کمپرسور جابجایی مثبت چیست و چه عملکردی دارد؟

کمپرسورها از جمله مهم‌ترین و کاربردی‌ترین تجهیزاتی هستند که امروزه در بسیاری از صنایع و مشاغل مختلف کاربردهای متعددی داشته و مورد استفاده قرار می‌گیرند. این تجهیزات می‌توانند بر اساس پارامترهای مختلفی همچون تعداد مراحل کار، موتور محرک، نحوه روغن‌کاری و پاشش آن، نحوه عملکرد، فشار مکش و دهش و همچنین سرعت به انواع مختلفی تقسیم شوند. از نظر نحوه کار و عملکرد، کمپرسورها به دو دسته کمپرسور جابجایی مثبت و کمپرسور دینامیک تقسیم می‌شوند و هر کدام از آنها می‌توانند زیرمجموعه‌های مختلفی با کاربردهای متعددی داشته باشند. کمپرسور جابجایی مثبت انواع مختلفی داشته و می‌توانند استفاده‌های صنعتی و غیر صنعتی مختلف داشته باشند. در ادامه این مطلب از صنایع پارس وکیوم به بررسی بیشتر این کمپرسورها، نحوه عملکرد و کاربرد آنها پرداخته می‌شود.

آنچه در این مقاله می‌خوانید:

• تعریف کمپرسور جابجایی مثبت
• کاربردهای کمپرسور جابه‌جایی مثبت
• انواع کمپرسور جابجایی مثبت
• نحوه کارکرد کمپرسور جابجایی مثبت
• نتیجه‌گیری

کمپرسور جابجایی مثبت چیست؟

کمپرسور جابجایی مثبت (Displacement compressor) به نوعی از کمپرسورها گفته می‌شود که از یک جز رفت و برگشتی (مانند پلانجر، پیستون، دیافراگم یا پره‌ها) برای کمپرس سیالاتی همچون هوا و گاز استفاده می‌کند. این کمپرسورها بدون توجه به فشار خروجی و با دبی ثابت کار می‌کنند و با جابجایی حجم سیلندر کمپرسور محیط کار را فشرده می‌کنند. در حقیقت این کمپرسور حجم مشخصی از هوا را داخل خود محصور می‌کند و فضای محصور شده را به تدریج کاهش می‌دهد و این کاهش فضا باعث افزایش فشار هوا می‌شود و انرژی جنبشی مولکول‌های هوا، دانسیته و همچنین دمای آنها افزایش پیدا می‌کند.

این کمپرسورها امروزه استفاده‌های متعددی در صنایع مختلف داشته و با توجه به تنوع عملکرد، اطمینان بالا، کیفیت بالا و … می‌توانند کاربردهای مختلفی داشته باشند. البته باید توجه داشت که راندمان این نوع کمپرسورها در مقایسه با کمپرسورهای سانتریفیوژی یا گریز از مرکز کمتر است.

کاربرد کمپرسور جابجایی مثبت

همان‌طور که گفته شد کمپرسورها می‌توانند تقسیم‌بندی‌های متفاوتی داشته باشند که مهم‌ترین آنها تقسیم‌بندی بر اساس عملکرد است. کمپرسور جابجایی مثبت به واسطه نحوه عملکرد خود می‌تواند کاربردهای مختلفی داشته باشد. به‌صورت کلی کمپرسورهای جابجایی مثبت شامل انواع کمپرسورهای پیستونی و دورانی هستند که این کمپرسورها نیز به چند دسته مختلف تقسیم می‌شوند. از مهم‌ترین کاربردهای کمپرسورهای هوای جابجایی مثبت می‌توان موارد زیر را عنوان کرد:

• تأمین هوای مورد نیاز ابزارهای پنوماتیک
• تأمین هوای توربین‌ها، موتور جت‌ها و …
• استفاده در صنعت خودروسازی، صنعت الکترونیک، صنایع شیمیایی
• استفاده در دندانپزشکی و صنعت پزشکی
• استفاده در وسایل حمل‌ونقل و کامیون‌ها
• استفاده در آزمایشگاه‌ها
• استفاده در سیستم‌های تهویه مطبوع و تبریدی
• استفاده در کارخانه‌های مختلف مانند کارخانه‌های ریسندگی
• استفاده در صنعت کشاورزی، ساختمان‌سازی، نقاشی
• استفاده در صنایع دریایی، غذایی، ریلی، دارویی، گاز و …

