کمپرسور جابجایی مثبت مدلی از کمپرسورها است که در عملکرد آن حجم معینی از سیال به صورت گاز و یا هوا در آن محصور شده و در ادامه با کاهش دادن محدوده محصور شده، فشار افزایش پیدا میکند! ما در این مقاله که توسط متخصصین هواپایا تامین گردآوری شده است می خواهیم با بررسی کمپرسور جابجایی مثبت و نحوه کار آن، از انواع مختلف این کمپرسور نیز برای شما عزیزان صحبت کنیم.

کمپرسور جابجایی مثبت چیست؟ نحوه عملکرد آن چگونه است؟

کمپرسور جابجایی مثبت که در زبان لاتین Displacement compressor یاد می شود دارای خصوصیتی است که در آن حجمی مشخص از گاز یا هوا را در خود محصور میکند و فضای محصور شده را به تدریج کاهش می دهد تا باعث بالا رفتن فشار شود.

به طور کلی کمپرسورها هر کدام بر حسب ساختاری که دارند با یک فرآیند خاص باعث بالا رفتن فشار هوا خواهند شد و انرژی را به گاز یا هوای داخل خود منتقل می کنند. در نتیجه عملکرد کمپرسورها باعث کاهش یافتن حجم گاز فشرده شده و افزایش دما و چگالی سیال می شود.

همانطور که میدانید کمپرسورها به طول کلی به دو دسته کمپرسورهای جابجایی مثبت و کمپرسورهای دینامیکی تقسیم بندی می شوند.

کمپرسور جابجایی مثبت چگونه عمل می کند؟

مکانیسم کمپرسور جابجایی مثبت به این شکل است که گاز را به داخل محفظه کشیده و در ادامه به واسطه یک پیستون رفت و برگشتی تراکم ایجاد شده را خارج می کند. این در حالیست که بر خلاف کمپرسور جابجایی مثبت ، کمپرسورهای دینامیکی بر پایه حرکت پره های توربینی به گاز سرعت می بخشند و ناگهان سرعت این گردش را کم کرده که منجر به تبدیل آن به فشار می شود.

کمپرسورهایی که کارکرد آنها بیشتر بر اساس رویه رفت و برگشتی است ( کمپرسورهای جابجایی مثبت ) بر خلاف کمپرسورهای دورانی ( دینامیکی ) در فشارهای بالا و حجم های پایین و کم کاربرد دارند.

در کمپرسورهای جابجایی مثبت که بر اساس رفت و برگشت پیستون کار می کنند ، روغن وظیفه روانکاری دارد این در حالیست که در کمپرسورهای دورانی روغن در کنار وظایف روانکاری باعث آب بندی و انتقال گرما نیز می شود.

پمپ دوچرخه ساده ترین نوع کمپرسور جابجایی مثبت

یک مثال ساده برای کمپرسور جابجایی مثبت ، پمپی است که در دوچرخه ها مورد استفاده قرار میگیرد. در این پمپ هوا وارد سیلندر شده و پیستون متحرک این هوا  را فشرده می کند.

کمپرسور پیستونی مشابه کمپرسور جابجایی مثبت

کمپرسور پیستونی نیز کارکردی مشابه کمپرسور جابجایی مثبت دارد و از این نظر می توان آن را یک کمپرسور جابجایی مثبت دانست. این کمپرسور به مانند کمپرسور جابجایی مثبت عمل می کند و دارای پیستونی است که در آن یک میله اتصال و یک میل لنگ چرخشی باعث عقب و جلو رفتن آن می‌شود.

انواع پیستون در کمپرسورهای جابجایی مثبت به شرح زیر هستند.

پیستون یک طرفه: زمانی که برای فشرده شدن هوا داخل یک کمپرسور جابجایی مثبت فقط یک طرف پیستون استفاده شود، به آن پیستون یک طرفه گفته می شود.

