صفر تا 100 تاریخچه کمپرسور باد

کمپرسور یکی از مهمترین ابزارها در صنایع مختلف است که از گذشته در رفاه زندگی بشری و گسترش صنایع از اهمیت زیادی برخوردار بوده است و آن را اسب بارکش صنایع می نامند. مهمترین کاربرد پمپ باد شامل استفاده در وسایل خانگی، تجهیزات پزشکی، صنایع غذایی، پتروشیمی، هوایی و… است. اما کمپرسورها از چه زمانی وارد زندگی انسان ها شده اند و کمپرسورهای امروزی در گذشته به چه شکلی بودند؟

تاریخچه کمپرسور

بسیاری از پیشرفت های تکنولوژی امروز برگرفته از دستاوردهای مراحل نخستین زندگی بشر است. به عنوان مثال اولین مورد استفاده از هوای فشرده مربوط به زمانی است که انسان نخستین با دمیدن به کنده‌ های نیم سوز که بر اثر صاعقه به وجود آمده بودند، آتش را روشن نگه داشت. شش‌ های انسان عادی قادر است ۱۰۰ لیتر در دقیقه آیا ۶ متر مکعب در ساعت با فشاری معادل ۰.۲ الی ۰.۸ بار تامین کند.

۳۰۰۰ سال قبل از میلاد مسیح بشر فلزاتی از قبیل طلا، مس، قلع و سرب را که به صورت خالص در طبیعت وجود داشت، کشف کرد. پس از گذشت چندین دهه هنگامی که برای احیای اکسیده این فلزات به عمل ذوب و تولید هوای فشرده برای ایجاد حرارت مورد نیاز را داشت، شش‌ های او دیگر قادر به تامین هوای مورد نیاز نبودند. برای رفع این مشکل از کمپرسور قوی‌ تر دیگری که آن هم به دست طبیعت ساخته شده بود استفاده کرد.

اختراع اولین کمپرسور مکانیکی

اختراع دمی (اولین کمپرسور مکانیکی) تولدی تازه برای تولید هوای فشرده بود. این وسیله و دستگاه هایی که توسط چرخ دورآبی کار می‌ کردند تا ۲۰۰ سال بعد بدون وقفه مورد استفاده قرار گرفتند.

در حدود سال های ۱۷۰۰ میلادی حجم کوره های ذوب فلزات رو به افزایش بود و دستگاه های دمی موجود در آن زمان از عهده انجام کارهای مربوط به گداخت این کوره ها بر نمی آمدند. سرانجام در سال ۱۷۶۷ میلادی برای اولین بار جان اسمیتون سیلندر هوایی را اختراع کرد. این دستگاه هرچند بسیار ابتدایی بود، ولی به هر صورت برای کوره های موجود مورد استفاده قرار گرفت. در سال ۱۷۷۶ میلادی جان ویلکینسون دستگاه ماشین تراشی برای ساختن توپ اختراع کرد که توسط آن سیلندرهای دقیقی از فولاد ریخته شده را می تراشیدند.

این کمپرسور مکانیکی فقط قادر بود هوای فشرده با فشاری برابر با 1 بار تولید کند و تراکم بیش از آن امکان پذیر نبود. چرا که در صورت افزایش فشار دمای کمپرسور زیاد شده و بندها و تسمه های چرمی که به سوپاپ های چوبی اتصال داشتند تاب حرارت را نیاورده و از بین می رفتند.

انتقال هوای فشرده

اولین انتقال عظیم و موفق هوای فشرده هنگام تسریع در ساختمان تونل مون سینس در کوه های آلپ سوئیس صورت گرفت. این تونل پس از تکمیل دارای دو ریل و طولی تقریبا برابر با ۱۴ کیلومتر بود و عملیات احداث تونل در سال ۱۸۵۷ با استفاده از چکش های دستی شروع شد؛ ولی با سرعتی که کار حفاری پیش می‌ رفت ساختن این تونل ۳۰ سال به طول می‌ انجامید.

بنابراین از روی ضرورت و اجبار مدیران راه‌ آهن تصمیم گرفتند چکش های بادی که با هوای فشرده با فشار ۶ اتمسفر کار می‌ کردند استفاده کنند. بنابراین چکش های بادی توسط مهندس ارشد تونل جرمن سومیلر طراحی شد.

پیشرفت کمپرسورها

 مشکلات و گرفتاری هایی که در کار کمپرسورها و چکش های قدیمی به وجود آمد، باعث پیشرفت های فراوانی در زمینه ساختمان کمپرسورها و چکش های بعدی شد و فن حفاری تونل گامی بزرگ به سوی تکامل برداشت. لازم به ذکر است که هر دو کمپرسور از نوع خنک شونده آبی بودند که یعنی آب برای خنک کردن هوای داخل سیلندر ها استفاده می شد.

این طرح ظاهراً قدیمی، سعی و کوششی بود که در جهت تکامل و پیشرفت و توسعه دمی‌های هوایی قبلی صورت گرفته بود. زیرا مهندسین و طراحان از به وجود آمدن یک دیواره حرارتی بین سیلندرها، سوپاپ‌ها، شیرها و دریچه‌ها که به صورت مشکل غیر قابل حلی جلوه‌ گر بود بیم داشت. خوشبختانه دردسر های جدی و متعدد این سوپاپ ها و دریچه ها که به صورت ظاهر شدن فواره آب در آن ها به سرعت بروز کرد و باعث به وجود آمدن تکنیک های جدید و ماندنی به‌صورت پیستون های آبی شد.

