می زنند، منظورشان کمپرسور سیلندر پیستونی است.
این کمپرسور ها به قدری پر استفاده هستند که در تمام زندگی روزمره مان، آن ها را می بینیم. با ما در این مقاله همراه باشید تا نحوه کار، ویژگی ها و روش انتخاب این نوع کمپرسور را بررسی کنیم.
نحوه کار کمپرسور سیلندر پیستونی
کمپرسورهایی که در کاربردهای مختلف استفاده می شوند، از دو روش کار مختلف استفاده می کنند. نوع اول، کمپرسورهای جابجایی مثبت (Positive displacement compressors) هستند که کمپرسور سیلندر پیستونی به عنوان قدیمی ترین و رایج ترین مدل این نوع شناخته می شود.
نوع دوم نیز کمپرسورهای دوّار (Rotary compressors) مانند کمپرسور گریز از مرکز هستند که در این مقاله به آن ها نمی پردازیم. کمپرسور جابجایی مثبت از اصل جابجایی یک جسم (پیستون) برای افزایش فشار هوای محبوس در یک محفظه استفاده می کند.
بخوانید: نکات طلایی نگهداری کمپرسور باد که باید بدانید
کمپرسور سیلندر پیستونی با استفاده از مجموعه شیرها کار می کند. ساختار یک کمپرسور سیلندر پیستونی دوطرفه را در شکل زیر مشاهده می کنید. فرایندهای کار این پیستون، ساده هستند و همین سادگی باعث محبوبت آن شده است.
ابتدا، پیستون با حرکت به سمت پایین، هوا را به داخل محفظه بالایی می مکد. در این زمان، شیر مکش باز می شود. پس از اتمام مکش، این شیر بسته شده و پیستون به سمت بالا حرکت می کند.
حرکت پیستون با استفاده از مکانیسم میل لنگ انجام شده و توان لازم از این طریق به پیستون منتقل می شود. پس از حرکت پیستون به بالا و رسیدن فشار هوا به مقدار مشخص (به طور نمونه 12 بار)، شیر تخلیه باز شده و هوا به سمت محلی که نیاز به استفاده از آن وجود دارد، راهی می شود. زمان باز شدن شیرها با سفتی فنرها تنظیم می شود.
به طور نمونه هر چه فنر شیر تخلیه سفت تر باشد، فشار هوایی که باید درون محفظه ایجاد شود تا به نیروی فنر غلبه کرده و شیر باز شود، افزایش می یاید.
انواع مدل های پیستونی در بازار برای ظرفیت های مختلفی وجود دارد. همچنین کمپرسور پیستونی به دو دسته یک طرفه (single-acting) و دو طرفه (double-acting) تقسیم می شوند. از نظر روغن کاری نیز کمپرسور سیلندر پیستونی می تواند بدون روغن یا با روغن باشد.شما میتوانید برای آگاهی بیشتر دربار روغن کمپرسور مقاله روغن کمپرسور چیست را بخوانید.
در کمپرسور سیلندر پیستونی دو طرفه، تمام فرایندها در قسمت پایینی و به صورت برعکس انجام می شود. در سمت پایین، زمان بندی شیرها به صورت متضاد است.
یعنی زمانی که در محفظه بالایی، فرایند مکش انجام می شود، در شیر پایینی هوا در حال فشرده شدن است. این روش کار باعث می شود تا نیروهایی که به پیستون وارد می شود، بالانس شده و عملکرد کمپرسور، روان تر باشد.
راهنمای انتخاب کمپرسور سیلندر پیستونی
مهم ترین دلیل انتخاب کمپرسور سیلندر پیستونی، اقتصادی بودن آن و استفاده گستره در کاربردهای مختلف است. کمپرسورهای پیستونی نسل های پیشین، سنگین و پرصدا بودند اما امروزه کمپرسورهای جدید، تمام ویژگی های منفی گذشته را حذف کرده اند.
اغلب کمپرسورهای پیستونی کوچک و متوسط، توانی بین 0.5 تا 15 کیلووات دارند و در طرح های با روغن کاری و بدون روغن وجود دارند. کمپرسورهایی که در بازار وجود دارند، با تنوع مشخصات بسیار زیاد به کاربران عرضه می شوند.
قبل از انتخاب یک کمپرسور سیلندر پیستونی، به ویژگی های آن که در ادامه ذکر می شوند، توجه داشته باشید. قیمت این کمپرسورها پایین تر از سایر مدل ها است و همچنین هزینه نگهداری نیز پایین است.
برای اغلب مدل ها به دلیل استفاده گسترده می توان قطعات یدکی را به راحتی پیدا کرد. علاوه بر آن، نصب کمپرسورهای پیستونی نیز آسان بوده و پیچیدگی فنی زیادی ندارد.
