آشنایی با انواع کمپرسور اسکرو

کمپرسورهای اسکرو یا پیچ دوار یکی از پرکاربردترین کمپرسورهای باد جابه‌جایی هستند که با قدرت بالا و حجم بسیار زیاد نسبت به کمپرسورهای پیستونی در موارد بسیاری مورد استفاده قرار می‌گیرند. کمپرسورهای اسکرو بر اساس نوع قطعات و نحوه‌ی عملکرد به انواع مختلف تقسیم می‌شوند. با توجه به ویژگی‌ها و مزایای هر یک از انواع کمپرسور باد اسکرو، باید مناسب‌ترین مدل را با توجه به نوع تجهیزات، دستگاه‌ها و ابزارها انتخاب و تهیه کرد. در این مطلب انواع کمپرسورهای اسکرو را معرفی و ویژگی‌های هر یک را بررسی خواهیم کرد. در ادامه نیز به برخی از مهمترین کاربردهای این کمپرسورها اشاره کرده و موارد استفاده از آن را شرح خواهیم داد.

انواع کمپرسور باد اسکرو

1- کمپرسور اسکرو روغنی

گسترده‌ترین نوع کمپرسورهای دوار، کمپرسورهای روغن کاری شده با تزریق روغن هستند. در این مدل با تزریق روغن قطعات کمپرسور روغن کاری می‌شود. روغن موجود در کمپرسور علاوه بر این که مانع از داغ شدن روتورها و سایر قطعات کمپرسور می‌گردد، اصطکاک و سایش قطعات به ویژه روتورها را نیز کاهش می‌دهد. با توجه به امکاناتی که کمپرسورهای روغنی برای دستگاه فراهم می‌کنند، این نوع کمپرسورها طول عمر بیشتری نسبت به کمپرسورهای خشک و بدون روغن دارند. علاوه بر موارد ذکر شده، روغن موجود در کمپرسورهای اسکرو چهار عملکرد یعنی خنک کردن، روان کاری، آب بندی و پخش کردن صدا را انجام می‌دهد.

عملکرد کمپرسور اسکرو روغنی شباهت زیادی به فرآیند فشرده سازی ایزوترمال دارد و گرمای حاصل از فرآیند فشرده سازی توسط روغن تقریبا به طور کامل از بین می‌رود. دمای روغن تزریق شده به محفظه‌ی فشرده سازی نیز عموما در ۶۰-۷۰۰C کنترل می‌شود. شیر ترموستاتیک کمپرسور باد نیز مقدار روغنی را که در خنک کننده‌ی روغن و یا در بای‌پس در گردش است کنترل می‌کند تا دمای مطلوب در طیف حفظ شود. بعد از تولید هوای فشرده توسط کمپرسور اسکرو روغنی، مخلوطی از هوای فشرده و روغن به جداکننده منتقل می‌گردد. در این قسمت، مقدار زیادی از روغن با تغییر جهت و سرعت از هوای فشرده جدا و خارج می‌شود. برای از بین بردن روغن باقی مانده نیز از فیلترهای درشت مخصوص استفاده می‌شود. علاوه بر روغن، از خنک کننده‌ی هوا نیز برای سرد کردن هوای تولید شده و از بین بردن رطوبت آن استفاده می‌شود. کولرهای رادیاتوری نیز در بسیاری از کمپرسورهای اسکرو گرمای حاصل از فرآیند فشرده سازی را از بین می‌برند. در برخی دیگر از کمپرسورهای اسکرو روغنی نیز از خنک کننده‌های آبی به عنوان مبدل‌های حرارتی استفاده می‌شود.

 کمپرسورهای اسکرو برای عملکرد خود به بهترین شکل از دو اصل استفاده می‌کنند؛ 

هوا از طریق شیر ورودی باز وارد شده، از فیلتر عبور کرده و برای فشرده شدن وارد کمپرسور می‌شود؛ پس از فشرده شدن، مخلوطی از هوای فشرده شده و روغن از طریق شیر چک به داخل جدا کننده‌ جهت جدا سازی روغن از هوا جریان می‌یابد. در نهایت هوای پاک و بدون آلاینده از طریق شیر خروجی کمپرسور باد خارج می‌شود. هنگامی که کار کمپرسور متوقف می‌شود، شیر چک و دریچه‌ی ورودی بسته شده و از ورود هوای فشرده شده (و روغن) به داخل فیلتر هوا جلوگیری می‌کند.

در قسمت جدا کننده‌ی روغن یا به اصطلاح گیرنده‌ی هوا، مقدار زیادی روغن از طریق نیروی گریز از مرکز (Centrifugal action) از هوا خارج می‌شود. روغن باقی مانده نیز توسط فیلترهای مخصوص جدا می‌گردد. سیستم روغن دارای شیر بای‌پس ترموستاتیک است؛ لذا هنگامی که دمای روغن کمتر از دمای تعیین شده‌ی کمپرسور باد باشد، شیر بای‌پس بسته شده و از رسیدن روغن به خنک کننده‌ جلوگیری می‌کند. هنگامی که دمای روغن از دمای تنظیم شده بیشتر شود، شیر بای‌پس باز شده و آن را به سمت خنک کننده‌ی روغن هدایت می‌کند. به عنوان مثال، در دمای حدود 15 درجه سانتیگراد (که بالاتر از مقدار تعیین شده می‌باشد) تمام روغن جهت کاهش دما به سمت کولر روغن وارد می‌شود. هنگام توقف عملکرد کمپرسور باد نیز دریچه‌ی توقف روغن مانع از خیس شدن کمپرسور توسط روغن می‌شود.

