کمپرسور بدون روغن یک دستگاه مکانیکی است که فرایند فشرده سازی هوا بدون دخالت روغن انجام می شود. قیمت خرید کمپرسور اویل فری تقریبا 3 یا 4 برابر بیشتر از کمپرسور روغنی اویل اینجکت هستند به همین دلیل استفاده از کمپرسور بدون روغن در صنعت چندان رایج نمی باشد.
به طور طبیعی انواع کمپرسور باد صنعتی در فرایند فشرده سازی هوا تولید گرما می کند که این گرما به نحوی باید کاهش پیدا کند در کمپرسورهای اویل اینجکت، روغن وظیفه خنک کردن و روانکاری قطعات داخلی را دارد. اما در کمپرسورهای بدون روغن برای کاهش گرما تولید شده از آب یا گازهای خنک کننده استفاده می شود و هیچ گونه روغنی در سیستم وجود ندارد.
کمپرسور بدون روغن چیست
کمپرسور بدون روغن که با نام کمپرسور اویل فری در بازار شناخته می شود نوعی پمپ باد است که هوای فشرده بسیار تمیزی را در میان مدل‌های مختلف پمپ باد تولید می کند.
در بعضی از صنایع مانند: صنایع غذایی و دارویی، پزشکی و داندانپزشکی هوای فشرده باید عاری از هرگونه آلودگی باشد اما در کمپرسورهای روغنی، هوای فشرده تولیدی حاوی رطوبت روغن است که می تواند مشکلات زیادی از جمله: آلودگی محصول، مشکلات بهداشتی و خطرات آتش‌سوزی … شود.
انواع کمپرسور بدون روغن
کمپرسور بدون روغن یا اویل فری بر اساس مکانیزم عملکردی که دارند به دو دسته تقسیم می شوند:
- کمپرسور پیستونی بدون روغن
- کمپرسور اسکرو بدون روغن
کمپرسور پیستونی بدون روغن
فشرده سازی هوا در کمپرسور پیستونی بوسیله یک یا چند پیستون که درون یک سیلندر هستند انجام می شود. برای خنک کاری و جلوگیری از سایش قطعات متحرک از سیستم آب خنک استفاده شده است و قطعات از جنس تفلون یا کربن می باشد.
کمپرسور اسکرو بدون روغن
فشرده سازی هوا در کمپرسور اسکرو بوسیله دو روتور که درون یک محفظه بسته قرار دارند انجام می شود. در کمپرسور اسکرو از آب برای خنک کردن روتورها استفاده می شود و جنس روتورها از تفلون خاص هست ولی جنس روتور در کمپرسو راویل اینجکت یا کمپرسور اسکرو روغنی از آلیاژ فولاد می باشد.
پیش از بررسی عملکرد کمپرسور بدون روغن از شما دعوت می کنیم به مقاله تفاوت کمپرسور اسکرو و پیستونی هم سر بزنید.
مراحل عملکرد کمپرسور بدون روغن
مرحله اول: ورود هوا به کمپرسور
هوای محیط از طریق فیلتر هوا عبور می کند تا ذرات گرد و غباری که باعث آسیب رساندن به قطعات و اجزای داخلی کمپرسور می شود را حذف کند. کمپرسور بدون روغن تنها در صورتی می تواند دریچه های ورودی را باز نگه دارد که در حال کار نباشد. هنگامی که کمپرسور بدون روغن شروع به فشرده سازی هوا کند، دریچه های ورودی بسته می شوند.
مرحله دوم: فشرده سازی اولیه هوا
هوا در این مرحله وارد المنت اول برای فشرده سازی اولیه می شود که بر اساس اینکه کمپرسور بدون روغن شما از چه نوعی باشد پیستونی یا اسکرو فشرده سازی توسط حرکت پیستون ها و یا چرخش روتورها انجام می شود. طی مرحله فشرده سازی دما هوا تقریبا تا 95 درجه بالا می رود. از انجاییکه این دمای بالا به کمپرسور آسیب می زند باید به قسمت های بعدی به منظور کاهش دما هوا فرستاده شود.
