Принцип работы мембранного компрессора

Мембранный компрессор — это особый тип компрессора, который играет важную роль во многих областях благодаря своей уникальной конструкции и принципу работы.

1. Структурный состав мембранного компрессора

Мембранный компрессор в основном состоит из следующих частей:

1.1 Приводной механизм

Обычно приводимый в действие электродвигателем или двигателем внутреннего сгорания, мощность передается на коленчатый вал компрессора через ременную передачу, зубчатую передачу или прямое соединение. Функция приводного механизма заключается в обеспечении стабильного источника питания для компрессора, гарантируя его нормальную работу.

Например, в некоторых небольших мембранных компрессорах в качестве приводного механизма может использоваться однофазный двигатель, в то время как в крупных промышленных мембранных компрессорах могут использоваться мощные трехфазные двигатели или двигатели внутреннего сгорания.

1.2 Механизм шатуна коленчатого вала

Механизм шатуна коленчатого вала является одним из основных компонентов диафрагменного компрессора. Он состоит из коленчатого вала, шатуна, крейцкопфа и т. д., которые преобразуют вращательное движение приводного механизма в возвратно-поступательное линейное движение поршня. Вращение коленчатого вала заставляет шатун качаться, тем самым толкая крейцкопф для совершения возвратно-поступательного движения в ползунке.

Например, конструкция коленчатых валов обычно использует высокопрочные легированные стальные материалы, которые подвергаются точной обработке и термической обработке, чтобы обеспечить им достаточную прочность и жесткость. Шатун изготовлен из превосходного кованого стального материала, и благодаря точной обработке и сборке он обеспечивает надежное соединение с коленчатым валом и крейцкопфом.

1.3 Поршень и корпус цилиндра

Поршень — это компонент, который непосредственно контактирует с газом в диафрагменном компрессоре, который совершает возвратно-поступательное движение внутри цилиндра для сжатия газа. Корпус цилиндра обычно изготавливается из высокопрочного чугуна или литой стали, которые обладают хорошей устойчивостью к давлению. Между поршнем и цилиндром используются уплотнения для предотвращения утечки газа.

Например, поверхность поршня обычно обрабатывается специальными способами, такими как хромирование, никелирование и т. д., чтобы улучшить его износостойкость и коррозионную стойкость. Выбор уплотнительных компонентов также имеет решающее значение, обычно используются высокопроизводительные резиновые или металлические уплотнения для обеспечения хорошего уплотнительного эффекта.

1.4 Компоненты диафрагмы

Диафрагменный компонент является ключевым компонентом диафрагменного компрессора, который изолирует сжатый газ от смазочного масла и приводного механизма, обеспечивая чистоту сжатого газа. Диафрагменные компоненты обычно состоят из диафрагменных листов, диафрагменных тарелок, диафрагменных прижимных пластин и т. д. Диафрагменные листы обычно изготавливаются из высокопрочных металлических или резиновых материалов, которые обладают хорошей эластичностью и коррозионной стойкостью.

Например, металлические пластины диафрагмы обычно изготавливаются из таких материалов, как нержавеющая сталь и титановый сплав, и обрабатываются с помощью специальных технологий для обеспечения высокой прочности и коррозионной стойкости. Резиновая диафрагма изготавливается из специального синтетического каучукового материала, который обладает хорошей эластичностью и уплотнительными свойствами. Диафрагменный лоток и прижимная пластина диафрагмы используются для фиксации диафрагмы, гарантируя, что диафрагма не деформируется и не сломается во время работы.

1.5 Газовый клапан и система охлаждения

Газовый клапан является компонентом мембранного компрессора, который управляет притоком и оттоком газа, и его производительность напрямую влияет на эффективность и надежность компрессора. Воздушный клапан обычно использует автоматический клапан или принудительный клапан и выбирается в соответствии с рабочим давлением и требованиями к расходу компрессора. Система охлаждения используется для снижения тепла, выделяемого компрессором во время работы, обеспечивая нормальную работу компрессора.

Например, автоматические клапаны обычно используют пружину или диафрагму в качестве сердечника клапана, который автоматически открывается и закрывается за счет изменения давления газа. Принудительный клапан должен управляться с помощью внешних приводных механизмов, таких как электромагнитный привод, пневматический привод и т. д. Система охлаждения может быть как с воздушным, так и с водяным охлаждением, в зависимости от рабочей среды и требований компрессора.

