مقدمه

كمپرسورهاي اسكرو از جمله كمپرسورهاي دوراني جابجايي مثبت هستند و توسط دو مارپيچ مادگي (فیمیل) و نرگي (میل) مطابق تصویر زیر، فشارسازي هوا را انجام می دهند. اين دسته از كمپرسورها عموما براي فشار زير 15 بار مورد استفاده قرار مي گيرند و در دو دسته خشك (Oil Free) و يا روغن كاري شونده (Oil Injected یا Oil-Flooded) تقسيم بندي مي شوند. در این درس با اجزا و عملکرد کمپرسورهای اسکرو روغنی آشنا می شویم. جهت ارائه توضیحات، کمپرسور مدل MH150 شرکت Ingersoll Rand مورد بررسی قرار می گیرد.

اجزا مختلف كمپرسور

كمپرسورهاي اسكرو روغنی تك مرحله اي مدل MH150 جهت تامين هوای فشرده در فشار 10 بار استفاده مي شوند. كمپرسورهاي اسكرو به صورت پكيچ ارائه مي شوند كه شامل قطعات مختلف از جمله الكتروموتور، كمپرسور يا ايراند،‌ سيستم خنك كاري و غيره هستند. اجزا مختلف کمپرسورهای اسکرو روغنی مربوط به جریان هوا در شکل زیر نشان داده شده است.

نمايي از اجزا مختلف كمپرسور و مسير هوا (A: جريان روغن،‌ B: مخلوط هوا و روغن و C:‌ هوا)

شماره	نام قطعه	نام قطعه
1	فيلتر هواي ورودي	Filter
2	كمپرسور يا ايراند	Compressor
3	شير يكطرفه	‍Check Valve
4	سنسور دما	Temperature Sensor
5	تانك سپراتور (جدا كننده روغن از هوا)	Separator Tank
6	شير سلونوييدي مدولاسيون	Modulation Solenoid Valve (2SV)
7	شير سلونوييدي	Solenoid Valve (4SV)
8	ترانسديوسر فشار	Pressure Transducer (1PS)
9	خط تخليه سيال چگاليده شده	Condensate Drain
10	سپراتور رطوبت (جدا كننده رطوبت از هوا)	Moisture Separator
11	رادياتور هوا	Aftercooler
12	مدولاتور	Modulator
13	شير كمينه فشار (روغن)	Minimum Pressure Valve
14	شير تخليه هوا (بلودان)	Blownown Valve (3SV, 8SV)

همچنين اجزا مختلف مربوط به مسیر روغن در شکل زیر مشخص شده اند.

نمايي از اجزا مختلف كمپرسور و مسير روغن (A: جريان روغن،‌ B: مخلوط هوا و روغن)

شماره	نام قطعه	نام قطعه
1	شير يكطرفه	Check Valve
2	لوله جريان خروجي	Discharge Pipe
3	تانك سپراتور (جدا كننده روغن از هوا)	Separator Tank
4	شير تخليه	Drain Valve
5	صافي و اورفيس	Orifice and Screen
6	فيلتر روغن	Coolant Filter
7	رادياتور روغن	‍Cooler
8	شير ترموستات	Thermostatic Valve
9	شير سلونوييد	Solenoid Valve (1SV)
10	سيلندر دريچه ورودي هوا	Inlet Valve Positioning Cylinder
11	شير توقف روغن	‍coolant Stop Valve (5SV)

نحوه عملكرد كمپرسور اسکرو روغنی

كمپرسورهای اسکرو روغنی توسط تسمه و پولی، مستقیم و گیربکس به الکتروموتور کوپل می شوند. در این مدل، کمپرسور توسط دو چرخدنده (به صورت گیربکسی) به الكتروموتور كوپل شده است.

بعد از استارت، كمپرسور هواي محيط را از طريق فيلتر هوا به درون كمپرسور مكش می کند. قبل از اينكه هوا به درون كمپرسور برود از شير لود و آنلود عبور كرده و بعد وارد كمپرسور مي شود. هوا توسط دو مارپیچ (روتور) ميل و فيميل فشرده مي شود و از كمپرسور خارج مي گردد. در حين فشرده سازي هوا،‌ به منظور خنك كاري، روان كاري و نشت بندي ميان روتورها، روغن درون هوا تزريق مي شود. در خروجي كمپرسور يك شير يكطرفه جهت جلوگيري از برگشت جريان نصب شده است.

مخلوط هوا و روغن بعد از عبور از شير يكطرفه، وارد تانك سپراتور مي شود. با توجه به نيروي گريز از مركز،‌ عمده روغن از هوا جدا شده و به ديواره هاي تانك چسبيده و در ته مخزن جمع مي گردد. مقدار كمي از روغن كه به صورت ذرات خيلي ريز در هوا موجود است هنگام عبور هوا از فيلتر سپراتور، از هوا جدا شده و در ته فيلتر سپراتور جمع مي گردد. سپس هواي حاوي روغن در حد چند ppm از طريق شير كمينه فشار از مخزن سپراتور خارج مي گردد و جهت خنك كاري وارد رادياتور هوا مي شود. هوا از رطوبت گیر عبور مي كند و بعد از گذر از شير خروجي در انتهاي پكيچ كمپرسور به سمت مخزن هوا جریان می یابد.

