El principi de funcionament del compressor de diafragma

El compressor de diafragma és un tipus especial de compressor que juga un paper important en molts camps amb la seva estructura i principi de funcionament únics.

1. Composició estructural del compressor de diafragma

El compressor de diafragma consta principalment de les parts següents:

1.1 Mecanisme d'accionament

Normalment alimentat per un motor elèctric o un motor de combustió interna, la potència es transmet al cigonyal del compressor mitjançant transmissió per corretges, transmissió per engranatges o connexió directa. La funció del mecanisme d'accionament és proporcionar una font d'alimentació estable per al compressor, garantint que el compressor pugui funcionar normalment.

Per exemple, en alguns compressors de diafragma petits, es pot utilitzar un motor monofàsic com a mecanisme d'accionament, mentre que en compressors de diafragma industrials grans, es poden utilitzar motors trifàsics d'alta potència o motors de combustió interna.

1.2 Mecanisme de biela del cigonyal

El mecanisme de connexió de la biela del cigonyal és un dels components principals del compressor de diafragma. Consta d'un cigonyal, una biela, un capçal transversal, etc., que converteixen el moviment de rotació del mecanisme d'accionament en el moviment lineal alternatiu del pistó. La rotació del cigonyal fa que la biela giri i, per tant, empeny el capçal transversal a fer un moviment alternatiu a la corredissa.

Per exemple, el disseny dels cigonyals normalment utilitza materials d'acer d'aliatge d'alta resistència que se sotmeten a un mecanitzat de precisió i a un tractament tèrmic per garantir que tinguin una resistència i rigidesa suficients. La biela està feta d'un excel·lent material d'acer forjat i, mitjançant un processament i un muntatge precisos, garanteix una connexió fiable amb el cigonyal i el capçal transversal.

1.3 Pistó i cos de cilindre

El pistó és el component en contacte directe amb el gas en un compressor de diafragma, que realitza un moviment alternatiu dins del cilindre per aconseguir la compressió del gas. El cos del cilindre sol estar fet de ferro colat d'alta resistència o acer fos, que té una bona resistència a la pressió. S'utilitzen segells entre el pistó i el cilindre per evitar fuites de gas.

Per exemple, la superfície del pistó se sol tractar amb tractaments especials com ara cromat, niquelat, etc. per millorar la seva resistència al desgast i a la corrosió. La selecció dels components de segellat també és crucial, generalment utilitzant segells de goma o metall d'alt rendiment per garantir un bon efecte de segellat.

1.4 Components del diafragma

El component del diafragma és un component clau del compressor de diafragma, que aïlla el gas comprimit de l'oli lubricant i del mecanisme d'accionament, garantint la puresa del gas comprimit. Els components del diafragma solen estar compostos per làmines de diafragma, safates de diafragma, plaques de pressió de diafragma, etc. Les làmines de diafragma generalment estan fetes de materials metàl·lics o de cautxú d'alta resistència, que tenen bona elasticitat i resistència a la corrosió.

Per exemple, les plaques de diafragma metàl·liques solen estar fetes de materials com l'acer inoxidable i l'aliatge de titani, i es processen mitjançant tècniques especials per tenir una alta resistència i resistència a la corrosió. El diafragma de goma està fet d'un material de cautxú sintètic especial, que té bones propietats d'elasticitat i segellat. La safata del diafragma i la placa de pressió del diafragma s'utilitzen per fixar el diafragma, garantint que el diafragma no es deformi ni es trenqui durant el funcionament.

1.5 Vàlvula de gas i sistema de refrigeració

La vàlvula de gas és un component d'un compressor de diafragma que controla l'entrada i la sortida de gas, i el seu rendiment afecta directament l'eficiència i la fiabilitat del compressor. La vàlvula d'aire sol adoptar una vàlvula automàtica o una vàlvula forçada, i es selecciona segons els requisits de pressió de treball i cabal del compressor. El sistema de refrigeració s'utilitza per reduir la calor generada pel compressor durant el funcionament, garantint el funcionament normal del compressor.

Per exemple, les vàlvules automàtiques solen utilitzar una molla o un diafragma com a nucli de la vàlvula, que s'obre i es tanca automàticament a causa dels canvis en la pressió del gas. La vàlvula forçada s'ha de controlar mitjançant mecanismes d'accionament externs, com ara un accionament electromagnètic, un accionament pneumàtic, etc. El sistema de refrigeració pot ser refrigerat per aire o per aigua, depenent de l'entorn de funcionament i dels requisits del compressor.