۲– کمپرسور اسکرو بدون روغن یا خشک (اویل فری)

با توجه به کیفیت هوای فشرده شده، از این نوع کمپرسورها برای فرآیندهای حساس استفاده می‌شود. همان طور که از نام این کمپرسورهای اسکرو مشخص است، این نوع کمپرسورها بدون تزریق روغن عمل فشرده سازی هوا را انجام می‌دهند. بدون روغن بودن کمپرسورهای اویل فری به معنی عدم وجود روغن برای آب بندی روتورها، خنک کردن هوای فشرده و سایر قطعات آن است. از آن جا که هیچ روغنی برای آب بندی در این نوع کمپرسور باد وجود ندارد، روتورهای کمپرسور اسکرو خشک باید بسیار دقیق طراحی شوند. اگرچه روتورهای این نوع کمپرسورها با یکدیگر تماس ندارند اما قدرت و طول عمر آن‌ها نسبت به نمونه‌های روغنی کمتر است. کمپرسورهای اسکرو بدون روغن تنها با آبی که در قسمت المنت کمپرسور جریان پیدا می‌کند، خنک می‌شوند. این سیستم خنک کنندگی کارایی کمتری نسبت به سیستم خنک کنندگی با روغن دارد و تنها قسمت پوشش کمپرسور را خنک کرده لذا تاثیری در سرد کردن روتورها و هوای فشرده ندارد. به دنبال آن، مقدار فشار کمپرسور اسکرو اویل فری نسبت کمپرسورهای روغنی نیز بسیار کمتر بوده و اگر از آن برای فشرده سازی هوا با بار سنگین استفاده شود، کمپرسور داغ شده و متوقف می‌شود. علاوه بر این، قطعات به کار برده شده در کمپرسورهای بدون روغن نسبت به کمپرسورهای روغنی گران‌تر هستند و در صورت خرابی، هزینه‌ی بیشتری خواهند داشت. نحوه‌ی عملکرد کمپرسور باد خشک شبیه به نمونه‌های روغنی آن است؛ ابتدا هوا به درون کانال کمپرسور پمپ شده و به داخل فیلتر هوای ورودی مکیده می‌شود تا با جدا کردن گرد و غبار هوا، از عناصر کمپرسور در برابر آسیب‌ دیدگی محافظت کند. در نهایت هوا از داخل روتورها عبور کرده و فشرد می‌شود.

از دیگر انواع کمپرسورهای اسکرو می‌توان به دو مدل یک پیچه (برای فشار باد کمتر) و دو پیچه (برای تولید هوا با فشار زیاد ) نیز اشاره کرد.

کاربردهای کمپرسور پیچ دوار

با توجه به انواع مختلف و نحوه‌ی عملکرد فوق‌العاده‌ی کمپرسورهای باد اسکرو، امروزه از این کمپرسورها در صنایع و مصارف گوناگون استفاده می‌شود. پایین بودن هزینه‌ی نگهداری، صدا و مصرف کم و مهمتر از همه، تولید هوای فشرده شده با توان بسیار بالا توسط این دستگاه‌ها سبب شده تا امروزه بسیاری از افراد این کمپرسورها را جایگزین مدل‌های پیستونی کنند. بسیاری از صاحبان مشاغل و صنایع از جمله صنایع غذایی، دارویی و بهداشتی در تجهیزات، ابزارها و دستگاه‌های خود از کمپرسورهای پیچ دوار استفاده می‌کنند. با توجه به فشار قوی تولید شده توسط این کمپرسورها معمولا این دستگاه‌ها کاربردی جز صنایع نداشته و در مواردی که به حجم زیادی از هوای فشار قوی نیاز است (از جمله ابزارهای پرقدرت پنوماتیک مانند چکش‌ها و آچارهای بادی) مورد استفاده قرار می‌گیرند. از آن جا که نحوه‌ی عملکرد کمپرسور اسکرو به صورت مداوم است، می‌توان از این قابلیت کمپرسورها نیز بهره‌مند شد. با توجه به این که انواع مختلف کمپرسورهای اسکرو ویژگی‌ها و عملکردهای متفاوت دارند، صنایع و مشاغل گوناگون باید با توجه به نوع فعالیت خود مناسب‌ترین مدل را انتخاب و تهیه نمایند. به عنوان مثال، با توجه به احتمال نشت روغن کمپروسورهای اسکرو روغنی، عموما از این کمپرسورها در صنایع غذایی و بهداشتی و همچنین تجهیزات و دستگاه‌های حساس مانند کارخانه های داروسازی استفاده نمی‌شود. در صورتی که استفاده از کمپرسور باد اسکرو خشک محدودیتی نداشته و اگرچه دوام و بازدهی کمتری نسبت به مدل‌های روغنی دارند، اما امکان استفاده از آن‌ها در صنایع گوناگون در موارد مختلف وجود دارد.