مقالات تخصصي تاسيسات



موضوع مقاله

کمپرسور پيستوني چيست؟ :

متن :

امروزه در صنعت تبريد بيش‌تر از كمپرسورهاي پيستوني استفاده مي‌شود. در اين نوع كمپرسورها نيز از حركت رفت و آمدي پيستون سيال را متراكم مي‌نماييم. اين نوع كمپرسور اغلب در سيستم تبريد مورد استفاده قرار مي‌گيرد و ممكن است قدرت آن‌ها از چند دهم اسب تا چند صدم اسب خواهد بود و مي‌توان از يک و يا چند سيلندر تشكيل شده باشد. سرعت دوراني محور كمپرسور ممكن است از 2 تا 6 (r . s -1) تغيير نمايد. در كمپرسورها ممكن است موتور و كمپرسور از هم جدا بوده كه كمپرسورهاي باز ناميده مي‌شوند. (Hermiticaly Compressor) خواهيم داشت كه بيش‌تر در يخچال‌هاي منزل كه موتور كوچكي دارند از اين نوع كمپرسورها استفاده مي‌شود.
كمپرسورهاي باز با قدرت‌هاي بالا غالباً افقي بوده و ممكن است دو عمله نيز باشند. در حالي كه كمپرسورهاي بسته معمولاً عمودي و يک مرحله مي‌باشند.

تقسيم بندي كمپرسورهاي پيستوني:

1- از نظر قدرت برودتي به شرح زير تقسيم بندي مي‌شوند:
ريز: تا 3/5 kw/h (300 كيلو كالري در ساعت)
كوچک: از 3/5 تا 23 kw/h (3 تا 20 هزار كيلو كالري در ساعت)
متوسط: از 23 تا 105 kw/h (20 تا 90 هزار كيلو كالري در ساعت)
بزرگ: بيش از 105 kw/h (بيش از 90 هزار كيلو كالري در ساعت)

2- از نظر مراحل تراكم به كمپرسورهاي يک مرحله‌اي و كمپرسورهاي دو يا سه مرحله‌اي

3- از نظر تعداد حفره كارگر به حركت ساده به طوري كه مبرد فقط در يک طرف پيستون متراكم مي‌شود و حركت دوبل كه مبرد به نوبت در هر دو طرف پيستون متراكم مي‌شود.

4- از نظر سيلندر به تک سيلندر و چند سيلندر

5- از نظر قرار گرفتن محور سيلندرها به افقي و قائم و زاويه (V شكل و مايل)

6- از نظر ساختمان سيلندر و كارتر به تركيبي و انفرادي

7- از نظر مكانيزم ميل لنگ و شاتون به بدون واسطه (معمولي) و با واسطه


اجزاء كمپرسور پيستوني تناوبي:
كارتر
در كمپرسورهاي قائم و V شكل كارتر قسمتي اساسي براي اتصال قسمت‌هاي مختلف است و ضمنا نيروي ايجاد شده را تحمل مي‌كند لذا بايد سخت و مقاوم باشد.
كارترهاي بسته تحت فشار مكش بوده و مكانيزم ميل لنگ و شاتون و روغن كاري در آن قرار مي‌گيرد و براي كنترل سطح روغن شيشه روغن نما و براي دسترسي به مكانيزم ميل لنگ و شاتون و پمپ روغن درپوش‌هاي حفره‌اي و جنبي وجود دارد. در كمپرسورهاي كوچک معمولاً يک درپوش حفره‌اي وجود دارد، به فلانژ بالايي كارتر سيلندر متصل مي‌گردد. در كمپرسورهاي متوسط بزرگ كارتر و سيلندر با هم ريخته مي‌شوند.
اين امر باعث كم شدن تعداد برجستگي‌ها و هرمتيک بودن كمپرسور و درست قرار گرفتن محور سيلندرها نسبت به محور درز (سوراخ) زير ياطاقان ميل لنگ مي‌شود.
كارتر كمپرسور معمولاً از چدن ريخته شده بوده و در كمپرسورهاي كوچک از آلياژ آلومينيوم مي‌باشد.


