بزرگترین تولید کننده بلوئرهای هوا و گاز با جابجائی مثبت

روش صحیح تعیین اندازه مورد نیاز کمپرسور هوا و انتخاب آن، در نظر گرفتن جریان، فشار، چرخه کار (duty cycle) و شرایط محیط است.

جریان و فشار در کمپرسور هوا

در برخی از کشورها جریان معمولا با فوت مکعب در دقیقه (CFM) اندازه‌گیری می‌شود. همچنین ممکن است میزان جریان را به صورت متر مکعب در دقیقه (m3/min)، لیتر در ثانیه (l/s) و متر مکعب در ساعت (m3/hr) مشاهده کنید. در واقع این فقط حجم و سرعت انتقال هوا توسط کمپرسور خواهد بود. یک فوت مکعب معادل 7.48 گالن است، بنابراین یک فوت مکعب در دقیقه به این معنی است که در هر دقیقه 7.48 گالن هوا انتقال پیدا می‌کند.

فشار به طور معمول با پوند در هر اینچ مربع (PSI) اندازه‌گیری می‌شود، اما ممکن است شما آن را به عنوان بار (bar)، میلی‌بار (bar)، کیلوگرم بر سانتی‌متر مکعب (kg/cm3) و MPa نیز مشاهده کنید.

در بالا واحدهای مختلف جریان و فشار را ذکر کردیم، زیرا شما به یک فشار و جریان خاص نیاز دارید که تحویل داده شود. دانستن psi کمپرسور بدون CFM بی فایده است و دانستن جریان کمپرسور نیز بدون دانستن جریان، کمکی به شما نمی‌کند. درجه CFM کمپرسور هوا بستگی به psi آن دارد. شما باید هر دو را در نظر داشته باشید.

شما باید اطمینان حاصل کنید که کمپرسور انتخابی شما، جریان صحیح را با فشار مناسب تولید می‌کند. باید کمپرسور هوا را با توجه به میزان جریان تحویل داده شده انتخاب کنید تا کارایی مورد نظر را داشته باشد. بنابراین ممکن است در یک بروشور ذکر شود که کمپرسور می‌تواند فشار ماکزیمم 125 psi تولید کند، در صورتی که می‌تواند 10 CFM را در 40 psi ارائه دهد. اگر برای درخواست خود به 10 CFM با 90 psi نیاز دارید، آن کمپرسور احتمالا برای شما مناسب نیست و باید نوعی را انتخاب کنید که بتواند مشخصات مورد نظر شما را ارائه دهد.

هر قطعه‌ای از تجهیزات شما که از هوای فشرده شده استفاده می‌کند، دارای یک جریان و فشار مورد نیاز خود است. با ما تماس بگیرید تا اطلاعات مورد نیاز شما را ارائه دهیم تا بتوانید مناسب‌ترین کمپرسور هوا را انتخاب کنید. برخی از ابزارها، مانند میخ‌زن بادی، به جای CFM، مقدار فوت مکعب مورد استفاده در هر چرخه را نیاز دارد. در این حالت باید بفهمید که در یک دقیقه چند بار می‌خواهید از این ابزار استفاده کنید. اگر می‌خواهید در هر 2 ثانیه یک میخ بزنید، و برای میخ زدن به 0.3 فوت مکعب در هر چرخه با 40 psi فشار نیاز است، بنابراین می‌توانید از 9 CFM در 40 psi استفاده کنید. اگر یک ابزار میخ‌زن آهسته دارید و فقط می‌تواند هر 10 ثانیه یک میخ بزند، هنگامی که از این ابزار استفاده می‌کند تنها 1.8 CFM با 40 psi نیاز خواهد بود.

شما باید جریان مورد نیاز تمام ابزارها را جمع ببندید تا بتوانید مقدار psi مورد نیاز را به دست آورید. پس از آن شما باید به چرخه کار (Duty Cycle) نگاه کنید.

