ضاغط النيتروجين ZW-2/4 – معزز نيتروجين صغير الحجم وخالٍ من الزيت لفصل الهواء على نطاق صغير

يُنتج ضاغط النيتروجين ZW-2/4، ذو المرحلتين والصفين، معدل تدفق يبلغ 2 متر مكعب/دقيقة عند ضغط تفريغ 0.40 ميجا باسكال، وهو ضاغط مكبسي خالٍ من الزيت، مصمم خصيصًا لوحدات فصل الهواء المبردة المدمجة، وإمداد النيتروجين للمختبرات، وتوليد النيتروجين بتقنية امتزاز الضغط المتغير على نطاق صغير. يتميز هذا الضاغط بعدم وجود أي تلوث بالزيوت، وتصميمه الموفر للمساحة، وبنيته التي تضمن التشغيل المستمر الموثوق.

نظرة عامة على المنتج

ال ضاغط نيتروجين ZW-2/4 يمثل هذا المنتج حلاً صغير الحجم ولكنه قوي ضمن مجموعة ضواغط المكابس الخالية من الزيت، وهو مصمم خصيصاً لتعزيز النيتروجين في عمليات فصل الهواء المبرد على نطاق صغير، وسلاسل إمداد الغازات المختبرية، وأنظمة توليد النيتروجين بتقنية امتزاز الضغط المتغير الضغط (VPSA) المدمجة. بسعة 2 م³/دقيقة وضغط تصريف قدره 0.40 ميجا باسكالتوفر هذه الوحدة أداءً احترافياً في مساحة صغيرة تناسب المساحات الصناعية الضيقة.

بخلاف الضواغط التقليدية المزودة بنظام تزييت والتي تُؤثر سلبًا على نقاء النيتروجين بسبب انتقال بخار الزيت، يعمل جهاز ZW-2/4 بشكل كامل بنية التشحيم الخالية من الزيت. تعمل فلسفة التصميم هذه على إلغاء متطلبات ترشيح الزيت في المراحل اللاحقة، وتقليص جداول الصيانة، وضمان الامتثال لنقاء النيتروجين للتطبيقات الحساسة بما في ذلك البحث والتطوير الصيدلاني، واختبار الإلكترونيات، ومختبرات حفظ الأغذية.

يستخدم الضاغط مرحلتين، صفين (二列二级) تصميم مكبس يُحسّن كفاءة الضغط عبر نطاق الضغط. تتميز كل مرحلة ضغط بدوائر تبريد مستقلة، مما يضمن بقاء درجات حرارة التفريغ ضمن الحدود الحرارية الآمنة حتى أثناء دورات التشغيل الطويلة. تم تصميم الإطار المدمج المصنوع من الحديد الزهر ومجموعة عمود المرفق المتوازنة بدقة لـ أكثر من 60,000 ساعة من حيث طول العمر التشغيلي في ظل فترات الخدمة القياسية.

المواصفات الفنية – ZW-2/4

* جميع المواصفات مصنفة وفقًا لظروف مرجعية قياسية (ISO 1217، الملحق ج). قد يختلف الأداء الفعلي بناءً على ارتفاع الموقع ودرجة الحرارة المحيطة وظروف المدخل.

الميزات الرئيسية والمزايا الهندسية

1. حجم صغير للغاية

بسعر مناسب فقط 720 × 763 × 1475 مم بوزن 600 كجم، يشغل جهاز ZW-2/4 مساحة أرضية تقل عن 0.55 متر مربع. هذا الحجم الصغير يجعله مثاليًا لتركيبات التحديث في المنشآت القائمة التي تعاني من ضيق المساحة، مثل مختبرات الأبحاث الجامعية، وغرف إمداد الغاز في المستشفيات، والمصانع الصغيرة. يقلل الترتيب الرأسي للأسطوانتين من المساحة الأفقية المطلوبة مع الحفاظ على الكفاءة الديناميكية الحرارية الكاملة للمرحلتين.

