מהו מנוע לחץ אוויר מסוג ברג עם שמן-בשיפוע ואיך הוא פועל?

עקרון הפעולה המרכזי של ה- קומפרסור אויר דוחס בורג עם שפיכת שמן

דינמיקת הרוטורים הדו-ברגיים ואיטום הסרט השמני המוסנכרן

מחשפי אוויר סקרוו למזוהמים בשמן פועלים בעזרת רוטורים הליקואידים שתוכננו בקפידה. כאשר הרוטור הזכר מסתובב, בדרך כלל על ידי מנוע חשמלי, השיניות שלו מתאימות לאלה של הרוטור הנקבה בזמן שהם מסתובבים בכיוונים מנוגדים. תנועה מאורגנת זו יוצרת כיסי אוויר שזזים לאורך האורך של המחשה מהכניסה ליציאה. ככל שהכיסים האלה נעים דרך המערכת, המרחב בין הרוטורים קטן פי חמש בערך, וזה מה שמצמיח את האוויר בפועל. השמן המוזרק ממלא שלוש תפקידים חשובים בו זמנית: הוא יוצר סרט דק שמעכב דליפות מקוות קטנות, מונע את החלקים הנעים בצורה טובה, ומסיר את החום שנוצר במהלך הצמיחה. בזכות העיצוב החכם הזה, מכונות אלו יכולות לפעול ללא הפסקה במהירויות שמעל 3000 סיבובים לדקה, תוך שמירה על יעילות של כ-90 אחוז ברוב היישומים התעשייתיים.

מדוע הזנה בשמן שולטת ביישומים תעשייתיים של מחשפי אוויר סקרוו

יצרנים בתעשיית הבניין והתעבורה מעדיפים עיצובים עם שמן צלול כי הם פשוט יותר משתלמים בכללותם. השמן המוזרק בפועל סופג כ-70% מהחום שנוצר במהלך הפעולה, מה שאומר שחברות אינן נאלצות להתקין מערכות קירור ענקיות. זה מאפשר יחידות דחיסה קטנות יותר שיכולות עדיין להתמודד עם קצב זרימת אוויר של 50–250 רגל מעוקב לדקה בלחצים שבין 100 ל-150 פאונד ליש"ר. יתרון נוסף גדול הוא שהשכבה השמנית מסייעת לצמצם את רמת הרעש ב-8–12 דציבלים, מה שהופך את המכונות האלה למתאימות גם במוסדות שבהם תקנות הרעש מחמירות. בנוסף, יש צורך במaintenance קטן יותר מכיוון שאין גלגלי שיניים לסנכרון, והמחיר ההתחלתי נמוך ב-30–40% לעומת דגמים חסרי שמן. עבור רוב הצרכים התעשייתיים היומיומיים באוויר, שם אין דרישה לדיוק מוחלט, דחיסות משומנות ממשיכות להיות הבחירה הנפוצה ביותר למספר רב של מתקנים בתחומים שונים.

ארבע פונקציות קריטיות של השמן במדחס אויר דריבתי

מעבר לszיקון, שמן ממלא שלוש תפקידים חיוניים נוספים במדחסי דריבת:

• שיקון וסגירה: מניעת דליפת אוויר ("בלו-בי") כדי למקסם את היעילות הנפחית
  השמן יוצר אטם דינמי בין הדורבים, מפחית את דליפת האוויר ("בלו-בי") עד ב-15% ומשמר את היעילות הנפחית מעל 90%.

• קירור: ספיגת כ-70% מחום הדחיסה — עקרונות בסיסיים בניהול תרמי
  השמן המוזרק סופג את רוב האנרגיה התרמית שנוצרת במהלך הדחיסה, ומונע חימום יתר של הדורבים, מה שמאפשר פעילות יציבה בתחומי הלחץ התעשייתיים הסטנדרטיים.

• הפחתת רעש: דämpינג על ידי שכבת שמן מפחית את הפליטה הקולית ב-8–12 דב(A)
  שכבת השמן בין המשטחים הסובבים פועלת כמערכת דämpינג קולית יעילה, המפחיתה את רמת הרעש בתפעול ל-70–75 דב(A) — בתוך הגבולות המותרים על-ידי OSHA להיח exposure מתמשך במקום העבודה.

