کمپرسورهای رفت و برگشتی (همچنین به عنوان کمپرسورهای پیستونی شناخته می شوند) معمولاً برای حرکت گاز در فشار افزایش یافته استفاده می شوند. عناصر اصلی کمپرسور یک یا چند سیلندر و پیستون‌هایی هستند که در داخل آن‌ها حرکت می‌کنند، مانند موتور احتراق داخلی. عمل فشرده سازی گاز باعث افزایش دمای آن نیز می شود.

کمپرسورهای پیستونی

کمپرسورهای پیستونی یا کمپرسورهای رفت و برگشتی، متکی به عمل رفت و برگشتی یک یا چند پیستون برای فشرده‌سازی گاز درون یک سیلندر (یا سیلندر) و تخلیه آن از طریق سوپاپ به مخازن دریافت فشار بالا هستند. در بسیاری از موارد، مخزن و کمپرسور به عنوان یک واحد بسته بندی شده در یک قاب معمولی نصب می شوند. در حالی که کاربرد اصلی کمپرسورهای پیستونی ارائه هوای فشرده به عنوان منبع انرژی است، کمپرسورهای پیستونی نیز توسط اپراتورهای خطوط لوله برای انتقال گاز طبیعی استفاده می‌شوند. کمپرسورهای پیستونی معمولاً بر اساس فشار مورد نیاز(psi)و دبی(scfm) انتخاب می شوند. یک سیستم معمولی هوای گیاهی، هوای فشرده را در محدوده psi 90-110، با حجم‌هایی از 30 تا 2500 cfm فراهم می‌کند. این محدوده ها عموماً از طریق واحدهای تجاری و خارج از قفسه قابل دستیابی هستند. سیستم‌های هوای گیاهی را می‌توان در اطراف یک واحد اندازه‌گیری کرد یا می‌تواند بر اساس چندین واحد کوچک‌تر که در سرتاسر کارخانه قرار دارند، باشد.

برای دستیابی به فشار هوای بالاتر از آنچه که توسط یک کمپرسور تک مرحله ای می توان ارائه کرد، واحدهای دو مرحله ای در دسترس هستند. هوای فشرده‌ای که وارد مرحله دوم می‌شود معمولاً از قبل از خنک‌کننده اینترکولر عبور می‌کند تا مقداری از گرمای تولید شده در مرحله اول را حذف کند.

وقتی صحبت از گرما شد، بسیاری از کمپرسورهای پیستونی برای کارکردن در یک چرخه کاری طراحی شده اند تا به طور مداوم. چنین چرخه‌هایی به گرمای تولید شده در طول عملیات اجازه می‌دهند که در بسیاری از موارد از طریق پره‌های خنک‌شده با هوا پخش شود. کمپرسورهای پیستونی به دو صورت روغن کاری شده و بدون روغن در دسترس هستند. برای برخی از کاربردهایی که به هوای بدون روغن با بالاترین کیفیت نیاز دارند، طرح‌های دیگر مناسب‌تر هستند.

کمپرسور پیستونی چه کاربردی دارد؟

نحوه عملکرد کمپرسور رفت و برگشتی

هنگامی که پیستون عقب می‌کشد، گاز از طریق سوپاپ ورودی (یا سوپاپ‌ها) به داخل سیلندر کشیده می‌شود و پس از بازگشت پیستون، گاز با فشار از طریق دریچه اگزوز خارج می‌شود. پیستون ها توسط یک میل لنگ حرکت می کنند که می تواند توسط یک موتور الکتریکی، یک موتور بنزینی یا هر منبع قدرت چرخشی مناسب دیگری حرکت کند. سیلندرها اغلب در دو طرف میل لنگ جفت می شوند تا حرکات پیستون ها با یکدیگر مخالف باشند.

کمپرسورهای رفت و برگشتی کاربردهای زیادی در صنایع از جمله فرآوری و تحویل گاز طبیعی، کارخانه های شیمیایی و پالایشگاه های نفت دارند. گازهای فشرده همچنین نقش عمده‌ای در فناوری تبرید دارند، جایی که انبساط مجدد گاز پس از فشرده‌سازی، اثر خنک‌کننده مورد نیاز را ایجاد می‌کند. بسیاری از کاربردهای هوای فشرده از کمپرسورهای رفت و برگشتی در محیط‌های متنوعی مانند غواصی، جراحی‌های دندان‌پزشکی، کارگاه‌های خودروسازی و کشاورزی استفاده می‌کنند. ابزارهای پنوماتیک (با نیروی هوا) مانند مته ها و آسیاب های زاویه ای، در صنعت مهم هستند زیرا به طور کلی سبک تر و ایمن تر از ابزارهای دارای موتور الکتریکی هستند.