پیستون دو طرفه: زمانی که در عملکرد پیستون از دو طرف آن استفاده شود به آن پیستون دو طرفه گفته می شود.

برخی از پمپ های جابجایی مثبت

همانطور که گفتیم پمپ های جابجایی مثبت به دو دسته پمپ های رفت و برگشتی و پمپ های دورانی دسته بندی می شوند.

پمپ های رفت و برگشتی شامل انواع پیستونی(piston pump)، پلانجری(plunger pump) و دیافراگمی(diaphragm pump) می باشد.

از پمپ های دورانی که زیر مجموعه کمپرسورهای جابجایی مثبت هستند نیز می توان به پمپ­ های دنده ای ، لوبیایی(lobe pump)، پیچی(screw pump)، پره­ای(vane pump) و بادامکی(cam pump) اشاره کرد.

پمپ دیافراگمی در کمپرسورهای جابجایی مثبت

پمپ های دیافراگمی که از نوع رفت و برگشتی کمپرسورهای جابجایی مثبت است شباهت بسیاری به کمپرسورها و پمپ های پیستونی دارد. تفاوت دیافراگمی ها در این است که یک دیافراگم قابل انعطاف با حرکاتی منظم جایگزین پیستون شده است.

دیافراگم بر خلاف قطعه پیستون نیازی به پکینگ ندارد و ممکن است به واسطه پیستونی که بی واسطه به آن متصل شده است و یا یک سیال مانند روغن  و یا همچنین هوای فشرده به حرکت بیفتد. خروجی پمپ های دیافراگمی متناوب بوده و می تواند شامل پمپ شدن مایع، گاز و یا ترکیبی از این دو باشد.

پمپ های دیافراگمی می توانند برای پمپ کردن مایعات دارای ذرات جامد نیز کاربرد داشته باشد. از دیگر کاربردهای پمپ های دیافراگمی می توان به پمپ کردن مواد شیمیایی، سمی و یا خوردنده که ممکن است در عمل پکینگ به بیرون ترشح کنند نیز اشاره کرد. نکته قابل توجه برای پمپ های دیافراگمی امکان کارکرد طولانی مدت آنها بدون نیاز به روغن کاری است.

پمپ دنده ای در کمپرسورهای جابجایی مثبت

پمپ های دنده ای نوعی از کمپرسور جابجایی مثبت با عملکرد دورانی می باشد. این مدل از پمپ ها دارای یک دنده چرخان و دنده ای آزاد هستند. در این پمپ ها با چرخش اولیه دنده ها خلا ایجاد می شود. خلا ایجاد شده سیال را به درون پمپ وارد می کند. در ادامه حرکت سیال به مابین محفظه و دنده ها آغاز می شود. با درگیر شدن دنده ها فشار بالایی ایجاد شده و همین فشار سیال را به مسیر خروج هدایت می کند.

 منظور از دنده چرخان در پمپ های دنده ای جابجایی مثبت همان روتر است. این روتور  با دنده های تیز به دنده های هرزگرد و لنگ درگیر می شود. بخش هلال شکل محفظه ی پمپ جریان سیال را بین دنده­ی هرزگَرد  و روتور تقسیم می­کند.

پمپ های لوبیایی در کمپرسور جابجایی مثبت

پمپ­های لوبیایی از نظر ظاهری بسیار به پمپ­های دنده خارجی شباهت دارند. با این تفاوت که این پمپ­ها روتورهایی دارند که به جای دنده ها با دو، سه و یا چهار lobe جایگزین شده­اند و هر دو روتور

آنها چرخان می­باشند. پمپ­های لوبیایی در مقایسه با پمپ­های دنده خارجی لرزش بیشتری دارند و برای استفاده­ی بلند مدت و مداوم مناسب نیستند. نوع دیگر از این پمپ­ها کمپرسورهای  لوبیایی compressor) (lobe هستند که در این قبیل کمپرسورها هر روتور دو lobe دارد و در پمپ کردن گازها از آنها استفاده می شود.