מדחסים, מאווררים ומפוחים - הבנה בסיסית

מדחסים, מאווררים ומפוחים נמצאים בשימוש נרחב בתעשיות שונות. מכשירים אלה מתאימים למדי לתהליכים מורכבים והפכו הכרחיים עבור יישומים ספציפיים. הם מוגדרים במונחים פשוטים כדלקמן:

• מַדחֵס:מדחס הוא מכונה אשר מפחיתה את נפח הגז או הנוזל על ידי יצירת לחץ גבוה. ניתן גם לומר שמדחס פשוט דוחס חומר שהוא בדרך כלל גז.
• אוהדים:מאוורר הוא מכונה המשמשת להזזת נוזלים או אוויר. הוא מופעל באמצעות מנוע חשמלי המסובב את הלהבים המחוברים לציר.
• מפוחים:מפוח הוא מכונה להזזת אוויר בלחץ בינוני. או במילים פשוטות, מפוחים משמשים לנשיפת אוויר/גז.

ההבדל הבסיסי בין שלושת המכשירים הנ"ל הוא האופן שבו הם מניעים או מעבירים אוויר/גז ומפעילים לחץ במערכת. מדחסים, מאווררים ומפוחים מוגדרים על ידי ASME (האגודה האמריקאית למהנדסי מכונות) כיחס בין לחץ הפריקה ללחץ היניקה. למאווררים יש יחס ספציפי של עד 1.11, למפוחים מ-1.11 עד 1.20 ולמדחסים יש יחס ספציפי של יותר מ-1.20.

סוגי מדחסים

ניתן לחלק את סוגי המדחסים בעיקר לשניים:תזוזה חיובית ודינמיקה

מדחסים בעלי תזוזה חיובית הם שוב משני סוגים:סיבובי והדדי

• סוגי מדחסים סיבוביים הם אונה, בורג, טבעת נוזלית, גלילה ומדחסים.
• סוגי מדחסים בודד הם דיאפרגמה, מדחסים כפולים ומדחסים חד-פעמיים.

ניתן לסווג מדחסים דינמיים לצנטריפוגלים וציריים.

בואו נבין את אלה בפירוט.

מדחסים בעלי תזוזה חיוביתלהשתמש במערכת שמכניסה נפח אוויר לתא, ולאחר מכן מפחיתה את נפח התא כדי לדחוס את האוויר. כפי שהשם מרמז, ישנה תזוזה של הרכיב שמפחיתה את נפח התא ובכך דוחסת אוויר/גז. מצד שני, ב-מדחס דינמי, יש שינוי במהירות הנוזל וכתוצאה מכך נוצרת אנרגיה קינטית היוצרת לחץ.

מדחסים בוכנה משתמשים בבוכנות במקומות בהם לחץ האוויר ביציאה גבוה, כמות האוויר הניזון נמוכה ומהירות המדחס נמוכה. הם מתאימים ליחס לחץ בינוני וגבוה ולנפחי גז. מצד שני, מדחסים סיבוביים מתאימים ללחצים נמוכים ובינוניים ולנפחים גדולים. למדחסים אלה אין בוכנות וגל ארכובה. במקום זאת, למדחסים אלה יש ברגים, כנפי אוויר, גלילה וכו'. לכן ניתן לסווג אותם עוד יותר על סמך הרכיב בו הם מצוידים.

