Membraankompressor on spetsiaalne kompressoritüüp, millel on oma ainulaadse struktuuri ja tööpõhimõtte tõttu oluline roll paljudes valdkondades.
1. Membraankompressori struktuuriline koostis
Diafragmakompressor koosneb peamiselt järgmistest osadest:
1.1 Ajamimehhanism
Tavaliselt elektrimootori või sisepõlemismootori abil töötav kompressor edastatakse väntvõllile jõud rihmülekande, hammasülekande või otseühenduse kaudu. Ajami mehhanismi ülesanne on pakkuda kompressorile stabiilset toiteallikat, tagades kompressori normaalse töö.
Näiteks võib mõnes väikeses membraankompressoris ajamimehhanismina kasutada ühefaasilist mootorit, samas kui suurtes tööstuslikes membraankompressorites võib kasutada suure võimsusega kolmefaasilisi mootoreid või sisepõlemismootoreid.
1.2 Väntvõlli ühendusvarda mehhanism
Väntvõlli ühendusvarda mehhanism on üks membraankompressori põhikomponente. See koosneb väntvõllist, ühendusvardast, ühenduspeast jne, mis muundavad ajami mehhanismi pöörlemisliikumise kolvi edasi-tagasi liikuvaks lineaarseks liikumiseks. Väntvõlli pöörlemine paneb ühendusvarda kiikuma, lükates seeläbi ühenduspead, et teha liuguris edasi-tagasi liikumist.
Näiteks väntvõllide konstruktsioonis kasutatakse tavaliselt ülitugevast legeerterasest materjale, mis läbivad täppistöötluse ja kuumtöötluse, et tagada nende piisav tugevus ja jäikus. Ühendusvarras on valmistatud suurepärasest sepistatud terasest ning täpse töötlemise ja kokkupaneku abil tagab see usaldusväärse ühenduse väntvõlli ja ristpeaga.
1.3 Kolvi ja silindri korpus
Kolb on membraankompressori gaasiga otseses kontaktis olev komponent, mis sooritab silindri sees edasi-tagasi liikumist, et saavutada gaasi kokkusurumine. Silindri korpus on tavaliselt valmistatud ülitugevast malmist või valuterasest, millel on hea rõhutaluvus. Gaasilekke vältimiseks kasutatakse kolvi ja silindri vahel tihendeid.
Näiteks kolvi pinda töödeldakse tavaliselt spetsiaalsete töötlustega, nagu kroomimine, nikeldamine jne, et parandada selle kulumiskindlust ja korrosioonikindlust. Tihenduskomponentide valik on samuti oluline, tavaliselt kasutatakse hea tihendusefekti tagamiseks kõrgjõudlusega kummist või metallist tihendeid.
1.4 Membraani komponendid
Diafragmakomponent on diafragmakompressori põhikomponent, mis eraldab surugaasi määrdeõlist ja ajamimehhanismist, tagades surugaasi puhtuse. Diafragmakomponendid koosnevad tavaliselt diafragmalehtedest, diafragma alustest, diafragma surveplaatidest jne. Diafragmalehed on tavaliselt valmistatud ülitugevast metallist või kummist materjalidest, millel on hea elastsus ja korrosioonikindlus.
Näiteks metallist diafragmaplaadid on tavaliselt valmistatud sellistest materjalidest nagu roostevaba teras ja titaanisulam ning neid töödeldakse spetsiaalsete tehnikate abil, et saavutada kõrge tugevus ja korrosioonikindlus. Kummist diafragma on valmistatud spetsiaalsest sünteetilisest kummimaterjalist, millel on head elastsus- ja tihendusomadused. Diafragma alus ja diafragma surveplaat kinnitavad diafragma, tagades, et diafragma töötamise ajal ei deformeeruks ega puruneks.
1.5 Gaasiventiil ja jahutussüsteem
Gaasiventiil on membraankompressori komponent, mis kontrollib gaasi sisse- ja väljavoolu ning selle jõudlus mõjutab otseselt kompressori efektiivsust ja töökindlust. Õhuventiil kasutab tavaliselt automaatventiili või sundventiili ning see valitakse vastavalt kompressori töörõhule ja vooluhulga nõuetele. Jahutussüsteemi eesmärk on vähendada kompressori töötamise ajal tekkivat soojust, tagades kompressori normaalse töö.
Näiteks automaatventiilid kasutavad tavaliselt ventiili südamikuna vedru või membraani, mis avaneb ja sulgub automaatselt gaasirõhu muutuste korral. Sundventiili tuleb juhtida väliste ajamimehhanismide, näiteks elektromagnetilise ajami, pneumaatilise ajami jne abil. Jahutussüsteem võib olla kas õhkjahutusega või vesijahutusega, olenevalt töökeskkonnast ja kompressori nõuetest.
2. Membraankompressori tööpõhimõte
Diafragmakompressori tööprotsessi saab jagada kolmeks etapiks: imemine, kokkusurumine ja väljalaske:
2.1 Inhalatsioonifaas
Kui kolb liigub paremale, väheneb silindri sees olev rõhk, sisselaskeklapp avaneb ja väline gaas siseneb silindri korpusesse läbi sisselasketoru. Sel ajal paindub diafragmaplaat silindri sees oleva rõhu ja diafragma kambris oleva rõhu mõjul vasakule ning diafragma kambri maht suureneb, moodustades imemisprotsessi.
