Что такое диафрагма компрессора (7 видео)

Компрессора диафрагма представляет собой вариант классического поршневого компрессора с резервным копированием и поршневыми кольцами и уплотнением штока. Сжатие газа происходит с помощью гибкой мембраны, а не заборного элемента. Возвратно-поступательное движение мембраны приводится в движение стержнем и механизмом коленчатого вала. Только мембрана и компрессорная коробка контактируют с перекачиваемым газом. По этой причине эта конструкция лучше всего подходит для перекачивания токсичных и взрывоопасных газов. Мембрана должна быть достаточно надежной, чтобы выдерживать нагрузку перекачиваемого газа. Он также должен иметь соответствующие химические свойства и достаточную термостойкость.

Мембранный компрессор аналогичен мембранному компрессору.

Содержание

Изобретение диафрагменного компрессора
Сжатие газообразного водорода диафрагменным компрессором
Мембранные компрессоры. Общая информация
Диафрагма центробежного компрессора Советский патент 1979 года по МПК F04D29/44
Описание патента на изобретение SU706571A2
ГЕНЕРАТОРЫ АЗОТА ГЕНЕРАТОРЫ КИСЛОРОДА профессиональное оборудование для производства азота и кислорода
💡 Видео

Видео:Подробно о автоматике для компрессора \ Автоматика \ Пресостат \ ВклычательСкачать

$Подробно о автоматике для компрессора \\ Автоматика \\ Пресостат \\ Вклычатель$

Изобретение диафрагменного компрессора

В конце 19 века Уильям Бертон открыл мастерскую по производству насосов и воздушных компрессоров в Ножан-сюр-Уаз, в 60 км к северу от Парижа, Франция. Анри Корблин, широко известный как изобретатель компрессора с металлической диафрагмой, жил неподалеку в самом Париже, и в 1923 году он получил патент США на свое изобретение и конструкторские работы.

Видео:Компрессор диафрагменный со-45АСкачать

Сжатие газообразного водорода диафрагменным компрессором

На фотографии, включенной в этот раздел, изображен трехступенчатый диафрагменный компрессор, используемый для сжатия газообразного водорода до 6000 фунтов на квадратный дюйм (41 МПа) для использования в прототипе заправочной станции для водорода и сжатого природного газа (СПГ), построенной в центре города Феникс, штат Аризона , Arizona Public. Сервисная компания (электроэнергетическая компания). Поршневые компрессоры использовались для сжатия природного газа . Прототип альтернативной заправочной станции был построен с соблюдением всех действующих в Фениксе правил техники безопасности, охраны окружающей среды и строительства, чтобы продемонстрировать, что такие заправочные станции могут быть построены в городских районах.

Сжатие водорода также может быть достигнуто без использования компрессора при электролизе высокого давления или с помощью поршневого компрессора для ионной жидкости .

Видео:Устройство и принцип работы винтового компрессораСкачать

Мембранные компрессоры. Общая информация

На Рис. 1 представлена общепринятая упрощенная классификация компрессоров.

Рис.1. Упрощенная классификация компрессоров

В данной статье мы коснемся мембранных компрессоров, как представителей класса машин объемного действия.

Понятие «компрессор объемного действия возвратно-поступательный» означает, что сжатие рабочего газа в нем происходит посредством уменьшения объема камеры сжатия при возвратно-поступательном движении рабочего органа. Такое движение обеспечивается кривошипно-шатунным механизмом (далее – КШМ), являющимся неотъемлемой частью всех компрессоров данного типа

В мембранных компрессорах в качестве рабочего органа выступает металлическая или полимерная мембрана, выполняющая колебательные движения. Причем усилие к мембране может прикладываться как непосредственно от КШМ, так и при помощи гидравлического привода.

Схематично устройство компрессора с непосредственным приводом мембраны от КШМ показано далее на Рис. 2.

Рис. 2. Компрессор с непосредственным приводом мембраны

Как видите, в такой конструкции компрессора нет ничего сложного.

Вращательное движение приводного вала преобразуется в возвратно-поступательное движение штока, жестко связанного с гибкой мембраной.

В результате колебаний мембраны объем камеры сжатия сначала увеличивается – порция газа попадает в камеру через впускной клапан, а затем уменьшается – сжатый газ через выпускной клапан подается на выход компрессора.

