مقالات تخصصي تاسيسات



موضوع مقاله

کمپرسورهاي پيستوني :

متن :

کمپرسور پيستوني (Reciprocating Compressor)
امروزه در صنعت تبريد بيش‌تر از کمپرسورهاي پيستوني استفاده مي‌شود. در اين نوع کمپرسورها نيز از حرکت رفت و آمدي پيستون سيال را متراکم مي نماييم.
اين نوع کمپرسور اغلب در سيستم تبريد مورد استفاده قرار مي‌گيرد و ممکن است قدرت آن‌ها از چند دهم اسب تا چند صدم اسب باشد و مي‌توان از يک سيلندر و يا چند سيلندر تشکيل شده باشد. سرعت دوراني محور کمپرسور ممکن است از 2 تا 6 (r . s -1) تغيير نمايد. در کمپرسورها ممکن است موتور و کمپرسور از هم جدا بوده که کمپرسورهاي باز ناميده مي‌شوند. (Hermetically Compressor) خواهيم داشت که بيش‌تر در يخچال‌هاي منزل که موتور کوچکي دارند از اين نوع کمپرسورها استفاده مي‌شود.

کمپرسورهاي باز با قدرت‌هاي بالا غالباً افقي بوده و ممکن است دو عمله نيز باشند. در حالي که کمپرسورهاي بسته معمولاً عمودي و يک مرحله‌اي مي‌باشند.


تقسيم بندي کمپرسورهاي پيستوني:
الف) از نظر قدرت برودتي به شرح زير تقسيم بندي مي‌شوند:
1- ريز ـ  تا 3.5 kw/h (300 کيلو کالري در ساعت)
2- کوچک ـ از 3.5 تا 23 kw/h (3 تا 20 هزار کيلو کالري در ساعت)
3- متوسط ـ از 23 تا 105 kw/h (20 تا 90 هزار کيلو کالري در ساعت)
4- بزرگ ـ بيش از 105 kw/h (بيش از 90 هزار کيلو کالري در ساعت)

ب) از نظر مراحل تراکم به کمپرسورهاي يک مرحله‌اي وکمپرسورهاي دو يا سه مرحله‌اي.

ج) از نظر تعداد حفره کارگر به حرکت ساده به طوري که مبرد فقط در يک طرف پيستون متراکم مي‌شود و حرکت دوبل که مبرد به نوبت در هر دو طرف پيستون متراکم مي‌شود.

د) از نظر سيلندر به تک سيلندر و چند سيلندر.

و) از نظر قرار گرفتن محور سيلندرها به افقي و قائم و زاويه (V شکل و مايل)

ر) از نظر ساختمان سيلندر و کارتر به ترکيبي و انفرادي.

م) از نظر مکانيزم ميل لنگ و شاتون به بدون واسطه (معمولي) و با واسطه.

 

اجزاء کمپرسور پيستوني تناوبي:

 - کارتر
در کمپرسورهاي قائم و V شکل کارتر يک قسمت اساسي براي اتصال قسمت‌هاي مختلف است و ضمنا نيروي ايجاد شده را تحمل مي‌کند لذا بايد سخت و مقاوم باشد.
کارترهاي بسته تحت فشار مکش بوده و مکانيزم ميل لنگ و شاتون و روغن کاري در آن قرار مي‌گيرد و براي کنترل سطح روغن شيشه روغن نما و براي دسترسي به مکانيزم ميل لنگ و شاتون و پمپ روغن درپوش‌هاي حفره‌اي و جنبي وجود دارد. در کمپرسورهاي کوچک معمولا يک درپوش حفره‌اي وجود دارد که به فلانژ بالايي کارتر سيلندر متصل مي‌گردد. در کمپرسورهاي متوسط بزرگ کارتر و سيلندر با هم ريخته مي‌شوند.

اين امر باعث کم شدن تعداد برجستگي‌ها و هرمتيک بودن کمپرسور و درست قرار گرفتن محور سيلندرها نسبت به محور درز (سوراخ) زير ياطاقان ميل لنگ مي‌شود.
کارتر کمپرسور معمولا از چدن ريخته شده بوده و در کمپرسورهاي کوچک از آلياژ آلومينيوم مي‌باشد.
 