2. تقنية مكابس PTFE الخالية من الزيت

يستخدم جهاز ZW-2/3 نظام حلقات المكبس وحزام التوجيه المصنوع من مادة PTFE المركبة ذاتية التشحيم يعمل بدون أي مواد تشحيم هيدروكربونية. وهذا يحقق ISO 8573-1 الفئة 0 شهادة محتوى الزيت تجعلها مناسبة لتطبيقات نقاء النيتروجين الأكثر تطلبًا. كما أن إزالة الزيت من حجرة الضغط تزيل خطر البلمرة الناتجة عن الزيت في تيارات النيتروجين التي تحتوي على آثار من الأكسجين، وهو اعتبار أمان بالغ الأهمية في التعامل مع الغازات عالية النقاء.

3. كفاءة المرحلتين على نطاق صغير

تُضحي معظم الضواغط ذات السعة الصغيرة بالكفاءة باستخدام تصميمات أحادية المرحلة. أما ضاغط ZW-2/4 فيحافظ على... بنية ضغط ثنائية المراحل مع التبريد بين المراحل، مما يحقق استهلاكًا محددًا للطاقة يبلغ حوالي 9.25 كيلوواط لكل متر مكعب/دقيقة—استثنائي بالنسبة لهذه الفئة من حيث السعة. يعمل مبرد الأنابيب والغطاء بين المراحل على تقليل درجة حرارة مدخل المرحلة الثانية، مما يحسن الكفاءة الحجمية ويطيل عمر خدمة الصمام.

4. تصميم عمود مرفقي منخفض القصور الذاتي

يتم موازنة عمود المرفق المصنوع من سبائك الصلب المطروق ديناميكيًا لـ ISO 1940 G2.5 يتميز هذا الجهاز بتصميم منخفض القصور الذاتي يسمح بتشغيل وإيقاف دورات سريعة. وهذا مفيدٌ للغاية في التطبيقات المختبرية حيث قد يعمل الضاغط عند الحاجة بدلاً من التشغيل المستمر. كما يوفر تصميم الأسطوانات المتقابلة في صفين إلغاءً طبيعيًا للقوى، مما يقلل من متطلبات الأساسات ويسمح بالتركيب على الأرضيات الصناعية القياسية دون الحاجة إلى كتل قصور ذاتي خاصة.

سيناريوهات التطبيق

فصل الهواء المبرد على نطاق صغير

في منشآت التبريد المدمجة التي تنتج 50-200 متر مكعب قياسي/ساعة من غاز النيتروجينيعمل جهاز ZW-2/4 كمعزز رئيسي بين صندوق التبريد وشبكة توزيع الغازات. تتوافق سعته البالغة 2 متر مكعب/دقيقة تمامًا مع إنتاج محطات النيتروجين السائل الصغيرة وأنظمة فصل الهواء المصغرة. يوفر ضغط التفريغ البالغ 0.40 ميجا باسكال ضغطًا كافيًا لتوزيع الغازات عبر الأنابيب إلى معدات المعالجة القريبة، وصناديق القفازات، ولوحات غازات الأجهزة.

إمداد الغاز للمختبرات والأبحاث

تحتاج مختبرات الأبحاث وأقسام الكيمياء في الجامعات ومرافق البحث والتطوير الصيدلانية إلى إمداد موثوق به من نيتروجين عالي النقاء يُستخدم جهاز ZW-2/4 في العمل في بيئة خاملة، وتبخير المذيبات، وغاز ناقل في عمليات الكروماتوغرافيا. ويضمن اعتماده الخالي من الزيوت عدم تداخل أي ملوثات هيدروكربونية مع الأجهزة التحليلية الحساسة مثل GC-MS وHPLC وICP-MS. كما يسمح حجمه الصغير بتركيبه مباشرةً بجوار لوحات توزيع الغاز في المختبر، مما يُغني عن استخدام أنابيب طويلة قد تُسبب تلوثًا جويًا.

مولدات النيتروجين المدمجة بتقنية امتزاز الضغط المتغير بالضغط (VPSA)

ل مولد نيتروجين VPSA صغير الحجم في هذه الوحدات، يقوم جهاز ZW-2/4 بضغط منتج النيتروجين ذي الضغط المنخفض (عادةً 0.05-0.10 ميجا باسكال من طبقة الامتزاز) إلى ضغط توزيع مناسب. يُعدّ التصميم الخالي من الزيت أمرًا بالغ الأهمية لأن أنظمة امتزاز الضغط المتغير بالضغط (VPSA) تعتمد على مواد امتزاز من نوع المنخل الجزيئي التي ستتأثر سلبًا ببخار الزيت. يسمح الحجم الصغير للجهاز بدمجه مباشرةً في وحدة VPSA، مما يُتيح إنشاء وحدة متكاملة جاهزة للاستخدام لتوليد النيتروجين.

