本文叙述了一种新型隔膜压缩机的主要结构及改进措施,旨在推动百年来沿用至今的产品进步,希望能更好地回馈于社会,为同行者提供一些设计参考。
我们知道隔膜压缩机是采用静密封形式,被压缩介质不接触润滑剂的一种机型,能确保被压缩气体的密封性与纯度,特别适用于高纯、珍贵稀有、强腐蚀性、有毒有害、易燃易爆、有放射性气体的压缩,这一点是其它压缩机无法替代的。但是,它也存在一些问题至今没有得以有效解决,比如:
问题一、膜片密封件因老化和结构问题失去密封性,导致气体或液体渗漏;
问题二、膜片始终在承受高压下工作,易损坏、寿命短,维护麻烦,停机影响工作;
问题三、启动后一直在高压下运行,能耗浪费严重;
问题四、启动前要先释放系统压力,否则无法带压启动,频繁启动浪费气体和时间。
新产品解决了上述问题,并在维护和降低成本方面也做了一些重要改进,把多人的维护工作实现了一人可以搞定,且省去了吊车、叉车这些吊装工具及费用。
新型隔膜压缩机的参考结构,见图1、图2:

图2
下面,我们结合图片对上述问题的改进方法做一下简要描述。
首先,针对其核心部件膜头的结构加以说明,见图3:

问题一的解决措施:
采用自发明的C型密封圈代替老式O型圈,见图4:

可见,两种密封圈的受力效果截然不同,前者,即使密封件不老化随着流体压力的升高必然会挤出,而后者,截然相反,压力越高密封件向外的膨胀压力越大,密封越紧密,这一点我们已通过试验得以验证。
问题二、三的解决措施:
采用自发明的多级限压阀控制回油压力。在压缩机初始工作时,储罐压力相对压力低,我们将回油压力通过多级限压阀控制在某一个低压力级别,超过这个压力就泄压,因此,活塞上部压力油的压力就远低于设备提供的最终高压,这样活塞就无需克服很大的阻力在运行,同时,膜片向上的冲击力也会大幅降低,随着储气罐压力的升高到了一个需要调控的压力点,多级限压阀就自动调整到高一级别,最后,直至储气罐要求的最高压力,如此运行,膜片的寿命就会大大提升,运行费用也会明显降低。其参考结构,见图5:

由图5可见,当我们将进油口与压油活塞相通时,回油口就替代了膜头的回油口。
最低压力点位控制:
压缩机初始工作时需要控制在最低压下运行,此时将控制口1和控制口2都接通压缩空气,气压将上下顶杆推向最高位置,这时下压簧承受的压力最小,回油口就会在低压设置点打开;次低压力点位控制:
随着储气罐内压力的增高,进入到我们设置的次低点控制位置时,信号反馈至控制口2连通大气,只保留控制口1压力,下压簧会被压缩一些,此时的回油压力将会高于前述的位置点,即回油压力处于中下压力位置;
次高压力点位控制:
随着储气罐内压力的继续增高,进入到我们设置的次高点控制位置时,反馈信号将控制口1与大气相通,控制口2接通压力空气,此时,由于下顶杆的横截面积小于上顶杆的横截面,下压簧会被压缩的又进一步,回油压力也就又升高了一级;
最高压力点位控制:
当储气罐内压力继续增高到最高允许压力时,气动阀通过反馈信号将两个控制口都与大气相通,此时下压簧承受的压力最大,即在最高压力点位回油。
由此可见,本图结构实现了四级压力控制,也可以此类推实现三级或五级等等。
问题四的解决措施:在现有机组上增设一套装置就可以解决此问题,这里不做结构展示,有感性兴趣的可以信息交流。
另外,本机组还具有方便的维护结构,见图6:

当需要拆卸膜头更易损件时,把滑动梁拖出,滑轮机构及花篮螺母留在膜头上方,调整花篮螺母至合适的拉紧力后就可以拆卸螺母,拖拽膜头至外侧更换零件,换好后推回高度都无需调整就可归位。
综上所述,该新型隔膜压缩机具有性能先进、寿命超长、节能运行、方便维护、占地小、低成本等诸多优势,是一款理想的换代产品。
如您对上述产品感兴趣,可以联系作者刘元成,山东省威海市,电话13884790878。
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作者:本刊编辑部
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