Ο συμπιεστής διαφράγματος είναι ένας ειδικός τύπος συμπιεστή που παίζει σημαντικό ρόλο σε πολλούς τομείς με τη μοναδική δομή και την αρχή λειτουργίας του.
1, Δομική σύνθεση του συμπιεστή διαφράγματος
Ο συμπιεστής διαφράγματος αποτελείται κυρίως από τα ακόλουθα μέρη:
1.1 Μηχανισμός οδήγησης
Συνήθως τροφοδοτείται από ηλεκτρικό κινητήρα ή κινητήρα εσωτερικής καύσης, και η ισχύς μεταδίδεται στον στροφαλοφόρο άξονα του συμπιεστή μέσω ιμάντα μετάδοσης κίνησης, γραναζιού ή άμεσης σύνδεσης. Η λειτουργία του μηχανισμού κίνησης είναι να παρέχει μια σταθερή πηγή ενέργειας για τον συμπιεστή, διασφαλίζοντας ότι ο συμπιεστής μπορεί να λειτουργεί κανονικά.
Για παράδειγμα, σε ορισμένους μικρούς συμπιεστές διαφράγματος, ένας μονοφασικός κινητήρας μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μηχανισμός κίνησης, ενώ σε μεγάλους βιομηχανικούς συμπιεστές διαφράγματος, μπορούν να χρησιμοποιηθούν τριφασικοί κινητήρες υψηλής ισχύος ή κινητήρες εσωτερικής καύσης.
1.2 Μηχανισμός μπιέλας στροφαλοφόρου άξονα
Ο μηχανισμός της μπιέλας του στροφαλοφόρου άξονα είναι ένα από τα βασικά εξαρτήματα του συμπιεστή διαφράγματος. Αποτελείται από έναν στροφαλοφόρο άξονα, μια μπιέλα, μια εγκάρσια κεφαλή κ.λπ., η οποία μετατρέπει την περιστροφική κίνηση του μηχανισμού κίνησης σε παλινδρομική γραμμική κίνηση του εμβόλου. Η περιστροφή του στροφαλοφόρου άξονα κινεί τη μπιέλα σε ταλάντωση, ωθώντας έτσι την εγκάρσια κεφαλή για να κάνει παλινδρομική κίνηση στην ολίσθηση.
Για παράδειγμα, ο σχεδιασμός των στροφαλοφόρων αξόνων συνήθως χρησιμοποιεί υλικά από κράμα χάλυβα υψηλής αντοχής που υποβάλλονται σε κατεργασία ακριβείας και θερμική επεξεργασία για να διασφαλιστεί ότι έχουν επαρκή αντοχή και ακαμψία. Η μπιέλα είναι κατασκευασμένη από άριστο σφυρήλατο χάλυβα και, μέσω ακριβούς επεξεργασίας και συναρμολόγησης, εξασφαλίζει αξιόπιστη σύνδεση με τον στροφαλοφόρο άξονα και την εγκάρσια κεφαλή.
1.3 Σώμα εμβόλου και κυλίνδρου
Το έμβολο είναι το εξάρτημα που βρίσκεται σε άμεση επαφή με το αέριο σε έναν συμπιεστή διαφράγματος, το οποίο εκτελεί παλινδρομική κίνηση μέσα στον κύλινδρο για να επιτύχει συμπίεση αερίου. Το σώμα του κυλίνδρου είναι συνήθως κατασκευασμένο από χυτοσίδηρο υψηλής αντοχής ή χυτοχάλυβα, το οποίο έχει καλή αντοχή στην πίεση. Χρησιμοποιούνται στεγανοποιητικά παρεμβύσματα μεταξύ του εμβόλου και του κυλίνδρου για την αποφυγή διαρροής αερίου.