2. Принцип работы мембранного компрессора

Рабочий процесс мембранного компрессора можно разделить на три этапа: всасывание, сжатие и выпуск:

2.1 Стадия вдоха

При движении поршня вправо давление внутри цилиндра уменьшается, впускной клапан открывается, и внешний газ поступает в корпус цилиндра через впускной патрубок. В это время под действием давления внутри цилиндра и давления в камере диафрагмы пластина диафрагмы прогибается влево, а объем камеры диафрагмы увеличивается, образуя процесс всасывания.

Например, в процессе вдыхания открытие и закрытие впускного клапана контролируется разницей давления внутри и снаружи блока цилиндров. Когда давление внутри цилиндра ниже внешнего давления, впускной клапан автоматически открывается и внешний газ поступает в корпус цилиндра; Когда давление внутри цилиндра равно внешнему давлению, впускной клапан автоматически закрывается и процесс всасывания заканчивается.

2.2 Стадия сжатия

Когда поршень движется влево, давление внутри цилиндра постепенно увеличивается, впускной клапан закрывается, а выпускной клапан остается закрытым. В этот момент пластина диафрагмы изгибается вправо под давлением внутри цилиндра, уменьшая объем камеры диафрагмы и сжимая газ. По мере того, как поршень продолжает двигаться, давление внутри цилиндра непрерывно увеличивается, пока не достигнет установленного давления сжатия.

Например, при сжатии деформация изгиба диафрагмы определяется разностью давления внутри цилиндра и давления в камере диафрагмы. Когда давление внутри цилиндра больше давления в камере диафрагмы, пластина диафрагмы изгибается вправо, сжимая газ; Когда давление внутри цилиндра равно давлению в камере диафрагмы, диафрагма приходит в равновесие и процесс сжатия заканчивается.

3.3 Стадия выхлопа

Когда давление внутри цилиндра достигает установленного давления сжатия, открывается выпускной клапан, и сжатый газ выпускается из цилиндра через выпускную трубу. В этот момент пластина диафрагмы под действием давления внутри цилиндра и камеры диафрагмы изгибается влево, увеличивая объем камеры диафрагмы и готовясь к следующему процессу всасывания.

Например, во время процесса выпуска, открытие и закрытие выпускного клапана контролируется разницей между давлением внутри цилиндра и давлением в выпускной трубе. Когда давление внутри цилиндра выше давления в выпускной трубе, выпускной клапан автоматически открывается и сжатый газ выпускается из корпуса цилиндра; Когда давление внутри цилиндра равно давлению в выпускной трубе, выпускной клапан автоматически закрывается и процесс выпуска заканчивается.

3. Характеристики и применение мембранных компрессоров.

3.1 Характеристики

Высокая чистота сжатого газа: Благодаря диафрагме, отделяющей сжатый газ от смазочного масла и приводного механизма, сжатый газ не загрязняется смазочным маслом и примесями, что обеспечивает высокую чистоту.

Хорошая герметизация: мембранный компрессор имеет специальную уплотнительную конструкцию, которая эффективно предотвращает утечку газа, обеспечивает эффективность и безопасность сжатия.

Плавная работа: во время работы мембранного компрессора скорость движения поршня относительно низкая, и нет прямого контакта между металлическими частями, поэтому работа плавная, а уровень шума низкий.

Высокая адаптивность: мембранные компрессоры могут адаптироваться к различным требованиям по сжатию газа, включая высокое давление, высокую чистоту, горючие и взрывоопасные специальные газы.

3.2 Применение

Нефтехимическая промышленность: используется для сжатия газов, таких как водород, азот, природный газ и т. д., обеспечивая сырьем и энергией химическое производство.

Пищевая и фармацевтическая промышленность: используется для сжатия газов, таких как воздух и азот, обеспечивая чистую газовую среду для пищевой промышленности и фармацевтического производства.

Электронная полупроводниковая промышленность: используется для сжатия высокочистых газов, таких как азот, водород, гелий и т. д., обеспечивая высокочистую газовую среду для производства электронных микросхем и полупроводников.

В области научно-исследовательских экспериментов он используется для сжатия различных специальных газов и обеспечения стабильной подачи газа для научно-исследовательских экспериментов.

Короче говоря, диафрагменные компрессоры играют важную роль во многих областях благодаря своей уникальной структуре и принципу работы. Понимание принципа работы диафрагменных компрессоров может помочь лучше использовать и обслуживать это оборудование, повысить его эффективность и надежность.