کمپرسور دستگاهی می باشد که جهت متراکم نمودن سیالات در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. کمپسور باد با نام های دیگری مانند کمپرسور، پمپ هوا و کمپسور هوا نیز شناخته می شود این دستگاه را می توان بر اساس ابعاد و نحوه عملکرد و موارد دیگر تقسیم بندی کرد. در این مقاله سعی بر این شده کمپرسور باد و انواع آن را به طور کامل به شما معرفی کنیم تا بتوانید کمپرسور مورد نیاز خود را با بهترین کیفیت خریداری نمایید. با ما همراه باشید.

تاریخچه کمپرسورباد

پیشرفت تکنولوژی در هیچ دوره ای از تاریخ بشریت به اندازه قرن بیستم رخ نداده است. تنها در نیمه اول آن قرن، مردم شاهد معرفی خودروها، هواپیما ها و محصولات بی شماری بودند که در فروشگاه هایی که از خطوط مونتاژ کارخانه می فروشند فروخته می شوند. تولید برای همه این موارد تا حد زیادی توسط کمپرسور باد انجام شده است ، این امر باعث شده تا کارگران کارخانه ها بتوانند وسایل سنگین و پیچیده را با سرعتی جمع کنند که یک قرن قبل غیرممکن بود.

تاریخچه استفاده از انواع کمپرسور هوا را می توان هزاران سال پیش کشف کرد که تمدنهای اولیه قدرت ریه انسان را کشف کردند. ریه با توانایی بیرون آمدن اکسیژن ، ایجاد آتش سوزی برای پخت و پز و گرم نگه داشتن آن را آسان تر کرده است. حدوداً در حدود 3000 سال قبل از میلاد ، پیشرفت هایی در شاخه علوم موسوم به متالورژی ایجاد شد که مربوط به مطالعه تولید فلز است. در میان فلزات ، آشکار شد که اشکال گرمتر هوا برای تبدیل مواد معدنی مایع مانند مس و طلا به فلزات سخت مورد نیاز است. با توجه به مطالبات ناشی از تولید فلز ، محدودیت های ریه انسان به آسانی آشکار شد. در سلامتی خود ، ریه انسان تنها قادر به تولید بخشی از فشار هوا مورد نیاز برای خنک کننده فلز است. علاوه بر این ، ریه ها به دلیل محتوای دی اکسید کربن موجود در هوا که انسان از آن بازدم می کند منبع مناسبی برای تقویت آتش نیست. واضح است که برای تولید هوا به چیزی قدرتمندتر و پیچیده تر نیاز بود.

اهمیت کیفی کمپرسور باد

اهمیت کیفی کمپرسور باد طبیعی ای که توسط جان اسمیتون ساخته شد در روشن کردن اولین آتش است. چرا که اگر شش های انسان توانایی انجام این امر را داشتند، بدون شک تمدن امروزی بشر مسیر دیگری را طی می کرد. امادر سه هزارسال قبل ازمیلاد حضرت مسیح ، زمانیکه بشر فلزاتی ازقبیل ، طلا ، مس ، قلع وسرب راکه بصورت خالص درطبیعت وجود داشتند را کشف کرد. پس از گذشت مدتی،  جهت احیاء اکسید این فلزات که در واقع اولین مواد خام مورد استفاده فلزکاران برای تولید مصنوعات فلزی محسوب می شد، عمل ذوب صورت می گرفت که برای تولید حرارت مورد نیاز عمل ذوب به ایجاد هوای فشرده نیاز بود. دراین هنگام “کمپرسورباد” انسانی یعنی شش ها دیگر قادر به تأمین هوای مورد نیاز نبودند. برای رفع این مشکل و ایجاد دمای حدود هزار درجه سانتی گراد از”کمپرسور “ قوی تر دیگری که آن هم به دست طبیعت ساخته شده بود، استفاده می کردند.

اختراع دمی (اولین کمپرسور باد مکانیکی) را می توان به عنوان تولدی تازه برای تولید هوای فشرده به حساب آورد. این وسیله و دستگاه هایی که توسط چرخ دوار آبی کار می کردند، تا دویست سال بعد بدون وقفه مورد استفاده قرارگرفتند. درحدود سال  ١٧٠٠ میلادی حجم کور ه های ذوب فلزات روبه افزایش گذاشت . ولی دستگاه های دمی که در آن زمان موجود بودند از عهده انجام کارهای مربوط به گداخت این کوره ها بر نمی آمدند. سرانجام درسال ١٧۶٢ میلادی جان اسمیتون (John  Smeaton)  برای اولین بار سیلندر هوائی را اختراع کرد. این دستگاه هرچند از ساختار ابتدائی برخوردار بود اما به دلیل اینکه در آن زمان ساخت یک سیلندر دقیق و خوب برای تولید هوای فشرده امکان پذیر نبود تنها دستگاه موجود بود که می توانستند برای کوره های ذوب فلزات از آن استفاده کنند.

