[एयर कंप्रेसर] बुनियादी ज्ञान

एयर कंप्रेसर वायु आपूर्ति प्रणाली का मुख्य घटक है। यह एक उपकरण है जो प्राइम मूवर (आमतौर पर एक इलेक्ट्रिक मोटर) से यांत्रिक ऊर्जा को गैस दबाव ऊर्जा में परिवर्तित करता है, जो संपीड़ित हवा के लिए वायवीय जनरेटर के रूप में कार्य करता है।

एक प्रकार की विद्युत मशीनरी के रूप में, एक कंप्रेसर गैस की मात्रा को कम करता है और दबाव बढ़ाता है, जिससे एक निश्चित मात्रा में गतिज ऊर्जा उत्पन्न होती है जिसका उपयोग यांत्रिक शक्ति या अन्य उद्देश्यों के लिए किया जा सकता है।

संपीड़ित वायु प्रणाली का योजनाबद्ध आरेख नीचे दिखाया गया है:

1. परिभाषा के अनुसार वर्गीकरण:

1) वॉल्यूमेट्रिक एयर कंप्रेसर: गैस की मात्रा कम करता है और गैस का दबाव बढ़ाता है।

यांत्रिक ऊर्जा को स्थितिज ऊर्जा में परिवर्तित करता है।

प्रत्यागामी कंप्रेसर: काम करने की मात्रा समय-समय पर बदलती रहती है, जबकि स्थानिक स्थिति अपरिवर्तित रहती है।

रोटरी कंप्रेसर: काम करने की मात्रा समय-समय पर बदलती रहती है, और स्थानिक स्थिति बदलती रहती है।

2）डायनेमिक कंप्रेसर

गैस अणुओं की गति को बढ़ाता है, गैस अणुओं की गतिज ऊर्जा को गैस दबाव ऊर्जा में परिवर्तित करता है, जिससे संपीड़ित गैस का दबाव बढ़ता है।

गतिज ऊर्जा → स्थितिज ऊर्जा

सेंट्रीफ्यूगल कंप्रेसर: यह एक प्रकार का स्पीड कंप्रेसर है। इस उपकरण में, एक या अधिक घूमने वाले इम्पेलर होते हैं (ब्लेड आमतौर पर किनारों पर होते हैं) जो गैस को तेज करते हैं। मुख्य प्रवाह रेडियल है.

2. निर्वहन दबाव द्वारा वर्गीकरण

1）ब्लोअर: 0.01 ~ 0.1 एमपीए

2) कम दबाव: 0.2 ~ 1.0 एमपीए

3）मध्यम दबाव: 1 ~ 10 एमपीए

4）उच्च दबाव: 10 ~ 100 एमपीए

5）अल्ट्रा-उच्च दबाव: > 100 एमपीए

3. विस्थापन द्वारा वर्गीकरण

लघु: ＜ 1 m³/मिनट

छोटा: 1 ~ 10 वर्ग मीटर/मिनट

मध्यम: 10 ~ 100 m³/मिनट

बड़ा: > 100 वर्ग मीटर/मिनट

4. शीतलन विधि द्वारा वर्गीकरण

1) एयर-कूल्ड: हवा को शीतलन माध्यम के रूप में उपयोग करता है, और अपने स्वयं के शीतलन पंखे के साथ वायु परिसंचरण को पूरा करता है।

2）वाटर-कूल्ड: पानी को शीतलन माध्यम के रूप में उपयोग करता है, एक समर्पित कूलिंग टॉवर या एक विशेष शीतलन जल परिसंचरण प्रणाली से सुसज्जित है।

5. स्नेहन विधि द्वारा वर्गीकरण

1）तेल-चिकनाईयुक्त

एक। तेल-इंजेक्टेड कंप्रेसर

बी। माइक्रो-तेल कंप्रेसर

2）तेल रहित चिकनाई युक्त

एक। जल lubricated

बी। सूखा पेंच

सी। तेल रहित पिस्टन

डी। केंद्रत्यागी

3. एयर कंप्रेसर का कार्य सिद्धांत

1. पिस्टन एयर कंप्रेसर

जब पिस्टन सिलेंडर के शीर्ष मृत केंद्र से निचले मृत केंद्र की ओर बढ़ता है, तो सिलेंडर के अंदर का आयतन बढ़ जाता है और दबाव कम हो जाता है।

