Membrankompressor er en speciel type kompressor, der spiller en vigtig rolle på mange områder med sin unikke struktur og arbejdsprincip.
1. Strukturel sammensætning af membrankompressor
Membrankompressoren består hovedsageligt af følgende dele:
1.1 Drivmekanisme
Normalt drevet af en elektrisk motor eller forbrændingsmotor, overføres kraften til kompressorens krumtapaksel via remtransmission, tandhjulstransmission eller direkte forbindelse. Drivmekanismens funktion er at give en stabil strømkilde til kompressoren og sikre, at kompressoren kan fungere normalt.
For eksempel kan der i nogle små membrankompressorer anvendes en enfaset motor som drivmekanisme, mens der i store industrielle membrankompressorer kan anvendes højtydende trefasede motorer eller forbrændingsmotorer.
1.2 Krumtapaksel plejlstangsmekanisme
Krumtapakslens plejlstangsmekanisme er en af kernekomponenterne i membrankompressoren. Den består af en krumtapaksel, en plejlstang, et krydshoved osv., som omdanner drivmekanismens rotationsbevægelse til stemplets frem- og tilbagegående lineære bevægelse. Krumtapakslens rotation driver plejlstangen til at svinge, hvorved krydshovedet skubber til at lave en frem- og tilbagegående bevægelse i slæden.
For eksempel bruger krumtapaksler typisk højstyrkelegeret stål, der gennemgår præcisionsbearbejdning og varmebehandling for at sikre tilstrækkelig styrke og stivhed. Plejlstangen er lavet af fremragende smedet stålmateriale, og gennem præcis bearbejdning og samling sikrer den pålidelig forbindelse med krumtapakslen og krydshovedet.
1.3 Stempel og cylinderhus
Stemplet er den komponent, der er i direkte kontakt med gas i en membrankompressor, og som udfører en frem- og tilbagegående bevægelse inde i cylinderen for at opnå gaskompression. Cylinderhuset er normalt lavet af højstyrkestøbejern eller støbt stålmateriale, som har god trykmodstand. Der anvendes tætninger mellem stempel og cylinder for at forhindre gaslækage.
For eksempel behandles stemplets overflade normalt med specialbehandlinger såsom forkromning, nikkelbelægning osv. for at forbedre dets slidstyrke og korrosionsbestandighed. Valget af tætningskomponenter er også afgørende, normalt ved at bruge højtydende gummi- eller metaltætninger for at sikre en god tætningseffekt.
1.4 Membrankomponenter
Membrankomponenten er en nøglekomponent i membrankompressoren, som isolerer den komprimerede gas fra smøreolien og drivmekanismen og sikrer den komprimerede gass renhed. Membrankomponenter er normalt sammensat af membranplader, membranbakker, membrantrykplader osv. Membranplader er generelt lavet af højstyrkemetal eller gummimaterialer, som har god elasticitet og korrosionsbestandighed.
For eksempel er metalmembranplader normalt lavet af materialer som rustfrit stål og titanlegering og forarbejdes gennem specielle teknikker for at opnå høj styrke og korrosionsbestandighed. Gummimembranen er lavet af et specielt syntetisk gummimateriale, som har god elasticitet og tætningsegenskaber. Membranbakken og membrantrykpladen bruges til at fastgøre membranen, hvilket sikrer, at membranen ikke deformeres eller knækker under drift.
1.5 Gasventil og kølesystem
Gasventilen er en komponent i en membrankompressor, der styrer gasind- og udstrømning, og dens ydeevne påvirker direkte kompressorens effektivitet og pålidelighed. Luftventilen anvender normalt en automatisk ventil eller en tvangsventil og vælges i henhold til kompressorens arbejdstryk og flowkrav. Kølesystemet bruges til at reducere den varme, der genereres af kompressoren under drift, hvilket sikrer kompressorens normale drift.
For eksempel bruger automatiske ventiler normalt en fjeder eller membran som ventilkerne, som automatisk åbner og lukker ved ændringer i gastrykket. Tvangsventilen skal styres via eksterne drivmekanismer, såsom elektromagnetisk drev, pneumatisk drev osv. Kølesystemet kan enten være luftkølet eller vandkølet, afhængigt af driftsmiljøet og kompressorens krav.
