کمپرسورهای هوا به دلیل تامین انرژی مورد نیاز بسیاری از دستگاه‌ها، ابزارها و ماشین‌آلات، توسط طیف گسترده‌ای از شرکت‌ها و صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرند. در برخی موارد، خریداران ممکن است هنگام سرمایه گذاری اولیه برای خرید کمپرسور انتظار چرخه‌ی کار مداوم را از دستگاه خود داشته باشند. به منظور انتخاب درست و همچنین استفاده‌ی صحیح از کمپرسور، دانستن چرخه‌های کاری مختلف آن‌ها ضروری بوده و به خریداران کمک میکند تا بهترین کمپرسور باد را تهیه کرده و به خوبی از آن استفاده کنند. در این مطلب اطلاعات مفیدی درباره‌ی چرخه‌های وظیفه‌ی کمپرسور باد و مدت زمان استفاده از آن ارائه کرده و انواع مختلف کمپرسور را برای استفاده‌ی مداوم و یا متناوب معرفی خواهیم کرد.
درک چرخه‌ی کار کمپرسور هوا آسان اما اغلب تشخیص آن دشوار است زیرا هیچ ویژگی و مشخصه‌ی ثابتی وجود ندارد که این مقادیر را در بین تولید کنندگان کمپرسور نشان دهد. به زبان ساده، چرخه‌ی کار کمپرسور باد مدت زمانی است که کمپرسور هوای تحت فشار را تحویل می‌دهد. اگر به صورت درصدی ذکر شده باشد، می‌توانید به راحتی تعداد ثانیه‌ها یا دقیقه‌ها را نشان دهید و این رقم را از کل زمان چرخه کم کنید.
وقتی این مقدار به صورت درصد لیست می‌شود، چرخه‌ی کار برابر است با زمان کار کمپرسور تقسیم بر زمان کل چرخه. بنابراین، این درصد برابر با مدت زمانی است که می‌توانید کمپرسور را روشن نگه دارید (به علاوه مدت زمان خنک کننده مربوطه). به عنوان مثال، یک کمپرسور با چرخه‌ی کار 25٪ ، در هر ساعت به 45 دقیقه زمان استراحت نیاز دارد، به این معنی که می‌تواند به مدت 15 دقیقه فعال باشد. به همین ترتیب، یک کمپرسور با 50٪ چرخه‌ی کار به ازای هر 30 دقیقه روشن شدن به 30 دقیقه تخلیه نیاز دارد.
چرخه‌های کاری کمپرسورها را میتوان به شرح زیر تقسیم کرد:
۱– 25٪ چرخه‌ی وظیفه
اگر کمپرسور باد 25٪ چرخه‌ی کار داشته باشد، یعنی زمان کار آن یک چهارم کل زمان چرخه است. بنابراین، اگر کمپرسور زمان چرخه‌ی 120 ثانیه‌ای داشته باشد، مدت زمان کار 30 ثانیه است. در طول کار، کمپرسور بین هر 30 ثانیه فعالیت تحت فشار، به یک دقیقه و 30 ثانیه استراحت نیاز دارد.
کمپرسور باد با این مقدار زمان کارکرد عمدتا برای برنامه‌های کوچک که فقط به برق متناوب هوا نیاز دارند (مانند کمپرسورهای قابل حمل خانگی و قابل استفاده توسط صنعتگران) مناسب است.
۲– 30٪ چرخه‌ی وظیفه
اگر مشخصات کمپرسور باد 30٪ چرخه‌ی کار را تعیین کند، این بدان معنی است که زمان اجرا یک سوم کل زمان چرخه است. در نتیجه، یک کمپرسور با زمان چرخه‌ی 60 ثانیه‌ای، 20 ثانیه زمان کار دارد. هنگام کار، کمپرسور باید بین هر 20 ثانیه استفاده‌ی فعال 40 ثانیه استراحت کند.
كمپرسور هوا با 30٪ زمان كار كرد را میتوان در كاربردهایی كه به ابزارها به طور مكرر و نه مداوم نیاز است (مانند گاراژهايی كه قطعات موتور هر چند دقيقه بايد بسته و باز شوند) استفاده کرد.
۳– ۵۰٪ چرخه‌ی وظیفه
اگر کمپرسور هوا ۵۰٪ چرخه‌ی کار داشته باشد، می‌تواند نیمی از زمان کل سیکل خود را تامین کند. بنابراین، اگر کمپرسور در مجموع به مدت دو دقیقه کار کند، می‌توانید برای مدت زمان ۶۰ ثانیه هوای تحت فشار را از دستگاه خارج کنید. سپس، باید ۶۰ ثانیه‌ی دیگر منتظر بمانید تا دوباره هوا آماده سازی شود.
