Мембранные компрессоры: особенности устройства и функционала

Для сжатия газообразной среды без попадания в нее примесей используют компрессоры мембранного типа. Сегодня мы рассмотрим устройство мембранного компрессора и принцип его функционирования. В данном случае рабочая среда не контактирует с поршнем и другими компонентами, который применяются для сжатия в традиционном оборудовании.

В нем отсутствует динамическое уплотнение, исключается попадание масла и других загрязнений. Поэтому такие устройства являются полностью герметичными и подходят для работы с любым газом без риска утечки.

У агрегатов поршневого и винтового типа часто происходят утечки вокруг колец, что приводит к загрязнению газа маслом. При их использовании сжатие требует 3 – 5 ступеней, а с манжетой – от 1 до 2.

За счет таких характеристик оборудование широко применяется в лабораториях, экспериментальных и промышленных условиях, когда требуется небольшой объем рабочей среды. Агрегат подходит для работы с токсичными и летучими газами, поскольку является герметичным и предотвращает утечки. К его преимущественным характеристикам относится:

• максимальная герметичность конструкции;
• стойкость к воздействию коррозии;
• отсутствие риска загрязнения;
• надежность и безопасность эксплуатации.

Используется оборудование с непосредственным и гидравлическим приводом. Последнее применяется в более обширных сферах – на энергетических объектах, нефтеперерабатывающих заводах, на производственных предприятиях и в лабораториях.

Характеристики и устройство мембранного компрессора

В схему мембранного компрессора с непосредственным приводом входит:

• впускной и выпускной клапан;
• приводной вал;
• кривошипно-шатунный механизм;
• шток;
• мембрана;
• камера сжатия;
• картер.

В агрегате камера сжатия отделена от картера, поэтому газ не утекает и не загрязняется. Оборудование часто используется там, где предъявляются повышенные требования к чистоте, а также при работе с токсичными и взрывоопасными веществами.
Более эффективными являются модели с гидравлическим приводом мембранного компрессора. У них более сложное устройство, кроме перечисленных компонентов, в конструкцию входит газовая и гидравлическая полость, цилиндр, поршень, распределительный диск. Чтобы отрегулировать максимальное давление мембранного компрессора, используют перепускной клапан.

Принцип работы мембранного компрессора

Основной принцип действия мембранного процессора заключается в трансформации механической энергии работы силового агрегата в энергию воздушных или газовых потоков.
Агрегаты с приводом гибкой мембраны непосредственно от КШМ работает так. Мембрана прикреплена к штоку, который осуществляет возвратно-поступательные движения от эксцентрика, зафиксированному на валу. Эластичная манжета закреплена по контуру так, что обеспечивается герметичность полости и изоляция от механизмов движения. Масло может попасть внутрь только в случае разрушения манжеты.
Воздух, который сжимается, поступает в полость через всасывающий, а в сжатом виде выходит через нагнетательный клапан. Размещены клапаны на крышке с ребрами охлаждения.
Мембраны изготавливают из резины, силикона или тефлона – материалов, которые выдерживают многократные нагрузки при небольшом прогибе. Это элемент жестко связан со штоком, что позволяет развивать высокую угловую скорость. Давление, которое создает агрегат, во многом зависит от прочности гибкой перегородки. Как правило, оно составляет 0,15 Мн/куб. см.
На практике чаще используется компрессорное оборудование с гидроприводом.