بهره وری کمپرسور پیستونی

کمپرسورهای رفت و برگشتی برای اکثر کاربردها به غیر از مواردی که شامل مقادیر کمی گاز هستند، به عنوان کم‌مصرف‌ترین نوع کمپرسور در نظر گرفته می‌شوند. با این حال، آنها تمایل به تعمیر و نگهداری بیشتری نسبت به سایر انواع کمپرسور دارند، بنابراین محاسبات هزینه باید انرژی را در مقابل هزینه های تعمیر و نگهداری متعادل کند. یک مشکل اصلی تعمیر و نگهداری، نیاز به جلوگیری از نشت گاز از سر پیستون است، به این معنی که رینگ های پیستون باید به طور منظم تعویض شوند.

کمپرسورهای پیستونی مایع یونی

در این نوع جدید از کمپرسورهای رفت و برگشتی، پیستونی که گاز را فشرده می کند نه از فلز، بلکه از مایع یونی ساخته شده است، نوعی نمک سیال که استفاده از آن در فناوری فشرده سازی مدیون کار اخیر دانشمندان بریتانیایی است. پیستون مایع نیاز به آب بندی و یاتاقان را تا حد زیادی کاهش می دهد و راندمان کمپرسور را به طور چشمگیری بهبود می بخشد. این فناوری به ویژه در برخورد با گازهای بسیار فرار مانند هیدروژن مؤثر است و احتمالاً در آینده اهمیت فزاینده ای خواهد یافت.

کمپرسور هوای رفت و برگشتی بر اساس اصل جابجایی مثبت کار می کند – فشار هوا را با کاهش حجم افزایش می دهد. این دستگاه ها حجم های متوالی هوا را در فضای بسته دریافت می کنند و فشار این هوا را به میزان قابل توجهی افزایش می دهند.

کاربرد و گزینه های کمپرسور هوای رفت و برگشتی

کمپرسور هوای رفت و برگشتی بر اساس اصل جابجایی مثبت کار می کند – فشار هوا را با کاهش حجم افزایش می دهد. این دستگاه ها حجم های متوالی هوا را در فضای بسته دریافت می کنند و فشار این هوا را به میزان قابل توجهی افزایش می دهند. این کار با عمل پیستون داخل سیلندر به عنوان دستگاه فشرده سازی و جابجایی انجام می شود. در هواپایا ، ما فناوری کمپرسور نوآورانه ای را در نتیجه فرآیندهای طراحی و ساخت با کیفیت بالا ارائه می دهیم.

کاربردهای کمپرسورهای هوای رفت و برگشتی

کمپرسورهای رفت و برگشتی به گونه ای طراحی شده اند که به صورت متناوب و در مواقعی که به مقدار کمی هوا نیاز است استفاده شوند. آنها برای مشاغل کوچک و کارهای ساختمانی، کارگاه ها، صاحب خانه ها و پروژه های خودتان بسیار مناسب هستند. استفاده از یک کمپرسور هوای رفت و برگشتی ممکن است انتخاب بهینه نسبت به کمپرسور دوار باشد، اگر کمپرسور شما احتمالاً در حدود 33 درصد مواقع بیکار بماند. کمپرسورهای روتاری ممکن است پس از گذراندن دوره های طولانی از کارکرد، به خوبی کار نکنند.

تک و دو نقشی

کمپرسورهای رفت و برگشتی تک مرحله ای و دو مرحله ای در بازار تجاری موجود می باشد. کمپرسورهای تک مرحله ای اغلب برای فشارهای خروجی بین psig 70 و psig 100 استفاده می شوند. کمپرسورهای دو مرحله ای اغلب با فشارهای بالاتر بین 100 psig تا 250 psig استفاده می شوند.

توجه به این نکته مهم است که یک HP 1 برابر با 4 CFM در 100 psi است و واحدهای رفت و برگشتی معمولاً 1 تا 50 اسب بخار را اداره می کنند. کمپرسورهای روتاری اسکرو و سانتریفیوژ معمولاً با 100 اسب بخار و بیشتر کار می کنند.

یک کمپرسور هوای رفت و برگشتی تک مرحله ای، فشرده سازی را تنها با استفاده از یک طرف پیستون انجام می دهد. یک کمپرسور دو مرحله ای از دو طرف پیستون استفاده می کند.

کاهش بار با تخلیه سیلندرهای جداگانه حاصل می شود. این معمولاً با فرآیند دور زدن هوا (خارج یا داخل کمپرسور) یا کاهش فشار مکش انجام می شود. کنترل ظرفیت با تغییر سرعت در کمپرسورهای موتور محرک از طریق کنترل جریان سوخت به دست می آید.

گزینه های مختلف کاربرد کمپرسور پیستونی

کمپرسورهای هوای رفت و برگشتی در بازار به صورت آب خنک یا هوا خنک در آرایش روغن کاری شده و بدون روغن در بازار موجود هستند و قادر به تنظیم طیف گسترده ای از فشار و ظرفیت هستند.