کمپرسورهای باد که ۵۰٪ چرخه‌ی کار دارند، عموما برای کارهایی در مقیاس متوسط که فقط نیاز به برق متناوب دارند مورد استفاده قرار می‌گیرند. در بعضی موارد، افرادی که نمی‌خواهند کمپرسورهای بزرگ‌تر و گران‌تری تهیه کنند با دستگاه‌های ۵۰٪ ظرفیت می‌توانند نیاز خود را برآورده کنند.
۴- 75٪ چرخه وظیفه
کمپرسورهای هوا با چرخه‌ی کار ۷۵٪ سه چهارم کل زمان چرخه، کار می‌کنند. به عبارت دیگر، اگر یک کمپرسور زمان سیکل ۶۰ ثانیه‌ای داشته باشد، به مدت ۴۵ ثانیه هوای تحت فشار را آماده میکند. برای کاربردهای مختلف، ۷۵٪ چرخه‌ی کار، کافی در نظر گرفته می‌شود، مانند فروشگاه‌هایی که از ابزار پنوماتیک برای کاربردهای کوتاه استفاده می‌کنند.
به عنوان مثال، در یک گاراژ تعمیرات، از آچارهای پنوماتیک تنها برای چند ثانیه استفاده می‌شود. این ابزارها به هوای مداوم نیاز نداشته و لحظات کوتاه مدت استراحت در هر چرخه از ویژگی‌های آن‌هاست.
۵– ۱۰۰٪ چرخه‌ی وظیفه
اگر یک کمپرسور باد 100٪ چرخه‌ی کار داشته باشد، هوای تحت فشار را برای کل زمان چرخه‌ی خود تحویل می‌دهد. به این ترتیب، این نوع کمپرسور می‌تواند برای فرآیندهایی که به جریان هوا بدون توقف برای چند دقیقه یا چند ساعت نیاز دارند، مانند سمباده‌های پنوماتیک و اسپری‌های نقاشی، استفاده شود.
برای اینکه کمپرسور 100٪ چرخه‌ی کار داشته باشد، موتور باید به یک خنک کننده مجهز شود. در غیر این صورت، فشار بدون توقف می‌تواند باعث گرم شدن بیش از حد موتور شود. چرخه‌ی کار 100٪ معمولا یکی از نیازهای هر کمپرسور باد است که در محیط کارخانه‌ها استفاده می‌شود.
در بیشتر موارد، چرخه‌های وظیفه با دمای متوسط 100 پوند در اینچ مربع (psi) در 70 درجه پایین‌تر، به طور معمول 72 درجه فارنهایت انجام می‌شود. هرگونه انحراف به این عوامل می‌تواند بر زمان چرخه‌ی کمپرسور تاثیر بگذارد.
تعداد دفعات چرخه‌ی کمپرسور باد به طور قابل توجهی بر کارایی سیستم فشرده سازی هوا تاثیر می‌گذارد. استفاده از کمپرسور بیشتر از چرخه‌ی کار توصیه شده می‌تواند سبب فرسودگی زودرس دستگاه شود. تعداد دفعاتی که کمپرسور می‌تواند سیکل خود را طی کند، به زمان چرخه‌ی دستگاه و درجه‌ی چرخه‌ی کار بستگی دارد.
زمان چرخه مدت زمانی است که کمپرسور باد برای بارگیری و تخلیه‌ی هوای فشرده نیاز دارد. هنگامی که کمپرسور هوا به سرعت سیکل خود را طی میکند، انرژی بیشتری مصرف میکند. بهتر است زمان چرخه‌ی طولانی‌تر با تعداد چرخه‌های کمتر داشته باشید تا بیشترین بهره را از کمپرسور هوا بگیرید. چند روش برای افزایش زمان چرخه و کارایی بیشتر کمپرسور باد عبارت‌اند از:
– از مخزن بزرگتری استفاده کنید.
– باند فشار بیشتری را امتحان کنید.
– فشار را بین مخزن اصلی ذخیره و کمپرسور رها کنید.
پمپ‌های خلاء بسیار شبیه به کمپرسورهای هوا کار می‌کنند؛ زیرا از همان فناوری برای فشرده سازی هوا استفاده می‌کنند. این ماشین‌ها همچنین با فرایندهای مداوم یا چرخه‌ای کار می‌کنند. هر یک از این دستگاه‌ها دارای مزایا و معایب خود هستند.
بسیاری از افراد تصور می‌کنند که هرچه به چرخه‌ی کار 100٪ نزدیک‌تر شوید، بهتر است. در برخی موارد، به ویژه در تولید، هدف 0٪ استراحت دستگاه است. با این حال، برای ابزارهایی که لازم نیست بیش از چند دقیقه در یک دوره کار کنند، کمپرسور هوای متناوب کافی است.