 - سيلندرها:
در کمپرسورهاي عمود (قائم) و V شکل بدون واسطه بصورت مجموعه دو سيلندر يا بصورت مجموع سيلندرها مي‌سازند. در سيستم کارتر بوش داخلي پرس مي‌شود که باعث کم شدن خورندگي و ساده شدن تعميرات مي‌گردد و در صورت سائيده شدن قابل تعويض هستند. مجموعه سيلندرها داراي کانال مکش و رانش مشترک مي‌باشند. تحولات در داخل سيلندر عبارت است از مکش و تراکم رانش مبرد است و بدنه سيلندر نيروهاي فشار گاز و فشردگي رينگ‌ها و نيروي نرمال مکانيزم ميل لنگ و شاتون را تحمل مي‌کند.


 - پيستون:
در کمپرسورهاي عمودي وV و VV شکل بدون واسطه پيستون‌هاي تخت عبـوري بکار مي‌رود. ولي در کمپرسورهاي غير مستقيم جريان ساده تر و غير عبوري مي‌باشد. در پيستون‌هاي عبوري که فرم کشيده تري دارند و سوپاپ مکش روي آن قرار دارد کانالي وجود دارد که از طريق اين کانال بخار مبرد از لوله مکش به سوپاپ مکش هدايت مي‌شود. در کمپرسورهاي 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 کربنيک پايين ساخته مي‌شود. پيستون کمپرسورهاي 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 اين‌که در جمع کردن پيستون با شاتون پيستون نسبت به محور سيلندر کج نباشد در پيستون‌هاي ديسکي سوراخ زير ميله بايد در يک راستاي سطح خارجي پيستون وسطح 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) کاملاً شناور و آزاد است و مي‌تواند در داخل بوش شاتون و بوش‌هاي بدنه پيستون آزادانه بچرخد.


 - رينگ‌هاي پيستون:
براي جلوگيري از نفوذ گاز متراکم شده به کارتر از رينگ‌هاي فشار(کمپرسي) و همچنين جلوگيري از خروج روغن از آن از رينگ‌هاي روغن استفاده مي‌شود که در شيارهاي مخصوص روي پيستون سوار مي‌شوند. رينگ‌ها بايد حتي الامکان کيپ شيار و در عين حال مانع حرکت آزاد پيستون در سيلندر نشوند. تعداد رينگ‌هاي آب بندي بستگي به دور کمپرسور دارد.


 - واسطه (کريسکف):
واسطه براي اتصال رابط و شاتون بکار مي‌رود و يک حرکت متناوب مستقيم الخط را طي مي‌کند.


 - شاتون:
شاتون براي اتصال ميل لنگ به پيستون يا به واسطه بکار مي‌رود و جنس آن فولاد و بعضي اوقات چدن تشکيل شده از ميله با دو سر که يکي از آن‌ها اتصال ثابت دارد و ديگري مجزا يا جدا شونده است.


 - ميل لنگ:
اين قسمت کمپرسور يکي از مه‌ترين اجزاء مي‌باشد و بايد خيلي سخت و محکم و در سطح اتصال آن نبايد در شرايط مختلف خورندگي ايجاد شود. ميل لنگ يک محور چرخنده است که در حرکت دوراني الکتروموتور را توسط شاتون به حرکت متناوبي پيستون در داخل سيلندر تبديل مي‌کند.


 - چرخ طيار:
چرخ طيار را روي ميل لنگ بر خار نشانده و با مهره محکم مي‌کنند. در زماني که براي انتقال انرژي از الکتروموتور به ميل لنگ از تسمه استفاده مي‌شود.


 - کاسه نمد:
براي محکم نمودن ميل لنگ و آب بندي خروجي آن از بدنه کارتر در کمپرسورهاي اتصال مستقيم از کاسه نمد استفاده مي‌شود. درست کارکردن کاسه نمد باعث آب بندي بودن کمپرسور و در نتيجه کار صحيح کمپرسور مي‌شود.

