Membrankompressor er en spesiell type kompressor som spiller en viktig rolle på mange felt med sin unike struktur og arbeidsprinsipp.
1. Strukturell sammensetning av membrankompressor
Membrankompressoren består hovedsakelig av følgende deler:
1.1 Drivmekanisme
Vanligvis drevet av en elektrisk motor eller forbrenningsmotor, overføres kraften til kompressorens veivaksel via remgir, girkasse eller direkte tilkobling. Drivmekanismens funksjon er å gi en stabil kraftkilde for kompressoren, slik at kompressoren kan fungere normalt.
For eksempel, i noen små membrankompressorer kan en enfasemotor brukes som drivmekanisme, mens i store industrielle membrankompressorer kan kraftige trefasemotorer eller forbrenningsmotorer brukes.
1.2 Veivakselens forbindelsesstangmekanisme
Veivakselens forbindelsesstangmekanisme er en av kjernekomponentene i membrankompressoren. Den består av en veivaksel, forbindelsesstang, krysshode osv., som omdanner drivmekanismens rotasjonsbevegelse til stempelets frem- og tilbakegående lineære bevegelse. Veivakselens rotasjon driver forbindelsesstangen til å svinge, og skyver dermed krysshodet for å lage en frem- og tilbakegående bevegelse i sleiden.
For eksempel bruker veivaksler vanligvis høyfast legert stål som gjennomgår presisjonsbearbeiding og varmebehandling for å sikre tilstrekkelig styrke og stivhet. Veivstangen er laget av utmerket smidd stålmateriale, og gjennom nøyaktig bearbeiding og montering sikrer den pålitelig forbindelse med veivakselen og krysshodet.
1.3 Stempel og sylinderhus
Stempelet er komponenten som er i direkte kontakt med gass i en membrankompressor, og som utfører en frem- og tilbakegående bevegelse inne i sylinderen for å oppnå gasskompresjon. Sylinderhuset er vanligvis laget av høyfast støpejern eller støpt stål, som har god trykkmotstand. Tetninger brukes mellom stempelet og sylinderen for å forhindre gasslekkasje.
For eksempel behandles stempeloverflaten vanligvis med spesielle behandlinger som forkromming, nikkelbelegg osv. for å forbedre slitestyrken og korrosjonsmotstanden. Valg av tetningskomponenter er også avgjørende, vanligvis brukes det høypresterende gummi- eller metallpakninger for å sikre god tetningseffekt.
1.4 Membrankomponenter
Membrankomponenten er en nøkkelkomponent i membrankompressoren, som isolerer den komprimerte gassen fra smøreoljen og drivmekanismen, og sikrer dermed renheten til den komprimerte gassen. Membrankomponenter består vanligvis av membranplater, membranbrett, membrantrykkplater, etc. Membranplater er vanligvis laget av høyfast metall eller gummimaterialer, som har god elastisitet og korrosjonsbestandighet.
For eksempel er metallmembranplater vanligvis laget av materialer som rustfritt stål og titanlegering, og bearbeides gjennom spesielle teknikker for å oppnå høy styrke og korrosjonsbestandighet. Gummimembranen er laget av et spesielt syntetisk gummimateriale, som har god elastisitet og tetningsegenskaper. Membranbrettet og membrantrykkplaten brukes til å feste membranen, slik at den ikke deformeres eller brekkes under drift.
1.5 Gassventil og kjølesystem
Gassventilen er en komponent i en membrankompressor som styrer inn- og utstrømningen av gass, og ytelsen påvirker direkte kompressorens effektivitet og pålitelighet. Luftventilen bruker vanligvis en automatisk ventil eller en tvangsventil, og velges i henhold til kompressorens arbeidstrykk og strømningskrav. Kjølesystemet brukes til å redusere varmen som genereres av kompressoren under drift, og sikre normal drift av kompressoren.
For eksempel bruker automatiske ventiler vanligvis fjær eller membran som ventilkjerne, som automatisk åpnes og lukkes ved endringer i gasstrykket. Tvangsventilen må styres gjennom eksterne drivmekanismer, for eksempel elektromagnetisk drift, pneumatisk drift osv. Kjølesystemet kan enten være luftkjølt eller vannkjølt, avhengig av driftsmiljøet og kompressorens krav.
2. Arbeidsprinsipp for membrankompressor
Arbeidsprosessen til en membrankompressor kan deles inn i tre trinn: suging, kompresjon og avgass:
2.1 Inhalasjonsfase
Når stempelet beveger seg til høyre, reduseres trykket inne i sylinderen, innsugsventilen åpnes, og ekstern gass kommer inn i sylinderhuset gjennom innsugsrøret. På dette tidspunktet bøyer membranplaten seg til venstre under påvirkning av trykket inne i sylinderen og trykket i membrankammeret, og volumet av membrankammeret øker, noe som danner en sugeprosess.