אינטגרציה רב-תפקודית זו מאפשרת לקומפרסורים סקرو מוזרמים שמתוחזקים כראוי להגיע ל-50,000 שעות פעילות ומעלה.

רכיבים מרכזיים ותהליך הפרדת השמן מהגז

החלק האחורי של המנוע (Air-end), אגן השמן ואבּרִיכת השמן: בקרה תרמית וזרימה משולבת

בתוך החלק האחורי של המנוע (air-end) נמצאים שני הגלילים הסיבוביים (twin rotors) שמבצעים את רוב העבודה הכבדה במערכת הדחיסה. בינתיים, אגן השמן פועל כאחסון לשמן השמירה במערכת המוגנת הזו. כאשר השמן זורם מאגן השמן אל החלק האחורי של המנוע, הוא עוזר לשמור על החסימה הנכונה של המערכת ומשמר טמפרטורה נמוכה במהלך הפעולה. לאחר שעבר דרך אבּרִיכת השמן, שבה מתפזרות כ־שני שלישים מהחום שנוצר, השמן חוזר לחלק האחורי של המנוע בריכוז המדויק הנדרש. בקרת הטמפרטורה המדויקת הזו מבטיחה שהשמן יוכל לשמור על יעילות נפחית מתאימה גם כאשר המכונה פועלת לאורך זמן ללא חימום יתר.

הפרדה רב-שלבית: התאחדות (coalescing), ספיגה (adsorption) וסינון מכני להעברת שמן נמוכה מ-3 ppm

הפרדת השמן והגז לאחר הלחיצה מתרחשת במספר שלבים מחוברים. השלב הראשון משתמש בכוח צנטריפוגלי בתוך המפריד כדי להוציא כ-95% מהטיפות השמן הגדולות יותר. מה שנשאר עובר לעיבוד נוסף על ידי מסננים מאחדים שמאחדים את חלקיקי השמן הקטנים האלה לחלקיקים גדולים יותר שניתן לרוקן בפועל. עבור החלקיקים הקטנים ביותר, אנו סומכים על חומר ספיגה, בדרך כלל פחם פעיל שמעורב בו איכשהו, אשר תופס את האירוסולים שגודלם קטן ממיקרון. בנוסף, מסנן מכני פועל ברקע לאורך כל התהליך כדי לתפוס כל חלקיקים שמגיעים מהזרם העליון. כאשר כל המערכת פועלת כראוי, מערכת זו שומרת על ערך העברת השמן מתחת ל-3 חלקים למיליון ברוב המקרים, מה שמשמעו אויר נקי יותר בהמשך והגנה טובה יותר לכל הציוד שמצוי במורד מהנקודה הזו.

מפעלי לחץ אוויר דלקתיים בעלי מהירות קבועה לעומת מפעלי לחץ אוויר דלקתיים בעלי מהירות משתנה (VSD): ניהול שמן והשלכות על היעילות