Но даже из такой, казалось бы, простейшей схемы становится очевидным главное отличие мембранных компрессоров от компрессоров поршневых – камера сжатия герметично отделена от картера компрессора.

Отсюда следуют два основных преимущества мембранных компрессоров:

отсутствие вероятности загрязнения маслом сжимаемого газа;
полное отсутствие утечек сжимаемого газа через поршневые кольца и сальники привода.

Именно поэтому мембранные компрессоры очень часто используются там, где предъявляются жесткие требования к чистоте сжимаемых газов, а также при работе с взрывоопасными или высокотоксичными газами.

Читайте также: 8131848 шестерня привода компрессора

Следует отметить, что компрессоры с непосредственным приводом мембран в настоящее время используются редко и при невысоких давлениях. Слабое место таких компрессоров – соединение штока с мембраной.

Гораздо более привлекательной является конструкция компрессора с гидравлическим приводом мембраны. В таких компрессорах колебательные движения мембране передаются также от КШМ, который оканчивается не током, а поршнем гидравлического цилиндра. И давление на мембрану передается не в центральной точке, а по всей ее поверхности через слой гидравлической жидкости (наиболее часто используется масло).

Такая конструкция компрессора, несомненно, является более сложной – в нее включены дополнительные компоненты, о которых мы поговорим позднее. Но именно такой способ передачи движения мембране позволяет значительно увеличить надежность и долговечность агрегата с одной стороны и работать с высокими и сверхвысокими давлениями – с другой.

Остановимся на конструкции мембранного компрессора с гидравлическим приводом подробнее.

Принцип работы гидравлического привода становится понятен из простой схемы:

Рис. 3. Простая схема гидравлического привода мембранного компрессора

Возвратно-поступательные движения поршню передаются через КШМ. В свою очередь, поршень через слой гидравлической жидкости воздействует на мембрану, заставляя ее совершать колебательные движения.

При движении поршня вправо (по Рис. 3) мембрана прогибается в том же направлении и прилегает к распределительному диску. Газовая полость в это время заполняется газом через всасывающий клапан. При движении поршня влево гидравлическая жидкость через отверстия в распределительном диске воздействует на всю поверхность мембраны, заставляя ее выгибаться в сторону крышки и сжимать газ, который, в конце цикла, через нагнетательный клапан подается на выход компрессора.

Таков общий принцип действия гидравлического привода мембранного компрессора.

Пневматическая схема типичного мембранного компрессора выглядит следующим образом:

Рис. 4. Пневматическая схема мембранного компрессора

На рисунке можно заметить наличие нескольких, пока еще не знакомых нам устройств. Это перепускной клапан ПК, невозвратный клапан НК и компенсационный насос КН.

Здесь мы кратко остановимся на их назначении. Для этого рассмотрим работу мембранного блока более подробно.

Рис. 5. Мембранный блок с внешними компонентами

Каким образом регулируется конечное давление на выходе мембранного компрессора?

Дело в том, что объем масла, вытесняемый поршнем в гидравлическую полость несколько больше, чем объем газовой полости (см. Рис. 3). Поэтому, как только мембрана достигнет внутренней вогнутой поверхности крышки, давление масла в гидравлической полости резко возрастает (ведь масло, как и любая жидкость, сжимается очень незначительно). Возникает необходимость «сбросить» излишки масла из гидравлической полости.

Для этого и служит перепускной клапан. Он открывается при строго определенном (регулируемом) давлении на его входе и сбрасывает остатки масла в картер компрессора. Таким образом, настроив давление открытия перепускного клапана, мы тем самым определяем, до какого максимального давления может быть сжат газ в газовой полости мембранного блока.

Но если в каждой фазе сжатия часть масла будет удаляться из гидравлической полости, его количество будет достаточно быстро уменьшаться (а ведь есть еще утечки масла через поршневые кольца). И, в конечном итоге, оно станет недостаточным для создания необходимого давления сжатия газа. Для решения данной проблемы в компрессоре предусмотрен компенсационный насос. Он небольшими, но точно рассчитанными при проектировании компрессора порциями возвращает масло в гидравлическую полость в конце каждой фазы всасывания (когда давление в полости минимально).