چرخه کار (Duty Cycle)

پس از به دست آوردن جریان مورد نیاز، باید تعیین کنید که چگونه از این هوا استفاده می‌کنید. آیا شما تمام روز از این تجهیزات استفاده می‌کنید یا فقط چند ساعت در روز از آنها استفاده می‌کنید؟ اگر یک برنامه کاربرد ثابت دارید، یک کمپرسور پیستونی را 40? بزرگ‌تر یا یک کمپرسور دوار متناسب با نیازتان را انتخاب کنید.

بخش دیگری از چرخه کار، جستجوی وسایلی است که به هوای زیادی نیاز دارند. اگر شما دستگاهی دارید که فقط 30 ثانیه در هر ساعت به مقدار زیادی CFM نیاز دارد، اما بقیه دستگاه‌های شما از هوای بسیار کمتری استفاده می‌کنند. آیا شما نیاز به خرید کمپرسور برای تامین CFM برای بزرگترین دستگاه دارید؟ احتمالا نه. این نوع مشکل با مخزن ذخیره هوای اضافی قابل حل است. از یک مخزن به اندازه کافی بزرگ برای تامین هوا برای آن 30 ثانیه استفاده کنید و اطمینان حاصل کنید که کمپرسور هوا می‌تواند این مخزن را در کمتر از یک ساعت در حالی که تمام ابزارهای دیگر مشغول به کار هستند، پر کند.

قیمت پمپ‌های خلاء تولید شده در کارخانه‌ها و ارائه‌دهنده‌های مختلف این نوع از پمپ متفاوت است، هر کدام از این پمپ‌ها با تکنولوژی‌های متفاوتی ساخته شده‌اند و جنس مواد اولیه به کار رفته در بخش‌های داخلی پمپ‌ها با یکدیگر تفاوت‌هایی دارند. این تفاوت در ساختار و مواد اولیه به کار رفته در آنها باعث ایجاد تفاوت‌هایی در عملکرد و کارایی این نوع از پمپ می‌شود.

برخی از آنها در سیستم تبرید برای از بین بردن هوا و آب استفاده می‌شوند. هنگام نصب و تعمیر سیستم تبرید، مقدار مشخصی از هوا به لوله‌ها و دیگر اجزای سیستم تبرید وارد می‌شود. مقدار مشخصی از بخار آب در هوا وجود خواهد داشت که در صورتی که از سیستم خارج نشود، باعث می‌شود شیر انبساط و یا لوله‌های داخلی باریک در سیستم تبرید یخ بزنند و مسدود شوند، با بسته شدن شیر انبساط، در قسمت‌هایی از این سیستم، فشار بالا می‌رود و باعث ایجاد خرابی در بخش‌های مختلف سیستم خواهد شد.

بنابراین، پس از بررسی عدم نشتی در سیستم تبرید، قبل از اضافه کردن مبرد، سیستم تبرید باید از هوا خالی (وکیوم) شود. اگر هوا از سیستم به خوبی خالی نشود، بر عملکرد طبیعی سیستم تاثیر می‌گذارد. پمپ وکیوم آب را از سیستم خارج نمی‌کند، در عوض، نقطه جوش آب را کم می‌کند و باعث جوش آمدن آب در دمای پایین شده و به صورت بخار از سیستم خارج می‌شود. هر قدر فشار هوا کمتر شود، آب در دمای پایین‌تری به جوش می‌آید و اگر این فشار نزدیک به صفر باشد، مولکول‌های آب به راحتی تبخیر شده و توسط پمپ وکیوم به بیرون هدایت می‌شوند.

اشکالات در عملکرد پمپ‌های خلاء

اگر پمپ به تازگی شروع به کار کرده باشد، وجود دود در خروجی پمپ‌های خلاء طبیعی است، اما اگر بعد از مدتی کارکرد هنوز از خروجی پمپ دود بیرون می‌آید، باید به دنبال پیدا کردن مشکل باشید. دود نشان می‌دهد که قسمت بیرونی ورودی پمپ خلاء از جمله لوله‌ها، دریچه‌ها و محفظه‌ها، دارای نشتی هستند. پس از تشخیص و رفع نشتی، دود به پایان می‌رسد.