For eksempel, under innåndingsprosessen styres åpningen og lukkingen av inntaksventilen av trykkforskjellen inni og utenfor sylinderblokken. Når trykket inni sylinderen er lavere enn det eksterne trykket, åpnes inntaksventilen automatisk og den eksterne gassen kommer inn i sylinderhuset. Når trykket inni sylinderen er lik det eksterne trykket, lukkes inntaksventilen automatisk og sugeprosessen avsluttes.
2.2 Kompresjonstrinn
Når stempelet beveger seg til venstre, øker trykket inne i sylinderen gradvis, innsugsventilen lukkes, og eksosventilen forblir lukket. På dette tidspunktet bøyer membranplaten seg til høyre under trykket inne i sylinderen, noe som reduserer volumet i membrankammeret og komprimerer gassen. Etter hvert som stempelet fortsetter å bevege seg, øker trykket inne i sylinderen kontinuerlig til det når det innstilte kompresjonstrykket.
For eksempel, under kompresjon, bestemmes bøyningsdeformasjonen av membranen av forskjellen mellom trykket inne i sylinderen og trykket i membrankammeret. Når trykket inne i sylinderen er høyere enn trykket i membrankammeret, bøyer membranplaten seg til høyre, noe som komprimerer gassen. Når trykket inne i sylinderen er lik trykket i membrankammeret, er membranen i likevekt og kompresjonsprosessen avsluttes.
3.3 Eksosfase
Når trykket inne i sylinderen når det innstilte kompresjonstrykket, åpnes eksosventilen og komprimert gass slippes ut fra sylinderen gjennom eksosrøret. På dette tidspunktet bøyer membranplaten seg til venstre under trykket inne i sylinderen og membrankammeret, noe som øker volumet av membrankammeret og forbereder seg på neste sugeprosess.
For eksempel, under eksosprosessen styres åpningen og lukkingen av eksosventilen av forskjellen mellom trykket inne i sylinderen og trykket i eksosrøret. Når trykket inne i sylinderen er høyere enn trykket i eksosrøret, åpnes eksosventilen automatisk og komprimert gass slippes ut fra sylinderhuset. Når trykket inne i sylinderen er lik trykket i eksosrøret, lukkes eksosventilen automatisk og eksosprosessen avsluttes.
3. Egenskaper og anvendelser av membrankompressorer
3.1 Kjennetegn
Høy renhet av komprimert gass: På grunn av at membranen skiller den komprimerte gassen fra smøreolje og drivmekanismen, blir den komprimerte gassen ikke forurenset av smøreolje og urenheter, noe som resulterer i høy renhet.
God tetting: Membrankompressoren har en spesiell tetningsstruktur som effektivt kan forhindre gasslekkasje og sikre kompresjonseffektivitet og sikkerhet.
Jevn drift: Under membrankompressorens arbeidsprosess er stempelets bevegelseshastighet relativt lav, og det er ingen direkte kontakt mellom metalldelene, slik at driften er jevn og støyen er lav.
Sterk tilpasningsevne: Membrankompressorer kan tilpasse seg ulike gasskompresjonskrav, inkludert høyt trykk, høy renhet, brannfarlige og eksplosive spesialgasser.
3.2 Søknad
Petrokjemisk industri: brukes til å komprimere gasser som hydrogen, nitrogen, naturgass osv., og gir råvarer og kraft til kjemisk produksjon.
Næringsmiddel- og farmasøytisk industri: brukes til å komprimere gasser som luft og nitrogen, og gir et rent gassmiljø for matforedling og farmasøytisk produksjon.
Elektronisk halvlederindustri: brukes til å komprimere høyrente gasser som nitrogen, hydrogen, helium, etc., og gir et høyrent gassmiljø for produksjon av elektroniske brikker og halvlederproduksjon.
Innen vitenskapelige forskningseksperimenter brukes den til å komprimere ulike spesialgasser og gi stabil gassforsyning til vitenskapelige forskningseksperimenter.
Kort sagt spiller membrankompressorer en viktig rolle på mange felt på grunn av sin unike struktur og arbeidsprinsipp. Å forstå driftsprinsippet til membrankompressorer kan bidra til bedre bruk og vedlikehold av dette utstyret, samt forbedre effektiviteten og påliteligheten.
Publisert: 12. september 2024