Компрессор — это устройство, которое используется для сжатия газа или воздуха, чтобы он мог перемещаться из одного места в другое. Компрессоры наиболее широко используются во всем мире в различных отраслях промышленности. Чаще всего компрессоры используются в пневматических системах. Существует несколько типов компрессоров, и мембранный компрессор — один из них. В предыдущей статье мы обсудили различные типы компрессоров, поэтому в этой статье мы рассмотрим в основном мембранный компрессор.
Что такое мембранный компрессор?
Мембранный компрессор — это известный тип компрессора из категории поршневых компрессоров. Мембранный компрессор также называют мембранным компрессором. Мембранный компрессор использует вращающуюся мембрану для сжатия воздуха или газа. Вращающаяся мембрана помогает доставлять воздух или газ внутрь камеры сжатия и создавать необходимое давление для подачи воздуха в нужную область.
Мембранный компрессор имеет гидравлическую поршневую систему с герметичным уплотнением, чтобы ионная жидкость не смешивалась с газами. В этом компрессоре воздух сжимается гибкой диафрагмой вместо воздухозаборного элемента.
Возвратно-поступательное движение диафрагмы приводится в действие коленчатым валом и шатунным механизмом. Во время работы мембранного компрессора коробка компрессора и мембрана соприкасаются с рабочей жидкостью (например, газом или воздухом). Поэтому такой компрессор лучше всего подходит для перекачки взрывоопасных и токсичных газов.
Мембрана или диафрагма должна быть слишком надежной, чтобы она могла выдержать нагрузку перекачиваемого газа. Она также должна обладать достаточной термостойкостью и достаточными химическими свойствами.
Мембранное сжатие — лучший выбор для ситуаций, когда требуется полное разделение уплотнения. В основном мембранные компрессоры используются для работы с радиоактивными, взрывчатыми, легковоспламеняющимися, токсичными или редкими газами.
Принцип работы мембранного компрессора
- Гидравлическая система
Рабочий цикл и структура мембранного компрессора приведены на рисунке ниже.
Рис: Рабочий цикл мембранного компрессора
Во время работы мембранного компрессора каждый оборот поршня подает определенное количество гидравлического масла на мембрану или диафрагму. Это масло помогает мембране двигаться вверх и вниз; благодаря этому движению мембрана сжимает воздух или газ.
Во время хода всасывания, когда поршень достигает BDC (нижней мертвой точки), компенсационный насос подает очень малое количество масла через обратный клапан в масляной головке, чтобы обеспечить герметичность поршневого кольца. Когда мембрана приближается к масляной головке, всасываемый газ перестает поступать внутрь головки.
Когда поршень начинает двигаться к TDC (верхней мертвой точке), давление внутреннего газа становится выше давления внешнего газа, что закрывает впускной клапан; после этого обратный клапан также закрывается, поскольку больше нет необходимости в подаче гидравлического масла компенсационным насосом.
Давление масла и газа одновременно увеличивается до тех пор, пока гидравлическое масло не заставит мембрану войти в контакт с газовой головкой. После контакта мембраны с газовой головкой начинается ход нагнетания.
На масляной головке установлен клапан сброса давления, который используется для поддержания внутреннего давления масла. Этот клапан открывается, и лишнее масло возвращается в картер.
Когда масло возвращается в картер, поршень насоса начинает двигаться к BDC (ход вниз), в результате чего давление внешнего газа становится больше давления внутреннего газа, и выпускной клапан закрывается.
Вследствие закрытия выпускного клапана газ, имеющийся в газовой головке, начинает расширяться от давления на выходе до давления на входе. Когда давление внутреннего газа достигает давления внешнего газа, открывается выпускной клапан, и газ выходит. После этого весь цикл повторяется.
Из-за жестких условий эксплуатации мембранного или диафрагменного компрессора механический шум может легко загрязнить сигнал АЭ. Как правило, частота механического шума составляет менее 10 кГц.
Чтобы лучше понять работу мембранного компрессора, посмотрите следующее видео:
Схема диафрагменного компрессора
Принципиальная схема мембранного компрессора приведена ниже:
- Гибкая мембрана закрепляется по окружности.
- На металлических электродах размещены диэлектрические слои, чтобы избежать электрического замыкания при контакте мембраны с поверхностью камеры.
- Слой металлических электродов оседает на поверхности камеры и мембраны.
- Формованная камера имеет две одинаковые половины, которые полностью закрывают мембрану. Газ поступает в камеру через входное отверстие, а выпускной клапан регулирует поток подаваемого газа и повышение давления.
Детали мембранного компрессора
- Обратный клапан
- Клапаны перекачки
- Поршень
- Шатун
- Гидравлический насос впрыска
- Коленчатый вал
1) Корпус
Корпус мембранного компрессора является важной частью размещения компрессора, который обычно состоит из картера (рамы), корпуса и среднего корпуса.
Демпфер крепится к корпусу машины для направления и позиционирования компонентов трансмиссии, таких как цилиндры с внешним соединением, масло, смазка картера, электродвигатели и другие узлы.
Во время работы компрессора его корпус должен выдерживать усилия поршней и газов, силы инерции движущихся частей и передавать весь или часть своего веса на основание.
2) Цилиндр
Это важная часть всех компрессоров. Мембрана всасывает воздух или газ извне и подает его внутрь цилиндра. Из-за высокого давления газа к цилиндру предъявляются высокие технические требования, такие как сложная структура и переменное направление теплообмена.