وضعیت کار به همین منوال ادامه داشت تااینکه درسال ١٧٧۶ میلادی جان ویلکینسون  (JohnWilkinson)  دستگاه ماشین تراشی برای ساختن توپ اختراع کرد که توسط آن می شد سیلندرهای دقیقی ازفولاد ریختگی را تراشید. ویلکینسون این دستگاه را در کارگاهش نصب کرد. این کمپرسور باد مکانیکی فقط قادر به تولید هوای فشرده ای با فشاری برابر یک بار بود و تراکم بیش ازآن را نمی توانست تولید کند. چرا که در صورت افزایش فشار، دمای کمپرسور افزایش پیدا کرده و بندها و تسمه های چرمی که به سوپاپ های چوبی اتصال داشتند تاب حرارت را نیاورده و از بین می رفتند. اولین انتقال عظیم و موفق هوای فشرده هنگام تسریع در ساختمان تونل مونت سنیس(Mt.Ce Nis) درکوه های آلپ سویس صورت گرفت. عملیات احداث تونل درسال ١٨۵٧ بااستفاده ازچکش های دستی شروع شد. ولی باسرعتی که کارحفاری پیش می رفت، ساختن این تونل سی سال به طول می انجامید. بنابراین از روی ضرورت و اجبار مدیران راه آهن تصمیم گرفتند ازچکش های بادی که با هوای فشرده بافشار ۶ اتمسفر کار می کردند استفاده کنند. این تونل پس از تکمیل دارای دو ریل و طولی برابر ۶/۱۳کیلومتر بود.

مراحل ساخت انواع کمپرسور باد

ساختن  کمپرسورهای باد  چهارسال طول کشید و در دو دهانه تونل نصب شد .در طول این مدت نیز چکش های بادی، توسط مهندس ارشد تونلها جرمن سومیلر(Germain Sommeiller) طراحی شد تا مورد استفاده قرارگیرد . باید توجه داشت که مشکلات و گرفتاریهائی که در کار این” کمپرسورها “وچکش های مربوطه به وجود آمد ، باعث پیشرفتهای فراوانی در زمینه ساختمان کمپرسورها وچکش ها ی بعدی شد و فن حفاری تونل گامی بزرگ به سوی تکامل برداشت . لازم به توضیح است که هردو” کمپرسور” ازنوع خنک شونده آبی بودند ، که آب برای خنک کردن هوای داخل سیلندرها استفاده می شد.

این طرح ظاهرًا قدیمی ، سعی وکوششی بود که درجهت تکامل و پیشرفت وتوسعه دمی های هوائی قبلی صورت گرفته بود .زیرا مهندسین وطراحان از بوجود آمدن یک دیواره حرارتی بین سیلندرها، سوپاپها ، شیرها و دریچه ها که به صورت مشکل غیرقابل حلی جلوه گر می شد ، بیم داشتند. خوشبختانه دردسرهای جدی ومتعدد این سوپاپها و دریچه ها که به صورت ظاهرشدن فواره آب درآنها به سرعت بروز کرد ، باعث به وجود آمدن تکنیک ها ی جدید وماندنی به صورت پیستون های آبی شد .همچنین مشکلات موجود در اولین کوشش برای استفاده ازاین چکش های سنگ شکن در حدی بود که برای بهره برداری از ٩ دریل ، ۵۴ عدد از آن در کارگاه در دست تعمیر بودند.

هنگامیکه دوگروه حفاری به یکدیگر رسیدند ، تقریبًا از ٧٠٠٠ 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 تامسافت های دور نیز قابل انتقال واستفاده می باشد. اخبار مربوط به حفر تونل مونت سنیس در روزنامه ها ومجلات صنعتی چاپ شد و مورد توجه اکثر مردم و مهندسین و دانشمندان درسراسر جهان قرار گرفت.

بحث و ابراز عقیده و دادن راهکارهای لازم درباره امکانات ایجاد و ساخت شبکه های انتقال نیروی” هوای فشرده ” و تغذیه واستفاده صنایع و تجارت از این نیرو ، رونق گرفت . در سال ١٨٧۵ در نزدیکی منطقه ای صنعتی واقع درجنوب سوئد ، بزرگترین کارخانه هیدروالکتریک (تولید نیروی برق از آب ) به قدرت اولیه٣۶٠٠kw و قابل توسعه تا  ١٣٠٠٠٠kw  برای تأمین نیروی لازم و به حرکت درآوردن ” کمپرسور “های تولید هوای فشرده ایجاد شد . ولی این پروژه موفقیت اقتصادی مطلوبی را در پی نداشت. با استفاده از ابزارها و وسایل بادی ، قدرت و شعاع عمل دست بشر ، بدون آنکه ازمیزان حساسیت ،دقت وانعطاف پذیری غیرقابل رقابتش کاسته شود به مقدار قابل ملاحظه ای توسعه یافته و پیشرفت کرده است و این ضروری ترین مسئله ای است که درانجام کار باید صورت بگیرد .ابزارهای هوائی کم وزن ، جمع وجور ، بادوام ، مطمئن ودقیق اند .کارکردن با آنها برای فرد ایجادخستگی نکرده و دارای ایمنی بالایی می باشند.

