هوای فشرده در اطراف ما در زندگی روزمره استفاده می شود.
می توان آن را به صورت هوای جاری(blowing air) یا به عنوان منبع انرژی مورد استفاده قرار داد.
همچنین از آن برای تأمین یا تولید بسیاری از چیزهایی که استفاده می کنیم، استفاده می شود.
از بازکردن یک بطری نوشابه گازدار گرفته تا سوار شدن بر روی ترن هوایی یا اتوبوس، مراجعه به دندانپزشک یا برق مورد استفاده ما در روز، هوای فشرده در هر یک از این تجربیات نقش داشته است.
هوای فشرده چیست؟
هوای فشرده هوایی است که تحت فشار بیش از فشار اتمسفر قرار می گیرد.
این دقیقاً همان هوایی است که شما تنفس می کنید، فقط تحت فشار قرار گرفته و حجم کمتری پیدا کرده است.
هوا از ۷۸٪ نیتروژن، حدود ۲۰ الی ۲۱ درصد اکسیژن و حدود ۱ الی ۲ درصد گاز های دیگر و همچنین بخار آب تشکیل شده است.
هنگامی که هوا فشرده می شود، هنوز از همان مخلوط گازها تشکیل شده است؛
با این حال مجبور می شود در فضای کوچکتری جای بگیرد و مولکول های خود را به هم نزدیک تر کند.
هوای فشرده را می توان با فشار بالا ذخیره کرد؛
این سیال برای انتقال انرژی فوق العاده است. هوایی که فشرده شده است، یک منبع انرژی محبوب است؛
زیرا ایمن تر و راحت تر از گزینه های جایگزین مانند استفاده از بخار و باتری است.
بخار می تواند خطرناک باشد؛ زیرا بسیار داغ می شود. باتری ها تمام می شوند؛
پس هر دو گزینه برای استفاده ما نامطلوب است.
نتیجه می گیریم که استفاده از هوای فشرده ایمن است،
ذخیره آن آسان است و کاربرد های متنوع و زیادی نیز دارد.
هوا چگونه فشرده می شود؟
قسمت رنگی، فشرده شدن هوا را نشان می دهد.
هوا توسط کمپرسورهای هوا فشرده می شود. کمپرسور های هوا در یک شیر ورودی هوا را جذب می کنند،
سپس هوا را تا رسیدن به حجم مورد نیاز فشرده کرده و هوای تحت فشار را از طریق دریچه تخلیه وارد مخزن ذخیره می کنند.
انرژی فرآیند فشرده سازی معمولاً توسط یک موتور الکتریکی تامین می شود.
دو نوع جابجایی هوا وجود دارد که سیستم هوای فشرده ممکن است بر اساس آن ها کار کند:
۱٫ جابجایی مثبت(Positive Displacement)
این روش، رایج ترین روش فشرده سازی هوا است.
کمپرسور های جابجایی مثبت، هوا را معمولاً از طریق حرکت یک دستگاه مکانیکی به داخل یک فضای محدود وارد می کنند.
۲٫ جابجایی داینامیک(Dynamic Displacement)
در مقایسه با کمپرسورهای جابجایی مثبت که به طور فیزیکی حجم هوای گرفته شده را کاهش می دهند،
کمپرسور های جابجایی داینامیک، سرعت هوا را افزایش میدهند. انرژی ایجاد شده از این کار، فشار هوا را افزایش می دهد.
فناوری های جابجایی مثبت
کمپرسور های جابجایی مثبت از فنآوری های مختلف برای فشرده سازی هوا استفاده می کنند.
آن ها به دو دسته اصلی تقسیم می شوند: چرخشی(rotary) و رفت و برگشتی(reciprocating).
کمپرسور های چرخشی از یک قطعه چرخان برای فشرده سازی هوای فشرده استفاده می کنند.
در حالی که کمپرسور های رفت و برگشتی از یک سیلندر پیستونی برای فشرده سازی هوا، در حین حرکت رفت و برگشتی خود استفاده می کنند.