سيلندرها :
در كمپرسورهاي عمود (قائم) و V شكل بدون واسطه بصورت مجموعه دو سيلندر يا بصورت مجموع سيلندرها مي‌سازند. در سيستم كارتر بوش داخلي پرس مي‌شود كه باعث كم شدن خورندگي و ساده شدن تعميرات مي‌گردد و در صورت سائيده شدن قابل تعويض هستند. مجموعه سيلندرها داراي كانال مكش و رانش مشترک مي‌باشند. تحولات در داخل سيلندر عبارت است از مكش و تراكم رانش مبرد است و بدنه سيلندر نيروهاي فشار گاز و فشردگي رينگ‌ها و نيروي نرمال مكانيزم ميل لنگ و شاتون را تحمل مي‌كند.


پيستون:
در كمپرسورهاي عمودي وV و VV شكل بدون واسطه پيستون‌هاي تخت عبــوري بكــار مي‌رود. ولي در كمپرسورهاي غير مستقيم الجريان ساده‌تر و غير عبوري مي‌باشد. در پيستون‌هاي عبوري كه فرم كشيده‌تري دارند و سوپاپ مكش روي آن قرار دارد كانالي وجود دارد كه از طريق اين كانال بخار مبرد از لوله مكش به سوپاپ مكش هدايت شده. در كمپرسورهاي اتصال مستقيم با اتصال پيستون به شاتون به وسيله اشپيل‌هاي شناور پيستوني (3 گژنپين) انجام مي‌گيرد.
پيستون بدون رينگ معمولاً از چدن يا فولاد با كربنيک پايين ساخته مي‌شود. پيستون كمپرسورهاي افقي از چدن يا فولاد با تسمه‌هاي بابيتي در قسمت پايين مي‌باشد. مهره و پيستون از جنس فولاد است. در پيستون‌هاي تخت لوله‌اي سوراخ‌هاي زير گژنپين بايد در يک راستا و عمود بر محور پيستون باشد. ( براي اينكه در جمع كردن پيستون با شاتون پيستون نسبت به محور سيلندر كج نباشد، در پيستون‌هاي ديسكي سوراخ زير ميله بايد در يک راستاي سطح خارجي پيستون و سطح نگهدارنده لوله عمود بر محور پيستون باشد. شيارهاي رينگ‌ها بايد موازي هم بوده و سطوح خارجي آن‌ها عمود بر پيستون باشد. مفصل اتصال پيستون و شاتون (دسته پيستون) كاملاً شناور و آزاد است و مي‌تواند در داخل بوش شاتون و بوش‌هاي بدنه پيستون آزادانه بچرخد.


رينگ‌هاي پيستون:
براي جلوگيري از نفوذ گاز متراكم شده به كارتر از رينگ‌هاي فشار (كمپرسي) و همچنين جلوگيري از خروج روغن از آن از رينگ‌هاي روغن استفاده مي‌شود كه در شيارهاي مخصوص روي پيستون سوار مي‌شوند. رينگ‌ها بايد حتي الامكان كيپ شيار و در عين حال مانع حركت آزاد پيستون در سيلندر نشوند. تعداد رينگ‌هاي آب بندي بستگي به دور كمپرسور دارد.


واسطه ( كريسكف):
واسطه براي اتصال رابط و شاتون بكار مي‌رود و يک حركت متناوب مستقيم الخط را طي مي‌كند.


شاتون:
شاتون براي اتصال ميل لنگ به پيستون يا به واسطه بكار مي‌رود و جنس آن فولاد و بعضي اوقات چدن تشكيل شده از ميله با دو سر كه يكي از آن‌ها اتصال ثابت دارد و ديگري مجزا يا جدا شونده است.


ميل لنگ:
اين قسمت كمپرسور يكي از مهم‌ترين اجزاء مي‌باشد و بايد خيلي سخت و محكم و در سطح اتصال آن نبايد در شرايط مختلف خورندگي ايجاد شود.
ميل لنگ محوري چرخنده است كه در حركت دوراني الكتروموتور را توسط شاتون به حركت متناوبي پيستون در داخل سيلندر تبديل مي‌كند.


چرخ طيّار:
چرخ طيار را روي ميل لنگ بر خار نشانده و با مهره محكم مي‌كنند. در زماني كه براي انتقال انرژي از الكتروموتور به ميل لنگ از تسمه استفاده مي‌شود.


