膜式壓縮機(jī)(diaphragm compressor)是一種利用膜片變形改變氣缸容積實(shí)現(xiàn)氣體壓縮的無油潤滑設(shè)備,通過液壓驅(qū)動(dòng)將氣體與潤滑系統(tǒng)完全隔離,壓縮介質(zhì)純度可達(dá)99.9%以上。該設(shè)備采用立式、V型或卡箍式氣缸結(jié)構(gòu),具備散熱快、密封性強(qiáng)、防爆的特性,適用于氫氣、稀有氣體及有毒腐蝕性氣體的壓縮裝瓶。
其主要部件包括缸蓋、膜片和配油盤,壓力范圍覆蓋0.1-300MPa,按壓力等級(jí)分為低壓、中壓、高壓和超高壓機(jī)型。典型產(chǎn)品有GV/GZ/D130V等系列,排氣量可達(dá)1000NM3/h,采用兩級(jí)壓縮設(shè)計(jì)及獨(dú)立油泵系統(tǒng)維持油壓穩(wěn)定。國產(chǎn)機(jī)型已突破400MPa氣缸壓力試驗(yàn),廣泛應(yīng)用于加氫站、軍工及核工業(yè)領(lǐng)域;核心部件膜片采用雙相不銹鋼制造,可實(shí)現(xiàn)直徑1200mm、厚度0.5mm的超薄加工。
膜式壓縮機(jī)屬于往復(fù)壓縮機(jī),依靠隔膜在氣缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)壓縮和輸送氣體。隔膜周邊由兩塊限制板夾緊組成氣缸,通過液壓驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng),進(jìn)而完成氣體的壓縮與輸送,具有壓縮比大、壓力范圍廣、密封性好的優(yōu)勢(shì)。
因氣腔無需任何潤滑,可確保壓縮氣體純度,特別適用于易燃易爆、有毒有害、高純度氣體(如氧氣、氬氣、氮?dú)狻⒁胰病⒘?、二氧化碳等)的壓縮、輸送與裝瓶,通常根據(jù)排氣壓力制成單級(jí)或兩級(jí)機(jī)型。
作用原理與結(jié)構(gòu)概述
G2V-5/200型膜式壓縮機(jī)主要由曲軸箱、曲軸、主副連桿及V型排列的一、二級(jí)缸組成,每級(jí)氣缸均包含缸蓋、配油盤及缸體。缸蓋與配油盤設(shè)有坐標(biāo)一致的曲面,膜片夾于兩者之間,缸蓋裝有進(jìn)排氣閥,配油盤鉆有小孔,使膜片下方空間與油缸連通。
一級(jí)油缸活塞與主連桿連接,二級(jí)油缸活塞與十字頭浮動(dòng)連接,十字頭再與副連桿相連。曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),帶動(dòng)油缸活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)推動(dòng)油液,周期性改變油缸油壓;膜片在油壓與氣體壓力差及自身彈性力作用下產(chǎn)生彈性振動(dòng),周期性改變氣體壓縮室容積,完成氣體壓縮。油缸活塞往復(fù)一次,膜片振動(dòng)一次,在進(jìn)排氣閥控制下,完成一次吸氣、壓縮、排氣、膨脹的循環(huán)。
油缸內(nèi)部分油液會(huì)通過活塞環(huán)與缸壁、環(huán)槽的間隙泄漏至曲軸箱,為使膜片在壓縮行程末期緊貼缸蓋凹面、排凈介質(zhì),設(shè)備配備補(bǔ)償油泵。補(bǔ)償油泵在吸氣行程向油缸注油,油量略多于泄漏量,多余油液在壓縮行程末期通過調(diào)壓閥流回曲軸箱。
膜片將氣缸與油缸完全隔離,自身兼具活塞作用,無需向氣缸加注潤滑劑,壓縮介質(zhì)僅與金屬膜片接觸,確保純潔度;氣缸由缸蓋曲面與膜片組成封閉空腔,密封性能優(yōu)良。此外,該壓縮機(jī)氣缸表面積與容積比值大,還具備散熱快、動(dòng)力平衡性好的特點(diǎn)。
主要部件
1. 一二級(jí)缸:均由缸蓋、膜片、配油盤、缸體等組成,膜片通過螺栓夾緊于缸蓋與配油盤之間。兩者曲面坐標(biāo)一致,缸蓋曲面與膜片構(gòu)成氣缸,缸蓋中心裝有排氣閥、側(cè)邊裝有進(jìn)氣閥;配油盤鉆有油孔,使油壓均勻傳遞至膜片,還裝有出氣管用于油缸排氣;缸體裝有調(diào)壓閥,可排出多余油液并維持油缸額定壓力,多余油液經(jīng)回油管返回曲軸箱。
2. 調(diào)壓閥:一、二級(jí)調(diào)壓閥均由閥座、閥桿、閥體、調(diào)節(jié)螺釘、彈簧等組成,通過螺栓與對(duì)應(yīng)氣缸連接,彈簧彈力控制油缸油壓。油壓過高時(shí),逆時(shí)針擰動(dòng)調(diào)節(jié)螺釘放松彈簧;油壓過低時(shí),順時(shí)針擰緊彈簧,達(dá)標(biāo)后用鎖定螺母固定;油缸加放油時(shí),轉(zhuǎn)動(dòng)操縱手柄使其與閥軸線垂直,即可分離閥桿與閥座。
3. 補(bǔ)償油泵:由柱塞、彈簧、進(jìn)油閥、止回閥等組成,曲軸末端偏心套帶動(dòng)柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng),行程3毫米、次數(shù)400次/分。柱塞上行時(shí),經(jīng)進(jìn)油閥吸入潤滑油;下行時(shí),經(jīng)止回閥排出潤滑油;活塞環(huán)泄漏的潤滑油,經(jīng)油泵上部回油孔返回曲軸箱。
4. 冷卻器:采用套管式結(jié)構(gòu),一級(jí)冷卻器外管為氣管、內(nèi)管為冷卻水管,二級(jí)則相反。一、二級(jí)冷卻器氣管分別與分離器連通,分離器裝有高壓放氣閥門。
故障處理
當(dāng)壓縮機(jī)低于額定排氣壓力工作時(shí),需相應(yīng)調(diào)整油缸排油壓力,使膜片承受的壓差適中,以延長其使用壽命,通常排油壓力比排氣壓力高約20%。
油壓過低時(shí),需檢查:①調(diào)壓閥手柄位置是否正確;②曲軸箱油量是否充足;③曲軸箱油量是否過多;④調(diào)壓閥工作是否正常;⑤補(bǔ)償油泵工作是否正常;⑥油缸活塞環(huán)漏油量是否過大。
油壓過高時(shí),需檢查:①調(diào)壓閥閥桿是否卡死在關(guān)閉位置;②回油管路是否堵塞。
注意事項(xiàng)
壓縮機(jī)故障停機(jī)時(shí),按以下次序檢查:①曲軸箱油面;②調(diào)壓閥手柄位置;③油壓是否達(dá)到額定值;④進(jìn)排氣閥;⑤調(diào)壓閥;⑥補(bǔ)償油泵;⑦膜片是否破裂。
拆卸與安裝時(shí),需嚴(yán)格清潔零件,細(xì)小砂?;蚪饘偎槟┛赡軗p壞調(diào)壓閥、補(bǔ)償油泵,甚至導(dǎo)致膜片破裂。