تصنيع الإلكترونيات واللحام

في مرافق تجميع الإلكترونيات، يُستخدم النيتروجين لـ تخميل اللحام الموجي، والتحكم في جو فرن إعادة التدفق، وتخزين المكوناتيُعد ضغط التفريغ البالغ 0.40 ميجا باسكال في جهاز ZW-2/4 كافيًا لتلبية متطلبات النيتروجين النموذجية لماكينات اللحام (0.20-0.35 ميجا باسكال)، مع إمكانية ضبط الضغط عند نقطة الاستخدام. كما تمنع شهادة خلو الجهاز من الزيت تلوث وصلات اللحام وبقايا التدفق بالهيدروكربونات، مما قد يُسبب مشاكل في التوصيل الكهربائي في الأجهزة الإلكترونية عالية الموثوقية.

المواد والإنشاءات

تم تصنيع جهاز ZW-2/4 من مواد مختارة لتوافقها مع النيتروجين، ومتانتها المدمجة، وسهولة صيانتها:

جميع المكونات التي تتحمل الضغط مصممة لـ GB 150 معايير أوعية الضغط. يستخدم المبرد البيني الصغير هيكلًا من أنابيب ذات زعانف ألومنيوم لتحقيق أقصى قدر من نقل الحرارة في حجم صغير، مما يقلل من الارتفاع الكلي للوحدة مع الحفاظ على فعالية التبريد بين المراحل. تخضع وصلات اللحام لاختبار الضغط الهيدروستاتيكي عند 1.5 ضعف ضغط التصميم قبل الشحن.

إرشادات التركيب والصيانة

الأساس والتركيب

بوزن 600 كجم فقط، يمكن تركيب ZW-2/4 على أرضيات صناعية قياسية مقواة بدون وحدة عزل قصور ذاتي مخصصة. تأتي الوحدة مزودة بأربعة حوامل لعزل الاهتزازات، مما يقلل الاهتزازات المنتقلة إلى أقل من 2 مم/ث RMS. الحد الأدنى للمسافات اللازمة للتركيب: 800 مم من الأمام (للوصول إلى الصمام)، 500 مم من الجانبين، و600 مم من الخلف (للوصول إلى المبرد). يسمح حجمها الصغير (720 × 763 مم) بتركيبها في حجرات معدات المختبرات القياسية وغرف الميكانيكا الصغيرة.

متطلبات التبريد

يبلغ معدل تدفق مياه التبريد المطلوب تقريبًا 3.5 م³/ساعة عند درجة حرارة مدخل تبلغ 32 درجة مئوية. بالنسبة للمنشآت التي لا تملك بنية تحتية لتبريد المياه، يتوفر خيار إضافي. مجموعة مبرد لاحق مبرد بالهواء يتوفر هذا النظام، الذي يستخدم الهواء المحيط مع مروحة مخصصة ومبادل حراري ذي أنابيب زعنفية. يزيد هذا التصميم الارتفاع الكلي بمقدار 200 مم، ولكنه يلغي الحاجة إلى أنابيب مياه التبريد.

التوصيل الكهربائي

يعمل المحرك بقدرة 18.5 كيلوواط على الوضع القياسي 380 فولت / 3 فاز / 50 هرتز الطاقة الصناعية. يُوصى باستخدام قاطع دائرة كهربائية بقدرة 32 أمبير مزود بحماية للمحرك (حماية من الحمل الزائد الحراري وقصر الدائرة). المحرك من فئة كفاءة IE3، ويتوافق مع توجيهات الاتحاد الأوروبي للتصميم البيئي. بالنسبة للمنشآت في أمريكا الشمالية، يتوفر محرك بجهد 460 فولت/60 هرتز مع فترة تسليم إضافية تتراوح بين أسبوعين وثلاثة أسابيع.