كاسه نمد:
براي محكم نمودن ميل لنگ و آب بندي خروجي آن از بدنه كارتر در كمپرسورهاي اتصال مستقيم از كاسه نمد استفاده مي‌شود. درست كاركردن كاسه نمد باعث آب بندي بودن كمپرسور و در نتيجه كار صحيح كمپرسور مي‌شود.
كاسه نمدها را مي‌توان به دو گروه تقسيم كرد:
كاسه نمد كمپرسورهاي اتصال مستقيم با حلقه‌هاي اصطكاک، آب بندي بين حلقه‌ها در اثر ارتجاع فنر يا سيليفون يا ديافراگم و همچنين به كمک وان روغني كه ايجاد سيفون هيدروليكي مي‌نمايد مي‌باشد. به گروه اول مي‌توان كاسه نمد سيليفوني و فنري را نسبت داد.
كاسه نمد كمپرسورهاي اتصال غيرمستقيم داراي خانه‌هاي زياد با حلقه‌هاي برجسته فلزي يا مسطح با قشر فلوئور است. كاسه نمد سيليفوني با گشتاور (كوپل) اصطحكاک برتري.
فولاد تا سال‌هاي اخير در كمپرسورهاي كوچک فريوني با ميل لنگ به قطر تا 40 ميلي متر مورد استفاده قرار مي‌گرفت. كار كمتر در تهيه، معتبر در كار، مونتاژ ساده و كار ساده‌تر مزاياي كاسه نمدهاي فنري با سيفون روغني است.
بهترين نوع كاسه نمد فنري با كوپل يا چفت‌هاي حلقه‌اي مي‌باشد كه يكي از گرافيت مخصوص و ديگري از فولاد سخت مي‌شوند.


سوپاپ‌هاي مكش و رانش كمپرسور:
در كمپرسورهاي مبرد اين نوع سوپاپ‌ها خودكار است و بر اثر اختلاف فشار در دو طرفه صفحه سوپاپ بازشده و در اثر ارتجاع فنر صفحه بسته مي‌شود. مورد استفاده بيش‌تر را نوع نواري (صفحه‌هاي باريک) ارتجاعي بدون فنر دو طرفه دارد كه يک آب بندي قابل اطمينان را بوجود آورده و مقطع عبور زيادي را ايجاد مي‌نمايند. صفحات اين نوع سوپاپ‌ها از صفحات باريک فولادي كه خاصيت ارتجاعي دارند و به ضخامت 0.2 تا 1 ميلي‌متر هستند تهيه مي‌شوند و فرم صفحات مختلف است. اجزاء اساسي هر سوپاپ عبارتند از صفحه سوپاپ، پايه (نشيمنگاه) كه صفحه روي آن مي‌نشيند و مقطع عبور و بست را تشكيل مي‌دهند و محدود كننده صفحات روي پايه. در بعضي از سوپاپ‌ها صفحه سوپاپ به وسيله فنر به پايه فشرده مي‌شود. و در كمپرسورهاي فريوني غير مستقيم الجريان سوپاپ‌هاي مكش و رانش در قسمت فوقاني سيلندر (تخته سوپاپ) واقع هستند.


سوپاپ محافظ:
برا ي حفاظت كمپرسور از سانحه در مواقع ازدياد سريع فشار رانش از سوپاپ محافظ استفاده مي‌شود. ازدياد سريع فشار رانش ممكن است بخاطر نبودن آب در كندانسور يا بسته بودن شير رانش در زمان روشن كردن كمپرسور بوجود بيايد.
در زمان كار كمپرسور سوپاپ محافظ بايد بسته باشد و وقتي فشار از حد مجاز در سيلندر تجاوز كرد آن باز شده و قسمت رانش را با قسمت مكش كمپرسور مرتبط مي‌كند. فشار باز شدن سوپاپ محافظ بستگي به اختلاف فشار محاسبه‌اي (Pk - Po) دارد كه معمولاً براي آمونياک و فريون 22 حدود 1/2 مگا پاسكال يا 12 كيلوگرم بر سانتي متر مربع و براي فريون 12 حدود 8/ 0 مگا پاسكال مي‌باشد كه باز شـدن سوپاپ محافظ در اختلاف فــشار 1/6 (آمونياک و فريون 22) و يک مگا پاسكال براي فريون 12 تنظيم مي‌شود.