مسیر جریان روغن

روغن جمع شده در انتهاي فيلتر سپراتور توسط مسير اسكاونج به كمپرسور مي رود،‌ به اين صورت كه يك سر لوله در قسمت مكش كمپرسور نصب شده و سر ديگر لوله در ته فيلتر سپراتور درون روغن قرار گرفته است. روغن جمع شده در فيلتر سپراتور از طريق اين خط و عبور از يك اورفيس و صافي به سمت كمپرسور مكيده مي شود.

روغن جمع شده در انتهاي مخزن سپراتور با توجه به عملكرد شير كمينه فشار، تحت فشار است. معمولا شیر حداقل فشار، فشار بین 3 تا 5 بار در درون مخزن سپراتور حبس می کند. روغن از طريق مسير لوله به سمت شير ترموستات حركت مي كند. در صورتي كه دماي روغن كم باشد از مسير باي پس (کنار گذر) حركت مي كند و در غير اينصورت وارد رادياتور روغن مي شود. سپس روغن خنک شده (با دمای مناسب) از فيلتر روغن عبور مي كند و بعد از گذر از شير توقف روغن به درون كمپرسور تزريق مي گردد. در بالاي مخزن سپراتور يك مسير تخليه هوا با نام شير تخليه (بلودان) وجود دارد. در مواقع مورد نیاز این شیر وظیفه تخلیه هوای فشرده درون مخزن سپراتور را بر عهده دارد. همچنين يك شير ايمني جهت تخليه هواي درون مخزن سپراتور وجود دارد كه به صورت خودكار عمل مي كند.

سیستم های کنترلی ظرفیت کمپرسور اسکرو روغنی

روش های مختلفی جهت کنترل ظرفیت کمپرسورهای اسکرو روغنی وجود دارد. این روش ها شامل روش تغییر دور الکترموتور (VFD)، روش آنلود و آفلود، روش طول روتور قابل تنظیم و روش مدولاسیون هستند.

روش VFD: دور الکتروموتور و به طبع آن دور کمپرسور با توجه به نیاز، کم یا زیاد می شود.

روش طول روتور قابل تنظیم (شیر لغزنده slide valve): مقداری از جریان ورودی به کمپرسور به سمت ورودی بازگردانده می شود.

روش مدولاسیون: دریچه ورودی هوا میزان جریان ورودی به کمپرسور را تنظیم می کند.

روش لود و آنلود: در این روش دریچه ورودی هوا به صورت کامل باز یا بسته می شود. در ادامه به نحوه عملکرد این روش می پردازیم.

سیستم کنترل ظرفیت لود و آنلود

جهت باز كردن دریچه ورودی، از جك لود و آنلود در ورودي كمپرسور استفاده می شود. يك مسير لوله از مخزن سپراتور به شير سلونوئيد وصل شده است و در صورت فرمان دادن كنترلر به اين شير،‌ فشار هوا به سر جك رفته و سبب باز شدن جك مي گردد. در نتيجه دريچه ورودي كمپرسور باز شده و كمپرسور تحت بار قرار مي گيرد.

سيستم لود و آنلود يا On-Off control system به اين صورت عمل مي كند كه يك فشار Offline به طور مثال 8 بار و يك فشار Online به طور مثال 7 بار تنظيم مي گردد. بنابراین وقتي فشار خروجي پكيج كمپرسور به فشار Offline برسد جك ورودي و به طبع آن دريچه ورودي كمپرسور بسته مي شود و به اصلاح كمپرسور آنلود مي شود و فشار تانك سپراتور از طريق بلودان تخليه مي گردد. فشار كاهش مي يابد و وقتي به مقدار Online برسد، ‌جك ورودي باز و به طبع آن دريچه هواي ورودي هم باز مي شود و كمپرسور لود مي گردد تا به فشار Offline برسد. به همين ترتيب اين روند ادامه پيدا مي كند.

دريچه ورودي هوا در زمان آنلود به طور كامل بسته نمي شود و مقدار كمي هوا مي تواند وارد كمپرسور شود. در زمان استارت كمپرسور،‌ مقدار كمي هوا از شير آنلودر عبور مي كند و سبب افزايش فشار در تانك سپراتور مي گردد و فشار كافي جهت باز كردن جك ورودي را مهيا مي كند. همچنین این فشار جهت گردش روغن در کمپرسور مورد نیاز است.

در زیرقطعات یکی از کمپرسورهای اسکرو روغنی را مشاهده می کنید.

مرجع

OPERATION AND MAINTENANCE MANUAL of INGERSOLL RAND COMPRESSOR (MH150)