کمپرسورهای رفت و برگشتی یا پیستونی جزء قدیمی‌ترین انواع کمپرسورهای صنعتی می‌باشند. در زمان های گذشته از این نوع کمپرسورها در تولید یخچال ها و همچنین وسایل تهویه هوا استفاده می‌شده است. این روزها هم کمپرسورهای پیستونی کارآیی‌های فراوانی دارند. از ساختن انواع مختلف وسایل سرماساز گرفته تا کاربردهای صنعتی دیگر است. در این مقاله قصد ما این است که به بررسی نحوه عملکرد این مدل از کمپرسورها بپردازیم. پس از آن مزایا و معایب آنها را مورد بررسی قرار دهیم و بیشتر با آنها آشنا شویم؛ با ما همراه باشید.
آشنایی با کمپرسور های رفت و برگشتی
کمپرسورهای پیستونی را بایستی مادر همه کمپرسورهای امروزی برشمرد. این کمپرسورها از نظر عملکردی خیلی شبیه به محفظه احتراق مربوط به خودروها عمل می‌نمایند؛ با این فرق که در هنگام فشرده سازی سیالات دیگر خبری از جرقه و انفجار نیست و گاز فشرده شده، بایستی از قسمت شیر خروجی به بیرون هدایت گردد. جهت بررسی کمپرسورهای رفت و برگشتی می‌توان آنها را به شکل قسمت های جداگانه بررسی نمود. عملیات فشرده سازی در کمپرسورهای پیستونی به کمک رفت و برگشت پیستون ها در قسمت داخل سیلندر انجام می‌گیرد.
تعداد همین پیستون ها میزان ظرفیت کمپرسور را تعیین خواهد کرد و آن را بالا می‌برد. حرکت رفت و برگشتی پیستون ها به شکل خطی می‌باشد. اما نیروی محرکه‌ای که این حرکت خطی را ایجاد کند، یک میل لنگ می‌باشد که حرکت دورانی دارد. میل لنگ توسط موتور دستگاه به حرکت در میاید و به شکل پیوسته حرکتی دورانی شکل دارد. از طرف دیگر هر پیستونی بوسیله شاتون ها به میل لنگ اتصال میابد. به این شکل حرکت دورانی میل لنگ به حرکت خطی و همچنین رفت و برگشتی پیستون ها تبدیل می‌شود و عملیات مکشی، فشرده سازی و همچنین تخلیه در کمپرسورهای پیستونی انجام می‌گیرد.
نحوه عملکرد کمپرسورهای پیستونی
کارکرد یک کمپرسور رفت و برگشتی را در سه مرحله می‌توان دسته بندی نمود. این مراحل را در ادامه می‌بینید:
عملیات مکش: با استارت حرکت میل‌لنگ، پیستون ها در درون سیلندرها شروع به حرکت کردن می‌کند و به قسمت پایین کشیده می‌شوند. همزمان با استارت این حرکت، شیرهای ورودی دستگاه باز می‌گردد. این اتفاق در درون محفظه سیلندر خلأ بوجود آورده و موجب مکش گاز از شیرهای ورودی دستگاه می‌شود.
عملیات فشرده سازی: بعد از اینکه حرکت پیستون کامل گردید و به پایین ترین حد خودش رسید، حرکت به قسمت بالا را شروع می نماید. در این حالت شیرهای ورود و خروج سیلندر بسته می‌باشد و با حرکت پیستون ها فشار و دمای گاز افزایش خواهد یافت.
عملیات تخلیه: هنگامی که دما و فشار گاز به مقدار تعیین شده رسید، شیر خروجی سیلندر باز می‌شود، گاز با فشارات بالا به قسمت بیرون تخلیه می‌گردد. هنگامی که پیستون به قسمت انتهایی مسیر سیلندر رسید سیکل حرکت تکمیل گشته و دوباره به قسمت نخستین باز می‌گردد.
کمپرسورهای پیستونی به شکل رفت و برگشتی و منقطع کار می‌نمایند. همین امر موجب بوجود آمدن لرزش های بالا و سروصدای زیادی می‌گردد.
دسته بندی انواع کمپرسورهای رفت و برگشتی
کمپرسورهای پیستونی را طبق عملکرد و یا ظرفیت تولید می‌توان دسته بندی نمود. در درجه اول این تقسیم بندی به شکل تک مرحله‌ای و یا دو مرحله‌ای بودن انجام می‌پذیرد. چنانچه وضعیت گاز مبرد بشکلی باشد که فقط در یک طرف پیستون عمل فشرده سازی صورت بپذیرد، به آن کمپرسور تک مرحله ای می‌گویند. چنانچه طراحی کمپرسورها به صورتی باشد که از هر دو سمت پیستون بتوانیم جهت فرآیند فشرده سازی مبرد بکار می‌رود، به آن کمپرسور دو مرحله ای گفته می‌شود.