Näiteks sissehingamisprotsessi ajal kontrollib sisselaskeklapi avanemist ja sulgemist silindriploki sees ja väljaspool olev rõhuerinevus. Kui silindri sees olev rõhk on madalam kui välisrõhk, avaneb sisselaskeklapp automaatselt ja väline gaas siseneb silindri korpusesse; kui silindri sees olev rõhk on võrdne välisrõhuga, sulgub sisselaskeklapp automaatselt ja imemisprotsess lõpeb.
2.2 Kokkusurumisetapp
Kui kolb liigub vasakule, suureneb silindri sees olev rõhk järk-järgult, sisselaskeventiil sulgub ja väljalaskeventiil jääb suletuks. Sel hetkel paindub diafragmaplaat silindri sees oleva rõhu all paremale, vähendades diafragma kambri mahtu ja surudes gaasi kokku. Kolvi edasiliikumisel suureneb rõhk silindri sees pidevalt, kuni see saavutab seatud surverõhu.
Näiteks kokkusurumise ajal määrab diafragma paindedeformatsiooni silindri sees oleva rõhu ja diafragma kambris oleva rõhu erinevus. Kui silindri sees olev rõhk on kõrgem kui diafragma kambris olev rõhk, paindub diafragmaplaat paremale, surudes gaasi kokku; kui silindri sees olev rõhk on võrdne diafragma kambris oleva rõhuga, on diafragma tasakaalus ja kokkusurumisprotsess lõpeb.
3.3 Heitgaaside etapp
Kui rõhk silindris saavutab seatud surverõhu, avaneb väljalaskeventiil ja surugaas väljub silindrist läbi väljalasketoru. Sel hetkel paindub diafragmaplaat silindri ja diafragma kambri sees oleva rõhu all vasakule, suurendades diafragma kambri mahtu ja valmistudes ette järgmiseks imemisprotsessiks.
Näiteks heitgaasiprotsessi ajal kontrollitakse väljalaskeklapi avanemist ja sulgemist silindri sees oleva rõhu ja väljalasketoru rõhu erinevuse abil. Kui silindri sees olev rõhk on kõrgem kui väljalasketoru rõhk, avaneb väljalaskeklapp automaatselt ja silindri korpusest väljub surugaas; kui silindri sees olev rõhk on võrdne väljalasketoru rõhuga, sulgub väljalaskeklapp automaatselt ja heitgaasiprotsess lõpeb.
3. Membraankompressorite omadused ja rakendused
3.1 Omadused
Surugaasi kõrge puhtusaste: Tänu diafragmale, mis eraldab surugaasi määrdeõlist ja ajamimehhanismist, ei ole surugaas saastunud määrdeõli ja lisanditega, mille tulemuseks on kõrge puhtusaste.
Hea tihendus: Membraankompressoril on spetsiaalne tihendusstruktuur, mis aitab tõhusalt vältida gaasilekkeid, tagada kokkusurumise efektiivsuse ja ohutuse.
Sujuv töö: Diafragmakompressori tööprotsessi ajal on kolvi liikumiskiirus suhteliselt madal ja metalldetailide vahel puudub otsene kontakt, seega on töö sujuv ja müra madal.
Tugev kohanemisvõime: Membraankompressorid suudavad kohaneda erinevate gaasi kokkusurumise nõuetega, sealhulgas kõrgsurve, kõrge puhtusastmega, tuleohtlike ja plahvatusohtlike spetsiaalsete gaasidega.
3.2 Taotlus
Naftakeemiatööstus: kasutatakse gaaside, näiteks vesiniku, lämmastiku, maagaasi jne kokkusurumiseks, pakkudes toorainet ja energiat keemiatööstusele.
Toidu- ja farmaatsiatööstus: kasutatakse gaaside, näiteks õhu ja lämmastiku, kokkusurumiseks, pakkudes puhast gaasikeskkonda toiduainete töötlemiseks ja ravimite tootmiseks.
Elektroonika pooljuhtide tööstus: kasutatakse kõrge puhtusastmega gaaside, näiteks lämmastiku, vesiniku, heeliumi jne kokkusurumiseks, pakkudes kõrge puhtusastmega gaasikeskkonda elektrooniliste kiipide ja pooljuhtide tootmiseks.
Teaduslike uurimiskatsete valdkonnas kasutatakse seda mitmesuguste spetsiaalsete gaaside kokkusurumiseks ja stabiilse gaasivarustuse tagamiseks teaduslike uurimiskatsete jaoks.
Lühidalt öeldes mängivad membraankompressorid oma ainulaadse struktuuri ja tööpõhimõtte tõttu olulist rolli paljudes valdkondades. Membraankompressorite tööpõhimõtte mõistmine aitab neid seadmeid paremini kasutada ja hooldada, parandada nende tõhusust ja töökindlust.
Postituse aeg: 12. september 2024