کاسه نمدها را مي‌توان به دو گروه تقسيم کرد:
1- کاسه نمد کمپرسورهاي اتصال مستقيم با حلقه‌هاي اصطکاک، آب بندي بين حلقه‌ها در اثر ارتجاع فنر يا سيليفون يا ديافراگم و همچنين به کمک وان روغني که ايجاد سيفون هيدروليکي مي‌نمايد مي‌باشد. به گروه اول مي‌توان کاسه نمد سيليفوني و فنري را نسبت داد.

2- کاسه نمد کمپرسورهاي اتصال غيرمستقيم داراي خانه‌هاي زياد با حلقه‌هاي برجسته فلزي يا مسطح با قشر فلوئور است. کاسه نمد سيليفوني با گشتاور (کوپل) اصطحکاک برتري.

فولاد تا سال‌هاي اخير در کمپرسورهاي کوچک فريوني با ميل لنگ به قطر تا 40mm مورد استفاده قرار مي‌گرفت. کاسه نمد فنري ـ کار کم‌تر در تهيه، معتبر در کار، مونتاژ ساده و کار ساده تر مزاياي کاسه نمدهاي فنري با سيفون روغني است.

بهترين نوع کاسه نمد فنري با کوپل يا چفت‌هاي حلقه‌اي مي‌باشد که يکي از گرافيت مخصوص و ديگري از فولاد سخت مي‌شوند.


 - سوپاپ‌هاي مکش و رانش کمپرسور:
در کمپرسورهاي مبرد اين نوع سوپاپ‌ها خودکار 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 که يک آب بندي قابل اطمينان را بوجود آورده و مقطع عبور زيادي را ايجاد مي‌نمايند. صفحات اين نوع سوپاپ‌ها از صفحات باريک فولادي که خاصيت ارتجاعي دارند و به ضخامت 0.2 تا 1 ميلي‌متر هستــند تهيه مي‌شوند و فرم صفحات مختلف است. اجزاء اساسي هر سوپاپ عبارتند از صفحه سوپاپ، پايه (نشيمنگاه) که صفحه روي آن مي‌نشيند و مقطع عبور و بست را تشکيل مي‌دهند و محدود کننده صفحات روي پايه.
در بعضي سوپاپ‌ها صفحه سوپاپ به وسيله فنر به پايه فشرده مي‌شود و در کمپرسورهاي فريوني غيرمستقيم الجريان سوپاپ‌هاي مکش و رانش در قسمت فوقاني سيلندر (تخته سوپاپ) واقع هستند.


 - سوپاپ محافظ :
براي حفاظت کمپرسور از سانحه در مواقع ازدياد سريع فشار رانش از سوپاپ محافظ استفاده مي‌شود. ازدياد سريع فشار رانش ممکن است بخاطر نبودن آب در کندانسور يا بسته بودن شير رانش در زمان روشن کردن کمپرسور بوجود بيايد.
در زمان کار کمپرسور سوپاپ محافظ بايد بسته باشد و وقتي فشار از حد مجاز در سيلندر تجاوز کرد آن باز شده و قسمت رانش را با قسمت مکش کمپرسور مرتبط مي‌کند. فشار باز شدن سوپاپ محافظ بستگي به اختلاف فشار محاسبه‌اي (Pk - Po) دارد که معمولا براي آمونياک و فريون 22 حدود «1.2 مگا پاسکال» يا «12 کيلو گرم بر سانتي متر مربع» و براي فريون 12 حدود «0.8 مگا پاسکال» مي‌باشد که باز شـدن سوپاپ محافـظ در اختلاف فـشار 1.6 (آمونياک و فريون 22) و يک مگا پاسکال براي فريون 12 تنظيم مي‌شود.