دسته‌بندی های دیگر که برای کمپرسورهای رفت و برگشتی نرمال می‌باشد، دسته‌بندی طبق ظرفیت، ساختار و دمای عملکرد می‌باشد.
بر طبق ساختار
کمپرسورهای باز: در کمپرسورهای باز موتور و محفظه کمپرسور از همدیگر جدا می‌باشند. کمپرسورهای یخچال به عنوان مثال در این دسته قرار می‌گیرند.
کمپرسورهای نیمه باز: پوسته این کمپرسورها بطور کامل بسته نمی‌باشد و با پیچ مونتاژ شده و در حالت خرابی قابلیت تعمیر دارد. کمپرسورهای با ظرفیت بیشتر غالباً در این دسته قرار می‌گیرند.
کمپرسورهای بسته: کمپرسورهای بسته قابلیت تعمیر شدن را ندارند. در چنین کمپرسورهایی محفظه و موتور در کنار هم می‌باشند. غالباً کمپرسورهای کوچک در این رده قرار می‌گیرند.
بر طبق ظرفیت
کمپرسورهای ریز: ظرفیت حدوداً کمتر از 3/5 کیلووات
کمپرسورهای کوچک: ظرفیت حدوداً از 3/5 تا 23 کیلووات
کمپرسورهای متوسط: ظرفیت حدوداً از 23 تا 105 کیلووات
کمپرسورهای بزرگ: ظرفیت بالاتر از حدوداً 105 کیلووات
بر طبق دمای عملکرد
دمای بالا: کمپرسورهایی که جهت تهویه به کار می‌روند
دمای متوسط: کمپرسورهای سردخانه‌ای تا حدوداً دمای بیشتر از صفر درجه سلسیوس
دمای پایین: کمپرسورهای سردخانه‌ای بخصوص دماهای زیر صفر درجۀ سلسیوس
مزایای کمپرسورهای پیستونی
کاربرد فراوان: کمپرسورهای پیستونی از نوع قدیمی‌ترین انواع کمپرسورها می‌باشد و در صنایع گوناگون کارآیی دارند.
تنوع ظرفیت: از کمپرسورهای پیستونی به این علت که با ظرفیتهای گوناگونی می‌توان تولید نمود، در دستگاه های گوناگونی می‌توان استفاده نمود. از اماکنی نظیر سردخانه‌های بزرگ گرفته تا یخچالهای کوچک خانگی می‌توان بکار برد.
معایب کمپرسورهای رفت و برگشتی
کمپرسورهای پیستونی بخاطر اینکه نسبت به کمپرسورهای دیگر صنعتی قدیمیتر می‌باشند، دارای نقص های بیشتری می‌باشند. نقایص زیر را برای انواع کمپرسورهای پیستونی می‌توان برشمرد:
بازدهی پایین: بازدهی کمپرسورهای نوع پیستونی به دلیل نشتی پیستون و سیلندرها و همینطور منقطع بودن کارکردشان به نسبت دیگر نوع های کمپرسورها پایین‌تر می‌باشد.
اشغال فضای زیاد و وزن بالا: در تولید و طراحی کمپرسورهای پیستونی از قطعات بسیاری استفاده می‌شوند که موجب بالا رفتن وزن دستگاه می‌شود و فضای زیادی را هم اشغال می‌نماید.
سروصدای بالا: به خاطر منقطع بودن میزان کارکرد دستگاه، کمپرسورهای پیستونی سروصدا و لرزش بیشتری دارند.
حساسیت نسبت به ورود مایعات: چنانچه آب یا مایع دیگری به قسمت محفظه‌های سیلندر وارد گردد، تولید سروصدای زیادی می‌کند و در ادامه‌اش به پیستون ها و بدنه سیلندر صدمه می‌رساند.
هزینه‌های بالای نگه‌داری: ساختار پیچیده کمپرسورهای پیستونی موجب می‌شود تا مخارج نگه‌داری و تعمیرشان مخصوصاً در صنایع بزرگتر بالا می‌رود و استفاده از آنها باصرفه نباشد.
جمع بندی
کمپرسورهای پیستونی که به کمپرسورهای رفت و برگشتی هم معروف شده‌اند، و شبیه به محفظه احتراق خودروها عمل می‌نمایند. کمپرسورهای پیستونی را در ظرفیت های متفاوت می‌توان تولید نمود که این موضوع جزء مزیت های آنها محسوب می‌شود. اما به این خاطر که سروصدای بسیاری تولید می‌نمایند و بازدهی کمی به نسبت دیگر کمپرسورها داشته‌اند، این روزها کمتر در صنایع کاربرد دارند.
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟در گفتگو ها شرکت کنید.