انواع اصلی کمپرسور های چرخشی
- Screw
این کمپرسورهای چرخشی، از دو روتور(rotor) مشبک استفاده می کنند
که با هم می چرخند و هوا را به سمت روتور فشار می دهند و حجم بیشتری را فشرده می کنند.
- Scroll
این کمپرسور های چرخشی از دو اسکرول در هم تنیده برای پمپاژ و فشار هوا استفاده می کنند.
غالباً یکی از اسکرول ها ثابت می شود؛در حالی که دیگری به دور آن می چرخد.
بنابراین توده های هوا را به دام می اندازند و فشرده می کنند.
- Vane
این نوع کمپرسور های چرخشی، از روتور با تعدادی پره تیغه ای شکل استفاده می کنند.
این پره ها درون شکاف های شعاعی درون روتور قرار گرفته اند. با چرخش، حرکت گریز از مرکز، هوا را فشرده می کند.
انواع اصلی کمپرسورهای رفت و برگشتی
- Piston
کمپرسورهای پیستونی رفت و برگشتی همانند موتور های احتراق داخلی از میل لنگ با میله اتصال و پیستون استفاده می کنند.
پیستون توسط میل لنگ رانده می شود و در داخل سیلندر حرکت می کند تا هوا را با فشار بالا منتقل کند.
عکس زیر یک مثال معمولی را نشان می دهد که در آن هوا بصورت مرحله ای فشرده می شود.
۱ مرحله در سمت راست هوا را تا فشار معینی فشرده می کند.
سپس این هوای تحت فشار به مرحله دوم در سمت چپ با قطر پیستون کوچکتر تزریق می شود تا هوا را بیشتر تحت فشار قرار دهد.
از این فناوری می توان برای پر کردن مخازن هوا برای غواصان و خدمات آتش نشانی و اورژانسی که به هوای تنفسی نیاز دارند، استفاده کرد.
هوای فشرده کجا استفاده می شود؟ کاربرد هوایی که فشرده است؟
هوای فشرده به عنوان منبع انرژی و به عنوان هوای فعال استفاده می شود.
به عنوان منبع انرژی، هوای فشرده اغلب برای تغذیه ماشین آلات پنوماتیک مانند مته، چکش، آچار و آسیاب استفاده می شود.
هوای فعال هوایی است که مستقیماً با محصول تماس پیدا می کند.
به همین دلیل باید تمیز، خشک و عاری از آلودگی باشد.
برای اطمینان از رعایت این استاندارد ها، از کمپرسور های هوای بدون روغن به همراه تجهیزات دیگر برای تمیز و خشک کردن هوا فشرده استفاده می کنند.
برخی از صنایع اصلی که از هوا فشرده استفاده می کنند عبارت اند از:
مواد شیمیایی
تولیدکنندگان مواد شیمیایی می خواهند از کیفیت محصولاتی که ارائه می دهند، اطمینان حاصل کنند.
با توجه به ناپایدار بودن مواد شیمیایی، مهم است که هوای فشرده مورد استفاده تمیز و عاری از بخارات روغن باشد.
موارد استفاده در این صنعت شامل جابجایی مواد(material handling)، پرده هوا(air curtains) و خشک کردن محصول(product drying) است.
خودرو
هوای فشرده در تولید و ساخت خودرو ها نقش اساسی دارد.
از ربات های مونتاژ گرفته تا ربات هایی که برای پوشش نهایی رنگ از ابزار اسپری هوای فشرده استفاده می کنند،
نشان دهنده این موضوع است که صنعت خودرو برای تولید خودرو های با کیفیت به کمپرسور های هوای فشرده متکی است.
مصارف صنعتی
هوای فشرده به طور گسترده ای در کاربرد های صنعتی از جمله مشاغل ساختمانی، مشاغل تعمیرات مکانیکی، تعمیرات و نگهداری جاده، کارخانه های تولیدی، خطوط تولید و بسیاری از فرایندهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد.
غذا و نوشیدنی
از آنجا که هر محصول غذایی یا نوشیدنی باید برای مصرف انسان مناسب باشد، هر هوای فعال که با آن تماس پیدا می کند باید استاندارد های بهداشتی و ایمنی دقیق را برآورده کند.