जब सिलेंडर के अंदर का दबाव बाहरी वायुमंडलीय दबाव से कम हो जाता है, तो बाहरी हवा दबाव अंतर के तहत स्प्रिंग तनाव के खिलाफ इनटेक वाल्व को खोल देती है और सिलेंडर में प्रवेश करती है (निकास वाल्व बंद रहता है)।

जब पिस्टन निचले मृत केंद्र पर पहुंचता है, तो सिलेंडर हवा से भर जाता है, और इसका दबाव बाहरी वायुमंडलीय दबाव के बराबर होता है। दबाव संतुलन के कारण, वाल्व स्प्रिंग इनटेक स्ट्रोक को पूरा करते हुए, इनटेक वाल्व को बंद कर देता है।

जैसे ही पिस्टन निचले मृत केंद्र से शीर्ष मृत केंद्र तक ऊपर की ओर बढ़ता है, सेवन और निकास वाल्व दोनों बंद हो जाते हैं, और सिलेंडर के अंदर की हवा संपीड़ित होती है।

पिस्टन के ऊपर की ओर बढ़ने के साथ, सिलेंडर का आयतन लगातार कम होता जाता है, और संपीड़ित हवा का दबाव तेजी से बढ़ता है। यह संपीड़न स्ट्रोक है।

जब संपीड़ित गैस का दबाव वाल्व स्प्रिंग तनाव और डिस्चार्ज पाइप में दबाव के संयुक्त बल से अधिक हो जाता है, तो निकास वाल्व खुल जाता है, और संपीड़ित हवा को डिस्चार्ज पाइप के माध्यम से छुट्टी दे दी जाती है जब तक कि पिस्टन शीर्ष मृत केंद्र तक नहीं पहुंच जाता।

इस बिंदु पर, सिलेंडर में अधिकांश संपीड़ित हवा को छुट्टी दे दी जाती है, दबाव तेजी से गिरता है, और निकास वाल्व स्प्रिंग तनाव के तहत बंद हो जाता है। यह डिस्चार्ज स्ट्रोक है।

इसके बाद पिस्टन फिर से नीचे की ओर बढ़ता है, ताजी हवा खींचता है और अगला चक्र शुरू करता है।

पिस्टन एयर कंप्रेसर सेवन, संपीड़न और डिस्चार्ज के बार-बार चक्र में काम करता है।

नोट: कम दबाव वाले बाजार में पिस्टन एयर कंप्रेसर को अब धीरे-धीरे स्क्रू एयर कंप्रेसर द्वारा प्रतिस्थापित किया जा रहा है, इसलिए केवल बुनियादी समझ की आवश्यकता है।

स्क्रू एयर कंप्रेसर को दो प्रकारों में वर्गीकृत किया गया है:

ट्विन-स्क्रू एयर कंप्रेसर और सिंगल-स्क्रू एयर कंप्रेसर।

1) ट्विन-स्क्रू एयर कंप्रेसर का कार्य सिद्धांत और परिचय

ट्विन-स्क्रू एयर कंप्रेसर में सिलेंडर के अंदर घूमने वाले समानांतर, इंटरमेशिंग नर और मादा रोटार (या स्क्रू) की एक जोड़ी होती है।

यह रोटर खांचे के बीच रिक्त स्थान में आवधिक मात्रा परिवर्तन बनाता है, ताकि हवा को चूषण पक्ष से निर्वहन पक्ष तक लगातार अक्षीय रूप से प्रसारित किया जा सके।

इस प्रकार, स्क्रू एयर कंप्रेसर की सेवन, संपीड़न और डिस्चार्ज प्रक्रियाएं पूरी हो जाती हैं।

एयर इनलेट और आउटलेट कंप्रेसर के विपरीत छोर पर स्थित हैं।

मादा रोटर के खांचे और नर रोटर के दांत मुख्य मोटर द्वारा घूमने के लिए संचालित होते हैं।

