Prinsip kerja kompresor diafragma

Kompresor diafragma adalah jenis kompresor khusus yang memainkan peran penting di banyak bidang dengan struktur dan prinsip kerjanya yang unik.

1、 Komposisi struktural kompresor diafragma

Kompresor diafragma terutama terdiri dari bagian-bagian berikut:

1.1 Mekanisme penggerak

Biasanya digerakkan oleh motor listrik atau mesin pembakaran internal, daya disalurkan ke poros engkol kompresor melalui transmisi sabuk, transmisi roda gigi, atau koneksi langsung. Fungsi mekanisme penggerak adalah menyediakan sumber daya yang stabil bagi kompresor, memastikan kompresor dapat beroperasi secara normal.

Misalnya, pada beberapa kompresor diafragma kecil, motor satu fase dapat digunakan sebagai mekanisme penggerak, sementara pada kompresor diafragma industri besar, motor tiga fase berdaya tinggi atau mesin pembakaran internal dapat digunakan.

1.2 Mekanisme batang penghubung poros engkol

Mekanisme batang penghubung poros engkol merupakan salah satu komponen inti kompresor diafragma. Mekanisme ini terdiri dari poros engkol, batang penghubung, kepala silinder, dll., yang mengubah gerak putar mekanisme penggerak menjadi gerak linier resiprokal piston. Putaran poros engkol menggerakkan batang penghubung untuk berayun, sehingga mendorong kepala silinder untuk melakukan gerak resiprokal pada slide.

Misalnya, desain poros engkol biasanya menggunakan material baja paduan berkekuatan tinggi yang diproses secara presisi dan dipanaskan untuk memastikan kekuatan dan kekakuan yang memadai. Batang penghubung terbuat dari material baja tempa berkualitas tinggi, dan melalui pemrosesan dan perakitan yang presisi, memastikan koneksi yang andal antara poros engkol dan kepala silinder.

1.3 Piston dan badan silinder

Piston adalah komponen yang bersentuhan langsung dengan gas dalam kompresor diafragma, yang melakukan gerakan bolak-balik di dalam silinder untuk mencapai kompresi gas. Badan silinder biasanya terbuat dari besi cor atau baja cor berkekuatan tinggi, yang memiliki ketahanan tekanan yang baik. Segel digunakan di antara piston dan silinder untuk mencegah kebocoran gas.

Misalnya, permukaan piston biasanya diberi perlakuan khusus seperti pelapisan krom, pelapisan nikel, dll. untuk meningkatkan ketahanan aus dan korosinya. Pemilihan komponen penyegel juga krusial, biasanya menggunakan segel karet atau logam berkinerja tinggi untuk memastikan efek penyegelan yang baik.

1.4 Komponen diafragma

Komponen diafragma merupakan komponen kunci kompresor diafragma, yang mengisolasi gas terkompresi dari oli pelumas dan mekanisme penggerak, sehingga memastikan kemurnian gas terkompresi. Komponen diafragma biasanya terdiri dari lembaran diafragma, baki diafragma, pelat tekanan diafragma, dll. Lembaran diafragma umumnya terbuat dari logam atau karet berkekuatan tinggi, yang memiliki elastisitas dan ketahanan korosi yang baik.

Misalnya, pelat diafragma logam biasanya terbuat dari material seperti baja tahan karat dan paduan titanium, yang diproses melalui teknik khusus agar memiliki kekuatan dan ketahanan korosi yang tinggi. Diafragma karet terbuat dari bahan karet sintetis khusus, yang memiliki elastisitas dan sifat penyegelan yang baik. Baki diafragma dan pelat tekanan diafragma digunakan untuk mengencangkan diafragma, memastikan diafragma tidak akan berubah bentuk atau pecah selama pengoperasian.

1.5 Katup gas dan sistem pendingin

Katup gas merupakan komponen dalam kompresor diafragma yang mengontrol aliran masuk dan keluar gas, dan kinerjanya secara langsung memengaruhi efisiensi dan keandalan kompresor. Katup udara biasanya menggunakan katup otomatis atau katup paksa, dan dipilih sesuai dengan kebutuhan tekanan dan aliran kerja kompresor. Sistem pendingin digunakan untuk mengurangi panas yang dihasilkan kompresor selama operasi, sehingga memastikan operasi kompresor normal.

Misalnya, katup otomatis biasanya menggunakan pegas atau diafragma sebagai inti katup, yang secara otomatis membuka dan menutup melalui perubahan tekanan gas. Katup paksa perlu dikontrol melalui mekanisme penggerak eksternal, seperti penggerak elektromagnetik, penggerak pneumatik, dll. Sistem pendingin dapat berupa pendingin udara atau pendingin air, tergantung pada lingkungan operasi dan kebutuhan kompresor.