جدول الصيانة

يُسهّل التصميم الخالي من الزيت الصيانة بشكل كبير. فلا توجد فلاتر تشحيم، ولا برامج لأخذ عينات الزيت، ولا تغييرات في عناصر الفصل. أما المواد الاستهلاكية الأساسية فهي... حلقات مكابس PTFE وأحزمة تثبيتيبلغ العمر التشغيلي النموذجي للضاغط من 4000 إلى 6000 ساعة في بيئة النيتروجين النظيف. ويمكن الوصول إلى جميع أجزاء التآكل من الجهة الأمامية والعلوية للوحدة، مما يسمح بصيانتها دون الحاجة إلى تحريك الضاغط من مكانه.

شهادات الامتثال والسلامة

يلبي ضاغط النيتروجين ZW-2/4 المعايير الدولية والمتطلبات التنظيمية التالية أو يتجاوزها:

تحليل الأداء والكفاءة

يحقق جهاز ZW-2/4 يبلغ استهلاك الطاقة المحدد حوالي 9.25 كيلوواط لكل متر مكعب/دقيقة من النيتروجين عند ضغط تفريغ 0.40 ميجا باسكال. على الرغم من أن هذه القدرة النوعية أعلى من الوحدات ذات السعة الكبيرة نظرًا لطبيعة الضغط على نطاق صغير، إلا أنها تمثل كفاءة ممتازة ضمن فئة ضواغط المكابس المدمجة الخالية من الزيت. وللمقارنة، تستهلك ضواغط اللولب النموذجية المزودة بالزيت في هذا النطاق من السعة 10-12 كيلوواط/م³/دقيقة، بينما قد تتجاوز ضواغط الحجاب الحاجز (التي تُستخدم غالبًا في التطبيقات عالية النقاء) 15 كيلوواط/م³/دقيقة.

على مدار دورة تشغيل سنوية تبلغ 4000 ساعة، تعمل ميزة ZW-2/4 الخالية من الزيت على التخلص من ما يقرب من تتراوح تكاليف مواد التشحيم والفلاتر السنوية بين $800 و$1200 بالمقارنة مع البدائل التي تعتمد على التشحيم. كما يقلل التصميم المدمج من تكاليف التركيب - فلا حاجة إلى غرفة ضاغط مخصصة، ولا إلى برج تبريد، وبنية تحتية كهربائية محدودة. التكلفة الإجمالية لامتلاك ضواغط النيتروجين الصغيرة يهيمن على هذا المجال الطاقة والصيانة، ويعمل جهاز ZW-2/4 على تحسين كليهما.

المحرك بقدرة 18.5 كيلوواط كفاءة IE3 المتميزة تُقلل محركات ZW-2/4 من الفاقد الكهربائي بنسبة 3-5% مقارنةً بمحركات IE2. بالنسبة للمنشآت التي تعمل بتعرفة الكهرباء حسب وقت الاستخدام، فإن قدرة ZW-2/4 على البدء والتوقف بسرعة (بفضل عمود المرفق ذي القصور الذاتي المنخفض) تسمح بتطبيق استراتيجيات الاستجابة للطلب التي تنقل الضغط إلى فترات خارج أوقات الذروة، مما يُقلل تكاليف التشغيل بشكل أكبر.

إمكانيات التخصيص وتصنيع المعدات الأصلية

بالإضافة إلى التكوين القياسي ZW-2/4، نقدم حلولاً مصممة خصيصاً لبيئات تركيب محددة:

• حزمة تبريد بالهواء: يُغني عن الحاجة إلى مياه التبريد بفضل مُبرد داخلي ومُبرد لاحق مُدمجين يعملان بالهواء. مثالي للتركيبات البعيدة ومقطورات توليد النيتروجين المتنقلة. يزيد الارتفاع الكلي بمقدار 200 مم.
• حاوية كاتمة للصوت: يُخفّض مستوى الضوضاء من 82 ديسيبل (A) إلى 68 ديسيبل (A) على بُعد متر واحد، مما يجعله مناسبًا للاستخدام في المختبرات الداخلية. يحتوي الغلاف على مراوح تهوية مدمجة ومنافذ لمراقبة الأكسجين.
• محرك التردد المتغير (VFD): يُطابق خرج الضاغط مع الطلب المتقلب على النيتروجين، مما يحسن كفاءة الحمل الجزئي بمقدار 15-25%. يتضمن محول ضغط ووحدة تحكم PID لتعديل السرعة تلقائيًا.
• نظام جاهز للاستخدام مثبت على قاعدة انزلاقية: مُجمّع مسبقًا مع خزان استقبال النيتروجين (500 لتر)، ولوحة تنظيم الضغط، وجهاز تحليل الرطوبة. يقلل من عملية التركيب الميداني إلى توصيلات كهربائية وغاز المدخل فقط.
• نسخة مقاومة للانفجار: محركات ومكونات كهربائية معتمدة من ATEX Zone 2 للتركيب في المناطق الخطرة. متوفرة لأنظمة الطاقة 380 فولت/50 هرتز و460 فولت/60 هرتز.

