کمپرسور پیستونی یکی از انواع کمپرسورهای هوا است که وظیفه‌ی اصلی آن فشرده‌سازی هوا از طریق حرکت رفت و برگشتی پیستون‌ها در سیلندرها محسوب می‌شود. این دستگاه‌ها تجهیزات حیاتی در صنایع مختلف و مشاغل گوناگون شناخته می‌شوند و کاربردهای متنوعی دارند. کمپرسورهای پیستونی به دلیل ساختار ساده و کارایی بالا، از جمله قدیمی‌ترین و مؤثرترین انواع کمپرسور به شمار می‌روند. آنها بسته به پارامترهایی نظیر فشار مکش، ظرفیت و نوع موتور به دسته‌های متفاوتی تقسیم می‌شوند. در ادامه این مقاله به بررسی مزایا و معایب کمپرسور پیستونی و انواع آن خواهیم پرداخت.
کمپرسور پیستونی چیست ؟
کمپرسور پیستونی که در دسته لوازم یدکی کولر گازی است، یکی از انواع کمپرسورهای جابجایی مثبت به شمار می‌آید و عملکرد آن به شکل رفت و برگشتی است. این کمپرسورها از یک پیستون و سیلندر که بر روی محور میل‌لنگ نصب شده‌اند، برای فشرده‌سازی هوا بهره می‌برند. روند کار کمپرسور پیستونی به این صورت است که در مرحله اول، پیستون به سمت پایین حرکت کرده و با ایجاد خلأ، باعث باز شدن سوپاپ ورودی می‌شود. در نتیجه، هوای خارج از دستگاه با فشار اتمسفر به درون سیلندر جریان یافته و بخش بالای پیستون را پر می‌کند. این فرآیند به‌طور مکرر تکرار شده و باعث تولید هوای فشرده می‌گردد.
مزایا و معایب کمپرسور پیستونی
کمپرسورهای پیستونی در صنایع مختلف کاربردهای وسیعی دارند و از آنها در تأمین هوای فشرده استفاده می‌شود. در ادامه این بخش به بررسی مزایا و معایب کمپرسور پیستونی می‌پردازیم:
مزایای کمپرسور پیستونی
از جمله مزایای کمپرسور پیستونی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- کمپرسورهای پیستونی در ظرفیت‌های مختلف طراحی شده‌اند که امکان انتخاب مناسب برای نیازهای مختلف را فراهم می‌کند.
- این کمپرسورها با کارایی بهینه‌ای که دارند، مصرف سوخت را به حداقل می‌رسانند.
- ساختار مستحکم و کیفیت بالای مواد به کار رفته در کمپرسورهای پیستونی موجب افزایش عمر مفید آنها می‌شود.
- توانایی کار در فشارهای بالا، این دستگاه‌ها را برای کاربردهای صنعتی مناسب می‌سازد.
- فرایندهای نگهداری و تعمیر این نوع کمپرسورها به سادگی انجام می‌شود، که هزینه‌های مربوط به آنها را پایین می‌آورد.
- باتوجه به قیمت مناسب و قابلیت‌های متعدد، کمپرسورهای پیستونی گزینه‌ای ایده‌آل برای بسیاری از مصارف صنعتی و خانگی هستند.
معایب کمپرسور پیستونی
برخی از معایب کمپرسورهای پیستونی عبارت‌اند از:
- یکی از مشکلات عمده کمپرسورهای پیستونی، تولید صدای زیاد در حین کار است که می‌تواند آزاردهنده باشد.
- این نوع کمپرسورها به نسبت برخی از دیگر انواع کمپرسورها، در کلاس راندمان پایینی قرار دارند.
- کمپرسورهای پیستونی معمولاً فضای قابل توجهی را اشغال می‌کنند که می‌تواند در محیط‌های کوچک مشکل‌ساز باشد.
- وزن زیاد این دستگاه‌ها انتقال و جابجایی آنها را دشوار می‌سازد.
- این دستگاه‌ها از نظر ورود مایعات حساس هستند و ممکن است آسیب‌پذیر باشند.