اگر در خروجی پمپ روغن به بیرون می‌ریزد، نشان می‌دهد که نقاط نشت زیادی در قسمت‌های داخلی و ورودی وجود دارند، یا ورودی دارای نشت بزرگی است و هوا وارد سیستم می‌شود. در صورت پاشیدن روغن به بیرون، ورودی پمپ خلا را آب‌بندی کنید تا پمپ خلاء به خوبی کار کند.

در پمپ‌های خلاء کوچک و قابل حمل، اگر پمپ در وضعیت نامساعد قرار بگیرد، ممکن است روغن به بخش‌های دیگر پمپ نفوذ کند و زمانی که پمپ روشن می‌شود، روغن زیادی به خارج پرتاب شود.

جمع بندی :

در برخی از مواقع، اشکالات در پمپ خلاء به دلیل ریخته‌گری، نقص در مونتاژ، استرس داخلی و عملکرد اضافه بار و دلایل دیگر ایجاد می‌شوند و اغلب منجر به ترک و یا شکستگی قطعات داخلی می‌شود. روش تعمیر کم هزینه‌تر جوشکاری قسمت‌های ترک خورده است، اما بعضی از قسمت‌ها از چدن، آلیاژ آلومینیوم یا آلیاژ تیتانیوم ساخته می‌شوند که انجام فرآیند جوشکاری دشوار بوده و یا در برخی از مواقع نمی‌توان آنها را جوش داد. از طرف دیگر تعویض قطعات معیوب نسبت به جوشکاری آنها، بهتر است و باعث بالا رفتن دوام پمپ می‌شود.

همچنین در برخی از محیط‌های خطرناک و مستعد انفجار، استفاده از روش جوشکاری دشوارتر است و باعث ایجاد خطر می‌شود. با استفاده از برخی فناوری‌های پیشرفته، با جوشکاری سرد می‌توان از تغییر شکل در اثر استرس گرمایی جلوگیری کرد. در عین حال، این روش از چسبندگی خوب، مقاومت در برابر فشار، مقاومت در برابر خوردگی و سایر عملکردهای جامع برخوردار است و می‌تواند استفاده مجدد از قطعات مختلف تجهیزات را امکان‌پذیر کند. اما استفاده از این فناوری در تمامی محیط‌ها میسر نیست و تعویض قطعات معیوب راه‌حل موثرتری خواهد بود.

به طور کلی باید سیستم ایجاد خلاء را به طور دوره‌ای بازرسی کرد تا مشکلات را در مراحل اولیه پیدا کرده و آنها را تعمیر کنید.

هنگام طراحی یا بهره برداری از سیستم مکش، درک عملکرد آنها بسیار مهم است. ما متداول‌ترین انواع پمپ‌های مکش و اصول عملکرد آنها و مکانی که در سیستم مورد استفاده قرار می‌گیرند را مرور خواهیم کرد. در ماه‌های آینده به جزئیات بیشتری از هریک از این پمپ‌ها خواهیم پرداخت.

دسته‌بندی پمپ‌های مکش (با فشار عملیاتی)

پمپ‌های مکش بر اساس محدوده فشار عملیاتی به صورت زیر طبقه‌بندی می‌شوند: پمپ‌های اولیه، پمپ‌های تقویت کننده یا پمپ‌های فرعی. در هر محدوده فشار چندین نوع پمپ خلا مختلف وجود دارد که هر کدام از فناوری متفاوتی بهره می‌برند و هر کدام از مزایای منحصر به فرد در رابطه با ظرفیت فشار، سرعت جریان، هزینه و نیازهای نگهداری برخوردار هستند.