Για παράδειγμα, η επιφάνεια του εμβόλου συνήθως υποβάλλεται σε ειδική επεξεργασία όπως επιχρωμίωση, επινικέλωση κ.λπ. για τη βελτίωση της αντοχής στη φθορά και τη διάβρωση. Η επιλογή των εξαρτημάτων στεγανοποίησης είναι επίσης κρίσιμη, συνήθως χρησιμοποιώντας ελαστικά ή μεταλλικά στεγανοποιητικά υψηλής απόδοσης για να εξασφαλιστεί καλό αποτέλεσμα στεγανοποίησης.
1.4 Στοιχεία διαφράγματος
Το εξάρτημα διαφράγματος είναι ένα βασικό εξάρτημα του συμπιεστή διαφράγματος, το οποίο απομονώνει το συμπιεσμένο αέριο από το λιπαντικό λάδι και τον μηχανισμό κίνησης, διασφαλίζοντας την καθαρότητα του συμπιεσμένου αερίου. Τα εξαρτήματα διαφράγματος συνήθως αποτελούνται από φύλλα διαφράγματος, δίσκους διαφράγματος, πλάκες πίεσης διαφράγματος κ.λπ. Τα φύλλα διαφράγματος κατασκευάζονται γενικά από μέταλλο ή καουτσούκ υψηλής αντοχής, τα οποία έχουν καλή ελαστικότητα και αντοχή στη διάβρωση.
Για παράδειγμα, οι μεταλλικές πλάκες διαφράγματος κατασκευάζονται συνήθως από υλικά όπως ανοξείδωτο χάλυβα και κράμα τιτανίου και υποβάλλονται σε επεξεργασία μέσω ειδικών τεχνικών για να έχουν υψηλή αντοχή και αντοχή στη διάβρωση. Το ελαστικό διάφραγμα είναι κατασκευασμένο από ειδικό συνθετικό καουτσούκ, το οποίο έχει καλή ελαστικότητα και ιδιότητες στεγανοποίησης. Ο δίσκος διαφράγματος και η πλάκα πίεσης διαφράγματος χρησιμοποιούνται για τη στερέωση του διαφράγματος, διασφαλίζοντας ότι το διάφραγμα δεν θα παραμορφωθεί ή σπάσει κατά τη λειτουργία.
1.5 Βαλβίδα αερίου και σύστημα ψύξης
Η βαλβίδα αερίου είναι ένα εξάρτημα σε έναν συμπιεστή διαφράγματος που ελέγχει την εισροή και την εκροή αερίου και η απόδοσή της επηρεάζει άμεσα την απόδοση και την αξιοπιστία του συμπιεστή. Η βαλβίδα αέρα συνήθως υιοθετεί αυτόματη βαλβίδα ή βαλβίδα εξαναγκασμένης λειτουργίας και επιλέγεται σύμφωνα με την πίεση λειτουργίας και τις απαιτήσεις ροής του συμπιεστή. Το σύστημα ψύξης χρησιμοποιείται για τη μείωση της θερμότητας που παράγεται από τον συμπιεστή κατά τη λειτουργία, διασφαλίζοντας την κανονική λειτουργία του συμπιεστή.
Για παράδειγμα, οι αυτόματες βαλβίδες συνήθως χρησιμοποιούν ελατήριο ή διάφραγμα ως πυρήνα βαλβίδας, το οποίο ανοίγει και κλείνει αυτόματα λόγω μεταβολών στην πίεση του αερίου. Η βαλβίδα εξαναγκασμού πρέπει να ελέγχεται μέσω εξωτερικών μηχανισμών κίνησης, όπως ηλεκτρομαγνητική κίνηση, πνευματική κίνηση κ.λπ. Το σύστημα ψύξης μπορεί να είναι είτε αερόψυκτο είτε υδρόψυκτο, ανάλογα με το περιβάλλον λειτουργίας και τις απαιτήσεις του συμπιεστή.