در این صنعت، برخی از کاربرد های متداول هوای فشرده، استفاده از آن در چاقو های بادی(air knives)، جابجایی محصولات(product handling)، دستگاه های پر کننده غذا(food filling machines)، پمپ های بسته بندی و مایعات(packaging and fluid pumps) است.
داروسازی
شرکت های داروسازی از هوای فشرده بعنوان هوایی که برای تمیز کردن، هوا دهی و جابجایی محصول و همچنین بسته بندی داروها نیاز است، استفاده می کنند.
با توجه به استاندارد های بهداشتی و ایمنی بالای دارو ها، همیشه باید محیطی استریل را حفظ کرد.
هوای فشرده مورد استفاده در این صنعت باید کاملاً تمیز و عاری از آلودگی باشد.
کمپرسور های بدون روغن(oil-free)، در مراقبت های بهداشتی، دارویی، آزمایشگاهی و صنایع غذایی و آشامیدنی استفاده می شوند.
تعیین کیفیت هوای فشرده
کیفیت نهایی هوای خروجی عامل بسیار مهمی است که باید هنگام انتخاب کمپرسور هوا در نظر گرفته شود.
کلاس های مختلف کیفیت هوای فشرده وجود دارد که توسط سازمان بین المللی استاندارد (ISO) تعیین شده اند و بر تولید این هوای تمیز، حاکم است.
استاندارد ISO کلاس ۱
این استاندارد، معیار ها و محدودیت هایی را برای میزان آلودگی و میزان بخارات روغن در خروجی هوا تعیین می کند.
اگر چه استاندارد های کلاس ۱ به درصد بسیار کمی از روغن اشاره دارد و می توانند از نظر فنی بدون روغن طبقه بندی شوند،
اما وجود روغن با این مقدار خیلی جزئی نیز باعث می شود هوای فشرده تمیز ترین هوا نباشد.
استاندارد ISO کلاس ۰
کلاس ۰ کیفیت هوای فشرده، کیفیت هوا را ۱۰۰ درصد تضمین می کند.
این کلاس جدید برای برآوردن تقاضای روزافزون برای هوای استریل در صنعت به وجود آمد.
این کلاس تمیز ترین انتخاب موجود است و برای کاربرد هایی که کیفیت هوای فشرده بسیار مهم است، بسیار توصیه می شود.
مزایای استفاده از هوای فشرده چیست؟
میلیون ها نفر در سراسر جهان روزانه به هوای فشرده اعتماد می کنند.
برخی از مزایای اصلی استفاده از هوای فشرده عبارتند از:
- استفاده از آن ایمن و آسان است.
- هوای فشرده، بهره وری را افزایش می دهد.
- منبع انرژی ارزان و کم مصرفی است.
- هزینه های عملیاتی آن کم است.
- هوای فشرده همه کاره است!
هوای فشرده به عنوان ابزار چهارم در جهان
در کنار برق، گاز و آب، هوای فشرده اغلب به عنوان چهارمین ابزار در دنیای صنعت و تولید در نظر گرفته می شود.
بسیاری از مشاغل، چه کوچک و چه بزرگ، برای تأمین انرژی مورد نیاز فرآیندهای اصلی، از هوای فشرده استفاده می کنند.
استفاده از هوای فشرده نقش بسیار مهمی در تقویت بیشتر جنبه های جهان مدرن ایفا می کند.
اصلی ترین چیزی که باعث می شود کمپرسور های هوا در مقایسه با سایر منابع قدرت بسیار محبوب شوند،
این است که مردم می توانند هوای فشرده خود را در محل تولید کنند.
به علاوه، کمپرسور های هوا را می توان با انواع لوازم جانبی پیکربندی کرد تا به طور کامل نیازهای صنعت را برآورده کند
و کیفیت، فشار و جریان خاصی را متناسب با نیاز های منحصر به فرد تولید کند.
برای هرگونه مشاوره و اجرای خدمات تخصصی در خصوص هوا و گازهای فشرده تماس بگیرید