Pistonlu Kompresör Nedir?

Pistonlu kompresör

Pistonlu kompresör nedir?

Pistonlu kompresör: 

Hava kompresörleri atmosfer (ortam) havasını sıkıştırarak basıncını artıran, basınçlı hava üreten makinalardır. Pistonun alt ölü noktaya ileri-geri hareketiyle atmosfer gazı emilerek kuru hava filtresinde temizlenir ve emme sübaplarından geçer. Pistonun üst ölü noktaya hareketiyle birlikte basma subapları ile sıkıştırılır. Pistonun etkisiyle hava elde edilmesini sağlayan bu kompresörlere pistonlu hava kompresörü  denir.  Pistonlu kompresör kafa bloğu, elektrik motoru kayış-kasnak sistemi yardımı ile tahrik edilir. Düşük basınçlar için tek kademeli kompresör, daha yüksek basınçlara ulaşmak için, iki kademeli kompresörler kullanılır.

Kompresör tek kademeli ise basma subaplarının bastığı basınçlı hava, önce bir kollektör yardımı ile toplanır. Sonra çekvalf sisteminden geçirilir, hava deposuna gönderilir. Depoya giriş öncesindeki çekvalf, depoda bulunan basınçlı havanın geri dönüşünü engeller. Ayrıca duruş anında kollektör ve pistonların üzerinde kalan basınçlı havanın boşaltılması bazılarında basınç otomatiği ile bazılarında ise selenoid valf yardımı ile sağlanır.

Kompresör çift yada üç kademeli ise,

alçak basınç kademelerinin bastığı hava daha sonra ikinci veya üçüncü kademelere ara soğutucu sistemi ile aktarılır. Sonra yine bir kollektörde toplanarak çekvalfden geçirilir, hava deposuna gönderilir.

Depo içerisinde doğal olarak yoğuşan atmosfer gazı içindeki su buharı, depo altındaki su tahliye vanaları ile atılmaları sağlanır. Bu sayede bir kısım nemi tutulmuş olan hava, kullanıma sunulmuş olacaktır. İhtiyaç doğrultusunda, sistem nem ve su rahatsızlığı yüksek olan işletmelerde, kompresör sonrasında basınçlı hava kurutucusu kullanılabilir.

Pistonlu kompresörler termodinamik verimi en yüksek olan kompresör çeşididir. Dezavantajı piston, valf, segman gibi aşınmaya karşı çalışan parçalarının fazla olmasıdır. Pistonlu kompresörlerde yüksek basınç elde etmek için birden fazla silindir, birbirine seri olarak bağlanmalıdır.

Segman, silindir aşınmasının olmadığı hallerde sistemin hava hattına yağ vermez. Bazen özel maddelerden yapılan piston ve segman yardımıyla örneğin, tıp alanında temiz hava üretimi gereken sektörlerde tercih edilmektedir. Basınç üreten her aygıt gibi kompresör de soğutma önemli bir faktördür. Küçük kapasiteli pistonlu kompresörler hava ile soğutulabilir. Yüksek kapasiteli ve ağır hizmet tipi olanlar su ile soğutulmalıdır.

Pistonlu kompresör kendi arasında ikiye ayrılır.

• Açık tip kompresör
• Hermetik kompresör

Açık tip kompresör de, kartere uzanan mili vardır. Hermetik kompresör de kartere uzanan mil yoktur. Bu durumda sızdırmazlık parçasına gerek duyulmaz. Açık tip kompresör’ün avantajı, çok esnek bir yapıya sahip olması ve istenildiği zaman farklı tip ve boyutlarda, farklı motorlarda kullanılabilmesidir. Sıcaklık olarak yüksek ve düşük sıcaklıklarda kullanılır. 40 hertz frekans’ın üreten tek güç kaynağının olduğu alanlarda hermetik kompresör yerine açık tip kompresör tercih edilir.

Pistonlu Kompresör Çalışma Prensibi

Pistonlu kompresörler pozitif yer değişimi prensibine göre çalışır ve tüm teknik gazları sıkıştırmak için kullanılabilir. 2000 bar’a kadar yüksek sıkıştırma basınçları meydana getirebilir. Pistonlu kompresörler, tek silindirli veya çok silindirli ve aynı zamanda tek aşamalı veya çok aşamalı kompresörler olarak mevcuttur. Daha büyük kapasiteler için çok silindirli kompresörler, daha yüksek basınçlar için ise çok aşamalı pistonlu kompresörler kullanılır.

Kompresörün krankına bağlı kolların hareket etmesi, emme ve basma subap yardımı ile hava depolanır. Pistonun ileri-geri hareket etmesiyle hava sıkıştırılır. Pistona bağlı olarak havanın içeri girmesi ve çıkması için kapakçıklar bulunur. Kompresörde dönme hareketini gel-git doğrusal harekete çeviren, biyel mekanizması vardır. Sıkıştırılacak akışkan, pistona giriş kapakçığıyla emilerek alınır. Piston hacmi en büyük olduğunda giriş kapakçığı kapanır, piston ileri doğru hareket etmeye başlar. Akışkana basınç   uygulanır. Basınç arttığında çıkış kapakçığı açılarak akışkanın dışarı atılması sağlanır.