باي پس (ميان‌بر):
دو نوع ميان بر وجود دارد:
براي كم كردن قدرت مصرفي در استارت كمپرسورهاي متوسط و بزرگ از ميان بر استارت استفاده مي‌شود و قسمت رانش را به قسمت مكش متصل مي‌كند و در نتيجه در زمان استارت نيروي وارد بر پيستون حذف مي‌شود يعني كمپرسور در خلاص كار مي‌كند و قدرت فقط براي حركت كمپرسور و جبران نيروي انرسي و مقاومت مصرف مي‌گردد.
ميان بر گاز ممكن است دستي يا اتوماتيک باشد كه در اين صورت براي باز شدن از يک شير برقي (سلونوئيد) استفاده مي‌شود و بسته شدن از طريق ضربان رله زماني وقتي الكتروموتور دور كافي را بدست مي‌آورد صورت مي‌پذيرد.
در ميان بر دستي زمان استارت كمپرسور شيرهاي رانش و مكش هر دو بسته هستند در حالي كه در ميان بر اتوماتيک هر دو باز بوده و در لوله برگشت يک سوپاپ برگشت بكار مي‌رود. در كمپرسورهاي كوچک و متوسط تا قدرت 20 كيلو وات معمولاً از ميان بر استارت استفاده نمي‌شود و الكتروموتور آن‌ها با گشتاور استارت بيش‌تري انتخاب مي‌گردد. در كمپرسورهاي بزرگ براي تغيير بازده برودتي از ميان بر تنظيم استفاده مي‌شود و بطور دستي يا اتوماتيک قسمت سيلندر به قسمت مكش متصل مي‌گردد و بدين ترتيب بازده برودتي حدود 40 الي 60 درصد كاهش مي‌يابد.


سيستم روغن كاري:
روغن كاري گرم شدن و خورندگي قسمت‌هاي متحرک كمپرسور را كم كرده و انرژي مصرفي براي مقاومت را تقليل مي‌دهد. همچنين باعث آب بندي بيش‌تر كاسه نمد، رينگ‌ها و سوپاپ‌ها مي‌گردد. در كمپرسورهاي مبرد از روغن‌هاي مخصوص طبيعي و مصنوعي استفاده مي‌گردد و براي مبردهاي مختلف روغن‌هاي متفاوتي بكار مي‌رود. (با عددي كه نشان دهنده غلظت روغن است) روغن كاري كمپرسورها به دو طريق فشاري يک پمپ كوچک روغن را تحت فشار به ياطاقان‌ها ثابت متحرک مي‌رساند. پمپ‌هاي مورد استفاده چرخ دنده‌اي يا پروانه‌اي و يا پيستوني مي‌باشند كه يک سوپاپ آزاد كننده فشار در مسير پمپ سوار مي‌شود تا از تمركز فشار زياد بر روي پمپ جلوگيري بعمل آورد. نيروي لازم براي كار پمپ از گردش ميل لنگ تأمين مي‌گردد كه در پمپ‌هاي پيستوني شناور انتهاي ميل لنگ يک بادامک يا برجستگي خارج از مركز خواهد داشت و در پمپ چرخ دنده‌اي سر ميل لنگ نيز چرخ دنده‌اي براي چرخش پمپ دارد و در پمپ‌هاي پروانه‌اي انتهاي ميل لنگ داراي يک وسيله گرداننده پره‌اي مي‌باشد.
در قسمت مكش پمپ يک ***** قرار مي‌گيرد. توري در ارتفاع 10 تا 15 ميلي متر از كف كارتر قرار گرفته و تعداد خانه‌هاي (شبكه‌هاي توري) ***** بين 150 تا 300 عدد در يک سانتي متر مربع مي‌باشد. در قسمت رانش پمپ روغن كمپرسورهاي متوسط و بزرگ يک ***** صفحه‌اي شكاف‌دار توري ريز قرار مي‌گيرد كه با كمک آن‌ها وقتي محور بطور دستي مي‌گردد متناوبا تميز مي‌شود. فاصله بين صفحات 0/03 تا 0/1 ميلي متر است. فشار روغن از طريق سوپاپ مخصوص كنترل مي‌شود و در صورت افزايش فشار باز شده و روغن از قسمت رانش پمپ به كارتر مي‌ريزد. معمولاً فشار روغن بين 0/6 تا 2 اتمسفر بيش از فشار در كارتر است و هر چقدر فشار روغن زياد باشد مقدار روغن خروجي از كمپرسور نيز زيادتر مي‌گردد. وقتي از ياطاقان‌هاي لغزنده استفاده مي‌شود معمولاً تمام روغن از پمپ به ياطاقان فرستاده شده و از طريق كانال‌هاي مخصوص در ميل لنگ به ياطاقان شاتون و همچنين كاسه نمد مي‌رود. وقتي ميل لنگ با ياطاقان نوساني استفاده مي‌شود، روغن به كاسه نمد داده شده و از شيار ميل لنگ به قسمت‌هاي ديگر روانه مي‌گردد. كمپرسورها معمولاً داراي كليد اطمينان روغن هستند كه به فشار روغن كار مي‌كند و هر زمان كه فشار روغن به دليل خرابي سيستم افت كند موتور را از كار مي‌اندازد و كمپرسور خاموش مي‌شود. در سيستم روغن كاري به طريق پاشش كارتر تا نيمه‌هاي ياطاقان اصلي پر از روغن مي‌شود و زماني كه ميل لنگ مي‌چرخد ته شاتون (قسمت خميده) وارد روغن شده و با گردش ميل لنگ روغن را به قسمت انتهاي سيلندر و پيستون مي‌پاشد. گاهي قسمت انتهاي شاتون در اتصال به ميل لنگ داراي محفظه‌اي است كه در ورود به روغن پر شده و وارد ياطاقان مي‌شود. سيستم روغن كاري پاششي معمولاً در كمپرسورهاي كوچک مورد استفاده قرار مي‌گيرد.
در بعضي از كمپرسورها براي سيستم روغن كاري خنک كننده آبي يا هوايي بصورت كوئل در نظر مي‌گيرند. در كمپرسورهاي معمولي مخزن روغن همان كارتر كمپرسور است ولي در كمپرسورهاي واسطه‌اي مخزن روغن مخصوصي در نظر گرفته مي‌شود.
در كمپرسور هرمتيک از روغن كاري فشاري استفاده مي‌شود.