2. Principi de funcionament del compressor de diafragma

El procés de funcionament d'un compressor de diafragma es pot dividir en tres etapes: succió, compressió i escapament:

2.1 Fase d'inhalació

Quan el pistó es mou cap a la dreta, la pressió dins del cilindre disminueix, la vàlvula d'admissió s'obre i el gas extern entra al cos del cilindre a través del tub d'admissió. En aquest moment, la placa del diafragma es doblega cap a l'esquerra sota l'acció de la pressió dins del cilindre i la pressió a la cambra del diafragma, i el volum de la cambra del diafragma augmenta, formant un procés de succió.

Per exemple, durant el procés d'inhalació, l'obertura i el tancament de la vàlvula d'admissió es controla mitjançant la diferència de pressió dins i fora del bloc de cilindres. Quan la pressió dins del cilindre és inferior a la pressió externa, la vàlvula d'admissió s'obre automàticament i el gas extern entra al cos del cilindre; quan la pressió dins del cilindre és igual a la pressió externa, la vàlvula d'admissió es tanca automàticament i el procés d'aspiració finalitza.

2.2 Etapa de compressió

Quan el pistó es mou cap a l'esquerra, la pressió dins del cilindre augmenta gradualment, la vàlvula d'admissió es tanca i la vàlvula d'escapament roman tancada. En aquest punt, la placa del diafragma es doblega cap a la dreta sota la pressió dins del cilindre, reduint el volum de la cambra del diafragma i comprimint el gas. A mesura que el pistó continua movent-se, la pressió dins del cilindre augmenta contínuament fins que arriba a la pressió de compressió establerta.

Per exemple, durant la compressió, la deformació per flexió del diafragma està determinada per la diferència entre la pressió dins del cilindre i la pressió a la cambra del diafragma. Quan la pressió dins del cilindre és superior a la pressió a la cambra del diafragma, la placa del diafragma es doblega cap a la dreta, comprimint el gas; quan la pressió dins del cilindre és igual a la pressió a la cambra del diafragma, el diafragma està en equilibri i el procés de compressió finalitza.

3.3 Etapa d'escapament

Quan la pressió dins del cilindre arriba a la pressió de compressió establerta, la vàlvula d'escapament s'obre i el gas comprimit es descarrega del cilindre a través del tub d'escapament. En aquest punt, la placa del diafragma es doblega cap a l'esquerra sota la pressió dins del cilindre i la cambra del diafragma, augmentant el volum de la cambra del diafragma i preparant-se per al següent procés d'aspiració.

Per exemple, durant el procés d'escapament, l'obertura i el tancament de la vàlvula d'escapament es controla per la diferència entre la pressió dins del cilindre i la pressió al tub d'escapament. Quan la pressió dins del cilindre és superior a la pressió al tub d'escapament, la vàlvula d'escapament s'obre automàticament i es descarrega gas comprimit del cos del cilindre; quan la pressió dins del cilindre és igual a la pressió al tub d'escapament, la vàlvula d'escapament es tanca automàticament i el procés d'escapament finalitza.

3. Característiques i aplicacions dels compressors de diafragma

3.1 Característiques

Alta puresa del gas comprimit: a causa del diafragma que separa el gas comprimit de l'oli lubricant i del mecanisme d'accionament, el gas comprimit no està contaminat per oli lubricant ni impureses, cosa que resulta en una alta puresa.

Bon segellat: el compressor de diafragma adopta una estructura de segellat especial, que pot prevenir eficaçment les fuites de gas, garantir l'eficiència i la seguretat de la compressió.

Funcionament suau: Durant el procés de treball del compressor de diafragma, la velocitat de moviment del pistó és relativament baixa i no hi ha contacte directe entre les peces metàl·liques, de manera que el funcionament és suau i el soroll és baix.

Forta adaptabilitat: els compressors de diafragma s'adapten a diversos requisits de compressió de gas, inclosos gasos especials d'alta pressió, alta puresa, inflamables i explosius.

3.2 Aplicació

Indústria petroquímica: s'utilitza per comprimir gasos com l'hidrogen, el nitrogen, el gas natural, etc., proporcionant matèries primeres i energia per a la producció química.

Indústria alimentària i farmacèutica: s'utilitza per comprimir gasos com l'aire i el nitrogen, proporcionant un entorn de gas net per al processament d'aliments i la producció farmacèutica.

Indústria dels semiconductors electrònics: s'utilitza per comprimir gasos d'alta puresa com ara nitrogen, hidrogen, heli, etc., proporcionant un entorn de gas d'alta puresa per a la fabricació de xips electrònics i la producció de semiconductors.

En el camp dels experiments de recerca científica, s'utilitza per comprimir diversos gasos especials i proporcionar un subministrament de gas estable per a experiments de recerca científica.

En resum, els compressors de diafragma tenen un paper important en molts camps a causa de la seva estructura i principi de funcionament únics. Comprendre el principi de funcionament dels compressors de diafragma pot ajudar a utilitzar i mantenir millor aquest equip, millorar la seva eficiència i fiabilitat.