2, Αρχή λειτουργίας του συμπιεστή διαφράγματος
Η διαδικασία λειτουργίας ενός συμπιεστή διαφράγματος μπορεί να χωριστεί σε τρία στάδια: αναρρόφηση, συμπίεση και εξαγωγή:
2.1 Στάδιο εισπνοής
Όταν το έμβολο κινείται προς τα δεξιά, η πίεση στο εσωτερικό του κυλίνδρου μειώνεται, η βαλβίδα εισαγωγής ανοίγει και το εξωτερικό αέριο εισέρχεται στο σώμα του κυλίνδρου μέσω του σωλήνα εισαγωγής. Αυτή τη στιγμή, η πλάκα του διαφράγματος κάμπτεται προς τα αριστερά υπό την επίδραση της πίεσης στο εσωτερικό του κυλίνδρου και της πίεσης στον θάλαμο του διαφράγματος, και ο όγκος του θαλάμου του διαφράγματος αυξάνεται, σχηματίζοντας μια διαδικασία αναρρόφησης.
Για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια της διαδικασίας εισπνοής, το άνοιγμα και το κλείσιμο της βαλβίδας εισαγωγής ελέγχεται από τη διαφορά πίεσης εντός και εκτός του μπλοκ κυλίνδρων. Όταν η πίεση εντός του κυλίνδρου είναι χαμηλότερη από την εξωτερική πίεση, η βαλβίδα εισαγωγής ανοίγει αυτόματα και το εξωτερικό αέριο εισέρχεται στο σώμα του κυλίνδρου. Όταν η πίεση εντός του κυλίνδρου είναι ίση με την εξωτερική πίεση, η βαλβίδα εισαγωγής κλείνει αυτόματα και η διαδικασία αναρρόφησης τερματίζεται.
2.2 Στάδιο συμπίεσης
Όταν το έμβολο κινείται προς τα αριστερά, η πίεση στο εσωτερικό του κυλίνδρου αυξάνεται σταδιακά, η βαλβίδα εισαγωγής κλείνει και η βαλβίδα εξαγωγής παραμένει κλειστή. Σε αυτό το σημείο, η πλάκα του διαφράγματος κάμπτεται προς τα δεξιά υπό την πίεση στο εσωτερικό του κυλίνδρου, μειώνοντας τον όγκο του θαλάμου του διαφράγματος και συμπιέζοντας το αέριο. Καθώς το έμβολο συνεχίζει να κινείται, η πίεση στο εσωτερικό του κυλίνδρου αυξάνεται συνεχώς μέχρι να φτάσει στην καθορισμένη πίεση συμπίεσης.
Για παράδειγμα, κατά τη συμπίεση, η παραμόρφωση κάμψης του διαφράγματος καθορίζεται από τη διαφορά μεταξύ της πίεσης στο εσωτερικό του κυλίνδρου και της πίεσης στον θάλαμο του διαφράγματος. Όταν η πίεση στο εσωτερικό του κυλίνδρου είναι υψηλότερη από την πίεση στον θάλαμο του διαφράγματος, η πλάκα του διαφράγματος κάμπτεται προς τα δεξιά, συμπιέζοντας το αέριο. Όταν η πίεση στο εσωτερικό του κυλίνδρου είναι ίση με την πίεση στον θάλαμο του διαφράγματος, το διάφραγμα βρίσκεται σε ισορροπία και η διαδικασία συμπίεσης τερματίζεται.
3.3 Στάδιο εξάτμισης
Όταν η πίεση στο εσωτερικό του κυλίνδρου φτάσει την καθορισμένη πίεση συμπίεσης, η βαλβίδα εξαγωγής ανοίγει και το συμπιεσμένο αέριο εκκενώνεται από τον κύλινδρο μέσω του σωλήνα εξαγωγής. Σε αυτό το σημείο, η πλάκα του διαφράγματος κάμπτεται προς τα αριστερά υπό την πίεση στο εσωτερικό του κυλίνδρου και του θαλάμου του διαφράγματος, αυξάνοντας τον όγκο του θαλάμου του διαφράγματος και προετοιμάζοντας την επόμενη διαδικασία αναρρόφησης.