2. Membrankompressorens arbejdsprincip
Arbejdsprocessen for en membrankompressor kan opdeles i tre faser: sugning, kompression og udstødning:
2.1 Indåndingsfase
Når stemplet bevæger sig til højre, falder trykket inde i cylinderen, indsugningsventilen åbner, og ekstern gas kommer ind i cylinderhuset gennem indsugningsrøret. På dette tidspunkt bøjer membranpladen til venstre under påvirkning af trykket inde i cylinderen og trykket i membrankammeret, og membrankammerets volumen øges, hvilket danner en sugeproces.
For eksempel styres åbningen og lukningen af indsugningsventilen under indåndingsprocessen af trykforskellen i og uden for cylinderblokken. Når trykket inde i cylinderen er lavere end det eksterne tryk, åbner indsugningsventilen automatisk, og den eksterne gas kommer ind i cylinderhuset. Når trykket inde i cylinderen er lig med det eksterne tryk, lukker indsugningsventilen automatisk, og sugeprocessen afsluttes.
2.2 Kompressionstrin
Når stemplet bevæger sig til venstre, øges trykket i cylinderen gradvist, indsugningsventilen lukker, og udstødningsventilen forbliver lukket. På dette tidspunkt bøjer membranpladen til højre under trykket i cylinderen, hvilket reducerer membrankammerets volumen og komprimerer gassen. Efterhånden som stemplet fortsætter med at bevæge sig, øges trykket i cylinderen kontinuerligt, indtil det når det indstillede kompressionstryk.
For eksempel, under kompression, bestemmes membranens bøjningsdeformation af forskellen mellem trykket inde i cylinderen og trykket i membrankammeret. Når trykket inde i cylinderen er højere end trykket i membrankammeret, bøjer membranpladen til højre, hvilket komprimerer gassen; når trykket inde i cylinderen er lig med trykket i membrankammeret, er membranen i ligevægt, og kompressionsprocessen slutter.
3.3 Udstødningstrin
Når trykket inde i cylinderen når det indstillede kompressionstryk, åbner udstødningsventilen, og komprimeret gas udledes fra cylinderen gennem udstødningsrøret. På dette tidspunkt bøjer membranpladen til venstre under trykket inde i cylinderen og membrankammeret, hvilket øger membrankammerets volumen og forbereder den næste sugeproces.
For eksempel styres åbningen og lukningen af udstødningsventilen under udstødningsprocessen af forskellen mellem trykket inde i cylinderen og trykket i udstødningsrøret. Når trykket inde i cylinderen er højere end trykket i udstødningsrøret, åbner udstødningsventilen automatisk, og komprimeret gas udledes fra cylinderhuset. Når trykket inde i cylinderen er lig med trykket i udstødningsrøret, lukker udstødningsventilen automatisk, og udstødningsprocessen afsluttes.
3. Egenskaber og anvendelser af membrankompressorer
3.1 Karakteristika
Høj renhed af komprimeret gas: Da membranen adskiller den komprimerede gas fra smøreolie og drivmekanismen, forurenes den komprimerede gas ikke af smøreolie og urenheder, hvilket resulterer i høj renhed.
God tætning: Membrankompressoren har en speciel tætningsstruktur, der effektivt kan forhindre gaslækage og sikre kompressionseffektivitet og sikkerhed.
Jævn drift: Under membrankompressorens arbejdsproces er stemplets bevægelseshastighed relativt lav, og der er ingen direkte kontakt mellem metaldelene, så driften er jævn, og støjen er lav.
Stærk tilpasningsevne: Membrankompressorer kan tilpasse sig forskellige gaskompressionskrav, herunder højt tryk, høj renhed, brandfarlige og eksplosive specialgasser.
3.2 Anvendelse
Petrokemisk industri: bruges til at komprimere gasser som brint, nitrogen, naturgas osv. og leverer råmaterialer og energi til kemisk produktion.
Fødevare- og medicinalindustrien: bruges til at komprimere gasser som luft og nitrogen, hvilket giver et rent gasmiljø til fødevareforarbejdning og farmaceutisk produktion.
Elektronisk halvlederindustri: bruges til at komprimere højrente gasser såsom nitrogen, brint, helium osv., hvilket giver et højrent gasmiljø til fremstilling af elektroniske chip og halvlederproduktion.
Inden for videnskabelige forskningseksperimenter bruges det til at komprimere forskellige specialgasser og give stabil gasforsyning til videnskabelige forskningseksperimenter.
Kort sagt spiller membrankompressorer en vigtig rolle på mange områder på grund af deres unikke struktur og arbejdsprincip. Forståelse af membrankompressorers arbejdsprincip kan bidrage til bedre at bruge og vedligeholde dette udstyr, forbedre dets effektivitet og pålidelighed.
Opslagstidspunkt: 12. september 2024