מְחַבְּרִים סְטַטִּיִּים בְּמִהְרוּת קְבוּעָה מְשַׁמְּרִים אֶת מִהְרוּת הַסִּיבוּב שֶׁל הַמּוֹטוֹר בְּצֵד הַשָּׁוֶה, בְּאֵיזֶה שֶׁיִּהְיֶה הַבִּקֵּשׁ – וּמְשַׁנִּים אֶת הַיְּצִיאָה עַל־יְדֵי שְׁעָרִים בַּפֶּתַח כְּשֶׁזֶּה נִזְקָק. הַפְּשִׁיטוּת שֶׁל הַמִּבְנֶה מְעַבֶּרֶת בְּיָפֶה בְּיְחִידוֹת יְסוֹדִיּוֹת, אֲבָל בָּאָה בְּעֶרְכָּה בִּזְמַנִּים שֶׁמְּבֻקֶּשֶׁת רַק מִסְפָּר חֲלָקִי (part load). הָאֲנֶרְגִּיָּה נִשְׁחֶתֶת, כִּי הַמּוֹטוֹר מִתְחַזֵּק בְּצֵד הַשָּׁוֶה אֲפִלּוּ כְּשֶׁאֵין לְהוּא עֲבוֹדָה רַבָּה. זֶה הַמָּקוֹם שֶׁמוֹדְלִים בִּמְהִירוּת מְשֻׁנָּה (VSD) מַצְלִיחִים בְּיוֹתֵר. הַמְּחַבְּרִים הָאֵלֶּה יְכוֹלִים לְשַׁנּוֹת בְּאֹפֶן מַמָּשִׁי אֶת מִהְרוּת הַסִּיבוּב שֶׁל הַמּוֹטוֹר לְפִי כַּמָּה אוֹרֶךְ צָרִיךְ לְהַזְרִים כְּעֵת זוֹ, וּבְזֶה מְקַצְּצִים אֶת צָרְכָּן הָאֲנֶרְגִּיָּה בְּכִמְעַט 30–50% בְּמִשְׁרָדִים שֶׁהַבִּקֵּשׁ בָּהֶם מִשְׁתַּנֶּה בְּתוֹךְ הַיּוֹם. הַשְּׁפִיעָה שֶׁל זֶה עַל מַעֲרָכוֹת הַשֶּׁמֶן מְעַנְיֶנֶת גַּם כֵּן בְּיָדַיִם רַבּוֹת. יְחִידוֹת מִהְרוּת קְבוּעָה פּוֹעֲלוֹת בְּתְנָאִים תְּרְמוֹלִיִּים יְתֵרָה מְשֻׁקָּטִים, וְלָכֵן הַשֶּׁמֶן נוֹשֵׁם וְהַמְּסַנְּנִים פּוֹעֲלִים בְּצֵד הַמְּצֻפֶּה בְּרֹב הַזְּמַנִּים. אֲבָל מְחַבְּרִים בִּמְהִירוּת מְשֻׁנָּה נוֹשְׂאִים אֶת כָּל מִינֵי הַהִתְחַלְּפוּת בְּאוֹנִים וְהַשְׁפָּעוֹת בְּשֶׁמֶן שֶׁמִּתְשַׁנּוֹת כְּשֶׁהֵם מַגְבִּיהִים וּמַנְמִיכִים אֶת הַמִּהְרוּת. זֶה מַעֲנִיק לַיְּצָרִים צָרְכָּן לִפְתֹּר אֶת בַּעְיַת הַהִתְקָרְרוּת בְּפִתְרוֹנוֹת מְשֻׁפָּרוֹת יוֹתֵר, וּלְהַכְנִיס מַעֲרָכוֹת סִנּוּן מְדוּיָּקוֹת יוֹתֵר בְּיָתֵר, כְּדֵי לְשַׁמֵּר אֶת צִמְקִיּוּת הַשֶּׁמֶן בְּעֵרֶךְ הַנָּכוֹן בְּכָל מִהְרוּת. בְּעֵרֶךְ אַחֵר, עָלוֹת בְּעִיּוּתִים בְּהַשְּׁמִינָה, בְּשִׁמְרוּת הַחֲתִימָה וּבְהַעֲבָרַת שֶׁמֶן מְסֻפָּק בְּיֶתֶר מִדַּאי לְתוֹךְ זְרֵמֵי הָאוֹרֶךְ הַמְּדֻכְאָкִים בְּעֵת הַהִתְחַלְּפוּת הַמְּשֻׁכֶּפֶת בַּמִּהְרוּת.

שאלות נפוצות

מהן שלושת התפקידים העיקריים של השמן במדחס אויר דריבתי?

השמן במדחס אויר דריבתי פועל כשכבה שמנונית לחלקים הנעים, יוצר אטימה למניעת דליפת אויר, וסופג את החום שנוצר במהלך הדחיסה.

למה מעדיפים מדחסי דריבת שמן ביישומים תעשייתיים?

הם מועדפים בשל יעילותם הכלכלית, ספיגת החום היעילה על ידי השמן, הפחתת רמות הרעש, תחזוקה נמוכה יותר, ועלות התחלתית נמוכה יותר בהשוואה למודלים חסרי שמן.

איך מדחס עם נעילת מהירות משתנה חוסך אנרגיה?

מדחסי VSD מתאמים את מהירות המנוע בהתאם לדרישה, ומחסכים אנרגיה ב-30 עד 50% על ידי מניעת פעולת המנוע הלא נחוצה בתקופות דרישה נמוכה.