سيستم خنک كنندة كمپرسور:
كمپرسورها به دو علت اساسي خنک مي‌شوند كه يكي اصطكاک بين قطعات متحرک و ديگري افزايش درجه حرارت ناشي از تراكم بخار است. خنک كردن كمپرسور به منظور جلوگيري از كاهش كارآيي كمپرسور و همچنين نگهداري كيفيت روغن و روغن كاري است.
روغني كه براي روغن كاري به گردش در مي‌آيد وسيله خوبي براي جـــذب و دفع گرما مي‌باشد و به همين جهت در بعضي از كمپرسورها خنک كننده مخصوص بــراي روغن بكار مي‌رود و در بعضي از كمپرسورها سطح خارجي را پره دار مي‌سازند تا سطح تبادل حرارتي آن‌را با هوا زياد كنند و در بعضي انواع نيز از يک موتور و پنكه جهت عبور هوا بر روي كمپرسور و خنک كردن آن استفاده مي‌شود.
در سيستم‌هايي كه تقطير مبرد به وسيله آب خنک كننده برج است، كمپرسور نيز با آب خنک مي‌شود. براي گردش آب لوله با محفظه‌اي در قسمت مجاور بالاي سيلندر در نظر گرفته مي‌شود كه به كيسه خنک كننده معروف است. كمپرسورهاي هرمتيک (بسته) كه موتور و كمپرسور در يک پوسته قرار دارند بيش‌تر در معرض داغي قرار دارند و معمولاً با عبور دادن بخار قسمت مكش كمپرسور با اطراف موتور گرماي آن را مي‌گيرند.


بازگشت
مطالب مرتبط با این مقاله

•  چيلرهاي تراکمي
•  مزايا و معايب داکت اسپليت
•  مزاياي سوناي پيش‌ساخته
•  چرا خازن کولر گازي مدام معيوب مي‌شود؟
•  چه نوع سيستم گرمايشي مناسب تر است؟
•  راهنماي تهيه چيلر مناسب
•  در انتخاب رادياتور به اين نکات دقت کنيد
•  راه‌کارهايي براي صرفه‌جويي در مصرف انرژي کولرهاي گازي و اسپليت‌ها
•  کولر گازي پنجره اي چگونه کار مي کند؟
•  بررسي تجهيزات يک موتور خانه
•  مزايا و قوانين استفاده از شير‌هاي ترموستاتيک رادياتور
•  فن کويل چيست؟
•  نحوه محاسبه BTU
•  نيترات چيست؟
•  اواپراتور چيست؟

دانستنيهاي فني و تاسيساتي : گردآوری گروه تهویه مطبوع مهاجر