- عملیات کمپرسورهای پیستونی ممکن است لرزش‌های قابل توجهی را ایجاد کند که نیاز به تمهیدات ویژه دارد.
- در بازار مدل‌های مختلفی از این کمپرسورها وجود دارد که برخی از آنها ممکن است کیفیت پایینی داشته باشند.
- مسئله روغن‌ریزی و پاشش روغن نیز یکی دیگر از مشکلات رایج این دستگاه‌ها به شمار می‌آید.
نحوه عملکرد کمپرسور پیستونی
کمپرسورهای پیستونی یکی از دستگاه‌های پرکاربرد در صنایع مختلف شناخته می‌شوند و بسیاری از افراد از عملکرد آنها سوالاتی دارند. در این بخش، به بررسی نحوه کار این دستگاه‌ها پرداخته می‌شود.
مرحله اول مکش
در مرحله اول که به آن مرحله مکش گفته می‌شود، میل‌لنگ‌ها شروع به حرکت می‌کنند و این حرکت باعث می‌شود که پیستون‌ها درون سیلندر به حرکت درآیند. به طور همزمان، شیر ورودی کمپرسور باز می‌شود. این مجموعه فعالیت‌ها موجب می‌شود که در داخل محفظه سیلندر، خلأ ایجاد گردد و هوای محیط از طریق شیر ورودی به داخل دستگاه مکش شود.
مرحله دوم فشرده‌سازی
پس از تکمیل مرحله مکش، وارد مرحله فشرده‌سازی می‌شویم. در این مرحله، زمانی که پیستون به پایین‌ترین حد ممکن خود می‌رسد، حرکت به سمت بالا آغاز می‌شود. در این حالت، شیرهای ورودی و خروجی سیلندر بسته می‌شوند. نتیجه این عمل افزایش دما و فشار در محفظه سیلندر است که به دلیل بسته بودن شیرها، هوای مکش شده اکنون به صورت فشرده در داخل سیلندر قرار دارد.
مرحله سوم تخلیه
در مرحله پایانی که به آن مرحله تخلیه گفته می‌شود، زمانی که دما و فشار به میزان مشخصی می‌رسد، شیر خروجی سیلندر باز می‌شود. در این مرحله، گاز با فشار بالا از محفظه سیلندر به بیرون منتقل می‌شود. با حرکت پیستون به انتهای مسیر سیلندر، این چرخه کامل می‌شود و دستگاه دوباره به نقطه ابتدایی خود بازمی‌گردد.
انواع کمپرسور پیستونی یا کمپرسور رفت و برگشتی
کمپرسورهای پیستونی بر اساس پارامترهای متنوعی قابل دسته‌بندی هستند. این دسته‌بندی شامل انواع مختلف کمپرسورها بوده که از جمله آنها می‌توان به کمپرسورهای پیستونی تنه‌ای (مستقیم) Trunk، کمپرسورهای پیستونی شفت هادی Cross head، کمپرسورهای پیستونی یک‌طرفه Single acting و کمپرسورهای پیستونی دوطرفه Double acting اشاره کرد. مهم است که به این نکته توجه داشته باشیم تقسیم‌بندی کمپرسورهای هوا با سایر دستگاه‌های صنعتی متفاوت است.
از منظر تعداد مراحل کار، کمپرسورهای پیستونی به سه دسته کمپرسور باد پیستونی تک مرحله‌ای، دو مرحله‌ای و سه مرحله‌ای تقسیم می‌شوند. هر یک از این کمپرسورها دارای ویژگی‌ها، مزایا و معایب مختص خود هستند و به همین دلیل کاربردهای متنوعی را در صنایع مختلف دارند.
از جمله رایج‌ترین کمپرسورهای پیستونی می‌توان به کمپرسور پیستونی چیلر اشاره کرد که خود شامل سه نوع کمپرسور هرمتیک، نیمه هرمتیک و سیستم باز است. همچنین باید اشاره کنیم که کمپرسور پیستونی یخچال که وظیفه سرمازایی را بر عهده دارد، با وجود ظرفیت بالای خود، معمولاً دارای صدای زیادی نیز است. در نهایت، کمپرسور پیستونی کولر که در کولرهای گازی به کار می‌رود، در سه نوع روتاری، اسکرو و پیستونی ساخته می‌شود و عملکرد آنها مشابه موتورهای خودرو خواهد شود.