А невозвратный клапан предотвращает воздействие высокого давления во время фазы сжатия на выход компенсационного насоса. Как видите, все достаточно просто.

Читайте также: Втулка компрессора что это

О чем еще хотелось бы упомянуть в этой, своего рода, вступительной статье?

О том, что для работы с высокими давлениями мембранные компрессоры, та же, как и поршневые, требуют многоступенчатого сжатия. Конструкция современных мембранных компрессоров позволяет организовать в пределах одного агрегата до четырех ступеней сжатия.

Каким образом это организуется?

Не секрет, что при многоступенчатом сжатии каждая следующая ступень должна работать «в противофазе» с предыдущей. Т.е. фаза сжатия первой ступени должна совпадать с фазой всасывания второй, а фаза сжатия второй – с фазой всасывания третьей. Ступени при этом располагаются так, как показано ниже.

Рис. 6. Компоновка двухступенчатого компрессора

Здесь все понятно – поршни гидравлического привода работают «в противофазе».

С трех- и четырехступенчатыми компрессорами дело обстоит несколько иначе.

Рис. 7. Компоновка трехступенчатого компрессора

Рис. 8. Компоновка четырехступенчатого компрессора

В этом случае поршень меньшей по порядковому номеру ступени является поршнем «двойного» действия, т.е. нагнетает масло поочередно в гидравлические полости при «прямом» и «обратном» ходе. А поршень большей по порядковому номеру ступени выполняет запирающую функцию – на дает маслу вернуться в картер на «обратном» ходе.

Вот как это выглядит на практике применительно ко 2-ой и 3-ей ступеням:

Рис. 9. Конструкция гидравлического привода многоступенчатого компрессора

На этом, пожалуй, можно завершить ознакомительную статью о мембранных компрессорах. Подробнее о деталях их конструкции мы поговорим в следующих публикациях.

Прокомментировать эту запись или задать вопрос вы можете в форме ниже. Мы ответим в течение одного-двух рабочих дней.

Видео:Как работает диафрагма?#тренер #умныйфитнес #упражнения #мотивация #дыхание#диафрагмаСкачать

Диафрагма центробежного компрессора Советский патент 1979 года по МПК F04D29/44

Видео:Диафрагма. Как снять спазм. топ 3 упражненияСкачать

Описание патента на изобретение SU706571A2

Изобретение относится к области компрессоростроения и может быть применено в диафрагмах центробежного компрессора.

Известна диафрагма центробежного компрессора по авт. св. № 603771, содержащая диффузор и обратный направляющий аппарат, имеющие внутренние и наружные стенки и соединенные по вертикальному разъему, и выполненный на наружном диаметре бурт для установки диафрагмы в корпус компрессора, причем вертикальный разъем размещен в одной плоскости, а бурт разделен на две части, одна из которых расположена на диффузоре, а другая — на аппарате 1.

Однако различие в конфигурации наружных стенок обратного направляющего аппарата и диффузора ухудшает технологичность изготовления диафрагм.

Целью изобретения является упрощение технологии изготовления.

Указанная цель достигается тем, что наружные стенки обратного направляющего аппарата и диффузора выполнены с параллельными и коническими участками и установлены симметрично относительно плоскости вертикального разъема, а лопатки обрат:ного направляющего аппарата имеют постоянную толщину на участке с параллельными стенками и убывающую к выходу аппарата на коническом участке.

На фиг. 1 изображена диафрагма центробежного компрессора, разрез; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1;