مرحله سوم: ورود هوا به اینترکولر
در این مرحله هوای فشرده داغ وارد محفظه خنک کننده یا اینتر کولر می شود تا دمای هوا کاهش پیدا کند. زمانی که هوای داغ خنک می شود طبیعتا ایجاد رطوبت و بخار می کند که این رطوبت بوسیله فیلترهایی که در سیستم خنک کننده هست از هوای فشرده جدا می شود تا از آسیب به قطعات و اجزای کمپرسور بدون روغن جلوگیری کند.
مرحله چهارم: فشرده سازی ثانویه هوا
هوای خنک شده توسط اینتر کولر مجدد در این مرحله مجدد فشرده می شود که فشار هوا نسبت به مراحل قبلی بیشتر می شود. در فشرده سازی ثانویه دوباره دمای هوا تا میزان 60 درجه بالا می رود که باید وارد مرحله پنجم برای خنک سازی فرستاده شود.
مرحله پنجم: خنک سازی ثانویه
در این مرحله برای بار دوم هوای فشرده تا دمای استاندارد خنک می شود تا برای آماده برای استفاده تجهیزات و ابزارهای بادی خط تولید شود.
مرحله ششم: ذخیره سازی هوای فشرده
در این مرحله هوای فشرده تولید شده از کمپرسور بدون روغن در مخزن هوا ذخیره می شود.
مزایای استفاده از کمپرسور بدون روغن
کمپرسور بدون روغن نسبت به کمپرسور های روغنی مزایایی دارند که در اینجا به بررسی 6 مورد آن می پردازیم.
| مناسب برای مشاغل حساس | در برخی از مشاغل به هیچ عنوان نباید روغن در خروجی هوای فشرده باشد و در صورتی که کیفیت هوای تولید شده پایین باشد بسیار خطرناک است مثل بیمارستان و مراکز درمانی که هوای فشرده با جان انسان ها در ارتباط مستقیم است.
و همچنین در دیگر مشاغل از جمله صنایع غذایی و دارویی که وجود ذره ای روغن باعث افت کیفیت محصولات تولیدی می شود. |
| مصرف بهینه برق | کمپرسور اویل فری مصرف برق کمتری نسبت به کمپرسورهای اویل اینجکت دارند. علتش هم این است که در کمپرسورهای اویل اینجکت از روغن برای خنک کاری و روانکاری پیستون و روتورها استفاده می شود که این روغن در طی فرایند باید گرم و مجدد سرد شود که خود نیاز به مصرف انرژی دارد ولی در کمپرسور بدون روغن چون روغن در سیستم کمپرسور دخالت ندارد مصرف انرژی پایین تر است. |
| قابل حمل و کم جا بودن | کمپرسور اویل فری به علت نبود سیستم روغن کاری به گونه طراحی شده است که قابلیت حمل دارند و نیاز به فضای کمتری نسبت به کمپرسورهای روغنی دارند. |
| کم صدا و سایلنت بودن | کمپرسور بدون روغن نسبت به کمپرسورهای معمولی در حین کار صدای کمتری تولید می کنند و برای کارهای خانگی و یا مناطق مسکونی یا محیط های بسته مناسب تر هستند. |
| دوستدار محیط زیست | انتشار کربن و گاز گلخانه ای در کمپرسورهای بدون روغن نسبت به کمپرسورهای روغنی به میزان 30 کمتر است. |
| عدم نیاز به تعویض روغن | برخلاف کمپرسور اسکرو اویل اینجکت که هر 1000 ساعت نیاز به تعویض روغن و فیلتر روغن دارند در کمپرسور بدون روغن این نیاز به کلی حذف شده است. |
معایب استفاده از کمپرسور بدون روغن
کمپرسور اویل فری نسبت به کمپرسور های اویل اینجکت معایبی دارند که در اینجا به بررسی 4 مورد آن اکتفا می کنیم.