تفاوت کمپرسور اسکرو و پیستونی
کمپرسورهای هوا به طور کلی به دو دسته اصلی جابجایی مثبت و دینامیکی تقسیم می‌شوند. در این میان، کمپرسورهای جابجایی مثبت، خود به دو نوع عمده تقسیم می‌شوند: کمپرسورهای پیستونی و کمپرسورهای دوار که کمپرسور اسکرو یکی از زیرمجموعه‌های این دسته به شمار می‌آید.
کمپرسور اسکرو به طور خاص برای فشرده‌سازی هوای ورودی عمل می‌کند. این دستگاه از دو روتور مارپیچی تشکیل شده است که به صورت همزمان و در خلاف یکدیگر می‌چرخند. هنگامی که هوا از محیط اطراف به داخل کمپرسور وارد می‌شود، به روتورهای مارپیچی برخورد کرده و حجم آن به طور چشمگیری کاهش می‌یابد. این کاهش حجم منجر به افزایش انرژی جنبشی مولکول‌های هوا و در نتیجه فشرده‌سازی آن می‌شود. پس از طی مراحل مختلف فشرده‌سازی، هوای فشرده شده وارد مخزن ذخیره هوا می‌شود.
در مقایسه با کمپرسورهای پیستونی، کمپرسور اسکرو معمولاً عملکردی پایدارتر و کارایی بالاتری دارد و برای مشاغل و صنایع بزرگ که به تامین هوای فشرده مداوم و یکنواخت نیاز دارند، انتخابی مناسب به شمار می‌آید.
بهترین روش نگهداری کمپرسور پیستونی
نگهداری مناسب از کمپرسورهای پیستونی اهمیت بسزایی دارد. برای افزایش طول عمر این نوع کمپرسورها، می‌توان به نکات زیر توجه نمود:
- تخلیه مخزن آب: انجام این کار به صورت روزانه به جلوگیری از زنگ زدگی و نشتی کمک می‌کند.
- بررسی مداوم اجزاء: سرویس و بررسی دوره‌ای بخش‌های مختلف کمپرسور به شناسایی مشکلات قبل از وقوع کمک می‌نماید.
- تنظیم دما: حفظ دمای مناسب در محیط کمپرسور از آسیب به دستگاه جلوگیری می‌کند و عملکرد بهتر را تضمین می‌کند.
- تعویض فیلتر هوا: فیلتر هوا باید در بازه‌های زمانی مشخص (ترجیحا هر ۴ ماه یک‌بار) تعویض شود تا کارایی دستگاه کاهش نیابد.
- کنترل روغن: بررسی مستمر روغن کمپرسور و تعویض آن در صورت نیاز از کثیف شدن و کاهش راندمان دستگاه جلوگیری می‌کند.
پیشنهاد مطالعه: کمپرسور اسکرال چیست؟ مزایا و معایب آن چیست؟
جمع بندی
در این مطلب به معرفی کمپرسور پیستونی، انواع و مزایا و معایب این قطعه پرداخته شد. کمپرسور پیستونی همچون یکی از پرکاربردترین نوع کمپرسورهای هوا، در دسته کمپرسورهای جابجایی مثبت قرار دارد. این دستگاه با قابلیت‌های منحصر به فرد خود، توانسته است در صنایع و مشاغل متنوعی نقش بسزایی ایفا کند. از جمله مزایای این کمپرسور می‌توان به کارایی بالای آن و توانایی تولید هوای فشرده با فشار بالا اشاره کرد. استفاده از کمپرسور پیستونی در صنایع مختلف، از جمله ساخت و ساز، خودروسازی و خدمات تعمیر و نگهداری، امری رایج و ضروری به شمار می‌آید.