Tek yönlü çalışan kompresörlerde, gaz veya hava olan akışkan, tek bir taraftan emilir ve atılır. İki yönlü çalışan kompresörlerde ise pistonun bir tarafından akışkan emilir. Emilen akışkan diğer taraftan dışarı atılır. Bu işlem yön değiştirerek devam eder.

Pistonlu Kompresör Çeşitleri

• Kayış Kasnaklı Pistonlu Kompresörler
• Akuple Pistonlu Kompresörler
• Yüksek Basınçlı Pistonlu Kompresörler

Bu kompresörler kendi aralarında sınıflara ayrılır;

Yağsız Hava Kompresörleri.

• Tek kademeli hava kompresörleri,
• İki kademeli hava kompresörleri,
• Yüksek basınç gemi kompresörleri,
• Alçak basınç silobas kompresörleri.

Elektrik motoru ile çalışan pistonlu kompresörler, endüstride en çok kullanılan kompresör çeşididir. Belirli bir yere kurulan veya inşaatlarda ve yol yapımında kullanılacak şekilde araba üstüne takılan pistonlu kompresörler, benzin ya da dizel motoruyla çalışır.

Kompresörü meydana getiren parçalar; gövde, krank mili, piston kolu, piston ve silindirdir. Emme ve egzoz supapları, silindirin üzerinde yeralır. 56 bar’a kadar olan basınçlar için tek kademeli kompresör yeterlidir. Fakat daha yüksek basınçlara ulaşmak için, iki kademeli (alçak ve yüksek basınç kademeli) kompresörler kullanılır. Alçak basınç silindirinde atmosfer basıncındaki hava, kompresörün çıkış basıncının kare köküne eşit bir basınç değerine kadar sıkıştırılır. İkinci kademede ise, daha da sıkışarak, çıkış değerine ulaşır. Bu oranlarda güç ihtiyacı en alt değerindedir. Sıkışma sonunda, ısı ortaya çıkar. Yağlamayı etkileyebilecek sıcaklık sorununu ortadan kaldırmak için, alçak ve yüksek basınç kademelerinin arasına genellikle bir soğutma düzeneği yerleştirilir. Bu amaçla, su veya hava soğutmalı ısı değiştiricisinden faydalanılır.
İçten yanmalı motorlarda olduğu gibi, kompresörlerde de, silindirlerin dizilişi ve düzenlenmesi çok çeşitlidir. Fakat çoğunda, art soğutucu türünden bir ek soğutma kademesi bulunur. Soğutma, aygıtın büyüklüğüne ve özelliklerine göre ya hava ile ya da su ile sağlanır. Sıkıştırılmış hava, çoğunlukla bir depoda toplanır.

Hava yüksek basınçlara çıkarılırsa sıcaklık artar. 

Kompresörlerde piston ile silindir arasındaki sürtünmeyi azaltmak, pistonlu kompresör arızaları oluşmaması için pistonlu yağı kullanılır. Kafa bloğunun, pistonlar ile silindirler arasında krank ana ve yatak rulmanlarının yağlanması amacı ile bazı markaların özel olarak ürettiği pistonlu kompresör yağları biyel kollarındaki yağlama çubukları sayesinde çarpmalı yağlama sistemi ile yağlanırlar. Zaman içerisinde piston ve silindir yağlama sisteminde sorunlar meydana gelir. Bu nedenden dolayı güçten tasarruf sağlamak için, birden fazla silindirli pompalar kullanılır.

Yüksek geçen basıncı birinci silindir, yükseltilen havanın soğuk su kullanılarak sıcaklığını düşürür. Sonra bu hava yüksek basınç silindirine, basıncının daha yükseltilmesi için gönderilir. Genelde bu çeşitler az miktardaki havayı yüksek basınca çıkartmak için en uygun kompresör çeşitleridir. Yüksek basınç kompresörleri sabit hızla çalıştığında, belli miktardaki havayı yüksek basınçta ve en yüksek verimde verilmesini sağlar. Ancak sıcaklıkla, silindirdeki yağın buharlaşıp sıkıştırılan gaza karışması istenmeyen durumdur. Örneğin, besin hazırlanmasında.

Yüksek basınç kompresörleri,

az miktarda yüksek basınçlı havaya ihtiyaç duyulan aletlerin işletilmesinde, dökümlerin temizlenmesi gibi işlemlerde kullanılır. Yine benzin veya buharla çalışan üfleyici motorlar, demir cevherinden, dökme demir elde etmek için yüksek fırınlarda kullanılmaktadır. Örnek olarak 0,9 tonluk demirin yaklaşık 4 ton veya 2800m³  havaya ihtiyacı vardır. Bessemer çelik fırınlarına hava sağlamak için yüksek basınç kompresörleri kullanılır.

Buhar makinasında  kullanılan kompresörlerin silindir hacmi büyük, hızı düşük, iki yönlü çalışma ve yatay ekseni vardı. Otomobillerdeki içten yanmalı motorun gelişmesi sonucu, küçük hacimli kısa hareket mesafeli, çok silindirli, yüksek hızlı ve düşey eksenli küçük kompresör yaygınlaşmaya başlamıştır.

Kompresör firmaları tarafından imalatı yapılan pistonlu kompresörler, birçok alanda endüstriyel kullanım için tasarlanmıştır. Piyasada birçok pistonlu kompresör markaları bulunmaktadır. Üretilen firmaya, kaliteye ve markaya göre pistonlu kompresör fiyatları değişiklik gösterir.