كيف يعمل ضاغط الهواء اللولبي؟

تُعدّ ضواغط الهواء اللولبية حجر الزاوية في العمليات الصناعية الحديثة، حيث تُزوِّد بطاقة الدفع لكل شيء بدءًا من خطوط التجميع في التصنيع ووصولًا إلى إنتاج الأدوية. إن موثوقيتها وكفاءتها في استهلاك الطاقة تجعلها الخيار الأول للشركات التي تسعى لتوفير هواء مضغوط بشكل مستمر. إن فهم آلية عملها لا يساعد فقط على التشغيل الأمثل، بل يسهم أيضًا في اختيار النوع المناسب—المحقون بالزيت أو الخالي من الزيت—لتطبيقات معينة. دعونا نحلل هذه العملية ونتناول الاعتبارات الحرجة للمستخدمين الصناعيين. تعتمد فكرة عمل ضاغط الهواء اللولبي على إزاحة إيجابية للهواء من خلال دوران دوارين متداخلين. فيما يلي تحليل مفصل خطوة بخطوة لهذه العملية، بدءًا من سحب الهواء وصولاً إلى توصيل هواء عالي الضغط:

الصورة: نظام ضاغط هواء أساسي

الخطوة 1: سحب الهواء

تبدأ العملية عندما يدور محرك الضاغط الدوار الذكر، والذي بدوره يُหมيّد الدوار الأنثى (إما عن طريق التشابك المباشر أو عجلات التوقيت). وعندما يبدأ الدواران بالدوران، تتوسع المساحات بين ألسنة الدوار (المعروفة باسم "جيوب")، مما يُنشئ منطقة ضغط منخفض عند مدخل فتحة الهواء. ويؤدي هذا الضغط المنخفض إلى سحب الهواء الجوي من خلال فلتر، يقوم بإزالة الغبار والأوساخ والشوائب الأخرى لحماية المكونات الداخلية للضاغط.

الخطوة 2: الضغط

بينما تستمر الدوارات في الدوران، يتم احتجاز جيوب الهواء بين شفرات الدوار والغلاف الخارجي للضاغط. يقوم التصميم المتشابك للدوارات بتقليل حجم هذه الجيوب تدريجيًا مع تحركها نحو منفذ التفريغ. يؤدي هذا التخفيض في الحجم إلى زيادة ضغط الهواء — وتُعرف هذه العملية بالضغط بالإزاحة الإيجابية. وفي النماذج التي تُحقن بالزيت، يتم حقن زيت تزييت في غرفة الضغط في هذه المرحلة لتبريد الهواء، وسد الفراغات بين الدوارات، وتقليل الاحتكاك.

الخطوة 3: فصل الهواء عن الزيت (النماذج التي تُحقن بالزيت فقط)

في الضواغط المحقونة بالزيت، يتم تصريف خليط الهواء والزيت المضغوط إلى خزان فاصل. هنا، يتم إبطاء الخليط، مما يسمح لقطرات الزيت الأثقل بالاستقرار في قاع الخزان. ثم يمر الهواء عبر سلسلة من الفلاتر (بما في ذلك فلاتر التكاثف) لإزالة أي ضباب زيت متبقي، ويُضمن بذلك أن هواء العادم يلبي معايير النقاء المطلوبة. بعد الفصل، يتم تبريد الزيت وتنقيته وإعادة تدويره إلى غرفة الضغط لاستخدامه مرة أخرى.

الخطوة 4: التبريد والتجفيف

يولد الهواء المضغوط حرارة بسبب تقليل الحجم (الانضغاط الأديباتي). ولمنع تلف الضاغط وضمان تشغيل فعال، يُمرر الهواء المضغوط عبر مبرد (إما تبريد بالهواء أو تبريد بماء) لخفض درجة حرارته. كما أن تبريد الهواء يقلل من محتواه من الرطوبة، لأن الهواء البارد لا يمكنه احتجاز نفس كمية بخار الماء. وفي التطبيقات التي تتطلب هواءً جافًا، قد يتم تركيب معدات إضافية للتجفيف (مثل مجففات التجفيف الكيميائي أو مجففات التبريد) بعد الضاغط مباشرة.

الصورة: جهاز تجفيف حرارة الانضغاط PUFCO

الخطوة 5: التفريغ والتخزين

بعد ذلك، يُفرغ الهواء المضغوط المبرد والمجفف والمُصفّى من الضاغط ويُخزن في خزان استقبال الهواء. يعمل خزان الاستقبال كوسيلة تخفيف، حيث يقلل من تقلبات الضغط ويضمن توريدًا مستقرًا للهواء إلى التطبيق. كما يسمح أيضًا لأي رطوبة متبقية بالتكثف والاستقرار في القاع، حيث يمكن تصريفها بشكل دوري.