2) सिंगल-स्क्रू एयर कंप्रेसर का कार्य सिद्धांत और परिचय

सिंगल-स्क्रू एयर कंप्रेसर की विशेषता यह है कि इसमें केवल एक स्क्रू रोटर होता है।

व्यवहार में, हालांकि, इसमें तीन घूमने वाले शाफ्ट होते हैं: एक स्क्रू रोटर और स्क्रू रोटर के लंबवत दो स्टार व्हील (ग्रहीय गियर)। स्क्रू एयर कंप्रेसर परिवार के सदस्य के रूप में, सिंगल-स्क्रू एयर कंप्रेसर ट्विन-स्क्रू एयर कंप्रेसर के समान लाभ प्रदान करता है। हालांकि, कई कठिन तकनीकी समस्याओं के कारण इसे उद्योग में व्यापक रूप से नहीं अपनाया गया है, जिन्हें हल करना मुश्किल है।

एक। कई गतिशील भाग:

सिंगल-स्क्रू एयर कंप्रेसर में तीन घूमने वाले शाफ्ट होते हैं।

इसके अलावा, स्क्रू रोटर और स्टार व्हील्स (ग्रहीय गियर) की कठोरता बहुत भिन्न होती है, जिससे ऑपरेशन के दौरान असमान विरूपण होता है। इससे सटीक मेशिंग सुनिश्चित करना मुश्किल हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप कम वॉल्यूमेट्रिक दक्षता होती है। व्यावसायिक रूप से उपलब्ध सिंगल-स्क्रू कम्प्रेसर में, स्टार व्हील खराब पहनने के प्रतिरोध के साथ गैर-धातु सामग्री से बने होते हैं। हाई-स्पीड ऑपरेशन के दौरान, भारी पहनने से आंतरिक रिसाव बढ़ जाता है, जिससे उपयोग की अवधि के बाद प्रवाह दर में महत्वपूर्ण गिरावट आती है। आमतौर पर, बाद में 3,000 से 4,000 ऑपरेटिंग घंटे, प्रवाह दर औसतन 5% से 10% तक कम हो जाती है। इसलिए, औद्योगिक अनुप्रयोगों में सिंगल-स्क्रू एयर कंप्रेसर की आर्थिक दक्षता बहुत खराब है। इसके अलावा, असमान विरूपण और खराब मेशिंग सटीकता पूरी इकाई की यांत्रिक स्थिरता को कम करती है, जिससे उच्च विफलता दर और उच्च रखरखाव दर होती है, जो इसके आवेदन के दायरे को और सीमित कर देती है।

बी। स्टार व्हील्स (ग्रहीय गियर) की सामग्री में और सुधार की आवश्यकता है।

एकल-स्क्रू कंप्रेसर के मुख्य घटकों में से एक के रूप में, स्टार व्हील मुख्य रूप से सील के रूप में कार्य करते हैं। यदि स्टील स्टार व्हील का उपयोग किया जाता है, तो बड़े थर्मल विस्तार गुणांक और स्टील के विस्तार की मात्रा के लिए स्टार व्हील और स्क्रू के बीच अपेक्षाकृत बड़ी निकासी की आवश्यकता होती है। इससे न केवल उच्च रिसाव और कम दक्षता होती है, बल्कि आसानी से जब्ती और बड़ी विफलताएं भी हो सकती हैं। यदि मिश्रित सामग्री अपनाई जाती है, तो उपरोक्त समस्याओं से बचा जा सकता है। हालांकि, वर्तमान मिश्रित सामग्री में कम ताकत और खराब पहनने का प्रतिरोध होता है। ऑपरेशन के दौरान कतरनी बल और यांत्रिक घर्षण के तहत, वे पहनते हैं। जल्दी से बाहर निकल जाता है, जिससे आंतरिक रिसाव बढ़ जाता है और दक्षता कम हो जाती है। बार-बार मरम्मत से रखरखाव कर्मियों का कार्यभार और रखरखाव लागत भी बढ़ जाती है। उच्च शक्ति, कम विस्तार और उच्च पहनने के प्रतिरोध वाली सामग्री ढूंढना निर्माताओं के लिए एक और बड़ी समस्या बन गई है। हालांकि, सामग्री विज्ञान में वर्तमान प्रगति को देखते हुए, अल्पावधि में एक मौलिक समाधान की संभावना नहीं है।