| قیمت خرید بالا | کمپرسور بدون روغن تقریبا 3 یا 4 برابر گران تر از کمپرسورهای روغنی هستند و هزینه سرمایه گذاری اولیه بالاتری دارند. |
| عمر مفید کمتر | کمپرسور بدون روغن نسبت به کمپرسور اویل اینجکت طول عمر کمتری دارد زیرا برای تولید هوای فشرده حرارات بیشتری تولید می کنند و حرارت بالا احتمال خرابی قطعات بیشتر می شود.
جنس قطعات سیلندر و روتورها در کمپرسور بدون روغن از تفلون است که که جنس تفلون به گونه ای است که شکنندگی بالایی نسبت به جنس آلیاژ فولاد دارد ( سیلندر و روتورها در کمپرسورهای روغنی جنس آلیاژ فولاد است ) و از طرفی حرارت بالای تولیدی کمپرسور تاثیر منفی روی آن می گذارد. در صورتی که از سیم پیچ های آلومینیومی در الکتروموتور یا دینام کمپرسور بدون روغن استفاده شده باشد این حرارت بالا باعث سوختن سیم پیچ ها و از کار افتادن الکتروموتور می شود. پس خیلی مهم هست که در نظر داشته باشید سیم پیچ ها از جنس مس باشند چون مس توان تحمل حرارتی بالاتری نسبت به آلومینیوم دارد. |
| نامناسب برای مصارف سنگین | کمپرسور اویل فری ظرفیت هوادهی و قدرت عملکرد کمتری نسبت به کمپرسورهای روغنی دارند به همین علت برای صنایع بزرگ که به صورت مداوم به هوای فشرده دارند مناسب نیستند. |
| دمای خروجی هوا بالاتر | به علت نبود روغن در سیستم کمپرسور بدون روغن دمای هوا به هنگام فشرده سازی به سرعت بالا می رود که احتمال آسیب به قطعات داخلی وجود دارد ولی در کمپرسور روغنی به دلیل وجود روغن در سیستم دمای هوا طی مراحل فشرده سازی از طریق روغن کاهش پیدا می کند.
دمای هوای خروجی در کمپرسور بدون روغن تقریبا بین 38 الی 66 درجه سانتی گراد است. در حالیکه دمای هوای خروجی در کمپرسور اویل اینجکت تقریبا بین 21 الی 38 درجه است. |
کاربرد کمپرسور بدون روغن
برخی از صنایع نیاز به هوای فشرده کاملا خالص دارند که کمپرسور بدون روغن گزینه انتخابی خوبی برای آنها هست در جدول زیر به معرفی 13 مورد می پردازیم.
| پردازش مواد غذایی و نوشیدنی | شامل عملیات مختلف مثل پاک کردن، برش، پخت، انجماد، بسته بندی |
| صنعت داروسازی | شامل تولید داروها، فرمولاسیون، بسته بندی و کنترل کیفیت |
| تصفیه فاضلاب | شامل حذف آلاینده ها و مواد مضر از فاضلاب های صنعتی و شهری برای حفاظت از محیط زیست |
| پردازش مواد شیمیایی و پتروشیمیایی | شامل تولید کود، پلاستیک، مواد اولیه شیمیایی |
| ساخت نیمه هادی و الکترونیک | شامل تولید تراشه های کامپیوتری، مدارهای مجتمع و سایر اجزای الکترونیکی |
| بخش پزشکی | شامل تجهیزات پزشکی، استریل سازی، تولید داروهای بیولوژیکی |
| پاشش رنگ خودرو | شامل پوشش بدنه خودرو با رنگ های باکیفیت و مقاوم |
| صنعت نساجی | شامل ریسندگی، بافندگی، رنگرزی و تکمیل منسوجات |
| صنایع آبکاری طلا و مس | برای تمیز کاری و حفظ سطح صاف و یک دست |
| آزمایشگاه ها | تجهیزات تأمین گاز برای انجام عملیات |
| صنعت معدن | بیشتر مواد معدنی که در زیر زمین هستند قابل اشتعال هستند |
| صنایع کاغذ سازی | مانند ماشین‌های تولید کاغذ، ماشین‌های برش کاغذ، و ماشین‌های بسته‌بندی کاغذ |
| صنعت ساخت و بسته بندی | ماشین الات چاپ و بسته بندی و ماشین الات تزریق پلاستیک |
معرفی اجزای کمپرسور بدون روغن
در این قسمت به بررسی 5 قطعه مهم در کمپرسور اویل فری می پردازیم.
