स्क्रू एयर कंप्रेसर औद्योगिक वायु आपूर्ति के लिए एक मुख्य उपकरण है, और इसका कार्य सिद्धांत वॉल्यूमेट्रिक संपीड़न पर आधारित है जो इंटरमेसिंग स्क्रू रोटर्स की एक जोड़ी का होता है। यह मोटर की यांत्रिक ऊर्जा को निरंतर "सक्शन, संपीड़न और निकास" चक्रों के माध्यम से संपीड़ित हवा की दबाव ऊर्जा में परिवर्तित करता है। नीचे इसके कार्य सिद्धांत, प्रमुख घटकों और परिचालन चक्र का विस्तृत विवरण दिया गया है।
कार्य सिद्धांत को समझने से पहले, संपीड़न प्रक्रिया को चलाने वाले मुख्य घटकों को स्पष्ट करना आवश्यक है। सबसे महत्वपूर्ण हिस्सा संपीड़न कक्ष है जो दो रोटर्स और एक आवरण से बना है:
संपीड़न प्रक्रिया पुरुष और महिला रोटर्स के सापेक्ष घूर्णन पर निर्भर करती है—जैसे ही रोटर्स जुड़ते हैं, रोटर दांतों और आवरण के बीच बनने वाली "गुहा" का आयतन लगातार बदलता रहता है, जिससे तीन प्रमुख चरण पूरे होते हैं: सक्शन, संपीड़न और निकास में मेष दांतों का अनुसरण करती है।
- जब मोटर पुरुष रोटर को घुमाने के लिए चलाती है, तो महिला रोटर विपरीत दिशा में मेष दांतों का अनुसरण करती है।
- जैसे ही रोटर्स घूमते हैं, सक्शन पोर्ट के पास रोटर सिरों पर खांचे धीरे-धीरे "खुलते" हैं—रोटर दांतों और आवरण के बीच बनने वाली गुहा का आयतन बढ़ता है, और आंतरिक दबाव घटता है (वायुमंडलीय दबाव से कम)।
- दबाव अंतर की क्रिया के तहत, वायुमंडलीय हवा (या एयर फिल्टर से हवा) सक्शन पोर्ट के माध्यम से गुहा में चूसी जाती है जब तक कि रोटर दांत सक्शन पोर्ट के अंत तक नहीं घूमते (गुहा पूरी तरह से हवा से भर जाती है)।
- सक्शन पूरा होने के बाद, रोटर्स घूमते रहते हैं, और "हवा से भरी गुहा" को धीरे-धीरे निकास पोर्ट (उच्च-दबाव वाले पक्ष) की ओर धकेला जाता है।
- इस प्रक्रिया के दौरान, गुहा का आयतन लगातार संकुचित और कम होता है (क्योंकि रोटर दांत धीरे-धीरे जुड़ते हैं और गुहा का स्थान सिकुड़ता है)। बॉयल के नियम (स्थिर तापमान, दबाव आयतन के व्युत्क्रमानुपाती होता है) के अनुसार, गुहा में हवा का दबाव तेजी से बढ़ता है।
- तेल-इंजेक्टेड स्क्रू कंप्रेसर के लिए, इस चरण में शीतलन तेल को संपीड़न कक्ष में इंजेक्ट किया जाता है: यह संपीड़न से उत्पन्न गर्मी को अवशोषित करता है (अति ताप को रोकता है), गुहा की सीलिंग को बढ़ाता है (हवा के रिसाव को कम करता है), और घूर्णन रोटर्स को चिकनाई देता है।
- जब गुहा में संपीड़ित हवा डिजाइन दबाव तक पहुँच जाती है (सिस्टम दबाव की मांग के अनुरूप), तो गुहा आवरण पर निकास पोर्ट से जुड़ जाती है।
- रोटर्स के निरंतर घूर्णन के साथ, उच्च-दबाव वाली हवा (तेल-इंजेक्टेड मॉडल के लिए तेल की धुंध के साथ मिश्रित) पूरी तरह से गुहा से "बाहर निकल जाती है" और निकास पोर्ट के माध्यम से निकल जाती है।
- निकास के बाद, रोटर्स प्रारंभिक स्थिति में लौट आते हैं, और अगला सक्शन-संपीड़न-निकास चक्र तुरंत शुरू हो जाता है। पूरी प्रक्रिया निरंतर और गैर-स्पंदित होती है, इसलिए आउटपुट हवा का दबाव स्थिर होता है।
दोनों प्रकारों का कार्य सिद्धांत समान है (दोनों रोटर मेष संपीड़न पर निर्भर करते हैं), लेकिन मुख्य अंतर इस बात में निहित है कि क्या संपीड़न प्रक्रिया में तेल शामिल है—यह उनके अनुप्रयोग परिदृश्यों को निर्धारित करता है:
स्क्रू कंप्रेसर का कार्य सिद्धांत उन्हें अन्य प्रकारों (जैसे, पिस्टन कंप्रेसर) की तुलना में अद्वितीय लाभ देता है:
- स्थिर आउटपुट: निरंतर चक्रीय संचालन, हवा के दबाव में कोई स्पंदन नहीं, और कम शोर।
- उच्च दक्षता: बड़ा संपीड़न गुहा आयतन, तेज़ घूर्णन गति, और प्रति इकाई समय में उच्च वायु विस्थापन।
- सरल रखरखाव: कम चलने वाले हिस्से (केवल दो रोटर घूमते हैं, पिस्टन जैसे कोई पारस्परिक भाग नहीं), कम घिसाव और लंबा सेवा जीवन।
- व्यापक अनुकूलन क्षमता: चर भार मांगों के अनुकूल, आवृत्ति कन्वर्टर्स (आवृत्ति रूपांतरण स्क्रू कंप्रेसर) से मिलान करके निकास दबाव और विस्थापन को समायोजित कर सकते हैं।
संक्षेप में, स्क्रू एयर कंप्रेसर "रोटर मेष के कारण होने वाले आयतन परिवर्तन" के माध्यम से हवा का कुशल और स्थिर संपीड़न महसूस करता है। इसका डिज़ाइन (तेल-इंजेक्टेड या तेल-मुक्त) विभिन्न औद्योगिक आवश्यकताओं के अनुरूप है, जो इसे आधुनिक औद्योगिक वायु आपूर्ति प्रणालियों के लिए मुख्यधारा की पसंद बनाता है।
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