در مقابل، این کمپرسورها صدای زیادی تولید می کنند و امکان ورود روغن به هوای فشرده وجود دارد. انتخاب سایز کمپروسور پیستونی باید به دقت انجام شود. در غیر این صورت، گرمای زیادی در فرایند فشرده سازی به وجود می آید.
کارکرد مدل های یک طرفه و دوطرفه در بخش قبل بررسی شد اما در اینجا، سوال این است که کدام مدل را انتخاب کنیم. کمپرسورهای پیستونی یک طرفه، رایج ترین مدل موجود هستند و در کاربردهایی مانند کمپرسور های هوای کوچک، سیستم های پنوماتیکی خودروهای سنگین و حتی در سیستم تبرید یخچال های خانگی استفاده می شوند. نوع یک طرفه کمپرسورهای پیستونی معمولا با روغن کاری بوده و توان محدودتری دارد.
شما میتوانید برای اطلاعات بیشتر در مورد کمپرسور مقاله بررسی 0 تا 100 علائم خرابی کمپرسور چیلر را بخوانید.
کمپرسور پیستونی دوطرفه دارای قطعه کراس هد است که می تواند حرکتی کاملا خطی در پیستون ایجاد کند. این فناوری برای کاربردهای سنگین تر و کمپرسورهای فرایند با توان بالای 45 کیلووات استفاده می شوند.
به طور کلی می توان گفت که کمپرسور سیلندر پیستونی برای کاربردهایی با دبی هوای پایین و فشار بالا مناسب تر است. در صورتی که شرایط کاربرد شما برعکس این مورد است، یعنی دبی بالا و فشار متوسط یا پایین نیاز است، بهتر است به کمپرسورهای دوار مانند کمپرسورهای گریز از مرکز فکر کنید.
علاوه بر مواردی که ذکر شد، کمپرسور سیلندر پیستونی دارای مدل های یک طبقه، دو طبقه یا چند طبقه است. مدل های دو طبقه و چند طبقه در واقع چند کمپرسور پیستونی هستند که به صورت سری به هم متصل شده اند.
مزیت این آرایش، تولید هوا با فشار بالاتر بدون گرم شدن بیش از حد آن است. البته در کاربردهای صنعتی، ممکن است نیاز به خنک کاری هوا در بین طبقات وجود داشته باشد که از خنک کن میانی (Intercooler) برای این کار استفاده می شود. هوای خروجی از این سیستم، دمای پایین تری داشته و بازده تراکم نیز بیشتر است. درباره کمپرسور صنعتی بیشتر بدانید.
دیگر تفاوتی که کمپرسورهای پیستونی با هم دارند، بسته (hermetic)، نیمه بسته (semi hermetic) یا باز (open) بودن آن ها است. در کمپرسورهای بسته، کمپرسور و موتور به یک شفت کوپل شده و در محفظه ای که آب بندی شده است، از محیط بیرون جدا می شوند.
این نوع از کمپرسور، نیازی به آب بندی میل لنگ ندارد. کمپرسورهای نیمه بسته نیز دارای یک بدنه مشترک برای کمپرسور و موتور هستند. در این کمپرسورها، به جای جوشکاری که در کمپرسورهای بسته وجود دارد، از پیچ و مهره برای اتصال استفاده می شود.
کمپرسورهای نیمه بسته قابلیت تعمیر دارند. در کمپرسورهای باز، بدنه موتور و کمپرسور جدا از هم بوده و کمپرسور توسط یک تسمه یا میل لنگ به موتور متصل می شود.کمپرسورهای باز در مقابل نشتی ایمن نبوده و از آب بندی شفت برای جلوگیری از نشتی استفاده می کنند.
سخن آخر
کمپرسور سیلندر پیستونی رایج ترین کمپرسوری است که در کاربردهای سبک و روزمره استفاده می شود. این کمپرسورها ویژگی های منحصر به فردی مانند قیمت پایین و عملکرد آسان دارند که باعث شده در طی دهه های پیشین به صورت گسترده در صنایع مختلف استفاده شوند.
سیستم های تبرید یکی از مهم ترین کاربردهای این کمپرسورها است. انتخاب، خرید، نصب و بهره برداری از یک کمپرسور سیستم تبرید، فرایند پیچیده ای بوده و یکی از مهم ترین قسمت های این سیستم به حساب می آید.
اگر شما نیز قصد انجام این کار را دارید، با کارشناسان ما در ارتباط باشید تا از تجربه شرکت فراسرد در این زمینه بهره مند شوید.