مخزن کمپرسور بدون روغن
مخزن کمپرسور وظیفه ذخیره هوای فشرده را دارد مخازن در ظرفیت های مختلفی با توجه به نوع نیاز کاربری ساخته می شوند و ظرفیت آن برحسب لیتر اندازه گیری می شود. در زیر مخزن شیر تخلیه و یا اتودرین نصب می شود تا آب انباشته شده در انتهای مخزن را بتوان تخلیه کرد این امر از خوردگی و زنگ زدگی سطوح داخلی مخزن جلوگیری می کند.
موتور کمپرسور
موتور کمپرسور اویل فری در دو مدل موتور بدون روغن و موتور خشک هستند که نحوه طراحی و ساختار این موتورها به گونه ای است که بدون روغن کار می کنند و سیستم خنک کنند گی در آن آب هست یا هوا.
به همین علت موتورها در کمپرسور بدون روغن از مواد خاصی ساخته می شوند تا مقاومت خوبی در برابر حرارت بالا داشته باشند.
موتور کمپرسور بدون روغن از دو قطعه اصلی مانند روتورها و محفظه تراکم تشکیل شده است که در ادامه به توضیحات آن می پردازیم.
روتور کمپرسور
موتور کمپرسور اویل فری در دو مدل موتور بدون روغن و موتور خشک هستند که نحوه طراحی و ساختار این موتورها به گونه ای است که بدون روغن کار می کنند و سیستم خنک کنند گی در آن آب هست یا هوا.
به همین علت موتورها در کمپرسور بدون روغن از مواد خاصی ساخته می شوند تا مقاومت خوبی در برابر حرارت بالا داشته باشند.
موتور کمپرسور بدون روغن از دو قطعه اصلی مانند روتورها و محفظه تراکم تشکیل شده است که در ادامه به توضیحات آن می پردازیم.
محفظه تراکم
محفظه تراکم در واقع محلی است که روتورها درون آن قرار گرفته است و محل فشرده سازی هوا می باشد جنس این محفظه از فولاد ضد زنگ هست و طراحی این محفطه باید به گونه ای باشد که کاملا ایزوله و بسته باشد تا هیچ گونه آلودگی و ذرات وارد آن نشود چرا که منجر به اختلال عملکرد کمپرسور می شود.
شیر کنترل
شیر کنترل یک شیر برقی هست که وظیفه کنترل جریان ورودی هوا به کمپرسور را دارد و از ورود ذرات معلق به داخل کمپرسور جلوگیری می کند و تا زمانیکه این شیر کنترل باز باشد هوا محیط به صورت مدام وارد کمپرسور می شود .
فیلتر کمپرسور
به منظور حفظ کیفیت هوای ورودی به کمپرسور از فیلتر استفاده می کنند بدنه فیلتر فلزی هست و درون فیلتر یک کاغذ مخصوصی وجود دارد که جلو ورود ذرات معلق و آلوده به کمپرسور را می گیرد.