Диафрагма центробежного компрессора содержит диффузор 1 и обратный направляющий аппарат 2, имеющие внутренние 3, 4 и наружные 5, 6 стенки и соединенные по вертикальному разъему 7, и выполненный на наружном диаметре бурт для установки диафрагмы в корпус (на чертеже не показан) компрессора, причем вертикальный у разъем 7 размещен в одной плоскости, а бурт разделен на две части 8 и 9, одна из которых . расположена на диффузоре 1, а другая — на аппарате 2, а наружные стенки 5, 6 диффузора 1 и обратного направляющего аппарата 2 выполнены с параллельными 10 и 11 и коническими 12 и 13 участками и установлены симметрично относительно плоскости вертикального разъема 7, а лопатки 14 обратного направляющего аппарата 2 имеют постоянную толщину а на участке 11 и убывающую х к выходу аппарата 2 на участке 13. В такой диафрагме наружные стенки 5, 6 диффузора I и обратного направляющего аппарата 2 имеют одинаковые конфигурации, что упрощает технологию изготовления диафрагм, так как наружны е стенки 5, 6 диффузора 1 и обратного направляющего аппарата 2 изготавливают из одинаковых черновых заготовок, выполненных либо по одной и той же модели литья, либо на Одном и том же щтампе, а постепенное утонейие лопаток 15 на коническом участке улуч шает аэродинамические характеристики аппарата 2. Формула изобретения Диафрагма центробежного компрессора по авт. св. № 603771, отличающаяся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления, наружные стенки обратного направляющего аппарата и диффузора выполнены с параллельными и коническими участками и установлены симметрично относительно плоскости вертикального разъема, а лопатки обратного направляющего аппарата имеют постоянную толщину на участке с параллельными стенками и убывающую к выходу аппарата на коническом участке. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторе хое свидетельство СССР № 603771, ю.. F 04 D 29/44, 1976.

Читайте также: Холодильник индезит не работает компрессор в чем причина

Видео:РАСТЯЖКА ДИАФРАГМЫ.Скачать

ГЕНЕРАТОРЫ АЗОТА ГЕНЕРАТОРЫ КИСЛОРОДА профессиональное оборудование для производства азота и кислорода

С момента изобретения в 1916 году Генри Корблином (Henri Corblin) и по сей день по своей конструкции диафрагменные компрессоры являются идеальными источниками сжатого газа в случаях необходимости использования особо чистых газов, легковоспламеняющихся, ядовитых, коррозионно-агрессивных, радиоактивных и других опасных газов. Герметичная конструкция компрессоров также обеспечивает полную изоляцию перекачиваемого газа от внешней среды.

Мембранный компрессор по своему устройству может быть отнесен к поршневым компрессорам, т. е. к машинам объемного типа. Сжатие газа в этих компрессорах происходит в результате уменьшения объема камеры сжатия вследствие поступательного движения поршня. В мембранном компрессоре поршнем является круглая гибкая металлическая мембрана, зажатая по периметру между крышкой и цилиндром и приводимая в колебательное движение возвратно-поступательным движением столба жидкости, на который воздействует через кривошипно-шатунный механизм поршень гидропривода.

Спектр областей использования диафрагменных компрессоров необычайно широк. Данное оборудование может использоваться на химических и нефтехимических производствах, в составе газоразделительных установок, в энергетике, как источник высокого давления в установках лазерной резки металлов, в атомной промышленности, при научных исследованиях, в пищевой отрасли, а также везде, где технологически необходим газ под высоким давлением с полным отсутствием посторонних примесей.

Основные отличительные особенности диафрагменных компрессоров:

Компактная конструкция — интенсивное охлаждение сжимаемого газа вследствие относительно больших поверхностей мембраны и массы металла блока, а также весьма низкие величины относительного мертвого пространства позволяют достигать высоких отношений давлений в одной ступени.
Отсутствие примесей в газе — полная изоляция камеры сжатия, отсутствие смазки позволяет избежать возникновения посторонних примесей в газе.
Полное отсутствие утечек перекачиваемого газа гарантирует защиту окружающей среды от вредных воздействий.
Автоматическая система аварийной защиты, обнаруживающая возможный разрыв диафрагмы мгновенно останавливает компрессор позволяя сохранить целостность камеры сжатия.
Простота технического обслуживания, весь сервис оборудования заключается в своевременной замене мембран, выполняемой самим оператором.

Представляет собой серию малогабаритных вертикальных диафрагменных компрессоров, может использоваться для перекачки любых газов в различных отраслях промышленности. Из-за небольших размеров идеально подходит для применения в научных лабораториях.

Небольшие размеры и вес, низкий уровень шума и вибраций;
Абсолютная герметичность: отсутствие загрязнений и утечек сжимаемого газа;
Широкий диапазон давлений на входе в бустер (0-15 МПа), на выходе из бустера (1.2-50 МПа);
Производительность от 0.04 до 9 м3/час.