الحد الأدنى لكمية الطلب للتكوينات المخصصة هو وحدة واحدةمدة التسليم القياسية من 6 إلى 8 أسابيع، أما الطلبات المُخصصة فتستغرق من 8 إلى 10 أسابيع. تتوفر خدمات العلامات التجارية الخاصة بالمصنعين الأصليين والوثائق ذات العلامات التجارية المشتركة لشركات تكامل الأنظمة وموزعي معدات الغاز.

دراسة حالة: تحديث إمدادات النيتروجين في مختبر أبحاث جامعي

عميل: جامعة بحثية رائدة في شرق آسيا، قسم علوم المواد

تحدي: أثبتت مجموعة أسطوانات النيتروجين عالية الضغط الموجودة في القسم (200 بار، 50 لترًا) عدم كفايتها لتشغيل العديد من الأجهزة في وقت واحد داخل صناديق القفازات، وأفران الغاز الخامل، وأجهزة التحليل الحراري. وكانت عمليات استبدال الأسطوانات تعرقل التجارب، وأصبحت لوجستيات مناولة الأسطوانات في مبنى المختبر متعدد الطوابق مصدر قلق على السلامة.

حل: لقد قمنا بتوريد ضاغط نيتروجين خالٍ من الزيت ZW-2/4 مُدمج مع مولد نيتروجين صغير بتقنية امتزاز الضغط المتغير (ينتج نيتروجينًا نقيًا بنسبة 99.9% عند ضغط 0.08 ميجا باسكال) وخزان استقبال سعة 500 لتر. يتناسب الضاغط الصغير مع غرفة الميكانيكا الموجودة (مساحة أرضية 1.2 متر × 1.5 متر)، وتلبي شهادة خلوه من الزيت متطلبات القسم فيما يتعلق بالنقاء التحليلي.

نتائج:

• استمرارية إمداد النيتروجين: 100% متوفر عند الطلبمما يؤدي إلى القضاء على تأخيرات تغيير الأسطوانات
• التكلفة التشغيلية السنوية: تم تخفيضها بمقدار 58% مقابل تأجير وتوصيل الأسطوانات (من $12,400 إلى $5,200)
• السلامة المختبرية: تم إلغاء التعامل اليدوي مع الأسطوانات في مساحات المصاعد والممرات الضيقة
• نقاء النيتروجين: باستمرار >99.95% بمحتوى زيت أقل من 0.01 ملغم/م³، مستوفياً جميع متطلبات الأجهزة التحليلية

لقد أحدث جهاز ZW-2/4 نقلة نوعية في عمليات مختبرنا. لم نعد نخشى نفاد النيتروجين أثناء التجارب، كما أن حجمه الصغير وفّر علينا مساحة قيّمة في المختبر. وتمنحنا شهادة خلوه من الزيوت ثقةً بأن نتائج تحليلاتنا لا تتأثر بتلوث الهيدروكربونات. مدير المختبر، قسم علوم المواد

الأسئلة الشائعة ودليل الاختيار

المنتجات والحلول ذات الصلة

اكتشف مجموعتنا الكاملة من ضواغط النيتروجين الصناعيةبما في ذلك ضواغط الأكسجين الخالية من الزيت، ومعززات الهيدروجين، وحلول معالجة الغازات المتخصصة. تواصل مع فريقنا الهندسي للحصول على توصيات خاصة بتطبيقك وتصميم حلول مخصصة.

هل أنت مستعد لتحديث نظام إمداد النيتروجين الخاص بك؟

يختص مهندسونا المتخصصون في التطبيقات بمطابقة مواصفات الضواغط مع متطلباتكم الدقيقة من حيث تدفق النيتروجين والضغط والنقاء. نقدم عروضًا فنية مجانية، ورسومات تخطيطية، وتحليلًا لتكاليف دورة حياة المنتج خلال 48 ساعة من استفساركم.