Načelo delovanja membranskega kompresorja

Membranski kompresor je posebna vrsta kompresorja, ki ima s svojo edinstveno strukturo in principom delovanja pomembno vlogo na številnih področjih.

1. Strukturna sestava membranskega kompresorja

Membranski kompresor je sestavljen predvsem iz naslednjih delov:

1.1 Pogonski mehanizem

Običajno ga poganja elektromotor ali motor z notranjim zgorevanjem, moč pa se prenaša na ročično gred kompresorja prek jermenskega prenosa, zobniškega prenosa ali neposredne povezave. Funkcija pogonskega mehanizma je zagotavljanje stabilnega vira energije za kompresor in zagotavljanje njegovega normalnega delovanja.

Na primer, pri nekaterih majhnih membranskih kompresorjih se lahko kot pogonski mehanizem uporablja enofazni motor, medtem ko se pri velikih industrijskih membranskih kompresorjih lahko uporabljajo visokozmogljivi trifazni motorji ali motorji z notranjim zgorevanjem.

1.2 Mehanizem ojnice ročične gredi

Ojnični mehanizem ročične gredi je eden od osrednjih sestavnih delov membranskega kompresorja. Sestavljen je iz ročične gredi, ojnice, križne glave itd., ki pretvarjajo rotacijsko gibanje pogonskega mehanizma v nihajno linearno gibanje bata. Vrtenje ročične gredi poganja ojnico, s čimer potiska križno glavo, da izvaja nihajno gibanje v drsniku.

Na primer, zasnova ročičnih gredi običajno uporablja visoko trdnostne legirane jeklene materiale, ki so podvrženi natančni strojni obdelavi in ​​toplotni obdelavi, da se zagotovi zadostna trdnost in togost. Ojnica je izdelana iz odličnega kovanega jekla in z natančno obdelavo in montažo zagotavlja zanesljivo povezavo z ročično gredjo in prečno glavo.

1.3 Bat in ohišje valja

Bat je sestavni del membranskega kompresorja, ki je v neposrednem stiku s plinom in izvaja povratno gibanje znotraj valja, da doseže stiskanje plina. Telo valja je običajno izdelano iz visoko trdnega litega železa ali litega jekla, ki ima dobro tlačno odpornost. Med batom in valjem se uporabljajo tesnila, ki preprečujejo uhajanje plina.

Na primer, površina bata je običajno obdelana s posebnimi postopki, kot so kromiranje, nikljanje itd., da se izboljša njena odpornost proti obrabi in koroziji. Pomembna je tudi izbira tesnilnih komponent, pri čemer se običajno uporabljajo visokozmogljiva gumijasta ali kovinska tesnila, da se zagotovi dober tesnilni učinek.

1.4 Komponente membrane

Membranska komponenta je ključni sestavni del membranskega kompresorja, ki izolira stisnjen plin od mazalnega olja in pogonskega mehanizma, s čimer zagotavlja čistost stisnjenega plina. Membranske komponente so običajno sestavljene iz membranskih plošč, membranskih pladnjev, membranskih tlačnih plošč itd. Membranske plošče so običajno izdelane iz visoko trdnih kovinskih ali gumijastih materialov, ki imajo dobro elastičnost in odpornost proti koroziji.

Na primer, kovinske membranske plošče so običajno izdelane iz materialov, kot sta nerjaveče jeklo in titanova zlitina, in so obdelane s posebnimi tehnikami, da imajo visoko trdnost in odpornost proti koroziji. Gumijasta membrana je izdelana iz posebnega sintetičnega kavčuka, ki ima dobro elastičnost in tesnilne lastnosti. Membranski pladenj in tlačna plošča membrane se uporabljata za pritrditev membrane, kar zagotavlja, da se membrana med delovanjem ne bo deformirala ali zlomila.

1.5 Plinski ventil in hladilni sistem

Plinski ventil je sestavni del membranskega kompresorja, ki nadzoruje dovod in odtok plina, njegovo delovanje pa neposredno vpliva na učinkovitost in zanesljivost kompresorja. Zračni ventil je običajno avtomatski ali prisilni ventil in je izbran glede na delovni tlak in pretok kompresorja. Hladilni sistem se uporablja za zmanjšanje toplote, ki jo kompresor ustvarja med delovanjem, in zagotavlja normalno delovanje kompresorja.

Na primer, avtomatski ventili običajno uporabljajo vzmet ali membrano kot jedro ventila, ki se samodejno odpira in zapira glede na spremembe tlaka plina. Prisilni ventil je treba krmiliti z zunanjimi pogonskimi mehanizmi, kot so elektromagnetni pogon, pnevmatski pogon itd. Hladilni sistem je lahko zračno ali vodno hlajen, odvisno od delovnega okolja in zahtev kompresorja.

