تاثیر روغن در کمپرسور اسکرو یا پیچی

تاثیر روغن در کمپرسور اسکرو یا پیچی

ابتدا با ساختار کمپرسورهای اسکرو (screw) آشنا خواهیم شد و در ادامه به بررسی مزایای و معایبی که روغن در بخش محفظه این نوع کمپرسور ایجاد می‌کند، خواهیم پرداخت.

این کمپرسورها از خانواده جابه‌جایی مثبت بوده، دارای ساختاری ساده و مشتمل بر یک بدنه است که تنها دو روتور با شیارهای مارپیچی ماشین کاری شده، با فضای بسیار محدود، که این فضا در طول روتور با بدنه کاهش یافته باعث تراکم گاز می‌شود.

معمولا جنس پوسته‌ی آنها از چدن خاکستری و مجرای ورودی و خروجی گاز در قسمت بالا و پایین پوسته و در مقابل هم قرار داشته و با استفاده از دوران دو روتور نر و ماده، عمل فشرده سازی سیال انجام می‌پذیرد.

ScrewCompressorRotors

هر دو روتور در کنار یکدیگر در داخل یک پوسته قرار گرفته و جهت گردش آنها مخالف یکدیگر است. حرکت دورانی به وسیله یک محرک اصلی مثل الکتروموتور به روتور نر و سپس به روتور ماده انتقال می‌یابد.

 

کمپرسور اسکرو از نظر وجود روغن در محفظه‌ی فشار

به طور کلی این تجهیزات به دو دسته خشک ذیل تقسیم بندی می‌شوند:

  1. نوع خشک یا Oil Free
  2. نوع روغنی Oil Flooded یا Oil Injected

نوع خشک کمپرسور اسکرو

» کمپرسور مارپیچی خشک یا بدون روغن Oil free

در کمپرسورهای مارپیچی از نوع خشک، گاز به تنهایی و بدون روغن وارد محفظه کمپرسور شده و به هیچ عنوان آغشته به روغن نخواهد شد.

چرخ دنده‌های تنظیم کننده (Timing Gear) که عمل هم زمانی حرکت (Synchronized) و عدم سایش و برخورد روتورها با یکدیگر و انتقال دور از روتور محرک (نرینه) به روتور متحرک (مادینه) را باعث می‌شود.

به دلیل عدم نشت روغن به محفظه فشار، یاتاقان‌ها و سیستم آب بندی در خارج از محفظه‌ی فشار، طراحی و نصب شده‌اند.  کمپرسورهای مارپیچی خشک حداکثر در ظرفیت ۱۱۵ متر مکعب در دقیقه ساخته می شوند.

  • معایب کمپرسورهای بدون روغن:

در کمپرسورهای فوق به دلیل فقدان روغن و عدم خنک کاری دمای سیال قابل تراکم در حین عملیات فشار بالا رفته و بالطبع با توجه به نوع گاز نسبت فشار تقریبا حدود ۳:۱ خواهد شد که این افزایش دمای گاز، احتمال پیچیدگی پوسته و همچنین تماس روتورها با یکدیگر و پوسته را می‌تواند در برداشته باشد. لذا مقادیر لقی بین قطعات بایستی به نحو متناسب پیش بینی شود.

معمولا توانایی تولید فشار بالا را نداشته و برای تامین فشار زیاد (بالاتر از ۱۰ بار و ۶۰ متر مکعب) از نوع چند مرحله‌ای آن استفاده می شود‌.

از دیگر معایب این تجهیزات راندمان کمتر آنها نسبت به نوع روغنی بوده و به آب بندی مناسی به منظور جلوگیری از نشتی در آنها نیاز است. هزینه ی یک کمپرسور بدون روغن (به دلیل عملکرد در سرعت بالا) تقریبا ظرفیتی معادل دو برابر هم اندازه خود از نوع روغنی را داشته ولی نیازی به جدا کننده روغن از گاز پروسس ندارند.

ورودی سیال باید به گونه‌ای در نظر گرفته شود که احتمال وارد شدن ذرات، گرد و خاک به داخل دستگاه به حداقل برسد. بنابراین وجود یک سیستم ذرات گیری از سیال ورودی بسیار الزامی است.

از محدودیت این کمپرسورها، فشار خروجی کمتر نسبت به نوع -Oil injected یا روغنی است.

  • مزایا کمپرسورهای بدون روغن:

به خاطر عدم وجود روغن در سیال خروجی تجهیز جذابیت بیشتری برای صنایع داشته و میتوان با استفاده از پکیج‌های چند مرحله‌ای (Multi stage) تولید فشار را در این نوع کمپرسورها افزایش داد.

Oil-Injected-Screw

» کمپرسور نوع روغنی Oil Injected Screw

در این نوع از کمپرسورها مقدار ناچیزی روغن با حجم زیاد گاز وارد محفظه تراکم می‌شود.

هدف استفاده از روغن در این کمپرسورها:

  1. خنک کردن گاز و کاهش حجم آن
  2. روانکاری مناسب و سایش کمتر
  3. ایجاد آب بند بین دو روتور و کاهش فرار گاز در هنگام فشرده سازی
  4. کاهش دمای گاز در هنگام فشرده سازی
  5. انتقال قدرت بین دو روتور
  6. رسدن به Pressure ratio بالاتر در مقایسه با کمپرسور مشابه غیر روغنی

نوع تزریق این روغن نه تنها نقش روانکاری و آب بندی بهتر محفظه تراکم بین روتورها و بدنه را ایفا کرده، بلکه باعث خنک شدن سیال در زمان فشارسازی می‌شود.

لایه‌ی روغن موجود بین روتورها اجازه میدهد تا روتور محرک با استفاده از فیلم روغن، روتور متحرک را به چرخش درآورده و نیاز به چرخ دنده‌های زمان بندی (Timing Gear) را منتفی نماید. وجود روغن موجب افزایش نسبت تراکم مجاز (بالای ۱ : ۱۵) بدون افزایش دما و با توجه به نسبت جرمی روغن به گاز (۴:۱ و حتی بیشتر) باعث افزایش راندمان تجهیز در مقایسه با نوع خشک می‌گردد.

در برخی از کمپرسورها نیز مقدار جزئی سیال تزریق می‌شود، لیکن دارای سیستم جدایش روغن از گاز نمی‌باشند.

  • مزایای کمپرسورهای مارپیچی (روغنی):
  1. طراحی ساده
  2. پایین بودن دمای سیال خروجی
  3. خنک کردن گاز و کاهش حجم آن
  4. سبک و کم حجم
  5. روانکاری مناسب و سایش کمتر
  6. هزینه نگهداری پایین
  7. نصب آسان
  8. قطعات متحرک کم
  9. ایجاد آب بند بین دو روتور و کاهش فرار گاز در هنگام فشرده سازی
  10. کاهش دمای گاز در هنگام فشرده سازی
  11. نسبت فشار بالاتر در مقایسه با کمپرسور مشابه غیر روغنی
  • معایب کمپرسورهای مارپیچی ( روغنی ) :
  1. کاهش راندمان در زمانی که پایین تر از نسبت فشار طراحی کار نماید.
  2. نیاز به تجهیزات جانبی برای جداسازی روغن و برگشت آن به سیستم
  3. انتقال روغن در سیال خروجی
  4. محدودیت فشار خروجی در طراحیهای یک مرحله ای
  5. محدودیت استفاده در فشار متوسط (کمتر از ۱۰ بار)
  6. بیشترین اتلاف انرژی در تغییر وضعیت بی‌بار (Unloading) و بالا بودن صدا
۴/۵ - (۱ امتیاز)

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

1 × 4 =