كيف يعمل ضاغط الهواء

مبدأ عمل ضاغط الهواء

هو جهاز ميكانيكيّ يحتوي على مكابس وصمّامات، يعمل من خلالها على جمع الهواء وضغطه داخل خزان إلى حدّ معين، وآلية ضغط الهواء تكون عن طريق تقليل حجمه.

يشبه مبدأ عمله عمل المضخّات من حيث أنّ كليهما قادر على زيادة ضغط المائع ونقله خلال أنابيب، لكن في الضواغط الغازات تضغط فيقل حجمها، أمّا في المضخّات فإنّ السوائل موادّ غير قابلة للانضغاط فتحافظ على حجمها، وينتج عن الضغط قوّة تعمل على نقل السائل من مكان إلى آخر وهذا هو مبدأ عمل مضخّات السوائل.

ضواغط الهواء في المَركبات هي ضواغط محرّك احتراق، تعتمد على الحركة المنتظمة للمكبس للأعلى والأسفل التي من خلالها يدخل الهواء ويتمّ ضغطه داخل الخزان، وبعض الأنواع تعتمد على الأغشية لسحب الهواء وضغطه ومنعه من العودة للخلف والخروج خارج الخزان أثناء عملية الجمع.

تطوّرت صناعة الضواغط في عصرنا الحالي واليوم الضاغط قادر على تخزين غاز بضغط هائل ليكون جاهز للاستخدامات الصناعية.

سعة ضاغط الهواء

يتم تحديد سعة ضاغط الهواء من خلال تحديد كمية الهواء التي يمكن دخولها إلى الخزان مع القدرة على ضغطها لحدّ معيّن، وعادة ما يكون الضغط 690 كيلو باسكال عند درجة حرارة 20 درجة مئوية والرطوبة 38%، وتقاس سعة الضاغط بوحدة م3/ ساعة، وعادة ما يتمّ تضمين اسم الضاغط سعته.

عدد الأجهزة التي يمكن تشغيلها باستخدام الضاغط يعتمد على حجم الغاز الذي يحتاجه كلّ جهاز، فلا يمكن تشغيل عدد من الأجهزة معاً تحتاج إلى حجم غاز أكبر من سعة الضاغط، وفي حال تمّ تشغيل عدد كبير من الأجهزة يفوق قدرة الضاغط يكون ذلك سبباً في تلفه.

أنواع الضواغط الهوائية

تقسم الضواغط بشكل أساسي إلى نوعين هما، ويضم كل صنف عدة أنواع بداخله كالآتي:

الضواغط الحركية Dynamic Compressor

• الضواغط المركزية: تتكون من قرص دوار يدخل الهواء بشكل موازٍ لمحور الدوران ويخرجه بشكل عموديّ، ومن خلال الدوران يعمل الجهاز على زيادة سرعة الغاز فيزداد الضغط، ومن ثم يعمل على تحويل قوّة ضغط الغاز إلى قوّة حركيّة يندفع فيها الغاز، ويستخدم عند الحاجة لقوّة متواصلة مثل عمليات تنقية الزيوت في المحطات البتروكيماوية، ويمكن مضاعفة الضغط الصادرة عن مثل هذا النوع من الضواغط ليصل إلى أكثر من 69000 باسكال.
• الضواغط المحورية: في هذا النوع من الضواغط يوجد مروحة تدور حول محور، الهدف من وجودها زيادة سرعة الغاز الداخل إلى المضخّة وإبعاده عن المركز ليصل إلى المشتّت، تعتبر هذه الأنواع من الضواغط غالية الثمن؛ لأنّها تحتوي العديد من القطع والفراغات بينها محسوبة بدقة عالية وتصنع من مواد عالية الجودة.

ضواغط الإزاحة الموجبة positive displacement compressor

• ضاغط تردّديّ Reciprocating Compressor: يحتوي هذا النوع من الضواغط على بستون أي مكبس، قد يكون هذا النوع من الضواغط أحادي الأسطوانة أو متعدّد الأسطوانات بمعنى أكثر تعقيداً، يعمل على مرحلة واحدة أو عدّة مراحل، الطاقة المحرّكة له إمّا أن تكون ناشئة عن محرّك كهربائيّ أو محرّك احتراق داخليّ، يعمل هذا النوع من الضواغط بمبدأ حركة البستون حركة البستون للأعلى تعمل على دفع الهواء للداخل وحركته بالاتجاه الآخر تعمل على ضغط الهواء لدرجة معيّنة ممّا يؤدّي إلى فتح صمام الدفع وخروج الهواء بقوة.
• الضاغط الدّورانيّ rotary compressor: ضاغط يحتوي على محور دوران لا مركزيّ له شفرات متحرّكة، تعمل على ضغط الغاز بداخله جراء حركته، وهو أنواع منها .Scroll compressors, Rotary screw compressors.

التطبيقات العلميّة على الضواغط

الاستخدامات للضواغط متعدّدة منها تعرف ما هو مألوف لنا مثل:

• الضاغط في ورشات صيانة السيارات، والذي يستخدم لتعبئة الإطارات.
• الضاغط المستخدم في نفث الهواء لتنظيف السيارات.
• الضاغط المستخدم لرش الدهان على البنايات.
• أمّا في المصانع فاستخدام الضواغط أوسع فيها:
  • الضاغط في محطات توليد الطاقة الحراريّة.
  • الهواء المضغوط يستخدم لدفع الريشة في المطارق اليدويّة للحفر.
  • يستخدم الهواء المضغوط لرفع الرافعات.
  • الهواء المضغوط يستخدم لرش الدهان على المنتجات مثل صناعات الشيلرات.
  • عمليات التنظيف للماكينات والأرضيّات باستخدام الهواء المضغوط.
  • يستخدم الهواء المضغوط في عمليات التبريد للعمليات الصناعية.
  • يستخدم الهواء المضغوط للتحكّم في الروبوتات في عمليات التجميع.