 - باي پاس (ميان‌بر):
دو نوع ميان‌بر وجود دارد:
براي کم کردن قدرت مصرفي در استارت کمپرسورهاي متوسط و بزرگ از ميان بر استارت استفاده مي‌شود و قسمت رانش را به قسمت مکش متصل مي‌کند و در نتيجه در زمان استارت نيروي وارد بر پيستون حذف مي‌شود يعني کمپرسور در خلاص کار مي‌کند و قدرت فقط براي حرکت کمپرسور و جبران نيروي انرسي و مقاومت مصرف مي‌گردد.
ميان‌بر گاز ممکن است دستي يا اتوماتيک باشد که در اين صورت براي باز شدن از يک شير برقي (سلونوئيد) استفاده مي‌شود و بسته شدن از طريق ضربان رله زماني وقتي الکتروموتور دور کافي را بدست مي‌آورد صورت مي‌پذيرد.

در ميان بر دستي زمان استارت کمپرسور شيرهاي رانش و مکش هر دو بسته هستند در حالي که در ميان بر اتوماتيک هر دو باز بوده و در لوله برگشت يک سوپاپ برگشت بکار مي‌رود. در کمپرسورهاي کوچک و متوسط تا قدرت 20Kw معمولاً از ميان‌بر استارت استفاده نمي‌شود و الکتروموتور آن‌ها با گشتاور استارت بيش‌تري انتخاب مي‌گردد. در کمپرسورهاي بزرگ براي تغيير بازده برودتي از ميان بر تنظيم استفاده مي‌شود و بطور دستي يا اتوماتيک قسمت سيلندر به قسمت مکش متصل مي‌گردد و بدين ترتيب بازده برودتي حدود 40-60 درصد کاهش مي‌يابد.


 - سيستم روغن کاري:
روغن کاري گرم شدن و خورندگي قسمت‌هاي متحرک کمپرسور را کم کرده و انرژي مصرفي براي مقاومت را تقليل مي‌دهد. همچنين باعث آب بندي بيش‌تر کاسه نمد، رينگ‌ها و سوپاپ‌ها مي‌گردد. در کمپرسورهاي مبرد از روغن‌هاي مخصوص طبيعي و مصنوعي استفاده مي‌گردد و براي مبردهاي مختلف روغن‌هاي متفاوتي بکار مي‌رود. (با عددي که نشان دهنده غلظت روغن است) روغن کاري کمپرسورها به دو طريق فشاري يک پمپ کوچک روغن را تحت فشار به ياطاقان‌ها ثابت متحرک مي‌رساند. پمپ‌هاي مورد استفاده چرخ دنده‌اي يا پروانه‌اي و يا پيستوني مي‌باشند که يک سوپاپ آزاد کننده فشار در مسير پمپ سوار مي‌شود تا از تمرکز فشار زياد بر روي پمپ جلوگيري بعمل آورد. نيروي لازم براي کار پمپ از گردش ميل لنگ تأمين مي‌گردد که در پمپ‌هاي پيستوني شناور انتهاي ميل لنگ يک بادامک يا برجستگي خارج از مرکز 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 مکش پمپ يک فيلتر قرار مي‌گيرد. توري در ارتفاع 10 الي 15 ميلي متر از کف کارتر قرار گرفته و تعداد خانه‌هاي (شبکه‌هاي توري) فيلتر بين 150 تا 300 عدد در يک سانتي متر مربع مي‌باشد. در قسمت رانش پمپ روغن کمپرسورهاي متوسط و بزرگ يک فيلتر صفحه‌اي شکافدار توري ريز قرار مي‌گيرد که با کمک 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 کنترل مي‌شود و در صورت افزايش فشار باز شده و روغن از قسمت رانش پمپ به کارتر مي‌ريزد. معمولا فشار روغن بين 0.6 تا 2 اتمسفر بيش از فشار در کارتر است و هر چقدر فشار روغن زياد باشد مقدار روغن خروجي از کمپرسور نيز زيادتر مي‌گردد. وقتي از ياطاقان‌هاي لغزنده استفاده مي‌شود معمولاً تمام روغن از پمپ به ياطاقان فرستاده شده و از طريق کانال‌هاي مخصوص در ميل لنگ به ياطاقان شاتون و همچنين کاسه نمد مي‌رود. وقتي ميل لنگ با ياطاقان نوساني استفاده مي‌شود، روغن به کاسه نمد داده شده و از شيار ميل لنگ به قسمت‌هاي ديگر روانه مي‌گردد. کمپرسورها معمولا داراي کليد اطمينان روغن هستند که به فشار روغن کار مي‌کند و هر زمان که فشار روغن به دليل خرابي سيستم افت کند موتور را از کار مي‌اندازد و کمپرسور خاموش مي‌شود. در سيستم روغن کاري به طريق پاشش کارتر تا نيمه‌هاي ياطاقان اصلي پر از روغن مي‌شود و زماني که 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 که در ورود به روغن پر شده و وارد ياطاقان مي‌شود. سيستم روغن کاري پاششي معمولا در کمپرسورهاي کوچک مورد استفاده قرار مي‌گيرد.
 