همچنین مشکلات موجود در اولین کوشش برای استفاده از این چکش های سنگ شکن در حدی بود که برای بهره‌برداری از این 9 دریل، ۵۴ عدد از آن در کارگاه در دست تعمیر بودند. هنگامی که دو گروه حفاری به یکدیگر رسیدند تقریباً از ۷ هزار متر لوله برای انتقال هوای فشرده ای که از دهانه‌ ها تا قسمت اصلی حفاری کشیده شده بود، استفاده می شد.

این اقدام نشان داد که نیروی هوای فشرده تا مسافت‌های دور نیز قابل انتقال و استفاده می باشد. اخبار مربوط به حفر تونل در روزنامه‌ ها و مجلات صنعتی چاپ شد و مورد توجه اکثر مردم و مهندسین و دانشمندان در سراسر جهان قرار گرفت. همه این‌ ها شروع و راه جدیدی برای پیشرفت این ابزار و گامی به سوی آینده بود.

با استفاده از ابزارها و وسایل بادی قدرت و شعاع عمل دست بشر بدون آنکه از میزان حساسیت، دقت و انعطاف پذیری غیر قابل رقابت آن کاسته شود به مقدار قابل ملاحظه ای توسعه یافته و پیشرفت کرد. این ضروری ترین مسئله ای است که در انجام کار باید صورت بگیرد.

با گسترش چشمگیری که در نیمه دوم قرن نوزدهم برای صنایع وقوع پیوست تولید انبوه محصولات و ضرورت دستیابی به دبی و فشار بالاتر و محدودیت‌ هایی که کمپرسور های تناوبی در دبی زیاد دارند باعث شد تا صنعتگران مجبور شوند در فکر طراحی و ساخت انواع جدیدتری از کمپرسورها باشند.

ساخت اولین کمپرسور هوا تیغه لغزنده  (Sliding Vane)

اولین کمپرسور هوا تیغه لغزنده در سال ١٨٩٠ در آمریکا ساخته شد که بصورت خشک (Dry) طراحی شده بودند . پائین بودن راندمان و مشکل گرم کردن جزو معایب اساسی این پمپ باد بوده تا اینکه درسال ١٩۴٧ با تزریق روغن که نقش آب بند کننده و خنک کاری کمپرسور را بعهده داشت، کارایی ، عمرمفید و قابلیت های این کمپرسور هوا به مقدار چشمگیری افزایش داده شد.

هرچند که کمپرسورهای دورانی در مقایسه با کمپرسورهای تناوبی از قابلیت بالاتری در امر متراکم کردن گازها با دبی بیشتر برخوردار بودند؛ ولی با این وجود قادر به تأمین تمامی نیازهای صنایع روبه گسترش که هر ساله از نظر ظرفیت توسعه می یافتند نبودند.

کمپرسورهای باد گریز از مرکز را می توان پاسخ مناسبی برای مشکل ظرفیت کمپرسورها دانست . اولین پمپ باد گریز ازمرکز در سال ١٨٩٩ توسط یک مهندس فرانسوی بنام Rateau با ظرفیت ٢٠٠٠ مترمکعب درساعت و با نسبت تراکم۱ :۶/۱ (فشار خروجی ۲۶/۱بار مطلق) ساخته شد. درسال ١٩٠٣ کمپرسور باد گریز ازمرکز ۵ مرحله ای با نسبت تراکم کلی۵:۱ طراحی و بکار گرفته شد. تولید کمپرسور گریز از مرکز با ظرفیت و فشار خروجی بالاتر دائمًا در دستور کارشرکت های سازنده قرارگرفته، به نحوی که امروزه این پمپ باد درظرفیت بیش از ١٢۵٠٠٠٠ مترمکعب درساعت ساخته می شود.

فشار قابل دسترسی در این دسته از کمپرسور های هوا ازطریق افزایش تعداد طبقات تا ١۶ طبقه به بیش از ٧٠٠ بار نیز رسانیده شد. کمپرسورهای باد گریز ازمرکز ذاتًا ازنوع خشک و کمپرسور بدون روغن (oil free) بوده و به علت بالا بودن قابلیت اعتماد آن، دوره های بهره برداری بدون توقف آن به بیش از سه سال نیز می رسد.

نتیجه گیری

ساخت کمپرسور باد قدمت طولانی دارد و به چند قرن پیش برمی گردد. البته این دستگاه های کاربردی در گذشته شکلی ابتدایی داشتند و به مرور زمان پیشرفت کردند. این دستگاه در حدود سال های 1700 میلادی ساخته شدند. امروزه کمپرسورها با بهترین کارایی ساخته شده اند و انواع مختلف آن ها در صنایع مختلف کاربرد دارد. برای خرید انواع پمپ باد می توانید ایران کمپرسور را انتخاب کنید.

حسین موسوی نیا

من متخصص و پژوهشگر در زمینه هوای فشرده و انواع کمپرسور باد هستم و سعی می کنم تا جدیدترین و کارامدترین اطلاعات را در خصوص صنعت هوای فشرده با شما به اشتراک بگذارم.