صرف نظر از طراحی آنها، اصول کارکرد آنها همین است. پمپ‌های مکش با خارج کردن مولکول‌های هوا و سایر گازها از محفظه مکش یا از سمت خروجی پمپ مکش بالاتر در صورت اتصال به مجموعه، عمل می‌کنند. با کاهش فشار در محفظه و حذف مولکول‌های اضافی، آنها از نظر ظاهری فشرده‌تر می‌شوند. در نتیجه، یک سیستم مکش صنعتی باید قادر باشد بیش از بخشی از یک محدوده فشار فوق‌العاده بزرگ عمل کند، به طور معمول فشار آنها از 1 تا 10 متفاوت است. در تحقیقات و کاربردهای علمی این میزان تا 10-9 Torr یا بالاتر افزایش داشته است. برای دستیابی به این هدف، از چندین سبک مختلف پمپ در یک سیستم معمولی استفاده می‌شود که هر یک بخشی از محدوده فشار را پوشش می‌دهند و در بعضی مواقع به صورت سری کار می‌کنند.

سیستم‌های مکش در گروه بندی گسترده‌ای از محدوده فشار زیر قرار می‌گیرند:

• مکش کم:> فشار اتمسفر به 1 Torr
• مکش متوسط: یک تا 10-3 Torr
• مکش بالا: 10-3 Torr  تا 10-7 Torr
• مکش فوق العاده بالا: 10-7 Torr  تا 10-11 Torr
• خلاء شدید شدید: < 10-11 Torr

انواع مختلف پمپ‌های مکش را می‌توان به صورت زیر تقسیم‌بندی کرد:

• پمپ‌های اولیه (پشتیبان): محدوده فشار مکش کم.
• پمپ‌های تقویت کننده: محدوده فشار مکش کم.
• پمپ‌های ثانویه (مکش بالا): دامنه مکش بسیار بالا و فوق العاده بالا.

دو فناوری مورد استفاده در پمپ‌های مکش عملیات انتقال گاز و جذب گاز است. پمپ‌های انتقال با انتقال مولکول‌های گازی توسط هر دو تبادل حرکت (عملیات جنبشی) یا جابجایی مثبت کار می‌کنند. همان تعداد مولکول‌های گازی که وارد آن می‌شوند از پمپ تخلیه می‌شوند و هنگام بیرون کشیدن گاز فشاری کمی بالاتر از فشار اتمسفر دارند. نسبت فشار اگزوز (خروجی) به کمترین فشار بدست آمده (ورودی) نسبت فشرده‌سازی نامیده می‌شود.

پمپ‌های انتقال جنبشی بر اساس اصل انتقال نیرو کار می‌کنند و گاز را به سمت خروجی پمپ هدایت می‌کنند تا احتمال افزایش مولکول به سمت خروجی با استفاده از تیغه‌های پرسرعت یا بخار وارد شده فراهم شود. پمپ‌های جنبشی معمولا دارای حجم درزگیر نیستند اما در فشارهای کم می‌توانند به نسبت فشار کمتری برساند.

پمپ‌های انتقال جابجایی مثبت با به دام انداختن مکانیکی یک حجم گاز و انتقال آن از طریق پمپ کار می‌کنند. آنها اغلب در چند مرحله بر روی شفت پیشران معمولی طراحی می‌شوند. حجم جدا شده با فشار بیشتر به حجم کمتری فشرده می‌شود و سرانجام گاز فشرده شده به اتمسفر (یا به پمپ بعدی) منتقل می‌شود. اتفاق معمول به این صورت است که دو پمپ انتقال به صورت سری مورد استفاده قرار می‌گیرند تا مکش بالاتر و سرعت جریان بیشتری فراهم کنند. به عنوان مثال، یک پمپ توربو مولکولی را می‌توان در یک سری با پمپ پیمایشی (جابجایی مثبت) به عنوان یک سیستم بسته‌بندی شده خریداری کرد.

پمپ‌های جذب با گرفتن مولکول‌های گازی روی سطوح درون سیستم مکش کار می‌کنند. پمپ‌های جذب با سرعت جریان کمتری نسبت به پمپ‌های انتقال کار می‌کنند اما می‌توانند مکش فوق العاده بالا را تا 10-12 Torr ایجاد کرده و مکش بدون جذب روغن ایجاد کنند. پمپ‌های جذب با استفاده از تراکم کرایوژنیک، واکنش یونی یا واکنش شیمیایی عمل می‌کنند و هیچ قسمت متحرکی ندارند