सी। स्क्रू प्रोफाइल को और अधिक अनुकूलन की आवश्यकता है। उपरोक्त दो समस्याओं और निकट भविष्य में प्रभावी समाधानों की कमी के कारण, सिंगल-स्क्रू एयर कंप्रेसर का प्रचार सीमित है। इसलिए, अनुसंधान संस्थानों और प्रमुख एयर कंप्रेसर निर्माताओं ने सिंगल-स्क्रू प्रोफाइल के शोध में ज्यादा निवेश नहीं किया है, और कोई महत्वपूर्ण प्रगति नहीं हुई है। बड़े पैमाने पर प्रचार से पहले इष्टतम स्क्रू प्रोफाइल ढूंढना एक और महत्वपूर्ण कार्य है। हालांकि, खराब बाजार दृष्टिकोण के कारण, प्रमुख निर्माताओं ने निवेश नहीं किया है पर्याप्त रूप से, इसलिए अल्पावधि में बुनियादी सुधार मुश्किल है।

संक्षेप में, वर्तमान तकनीकी विकास के परिप्रेक्ष्य से, ट्विन-स्क्रू एयर कंप्रेसर न केवल तकनीकी रूप से उन्नत हैं बल्कि व्यावहारिक अनुप्रयोगों में भी पूरी तरह से परिपक्व हैं।

3. केन्द्रापसारक कंप्रेसर

एक केन्द्रापसारक कंप्रेसर में, ब्लेड वाला प्ररित करनेवाला कंप्रेसर शाफ्ट पर घूमता है।

प्ररित करनेवाला में प्रवेश करने वाली गैस को ब्लेड द्वारा घूमने के लिए प्रेरित किया जाता है, जिससे गतिज ऊर्जा (वेग) और स्थैतिक दबाव सिर (दबाव) में वृद्धि होती है। गैस फिर प्ररित करनेवाला को छोड़ देती है और विसारक में प्रवेश करती है, जहां गैस का वेग दबाव में परिवर्तित हो जाता है, जिससे दबाव बढ़ जाता है। संपीड़ित गैस आवश्यक दबाव प्राप्त होने तक आगे संपीड़न के लिए अगले चरण प्ररित करनेवाला में प्रवेश करने के लिए मोड़ और वापसी चैनल से गुजरती है।

4. भंवर प्रकार एयर कंप्रेसर

एक भंवर प्रकार के एयर कंप्रेसर में डबल-फ़ंक्शन समीकरण प्रोफाइल के साथ दो स्क्रॉल होते हैं: एक परिक्रमा स्क्रॉल और एक निश्चित स्क्रॉल, एक दूसरे के साथ इंटरमेशिंग। सेवन, संपीड़न और डिस्चार्ज प्रक्रिया के दौरान, निश्चित स्क्रॉल को फ्रेम पर लगाया जाता है, जबकि परिक्रमा स्क्रॉल एक विलक्षण शाफ्ट द्वारा संचालित होता है और एक एंटी-रोटेशन तंत्र द्वारा प्रतिबंधित होता है। यह निश्चित स्क्रॉल के बेस सर्कल के केंद्र के चारों ओर एक छोटे त्रिज्या के साथ एक कक्षीय गति करता है। गैस को निश्चित स्क्रॉल की परिधि पर एयर फिल्टर के माध्यम से खींचा जाता है। जैसे ही सनकी शाफ्ट घूमता है, गैस को धीरे-धीरे जालीदार परिक्रमा और स्थिर स्क्रॉल द्वारा गठित कई अर्धचंद्राकार संपीड़न कक्षों में संपीड़ित किया जाता है, और फिर स्थिर स्क्रॉल के केंद्र भाग में अक्षीय छेद के माध्यम से लगातार छुट्टी दे दी जाती है।

5. वेन एयर कंप्रेसर

एक रोटर को संपीड़न कक्ष में विलक्षण रूप से स्थापित किया जाता है। रोटर पर 4 से 6 वेन होते हैं जो रोटर केंद्र की ओर अक्षीय रूप से स्लाइड कर सकते हैं। वेन को हर समय कक्ष के संपर्क में रखने के लिए वेन के नीचे स्प्रिंग्स स्थापित किए जाते हैं।