סוגי מדחסים סיבוביים

• גלילה: בציוד זה, אוויר נדחס באמצעות שתי ספירלות או מגילות. גלילה אחת קבועה ואינה זזה והשנייה נעה בתנועה מעגלית. האוויר נלכד בתוך הנתיב הספירלי של אותו אלמנט ונדחס במרכז הספירלה. אלה לרוב בעלי עיצובים נטולי שמן ודורשים תחזוקה מועטה.
• כנף: מורכבת מכנף הנעה פנימה והחוצה בתוך אימפלר ודחיסה מתרחשת בגלל תנועה גורפת זו. זה דוחף את האדים למקטעים קטנים, מה שהופך אותם לאדים בלחץ גבוה ובטמפרטורה גבוהה.
• אונה: מורכבת משתי אונות המסתובבות בתוך מעטפת סגורה. אונות אלו מוזזות זו בזו ב-90 מעלות ביחס לזו. כאשר הרוטור מסתובב, אוויר נשאב אל צד הכניסה של מעטפת הצילינדר ונדחק החוצה בכוח מצד היציאה כנגד לחץ המערכת. לאחר מכן האוויר הדחוס מוזרם אל צינור האספקה.
• בורג: מדחס זה מצויד בשני ברגים המשולבים זה בזה, אשר לוכדים אוויר בין הבורג למארז המדחס, וכתוצאה מכך הוא סוחט ומסיר אותו בלחץ גבוה יותר משסתום האספקה. מדחסי הבורג מתאימים ויעילים בדרישות לחץ אוויר נמוך. בהשוואה למדחס בוכנה, אספקת האוויר הדחוס רציפה בסוג זה של מדחס והוא שקט בפעולה.
• גלילה: למדחסים מסוג גלילה יש גלילה המונעת על ידי מנוע ראשי. הקצוות החיצוניים של הגלילה לוכדים אוויר, וכשהיא מסתובבת, האוויר נע מבחוץ פנימה וכך נדחס עקב צמצום השטח. האוויר הדחוס מסופק דרך החלל המרכזי של הגלילה אל צינור האספקה.
• טבעת נוזל: מורכבת מכנפי נוזל הנעות פנימה והחוצה בתוך אימפלר, ובעקבות תנועה זו מתרחשת דחיסה. תנועה זו כופה את האדים לחלקים קטנים, מה שהופך אותם לאדים בלחץ גבוה ובטמפרטורה גבוהה.
• בסוג זה של מדחס, הלהבים בנויים בתוך מעטפת גלילית. כאשר המנוע מסתובב, הגז נדחס. לאחר מכן, נוזל, בעיקר מים, מוזן לתוך המכשיר, ובאמצעות תאוצה צנטריפוגלית, הוא יוצר טבעת נוזל דרך הלהבים, אשר בתורה יוצרת תא דחיסה. הוא מסוגל לדחוס את כל הגזים והאדים, אפילו אבק ונוזלים.

• מדחס גומלין

• מדחסים חד-פעוליים:בוכנה זו פועלת על אוויר בכיוון אחד בלבד. האוויר נדחס רק בחלק העליון של הבוכנה.
• מדחסים דו-פעוליים:יש לו שני סטים של שסתומי יניקה/כניסה ומסירה משני צידי הבוכנה. שני צידי הבוכנה משמשים לדחיסת האוויר.

• מדחסים דינמיים

  ההבדל העיקרי בין מדחסים דינמיים ודינמיים הוא שמדחס תזוזה עובד בזרימה קבועה, בעוד שמדחס דינמי כמו צנטריפוגלי וצירי עובד בלחץ קבוע וביצועיהם מושפעים מתנאים חיצוניים כמו שינויים בטמפרטורות הכניסה וכו'. במדחס צירי, הגז או הנוזל זורמים במקביל לציר הסיבוב או בצורה צירית. זהו מדחס מסתובב שיכול להפעיל לחץ רציף על גזים. להבי המדחס הצירי קרובים יחסית זה לזה. במדחס צנטריפוגלי, הנוזל נכנס ממרכז האימפלר, ונע החוצה דרך הפריפריה באמצעות להבי הנחיה, ובכך מפחית את המהירות ומגביר את הלחץ. מדחס זה ידוע גם כמדחס טורבו. הם מדחסים יעילים ואמינים. עם זאת, יחס הדחיסה שלהם נמוך יותר ממדחסים ציריים. כמו כן, מדחסים צנטריפוגליים אמינים יותר אם מקפידים על תקני API (המכון האמריקאי לנפט) 617.

  סוגי מאווררים

  בהתאם לעיצובים שלהם, להלן סוגי המאווררים העיקריים:

• מאוורר צנטריפוגלי:
• במאוורר מסוג זה, זרימת האוויר משנה כיוון. הם יכולים להיות משופעים, רדיאלים, מעוקלים קדימה, מעוקלים אחורה וכו'. מאווררים מסוג זה מתאימים לטמפרטורות גבוהות ולמהירויות קצה להבים נמוכות ובינוניות בלחצים גבוהים. ניתן להשתמש בהם ביעילות עבור זרמי אוויר מזוהמים מאוד.
• מאווררים ציריים:במאוורר מסוג זה, אין שינוי בכיוון זרימת האוויר. הם יכולים להיות מאווררים מסוג ואנאקסיאלי, טובואקסיאלי ומדחף. הם מייצרים לחץ נמוך יותר מאשר מאווררים צנטריפוגליים. מאווררים מסוג מדחף מסוגלים לקצבי זרימה גבוהים בלחצים נמוכים. למאווררים צינוריים יש לחץ נמוך/בינוני ויכולת זרימה גבוהה. למאווררים צינוריים יש להבי הנחיה לכניסה או יציאה, והם מציגים יכולות לחץ גבוה וקצב זרימה בינוני.
• לכן, מדחסים, מאווררים ומפוחים מכסים במידה רבה את התעשיות העירוניות, הייצור, הנפט והגז, הכרייה והחקלאות עבור יישומים שונים, פשוטים או מורכבים באופיים. זרימת האוויר הנדרשת בתהליך יחד עם לחץ היציאה הנדרש הם גורמים מרכזיים הקובעים את בחירת סוג וגודל המאוורר. תכנון מארז המאוורר ותעלותו קובעים גם את יעילות פעולתם.
  

  מפוחים

  מפוח הוא ציוד או מכשיר המגביר את מהירות האוויר או הגז כאשר הם עוברים דרך אימפלרים מצוידים. הם משמשים בעיקר לזרימת אוויר/גז הנדרשים לניקוז, שאיבה, קירור, אוורור, שינוע וכו'. מפוח ידוע גם כמאווררים צנטריפוגליים בתעשייה. במפוח, לחץ הכניסה נמוך וגבוה יותר ביציאה. האנרגיה הקינטית של הלהבים מגבירה את לחץ האוויר ביציאה. מפוחים משמשים בעיקר בתעשיות לדרישות לחץ בינוניות שבהן הלחץ גבוה יותר מהמאוורר ונמוך מהמדחס.

  סוגי מפוחים:מפוחים יכולים להיות מסווגים גם כמפוחים צנטריפוגליים ומפוחים בעלי תזוזה חיובית. כמו מאווררים, מפוחים משתמשים בלהבים בעיצובים שונים כגון מעוקלים לאחור, מעוקלים קדימה ורדיאליים. הם מונעים בעיקר על ידי מנוע חשמלי. הם יכולים להיות יחידות חד-שלביות או רב-שלביות ולהשתמש במדחפים במהירות גבוהה כדי ליצור מהירות לאוויר או לגזים אחרים.

  מפוחי תזוזה חיובית דומים למשאבות PDP, אשר סוחטות נוזל שבתורו מגביר את הלחץ. סוג זה של מפוח עדיף על פני מפוח צנטריפוגלי כאשר נדרש לחץ גבוה בתהליך.

  יישומים של מדחסים, מאווררים ומפוחים

  מדחסים, מאווררים ומפוחים משמשים בעיקר לתהליכים כגון דחיסת גז, אוורור טיפול במים, אוורור אוויר, טיפול בחומרים, ייבוש אוויר וכו'. יישומי אוויר דחוס נמצאים בשימוש נרחב בתחומים שונים כגון תעופה וחלל, רכב, ייצור כימי, אלקטרוניקה, מזון ומשקאות, ייצור כללי, ייצור זכוכית, בתי חולים/רפואה, כרייה, תרופות, פלסטיק, ייצור חשמל, מוצרי עץ ועוד רבים.

  היתרון העיקרי של מדחס אוויר הוא השימוש בו בתעשיית טיהור המים. טיפול בשפכים הוא תהליך מורכב הדורש פירוק מיליוני חיידקים וכן פסולת אורגנית.

  מאווררים תעשייתיים משמשים גם במגוון יישומים כגון כימיקלים, רפואה, רכב,חַקלָאִי,כְּרִיָה, עיבוד מזון ותעשיות הבנייה, אשר כל אחת מהן יכולה להשתמש במאווררים תעשייתיים עבור התהליכים שלה. הם משמשים בעיקר ביישומי קירור וייבוש רבים.

  מפוחים צנטריפוגליים משמשים באופן שגרתי ליישומים כגון בקרת אבק, אספקת אוויר בעירה, במערכות קירור וייבוש, עבור מאווררי מיטה נוזלית עם מערכות מסוע אוויר וכו'. מפוחים בעלי תזוזה חיובית משמשים לעתים קרובות בהולכה פנאומטית, ולאוורור שפכים, שטיפת מסננים והגברת גז, כמו גם להזזת גזים מכל הסוגים בתעשיות הפטרוכימיות.

• לכל שאלה או עזרה נוספת, אל תהססו לפנות אלינו.