2. Načelo delovanja membranskega kompresorja

Delovni proces membranskega kompresorja lahko razdelimo na tri faze: sesanje, stiskanje in izpuh:

2.1 Faza vdihavanja

Ko se bat premakne v desno, se tlak v valju zmanjša, sesalni ventil se odpre in zunanji plin vstopi v telo valja skozi sesalno cev. V tem času se membranska plošča pod vplivom tlaka v valju in tlaka v membranski komori upogne v levo, prostornina membranske komore pa se poveča, kar tvori sesalni proces.

Na primer, med vdihavanjem se odpiranje in zapiranje sesalnega ventila krmili z razliko tlakov znotraj in zunaj bloka valja. Ko je tlak v valju nižji od zunanjega tlaka, se sesalni ventil samodejno odpre in zunanji plin vstopi v telo valja; ko je tlak v valju enak zunanjemu tlaku, se sesalni ventil samodejno zapre in sesanje se konča.

2.2 Stopnja kompresije

Ko se bat premakne v levo, se tlak v valju postopoma povečuje, sesalni ventil se zapre, izpušni ventil pa ostane zaprt. V tem trenutku se membranska plošča pod tlakom v valju upogne v desno, s čimer se zmanjša prostornina membranske komore in stisne plin. Med nadaljnjim gibanjem bata se tlak v valju nenehno povečuje, dokler ne doseže nastavljenega kompresijskega tlaka.

Na primer, med kompresijo je upogibna deformacija membrane določena z razliko med tlakom v valju in tlakom v membranski komori. Ko je tlak v valju višji od tlaka v membranski komori, se membranska plošča upogne v desno in stisne plin; ko je tlak v valju enak tlaku v membranski komori, je membrana v ravnovesju in postopek kompresije se konča.

3.3 Izpušna faza

Ko tlak v valju doseže nastavljeni kompresijski tlak, se odpre izpušni ventil in stisnjen plin se iz valja izpusti skozi izpušno cev. V tem trenutku se membranska plošča pod tlakom v valju in membranski komori upogne v levo, s čimer se poveča prostornina membranske komore in se pripravi na naslednji sesalni proces.

Na primer, med procesom izpušnih plinov se odpiranje in zapiranje izpušnega ventila krmili z razliko med tlakom v valju in tlakom v izpušni cevi. Ko je tlak v valju višji od tlaka v izpušni cevi, se izpušni ventil samodejno odpre in stisnjen plin se izpusti iz telesa valja; ko je tlak v valju enak tlaku v izpušni cevi, se izpušni ventil samodejno zapre in proces izpušnih plinov se konča.

3. Značilnosti in uporaba membranskih kompresorjev

3.1 Značilnosti

Visoka čistost stisnjenega plina: Zaradi membrane, ki ločuje stisnjen plin od mazalnega olja in pogonskega mehanizma, stisnjen plin ni onesnažen z mazalnim oljem in nečistočami, kar ima za posledico visoko čistost.

Dobro tesnjenje: Membranski kompresor ima posebno tesnilno strukturo, ki lahko učinkovito prepreči uhajanje plina ter zagotovi učinkovitost in varnost stiskanja.

Gladko delovanje: Med delovnim procesom membranskega kompresorja je hitrost gibanja bata relativno nizka in ni neposrednega stika med kovinskimi deli, zato je delovanje gladko in hrup nizek.

Močna prilagodljivost: Membranski kompresorji se lahko prilagodijo različnim zahtevam glede stiskanja plina, vključno z visokim tlakom, visoko čistostjo, vnetljivimi in eksplozivnimi posebnimi plini.

3.2 Uporaba

Petrokemična industrija: uporablja se za stiskanje plinov, kot so vodik, dušik, zemeljski plin itd., kar zagotavlja surovine in energijo za kemično proizvodnjo.

Živilska in farmacevtska industrija: uporablja se za stiskanje plinov, kot sta zrak in dušik, kar zagotavlja čisto plinsko okolje za predelavo hrane in farmacevtsko proizvodnjo.

Industrija elektronskih polprevodnikov: uporablja se za stiskanje visoko čistih plinov, kot so dušik, vodik, helij itd., kar zagotavlja visoko čist plinski medij za proizvodnjo elektronskih čipov in polprevodnikov.

Na področju znanstvenoraziskovalnih poskusov se uporablja za stiskanje različnih posebnih plinov in zagotavljanje stabilne oskrbe s plinom za znanstvenoraziskovalne poskuse.

Skratka, membranski kompresorji igrajo pomembno vlogo na številnih področjih zaradi svoje edinstvene strukture in principa delovanja. Razumevanje principa delovanja membranskih kompresorjev lahko pomaga pri boljši uporabi in vzdrževanju te opreme ter izboljša njeno učinkovitost in zanesljivost.