Για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια της διαδικασίας εξαγωγής, το άνοιγμα και το κλείσιμο της βαλβίδας εξαγωγής ελέγχεται από τη διαφορά μεταξύ της πίεσης στο εσωτερικό του κυλίνδρου και της πίεσης στον σωλήνα εξαγωγής. Όταν η πίεση στο εσωτερικό του κυλίνδρου είναι υψηλότερη από την πίεση στον σωλήνα εξαγωγής, η βαλβίδα εξαγωγής ανοίγει αυτόματα και το συμπιεσμένο αέριο αποβάλλεται από το σώμα του κυλίνδρου. Όταν η πίεση στο εσωτερικό του κυλίνδρου είναι ίση με την πίεση στον σωλήνα εξαγωγής, η βαλβίδα εξαγωγής κλείνει αυτόματα και η διαδικασία εξαγωγής τερματίζεται.
3, Χαρακτηριστικά και εφαρμογές των συμπιεστών διαφράγματος
3.1 Χαρακτηριστικά
Υψηλή καθαρότητα συμπιεσμένου αερίου: Λόγω του διαφράγματος που διαχωρίζει το συμπιεσμένο αέριο από το λιπαντικό λάδι και τον μηχανισμό κίνησης, το συμπιεσμένο αέριο δεν μολύνεται από λιπαντικό λάδι και ακαθαρσίες, με αποτέλεσμα υψηλή καθαρότητα.
Καλή σφράγιση: Ο συμπιεστής διαφράγματος υιοθετεί μια ειδική δομή σφράγισης, η οποία μπορεί να αποτρέψει αποτελεσματικά τη διαρροή αερίου, να εξασφαλίσει την αποτελεσματικότητα και την ασφάλεια της συμπίεσης.
Ομαλή λειτουργία: Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας λειτουργίας του συμπιεστή διαφράγματος, η ταχύτητα κίνησης του εμβόλου είναι σχετικά χαμηλή και δεν υπάρχει άμεση επαφή μεταξύ των μεταλλικών μερών, επομένως η λειτουργία είναι ομαλή και ο θόρυβος χαμηλός.
Ισχυρή προσαρμοστικότητα: Οι συμπιεστές διαφράγματος μπορούν να προσαρμοστούν σε διάφορες απαιτήσεις συμπίεσης αερίου, όπως υψηλή πίεση, υψηλή καθαρότητα, εύφλεκτα και εκρηκτικά ειδικά αέρια.
3.2 Εφαρμογή
Πετροχημική βιομηχανία: χρησιμοποιείται για τη συμπίεση αερίων όπως υδρογόνο, άζωτο, φυσικό αέριο κ.λπ., παρέχοντας πρώτες ύλες και ενέργεια για την παραγωγή χημικών.
Βιομηχανία τροφίμων και φαρμακευτικής βιομηχανίας: χρησιμοποιείται για τη συμπίεση αερίων όπως ο αέρας και το άζωτο, παρέχοντας ένα καθαρό περιβάλλον αερίων για την επεξεργασία τροφίμων και την φαρμακευτική παραγωγή.
Βιομηχανία ηλεκτρονικών ημιαγωγών: χρησιμοποιείται για τη συμπίεση αερίων υψηλής καθαρότητας όπως άζωτο, υδρογόνο, ήλιο κ.λπ., παρέχοντας ένα περιβάλλον αερίου υψηλής καθαρότητας για την κατασκευή ηλεκτρονικών τσιπ και την παραγωγή ημιαγωγών.
Στον τομέα των πειραμάτων επιστημονικής έρευνας, χρησιμοποιείται για τη συμπίεση διαφόρων ειδικών αερίων και την παροχή σταθερής τροφοδοσίας αερίου για πειράματα επιστημονικής έρευνας.
Εν ολίγοις, οι συμπιεστές διαφράγματος διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο σε πολλούς τομείς λόγω της μοναδικής δομής και της αρχής λειτουργίας τους. Η κατανόηση της αρχής λειτουργίας των συμπιεστών διαφράγματος μπορεί να βοηθήσει στην καλύτερη χρήση και συντήρηση αυτού του εξοπλισμού, βελτιώνοντας την αποδοτικότητα και την αξιοπιστία του.
Ώρα δημοσίευσης: 12 Σεπτεμβρίου 2024