سیستم خنک کننده
در کمپرسور بدون روغن در طی فرایند فشرده سازی هوا دمای الکتروموتور و دیگر قطعات افزایش پیدا می کند برای حفظ سلامت و کارایی قطعات از سیستم خنک کننده مانند فن استفاده می شود.فن خنک کننده گرمای تولید شده از قطعات را به بیرون منتقل می کند و از این طریق سبب خنک شدن آن می شود.
شیر ورودی و خروجی
زمانیکه کمپرسور بدون روغن روشن است هوای محیط از طریق دریچه ورودی مکش می شود و زمانی که به خد نصاب رسید شیر برقی فرمان بسته شدن دریچه را صادر می کند پس از فشرده سازی هوا توسط شیر خروجی از مخزن خارج می شود.
سوپاپ اطمینان
سوپاپ اطمینان در واقع یک قطعه ایمنی بر روی مخزن ذخیره نصب می شود سوپاپ اطمینان زمانیکه فشار داخل مخزن بیشتر از حد مجاز شود و کمپرسور فرمان قطع سیستم را ندهد به صورت خودکار فعال می شود و هوای فشرده اضافی از این طریق تخلیه می شود تا فشار درون مخزن به حد استاندارد برسد. قطر و اندازه سوپاپ اطمینان بر حسب ظرفیت کمپرسور بدون روغن متغیر می باشد.
گازهای تولیدی کمپرسور بدون روغن
به طور کلی کمپرسورهای باد هوای محیط را مکش و فشرده سازی می کنند. هوای محیط حاوی ترکیبی از گازهای مختلف می باشد و در نهایت هوای فشرده خروجی از کمپرسور سایلنت یا اویل فری ترکیبی از همان گازهای موجود در محیط می باشد که این گازها عبارتند از:
- نیتروژن (78%)
- اکسیژن (21%)
- آرگون (0.93%)
- دی اکسید کربن (0.04%)
- گازهای کمیاب دیگر (0.03%)
جمع بندی و خلاصه
کمپرسور بدون روغن، کمپرسوری است که در آن از روغن برای فشرده سازی هوا استفاده نمی شود. این نوع کمپرسور برای صنایعی که نیاز به هوای فشرده خالص دارند، مناسب است.
| مزایا |
|
| معایب |
|
سوالات متداول:
سوال اول: مزیت استفاده از کمپرسور بدون روغن چیست؟
کمپرسور اویل فری به علت نبود سیستم روغن کاری به گونه طراحی شده است که قابلیت حمل دارند و نیاز به فضای کمتری نسبت به کمپرسورهای روغنی دارند.
کمپرسور بدون روغن در حین کار صدای کمتری تولید می کنند و برای کارهای خانگی و یا مناطق مسکونی یا محیط های بسته مناسب تر هستند.
از دیگر مزیتهای این کمپرسور می توان به مصرف پایین برق، عدم نیاز به تعویض روغن اشاره کرد.
سوال دوم: معایب کمپرسور بدون روغن چیست؟
از معایب این کمپرسور می توان به قیمت خرید بالا، عمر مفید کمتر، ظرفیت هوادهی پایین و دمای خروجی هوای بالاتر اشاره نمود.
سوال سوم: تفاوت کمپرسور پیستونی بدون روغن با کمپرسور اسکرو بدون روغن چیست؟
در کمپرسور پیستونی اویل فری فشرده سازی هوا بوسیله یک یا چند پیستون که درون یک سیلندر هستند انجام می شود. برای خنک کاری و جلوگیری از سایش قطعات متحرک از سیستم آب خنک استفاده شده است و قطعات از جنس تفلون یا کربن می باشد.
اما در کمپرسور اسکرو اویل فری فشرده سازی هوا بوسیله دو روتور که درون یک محفظه بسته قرار دارند انجام می شود. در کمپرسور اسکرو از آب برای خنک کردن روتورها استفاده می شود و جنس روتورها از تفلون خاص هست ولی جنس روتور در کمپرسو راویل اینجکت یا کمپرسور اسکرو روغنی از آلیاژ فولاد می باشد