در بعضي کمپرسورها براي سيستم روغن کاري خنک کننده آبي يا هوايي بصورت کوئل در نظر مي‌گيرند. در کمپرسورهاي معمولي مخزن روغن همان کارتر کمپرسور است ولي در کمپرسورهاي واسطه‌اي مخزن روغن مخصوصي در نظر گرفته مي‌شود.
در کمپرسور هرمتيک از روغن کاري فشاري استفاده مي‌شود.


سيستم خنک کننده کمپرسور:
کمپرسورها به دو علت اساسي خنک مي‌شوند که يکي اصطکاک بين قطعات متحرک و ديگري افزايش درجه حرارت ناشي از تراکم بخار است. خنک کردن کمپرسور به منظور جلوگيري از کاهش کارآيي کمپرسور و همچنين نگهداري کيفيت روغن و روغن کاري است.

روغني که براي روغن کاري به گردش در مي‌آيد وسيله خوبي براي جذب و دفع گرما مي‌باشد و به همين جهت در بعضي از کمپرسورها خنک کننده مخصوص براي روغن بکار مي‌رود و در بعضي از کمپرسورها سطح خارجي را پره دار مي‌سازند تا سطح تبادل حرارتي آن را با هوا زياد کنند و در بعضي انواع نيز از يک موتور و پنکه جهت عبور هوا بر روي کمپرسور و خنک کردن آن استفاده مي‌شود.
در سيستم‌هايي که تقطير مبرد به وسيله آب خنک کننده برج است، کمپرسور نيز با آب خنک مي‌شود. براي گردش آب لوله با محفظه‌اي در قسمت مجاور بالاي سيلندر در نظر گرفته مي‌شود که به کيسه خنک کننده معروف است. کمپرسورهاي هرمتيک (بسته) که موتور و کمپرسور در يک پوسته قرار دارند بيش‌تر در معرض داغي قرار دارند و معمولا با عبور دادن بخار قسمت مکش کمپرسور با اطراف موتور گرماي آن را مي‌گيرند.


بازگشت
مطالب مرتبط با این مقاله

•  سختي گير و کارکرد آن
•  تست دستگاه تصفيه آب خانگي
•  مقايسه سيستم داکت اسپليت با چيلر و فن کوئل
•  خنکي سريع و بي دردسر با کولر گازي پرتابل
•  راهنماي انتخاب کولر گازي
•  مزاياي داکت اسپليت اينورتر چيست؟
•  نحوه تشخيص کولر گازي اينورتر اصل و تقلبي
•  چگونه جت‌هاي جكوزي خود را تميز كنيم؟
•  رطوبت گير چيست؟
•  شيرين کردن آب
•  سرويس و نگهداري داکت اسپليت چگونه است؟
•  تصفيه آب به روش سيستم تبادل يوني
•  علت زرد بودن شعله‌ي شومينه و توليد دود چيست؟
•  کولر گازي تقلبي
•  شرايط کارکرد کولر گازي از لحاظ دما چگونه است؟

دانستنيهاي فني و تاسيساتي : گردآوری گروه تهویه مطبوع مهاجر