کمپرسور پره ای یکی از تجهیزات جابجایی مثبت در سیستم های هوای فشرده است که با استفاده از روتور خارج از مرکز و پره های لغزنده، حجم هوا را کاهش داده و فشار آن را افزایش می دهد. این دستگاه در دسته انواع کمپرسور باد قرار می گیرد و برای تامین هوای یکنواخت در صنایع سبک و متوسط کاربرد دارد. مدل های رایج شامل کمپرسورهای روغنی صنعتی، مدل های خشک آزمایشگاهی، میکروکمپرسورهای ابزار دقیق و یونیت های کوپل مستقیم با الکتروموتور سه فاز هستند. در این ساختار، تغییر حجم محفظه بین پره ها عامل اصلی فشرده سازی است. فشار خروجی معمولا بین 6 تا 10 بار و دبی در محدوده 100 تا 2000 لیتر بر دقیقه تنظیم می شود.
اجزا و ساختار کمپرسور پره ای
در ساختار کمپرسور پره ای، سیلندر استوانه ای به عنوان استاتور عمل می کند و روتور به صورت خارج از مرکز درون آن می چرخد. روی روتور شیارهایی با تلرانس دقیق ماشین کاری می شود تا پره های فیبری کربنی یا کامپوزیتی در آن حرکت لغزشی داشته باشند. نیروی گریز از مرکز و فشار روغن باعث تماس دائم پره با دیواره سیلندر می شود. فاصله لقی بین نوک پره و استاتور معمولا کمتر از 20 میکرون طراحی می شود تا راندمان حجمی افزایش یابد. سیستم روانکاری شامل پمپ روغن داخلی، فیلتر میکرونی و سپراتور روغن است که مانع انتقال ذرات به خط خروجی می شود. یاتاقان های شعاعی با کلاس دقت بالا بار روتور را تحمل می کنند. پوسته چدنی یا آلومینیومی برای دفع حرارت به پره های خنک کننده مجهز می شود. در مدل های صنعتی، شیر یک طرفه و سوپاپ اطمینان برای کنترل فشار تعبیه می شود.
طرز کار کمپرسور پره ای
در مرحله مکش، با چرخش روتور، فاصله بین پره ها در سمت ورودی افزایش می یابد و فشار داخل محفظه کاهش پیدا می کند، بنابراین هوا به داخل سیلندر کشیده می شود. با ادامه چرخش، به دلیل خروج از مرکز بودن روتور، حجم بین دو پره به تدریج کم می شود و هوا فشرده می گردد. افزایش فشار تا رسیدن به مقدار تنظیم شده ادامه دارد و سپس دریچه خروجی باز می شود. چرخه مکش، تراکم و تخلیه در هر دور کامل تکرار می شود. راندمان ایزوترمال این فرآیند به کیفیت آب بندی پره ها وابسته است. سرعت دوران معمولا بین 1000 تا 3000 دور در دقیقه تنظیم می شود تا دمای خروجی کنترل شود. سیستم تزریق روغن علاوه بر روانکاری، درزگیری و جذب حرارت را نیز انجام می دهد و موجب کاهش سایش قطعات می شود.
کاربرد کمپرسور پره ای
این تجهیز در خطوط مونتاژ خودروسازی برای راه اندازی ابزارهای پنوماتیک با مصرف پیوسته استفاده می شود. در صنایع چاپ، فشار پایدار آن برای سیستم های مکش کاغذ اهمیت دارد. کارگاه های CNC از این فناوری برای تثبیت قطعه روی میز وکیوم بهره می برند. در صنایع غذایی، مدل های خشک بدون روغن برای جلوگیری از آلودگی به کار می روند. در میان انواع کمپرسورهای تبرید نیز نمونه های پره ای کوچک در چیلرهای ظرفیت پایین دیده می شود. آزمایشگاه های کالیبراسیون از نسخه های کم صدا برای تامین هوای تمیز بهره می برند. فشار یکنواخت خروجی باعث می شود تجهیزات ابزار دقیق دچار نوسان عملکرد نشوند. مصرف انرژی در بار جزئی نسبت به مدل های پیستونی کمتر است و برای کارکرد مداوم 24 ساعته مناسب طراحی می شود.
مزایای کمپرسور پره ای
مزایای کمپرسور پره ای شامل موارد زیر است:
- طراحی ساده با قطعات متحرک محدود، احتمال خرابی مکانیکی را کاهش می دهد.
- جریان خروجی تقریبا بدون پالس است و نیاز به مخزن ضربه گیر بزرگ را کم می کند.
- سطح صدای عملیاتی در محدوده 60 تا 75 دسی بل قرار دارد که برای محیط کارگاهی قابل قبول است.
- هزینه تعمیرات دوره ای نسبت به کمپرسورهای رفت و برگشتی پایین تر است زیرا سوپاپ ضربه ای وجود ندارد.
- راندمان حجمی بالا در فشارهای متوسط، مصرف انرژی را بهینه می کند.
- ابعاد فشرده دستگاه، نصب در فضاهای محدود را امکان پذیر می سازد.
- راه اندازی نرم و بدون شوک مکانیکی، عمر الکتروموتور را افزایش می دهد.
- در مدل های روغنی، خنک کاری موثر باعث پایداری عملکرد در کارکرد طولانی می شود.
معایب کمپرسور پره ای
کمپرسور پره ای دارای معایب زیر است:
- پره ها قطعات مصرفی هستند و بسته به کیفیت هوا هر 8000 تا 12000 ساعت نیاز به تعویض دارند.
- حساسیت به ذرات معلق بالا است و در صورت خرابی فیلتر، سایش سریع رخ می دهد.
- در فشارهای بالاتر از 10 بار راندمان کاهش می یابد و برای کاربردهای فشار قوی توصیه نمی شود.
- دمای کارکرد بالا در تهویه نامناسب می تواند باعث تغییر شکل پره شود.
- هزینه اولیه نسبت به مدل های پیستونی هم ظرفیت بیشتر است.
- به دلیل نیاز به روغن کاری دقیق، در صورت افت سطح روغن احتمال قفل شدن روتور وجود دارد.
- کنترل کیفیت مونتاژ اهمیت زیادی دارد زیرا کوچک ترین خطای هم محوری موجب لرزش می شود.
جمع بندی
کمپرسور پره ای یک تجهیز جابجایی مثبت با روتور خارج از مرکز و پره های لغزنده است که با کاهش تدریجی حجم هوا، فشار یکنواخت تولید می کند. ساختار آن شامل استاتور استوانه ای، پره های کامپوزیتی، سیستم روانکاری، سپراتور روغن و یاتاقان های دقیق است. فرآیند کاری بر پایه مکش، تراکم و تخلیه پیوسته انجام می شود و برای فشارهای متوسط طراحی شده است. کاربرد آن در خطوط تولید، ابزار پنوماتیک، صنایع غذایی و برخی سیستم های تبرید دیده می شود. مزایایی مانند صدای کم، جریان بدون پالس و نگهداری ساده دارد اما به کیفیت فیلتراسیون حساس است. برای انتخاب دقیق ظرفیت و دریافت مشاوره تخصصی می توانید با ایران کمپرسور تماس بگیرید و مشخصات فنی متناسب با نیاز صنعتی خود را دریافت کنید.
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.
اولین کسی باشید که دیدگاه میگذارد!