انواع کمپرسورهای جابجایی مثبت

همان‌طور که گفته شد کمپرسور هوا می‌توانند بر اساس فاکتورهای مختلفی تقسیم‌بندی شوند و این تقسیم‌بندی برای کمپرسورهای جابجایی مثبت نیز صدق می‌کند. به‌صورت کلی می‌توان گفت این کمپرسورها از نظر عملکرد به دو دسته اصلی شامل کمپرسورهای رفت و برگشتی (Reciprocating) یا پیستونی و کمپرسورهای دورانی یا دوار (Rotary) تقسیم می‌شوند.

• کمپرسورهای پیستونی هوا را توسط یک پیستون و سیلندر محور میل‌لنگ فشرده می‌کنند. در حقیقت در این نوع از کمپرسورهای جابجایی مثبت پیستون به سمت پایین حرکت می‌کند و باعث ایجاد خلأ می‌شود و در نهایت این خلأ باعث می‌شود هوای خارج با فشار اتمسفر سوپاپ ورودی را باز کند و بخش بالای پیستون پر شود.
• کمپرسور روتاری نیز نوعی کمپرسور جابجایی مثبت است که توسط چرخش 360 درجه‌ای تیغه‌ها، عمل مکش و تراکم مبرد را انجام می‌دهد. زمانی که گاز از دریچه ورودی وارد کمپرسور می‌شود بر اثر چرخش تیغه‌ها و برخورد با هوا، آن را با فشار به طرف لوله دهش هدایت می‌کند. این کمپرسورها در مقایسه با کمپرسورهای پیستونی مصرف برق کمتری دارند و از راندمان بالاتری نیز برخوردار هستند و میزان صدا و لرزش آنها نیز کمتر است.

کمپرسور پیستونی خود می‌توانند به چند دسته مختلف شامل کمپرسورهای دیافراگمی، تک‌مرحله‌ای، دومرحله‌ای و … و کمپرسورهای روتاری نیز می‌توانند به انواع مختلفی همچون کمپرسورهای اسکرول، کمپرسورهای اسکرو، کمپرسورهای لوب، کمپرسورهای Vane و … تقسیم می‌شوند. همچنین می‌توان از نظر سیستم خنک‌کننده این کمپرسورها را به کمپرسورهای اویل فری (بدون روغن) و کمپرسورهای اویل اینجکت (روغنی) تقسیم می‌شوند.

کمپرسورهای جابجایی مثبت چگونه کار می‌کند؟

در کل می‌توان گفت کمپرسورهای جابجایی مثبت شیوه کار بسیار ساده‌ای دارند. در این نوع کمپرسورها هوا از ورودی به داخل محفظه تراکم کشیده می‌شود. بعد از ورود هوا به داخل محفظه یک قطعه مانند پلانجر، دیافراگم، یا پیستونی برای کمپرس کردن هوا استفاده می‌شود. این قطعه دارای حرکت رفت و برگشتی در داخل محفظه کمپرسور است. جز پیستونی حجم محفظه تراکم را کاهش می‌دهد و باعث فشرده شدن هوا می‌شود. زمانی که فشار هوا به اندازه مورد نظر رسید می‌توان با استفاده از شیر تخلیه آن را تخلیه کرد و سپس از آن استفاده‌های مختلفی داشت. کمپرسورهای جابجایی مثبت دارای یک یا چند محفظه فشرده‌سازی و چندین مجرای ورودی می‌باشند.

جمع‌بندی نهایی

کمپرسورهای هوا امروزه بر اساس فاکتورهای مختلفی طبقه‌بندی می‌شوند و کمپرسورهای جابجایی مثبت یکی از دو نوع اصلی کمپرسورها بر اساس نحوه عملکرد آنها است. این کمپرسورها خود می‌توانند به چند دسته دیگر تقسیم شوند و کاربردهای مختلفی در صنایع و مشاغل گوناگون داشته باشند. در حقیقت این کمپرسورها از یک جز رفت و برگشتی (پلانجر، پیستون، دیافراگم و …) برای فشرده کردن هوا و گازها استفاده می‌کند.