3) Обратный клапан
Обратный клапан — это обратный клапан. Он препятствует обратному потоку воздуха или газа. Эти типы клапанов легко доступны для замены, обслуживания, ремонта или проверки.
4) Поршень
Поршень — это важная часть компрессора, которая играет важную роль в сжатии газа или воздуха. Он движется вперед и назад, сжимая воздух или газ.
Когда поршень движется вверх, давление внутри компрессора становится выше, чем давление внешнего газа, в то время как давление внутреннего газа уменьшается, когда он движется вниз.
5) Гидравлический нагнетательный насос
Гидравлический насос впрыскивает очень малое количество масла через обратный клапан в масляной головке, чтобы обеспечить герметичность поршневого кольца. Это масло помогает поршню двигаться вперед и назад.
6) Смотровое стекло перекачки
Дает визуальный сигнал о наличии гидравлического масла в поршне.
7) Впускные и выпускные клапаны
Впускные и выпускные клапаны являются важнейшими компонентами всех компрессоров и насосов. Впускной клапан используется для всасывания воздуха или газа в мембранный компрессор. Этот клапан используется для всасывания воздуха извне внутрь компрессора.
Выпускной клапан используется для выпуска газа или воздуха из компрессора. Когда давление газа или воздуха внутри компрессора становится равным атмосферному давлению, он выходит через выпускной клапан.
8) Шатун
Шатун соединяет поршень и коленчатый вал мембранного компрессора. Он передает движение поршня на коленчатый вал.
- Цельный шатун
- Раздельный шатун
Разъемный шатун используется для торсионного вала и кривошипной рамы. Конец этого шатуна крепится к шатунному винту в сборе с шатунной шейкой.
Разъемный шатун может использоваться в сочетании с шейкой коленчатого вала для длинноходных холодильных компрессоров. На большем конце шатуна установлена тонкостенная втулка. Для повышения износостойкости втулка подшипника имеет слой износостойкого сплава.
Для эксцентриковых конструкций коленчатого вала используется интегральный шатун. Он имеет легкую установку и простую структуру. Ход эксцентрикового коленчатого вала в два раза больше эксцентриситета, что ограничивает интегральный шатун. Он может использоваться для небольших холодильных компрессоров.
9) Коленчатый вал
Это еще один важный компонент мембранного компрессора. Он преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение.
10) Диафрагма или мембрана
Это подвижный компонент, который вращается для сжатия воздуха или газа внутри компрессора.
Преимущества и недостатки мембранного компрессора
Ниже приведены преимущества и недостатки мембранных компрессоров:
Преимущества мембранного компрессора
- Благодаря герметичности между масляной и воздушной камерами, этот компрессор обеспечивает безмасляное сжатие.
- Его дуплексные устройства могут одновременно сжимать различные газы
- Нет проблем с переходным узлом
- Статически герметичный в потоке газа, мембранный компрессор обеспечивает сжатие без износа.
- Низкая нагрузка на подшипники коленчатого вала
- Если мембрана выходит из строя, она автоматически отключается во избежание повреждений.
- Простота технического обслуживания
- Давление выхлопа достигает 3000 бар.
- Обеспечивает плотное сжатие газа.
- Нерегулируемое высокое внутреннее давление экономит энергию и снижает цену.
- Бесшумная работа
- Этот компрессор не подвержен вибрациям и стукам
- Он экономит энергию
- Продлевает срок службы мембраны
- Снижает затраты на электроэнергию
Недостатки мембранного компрессора
- У этого типа компрессора короткий срок службы мембраны.
- У него низкая скорость потока.
- Он не может саморегулироваться.
- Клапаны и поршневые кольца восприимчивы к загрязнениям, присутствующим в газе.
Области применения мембранных компрессоров
- Металлообработка
- Производство листового стекла
- Также используется для охлаждения турбин электростанций
- Заполнение и выгрузка газов из трубных прицепов
- Сырье для фармацевтической, химической и нефтехимической деятельности
- Станция водородных топливных элементов
- Заправка газовых баллонов и резервуаров для хранения сыпучих газов
- Сжатие сингаза из возобновляемых источников
- Газы для производства волоконной оптики, полупроводников и электроники
- Смешивание, смешивание и переработка газов
- Для очистки небольшого количества специальных газов
- Гидрогенизация приятных на вкус масел
- Мембранный или диафрагменный компрессор также используется для очистки листового стекла.
Раздел часто задаваемых вопросов
кто изобрел мембранный компрессор?
В 1916 году Анри Корблин изобрел мембранные компрессоры Howden серии «D».
В чем разница между мембранным компрессором и мембранным насосом?
Мембранный компрессор используется для сжимаемых жидкостей (например, воздуха или газа), а мембранный насос — для несжимаемых жидкостей.
Читать далее
2 мысли о «Что такое мембранный компрессор? | Как работает мембранный компрессор?»
Очень хорошая техническая информация. Я хотел бы узнать больше о клапанах всасывания и нагнетания (процедура капитального ремонта и процедура тестирования).
Здравствуйте, спасибо, что оценили мою работу… Чтобы прочитать больше о клапанах, вы можете прочитать мою статью https://mechanicalboost.com/check-valve/.
Оставить комментарий Отменить ответ
сообщить об этом объявлении