” هوای فشرده “برای کنترل ونظارت ، تنظیم از راه دور و نزدیک و انجام فرمان های متناوب و زماندار وگاهی نیز همراه و همزمان و هماهنگ باسیستم های هیدرولیکی ، الکتریکی و الکترونیکی برای انجام مقاصد مورد نظر، درخدمت بشر در آمده است. باگسترش چشمگیری که در نیمه دوم قرن نوزدهم برای صنایع به وقوع پیوست ، تولید انبوه محصولات وضرورت دستیابی به دبی و فشار بالاتر ومحدودیت هائی که ” کمپرسور “های تناوبی در دبی زیاد دارند باعث شد تا صنعتگران مجبور شوند در فکر طراحی وساخت انواع جدیدتری از”کمپرسورها “باشند.

هرچند که کمپرسورهای باد تناوبی ازنظر قابلیت دستیابی به فشار بالا و راندمان هنوز هم مناسب ترین ” کمپرسورهای باد ” می باشند ولی بالا بودن قیمت اولیه ، محدودیت دستیابی به دبی زیاد ، پائین بودن قابلیت اعتماد ، توقف های ناخواسته همراه با بالابودن هزینه های تعمیرات عملا” باعث گردید تا این کمپرسور ها قادر به تأمین تمامی نیازهای صنایعی که با رشدی شتابان درحال گسترش بودند نباشد . به همین خاطر از اواخر دهه ١٨۶٠ نسل جدیدی از” کمپرسورهای باد “که درحین دارا بودن بسیاری از ویژگیهای مطلوب کمپرسور های باد تناوبی ، قادر به تراکم و جابجا کردن حجم وسیعتری ازگاز بودند ابداع گردید که به لحاظ ماهیت رفتار ظاهری به “کمپرسور”های دورانی ( Rotary) معروف شدند.

” کمپرسورهای باد “گوشواره ای را(Lobe) می توان اولین نمونه از” کمپرسورهای باد ” دورانی دانست که تولید آن ازدهه ١٨۶٠ شروع گردید . در اواخر قرن نوزدهم شرکت Roots  نمونه ای از دمنده فوق را که دارای گوشوارهائی به قطر۵/۷ متر بودند برای تهویه معادن بکار گرفت که قادر بود١٧۴٠۰۰  مترمکعب درساعت هوا را جهت تهویه به داخل تونل های معدنی بفرستد. قابلیت های این دمنده آنچنان بالا بود که بنام  شرکت سازنده(Roots) معروف گردید و هنوز هم در بسیاری ازمراجع علمی ” کمپرسورهای باد “گوشواره ای بنام Rootsنامیده می شوند .

اولین ” کمپرسور هوا ” تیغه لغزنده ( Sliding Vane ) درسال ١٨٩٠ در آمریکا ساخته شد که بصورت خشک(Dry) طراحی شده بودند . پائین بودن راندمان ومشکل گرم کردن جزء معایب اساسی این ” پمپ باد “بوده تا اینکه درسال ١٩۴٧ با تزریق روغن که نقش آب بند کننده وخنک کاری ” کمپرسور ” را بعهده داشت، کارایی ، عمرمفید و قابلیت های این کمپرسور هوا به مقدار چشمگیری افزایش داده شد و امروزه نسل جدیدی ازکمپرسورهای باد دورانی بصورت روغن کاری شونده(Lubricated) درصد بالائی از بازار فروش ” کمپرسورهای باد “رابه خود اختصاص داده است . هرچند که کمپرسورهای دورانی درمقایسه با “کمپرسورهای تناوبی” ازقابلیت 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 ازنظر ظرفیت توسعه می یافتند نبودند.

” کمپرسورهای باد ” گریز ازمرکز را می توان پاسخ مناسبی برای مشکل ظرفیت “کمپرسورها “دانست . اولین ” پمپ باد ” گریز ازمرکز درسال ١٨٩٩ توسط یک مهندس فرانسوی بنام Rateauبا  ظرفیت ٢٠٠٠ مترمکعب درساعت و با نسبت تراکم۱ :۶/۱(فشار خروجی۲۶/۱بار مطلق)ساخته شد. درسال ١٩٠٣ کمپرسور باد گریز ازمرکز ۵ مرحله ای با نسبت تراکم کلی۵:۱ طراحی و بکار گرفته شد. تولید کمپرسورهای گریز ازمرکز باظرفیت و فشار خروجی بالاتر دائمًا در دستور کارشرکت های سازنده قرارگرفته، به نحوی که امروزه این ” پمپ باد ” درظرفیت بیش از ١٢۵٠٠٠٠مترمکعب درساعت ساخته می شود. فشار قابل دسترسی دراین 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 (oil free)بوده و بعلت بالابودن قابلیت اعتماد آن ،دوره های بهره برداری بدون توقف آن به بیش از سه سال نیز میرسد.

کمپرسورباد یا کمپرسور هوا (air compressor)