Princip rada dijafragmalnog kompresora

Membranski kompresor je posebna vrsta kompresora koja igra važnu ulogu u mnogim područjima sa svojom jedinstvenom strukturom i principom rada.

1. Strukturni sastav dijafragmalnog kompresora

Membranski kompresor se uglavnom sastoji od sljedećih dijelova:

1.1 Pogonski mehanizam

Obično ga pokreće elektromotor ili motor s unutarnjim izgaranjem, a snaga se prenosi na radilicu kompresora putem remenskog prijenosa, zupčaničkog prijenosa ili izravne veze. Funkcija pogonskog mehanizma je osigurati stabilan izvor energije za kompresor, osiguravajući da kompresor može normalno raditi.

Na primjer, u nekim malim dijafragmalnim kompresorima, kao pogonski mehanizam može se koristiti jednofazni motor, dok se u velikim industrijskim dijafragmalnim kompresorima mogu koristiti trofazni motori velike snage ili motori s unutarnjim izgaranjem.

1.2 Mehanizam klipnjače radilice

Mehanizam klipnjače radilice jedna je od glavnih komponenti dijafragmalnog kompresora. Sastoji se od radilice, klipnjače, traverze itd., koji pretvaraju rotacijsko gibanje pogonskog mehanizma u linearno kretanje klipa. Rotacija radilice pokreće klipnjaču, čime se traverza pomiče u klizaču.

Na primjer, dizajn radilica obično koristi visokočvrste legirane čelične materijale koji se podvrgavaju preciznoj strojnoj obradi i toplinskoj obradi kako bi se osigurala dovoljna čvrstoća i krutost. Klipnjača je izrađena od izvrsnog kovanog čeličnog materijala, a preciznom obradom i sastavljanjem osigurava pouzdanu vezu s radilicom i poprečnom glavom.

1.3 Tijelo klipa i cilindra

Klip je komponenta u izravnom kontaktu s plinom u dijafragmalnom kompresoru, koja izvodi povratno gibanje unutar cilindra kako bi se postigla kompresija plina. Tijelo cilindra obično je izrađeno od visokočvrstog lijevanog željeza ili lijevanog čelika, koji ima dobru otpornost na tlak. Brtve se koriste između klipa i cilindra kako bi se spriječilo curenje plina.

Na primjer, površina klipa obično se obrađuje posebnim tretmanima kao što su kromiranje, niklanje itd. kako bi se poboljšala otpornost na habanje i koroziju. Odabir brtvenih komponenti također je ključan, obično se koriste visokoučinkovite gumene ili metalne brtve kako bi se osigurao dobar učinak brtvljenja.

1.4 Komponente dijafragme

Dijafragmalna komponenta ključna je komponenta dijafragmalnog kompresora koja izolira komprimirani plin od ulja za podmazivanje i pogonskog mehanizma, osiguravajući čistoću komprimiranog plina. Dijafragmalne komponente obično se sastoje od dijafragmalnih ploča, dijafragmalnih posuda, dijafragmalnih tlačnih ploča itd. Dijafragmalne ploče općenito su izrađene od visokočvrstih metalnih ili gumenih materijala, koji imaju dobru elastičnost i otpornost na koroziju.

Na primjer, metalne dijafragmalne ploče obično su izrađene od materijala poput nehrđajućeg čelika i legura titana, te se obrađuju posebnim tehnikama kako bi imale visoku čvrstoću i otpornost na koroziju. Gumena dijafragma izrađena je od posebnog sintetičkog gumenog materijala koji ima dobru elastičnost i svojstva brtvljenja. Pladanj dijafragme i tlačna ploča dijafragme koriste se za pričvršćivanje dijafragme, osiguravajući da se dijafragma neće deformirati ili slomiti tijekom rada.

1.5 Plinski ventil i sustav hlađenja

Plinski ventil je komponenta dijafragmalnog kompresora koja kontrolira dovod i odvod plina, a njegove performanse izravno utječu na učinkovitost i pouzdanost kompresora. Zračni ventil obično ima automatski ili prisilni ventil, a odabire se prema radnom tlaku i zahtjevima protoka kompresora. Sustav hlađenja koristi se za smanjenje topline koju kompresor stvara tijekom rada, osiguravajući normalan rad kompresora.

Na primjer, automatski ventili obično koriste oprugu ili dijafragmu kao jezgru ventila, koja se automatski otvara i zatvara promjenama tlaka plina. Prisilni ventil treba kontrolirati vanjskim pogonskim mehanizmima, kao što su elektromagnetski pogon, pneumatski pogon itd. Sustav hlađenja može biti hlađen zrakom ili vodom, ovisno o radnom okruženju i zahtjevima kompresora.