۱– انتخاب کمپرسور هوا با چرخه‌های متناوب
غالبا یک چرخه‌ی کار متناوب برای کمک به شما در اتمام کار موجود بدون از دست دادن بهره‌وری کافی است. از جمله:
– پر کردن لاستیک یا سایر وسایل بادی
– تغذیه‌ی ابزارهای مکانیکی، مانند آچارهای پنوماتیک که هر چند دقیقه فقط برای چند ثانیه به هوای فشرده نیاز دارند
– انجام پروژه‌های خانگی
۲– انتخاب کمپرسور هوا با چرخه‌های مداوم و مستمر
چرخه‌های مداوم به شما این امکان را می‌دهند تا بدون خرابی برق، به طور مداوم فشار مورد نیاز ماشین‌آلات و ابزارها را تامین کنید. چرخه‌ی مداوم می‌تواند برای کاربردهای گوناگون از جمله موارد زیر مفید باشد:
– ابزارهای تغذیه‌ای مورد استفاده در ساخت الکترونیک
– کارهای سنگین در مراحل کار در کارخانه‌های تولید مبلمان و تاسیسات تولید اتومبیل
– عملکرد سیستم‌های تسمه‌ی نقاله در ماشین‌آلات کارخانه‌های تولیدی
انواع کمپرسورهایی که به طور کلی چرخه‌های حداکثر کار را ارائه می‌دهند، مدل‌های چرخشی پیچ و گریز از مرکز هستند. هر دو نوع مجهز به سیستم‌های خنک کننده بوده و امکان کار مداوم را بدون آسیب رسیدن به موتور فراهم می‌کنند.
در یک کمپرسور هوای پیچ دوار، هوا از روتور دو پیچ مارپیچ ضد چرخش عبور میکند. روتورها با یک روان کننده پر شده و زمانی که هوا از طریق کمپرسور عبود میکند، به عنوان یک مهر و موم هوا بسته می‌شود. مدل‌های پیچ روتاری به طور معمول واحدهای بزرگی بوده و مناسب‌ترین کمپرسورها برای تأسیسات صنعتی هستند. بیشتر مدل‌های کمپرسور باد پیچ دوار 100٪ چرخه‌ی کار را ارائه داده و به کاربران این امکان را می‌دهند که فشار مورد نظر برای فرآیندهای پنوماتیک را بدون توقف را تامین کنند.
انواع کمپرسورهایی که برای استفاده‌ی متناوب ایده‌آل هستند، معمولا واحدهای کوچکتر و قابل حمل از نوع کمپرسور پیستونی می‌باشند. در کمپرسور باد پیستونی، هوا به داخل سیلندر کشیده شده و با یک پیستون محور میل لنگ تحت فشار قرار می‌گیرد. در یک کمپرسور تک مرحله‌ای، هر دوره از هوا به طور معمول با فشار 120 psi یک بار تحت فشار قرار می‌گیرد. در کمپرسور پیستونی دو مرحله‌ای، هوا به سیلندر دوم منتقل شده و دوباره فشرده می‌شود (این بار توسط یک پیستون کوچکتر با سرعت بالاتر از 175 psi).
کمپرسورهای پیستونی فاقد اجزای خنک کننده‌ی لازم برای فعالیت مداوم و بدون وقفه هستند. بنابراین، کمپرسورهای پیستونی عموما به چرخه‌های کاری کوچکتر در محدوده‌ی ۲۵ تا ۵۰ درصد محدود می‌شوند.
کمپرسورهای پیستونی قابل حمل تک مرحله‌ای واحدهای کوچکی هستند که برای مصارف کم طراحی شده‌اند. این واحد می‌تواند در هر اتاق یا فضای کاری مستقر شود، خواه در گاراژ، آشپزخانه یا حیاط خانه. کمپرسور پیستونی تک مرحله‌ای بین ۴ تا 12.4 ACFM هوا تولید کرده و میتوان این حجم هوا را برای طیف کمی از برنامه‌ها تنظیم کرد. کمپرسور تک مرحله‌ای با 110 تا 145 psi همچنین می‌تواند نیاز به هوای فشرده‌ی چندین ابزار پنوماتیک خانگی را به طور هم‌زمان در چرخه‌های کار متناوب تامین کند.
اگر با ابزارهایی کار می کنید که نیاز به چسب کاری یا رنگ آمیزی دارند، کمپرسور باد تک مرحله‌ای انرژی مورد نیاز آن‌ها را فراهم خواهد کرد. اگر برای اندازه گیری‌های خاص نیاز به برش قطعات چوب یا فلز دارید، یک کمپرسور تک مرحله‌ای می‌تواند به شما کمک کند تا کار را با سهولت و رضایت انجام دهید. با قدرت کمپرسورهای پیستونی تک مرحله‌ای، صنعتگران می‌توانند محصولات خود را در حجم بالاتر و با استانداردهای حرفه‌ای تولید کنند.