2. Princip rada dijafragmalnog kompresora

Radni proces dijafragmalnog kompresora može se podijeliti u tri faze: usisavanje, kompresiju i ispuh:

2.1 Faza udisanja

Kada se klip pomiče udesno, tlak unutar cilindra se smanjuje, usisni ventil se otvara i vanjski plin ulazi u tijelo cilindra kroz usisnu cijev. U tom trenutku, dijafragmalna ploča se savija ulijevo pod djelovanjem tlaka unutar cilindra i tlaka u dijafragmalnoj komori, a volumen dijafragmalne komore se povećava, tvoreći proces usisavanja.

Na primjer, tijekom procesa udisanja, otvaranje i zatvaranje usisnog ventila kontrolira se razlikom tlaka unutar i izvan bloka cilindra. Kada je tlak unutar cilindra niži od vanjskog tlaka, usisni ventil se automatski otvara i vanjski plin ulazi u tijelo cilindra; kada je tlak unutar cilindra jednak vanjskom tlaku, usisni ventil se automatski zatvara i proces usisavanja završava.

2.2 Faza kompresije

Kada se klip pomiče ulijevo, tlak unutar cilindra postupno se povećava, usisni ventil se zatvara, a ispušni ventil ostaje zatvoren. U tom trenutku, dijafragmalna ploča se savija udesno pod tlakom unutar cilindra, smanjujući volumen dijafragmalne komore i komprimirajući plin. Kako se klip nastavlja kretati, tlak unutar cilindra kontinuirano raste sve dok ne dostigne zadani tlak kompresije.

Na primjer, tijekom kompresije, deformacija savijanja dijafragme određena je razlikom između tlaka unutar cilindra i tlaka u komori dijafragme. Kada je tlak unutar cilindra veći od tlaka u komori dijafragme, ploča dijafragme se savija udesno, komprimirajući plin; kada je tlak unutar cilindra jednak tlaku u komori dijafragme, dijafragma je u ravnoteži i proces kompresije završava.

3.3 Ispušna faza

Kada tlak unutar cilindra dosegne zadani tlak kompresije, ispušni ventil se otvara i komprimirani plin se ispušta iz cilindra kroz ispušnu cijev. U tom trenutku, dijafragmalna ploča se savija ulijevo pod tlakom unutar cilindra i dijafragmalne komore, povećavajući volumen dijafragmalne komore i pripremajući se za sljedeći proces usisavanja.

Na primjer, tijekom procesa ispuha, otvaranje i zatvaranje ispušnog ventila kontrolira se razlikom između tlaka unutar cilindra i tlaka u ispušnoj cijevi. Kada je tlak unutar cilindra veći od tlaka u ispušnoj cijevi, ispušni ventil se automatski otvara i komprimirani plin se ispušta iz tijela cilindra; kada je tlak unutar cilindra jednak tlaku u ispušnoj cijevi, ispušni ventil se automatski zatvara i proces ispuha završava.

3. Karakteristike i primjena membranskih kompresora

3.1 Karakteristike

Visoka čistoća komprimiranog plina: Zbog dijafragme koja odvaja komprimirani plin od ulja za podmazivanje i pogonskog mehanizma, komprimirani plin nije kontaminiran uljem za podmazivanje i nečistoćama, što rezultira visokom čistoćom.

Dobro brtvljenje: Membranski kompresor ima posebnu strukturu brtvljenja koja može učinkovito spriječiti curenje plina, osigurati učinkovitost i sigurnost kompresije.

Glatki rad: Tijekom rada dijafragmalnog kompresora, brzina kretanja klipa je relativno niska i nema izravnog kontakta između metalnih dijelova, pa je rad gladak, a buka niska.

Snažna prilagodljivost: Membranski kompresori mogu se prilagoditi različitim zahtjevima kompresije plina, uključujući visoki tlak, visoku čistoću, zapaljive i eksplozivne specijalne plinove.

3.2 Primjena

Petrokemijska industrija: koristi se za komprimiranje plinova poput vodika, dušika, prirodnog plina itd., osiguravajući sirovine i energiju za kemijsku proizvodnju.

Prehrambena i farmaceutska industrija: koristi se za komprimiranje plinova poput zraka i dušika, osiguravajući čisto plinsko okruženje za preradu hrane i farmaceutsku proizvodnju.

Elektronička poluvodička industrija: koristi se za komprimiranje plinova visoke čistoće poput dušika, vodika, helija itd., osiguravajući okruženje visoke čistoće plina za proizvodnju elektroničkih čipova i poluvodiča.

U području znanstvenih istraživanja koristi se za komprimiranje raznih posebnih plinova i osiguravanje stabilne opskrbe plinom za znanstvene istraživačke eksperimente.

Ukratko, dijafragmalni kompresori igraju važnu ulogu u mnogim područjima zbog svoje jedinstvene strukture i principa rada. Razumijevanje principa rada dijafragmalnih kompresora može pomoći u boljem korištenju i održavanju ove opreme, poboljšanju njezine učinkovitosti i pouzdanosti.