2、 Prinsip kerja kompresor diafragma

Proses kerja kompresor diafragma dapat dibagi menjadi tiga tahap: hisap, kompresi, dan pembuangan:

2.1 Tahap inhalasi

Ketika piston bergerak ke kanan, tekanan di dalam silinder berkurang, katup masuk terbuka, dan gas eksternal masuk ke badan silinder melalui pipa masuk. Pada saat ini, pelat diafragma membengkok ke kiri akibat pengaruh tekanan di dalam silinder dan tekanan di ruang diafragma, sehingga volume ruang diafragma meningkat, sehingga terjadi proses hisap.

Misalnya, selama proses penghisapan, pembukaan dan penutupan katup hisap dikendalikan oleh perbedaan tekanan di dalam dan di luar blok silinder. Ketika tekanan di dalam silinder lebih rendah daripada tekanan luar, katup hisap otomatis terbuka dan gas luar masuk ke badan silinder; ketika tekanan di dalam silinder sama dengan tekanan luar, katup hisap otomatis tertutup dan proses penghisapan berakhir.

2.2 Tahap kompresi

Ketika piston bergerak ke kiri, tekanan di dalam silinder meningkat secara bertahap, katup masuk menutup, dan katup buang tetap tertutup. Pada titik ini, pelat diafragma membengkok ke kanan akibat tekanan di dalam silinder, mengurangi volume ruang diafragma dan mengompresi gas. Saat piston terus bergerak, tekanan di dalam silinder terus meningkat hingga mencapai tekanan kompresi yang telah ditentukan.

Misalnya, selama kompresi, deformasi tekukan diafragma ditentukan oleh perbedaan antara tekanan di dalam silinder dan tekanan di dalam ruang diafragma. Ketika tekanan di dalam silinder lebih tinggi daripada tekanan di dalam ruang diafragma, pelat diafragma membengkok ke kanan, mengompresi gas; Ketika tekanan di dalam silinder sama dengan tekanan di dalam ruang diafragma, diafragma berada dalam kesetimbangan dan proses kompresi berakhir.

3.3 Tahap pembuangan

Ketika tekanan di dalam silinder mencapai tekanan kompresi yang telah ditentukan, katup buang terbuka dan gas terkompresi dikeluarkan dari silinder melalui pipa buang. Pada titik ini, pelat diafragma melengkung ke kiri akibat tekanan di dalam silinder dan ruang diafragma, sehingga meningkatkan volume ruang diafragma dan mempersiapkan proses hisap selanjutnya.

Misalnya, selama proses pembuangan, pembukaan dan penutupan katup buang diatur oleh perbedaan antara tekanan di dalam silinder dan tekanan di dalam pipa buang. Ketika tekanan di dalam silinder lebih tinggi daripada tekanan di dalam pipa buang, katup buang otomatis terbuka dan gas terkompresi dikeluarkan dari badan silinder; ketika tekanan di dalam silinder sama dengan tekanan di dalam pipa buang, katup buang otomatis tertutup dan proses pembuangan berakhir.

3、 Karakteristik dan Aplikasi Kompresor Diafragma

3.1 Karakteristik

Kemurnian tinggi gas terkompresi: Karena diafragma memisahkan gas terkompresi dari oli pelumas dan mekanisme penggerak, gas terkompresi tidak terkontaminasi oleh oli pelumas dan kotoran, sehingga menghasilkan kemurnian tinggi.

Penyegelan yang baik: Kompresor diafragma mengadopsi struktur penyegelan khusus, yang secara efektif dapat mencegah kebocoran gas, memastikan efisiensi dan keamanan kompresi.

Pengoperasian yang lancar: Selama proses kerja kompresor diafragma, kecepatan gerakan piston relatif rendah, dan tidak ada kontak langsung antara bagian logam, sehingga pengoperasiannya lancar dan kebisingannya rendah.

Kemampuan beradaptasi yang kuat: Kompresor diafragma dapat beradaptasi dengan berbagai kebutuhan kompresi gas, termasuk gas khusus bertekanan tinggi, kemurnian tinggi, mudah terbakar, dan meledak.

3.2 Aplikasi

Industri petrokimia: digunakan untuk memampatkan gas seperti hidrogen, nitrogen, gas alam, dll., menyediakan bahan baku dan tenaga untuk produksi kimia.

Industri makanan dan farmasi: digunakan untuk memampatkan gas seperti udara dan nitrogen, menyediakan lingkungan gas bersih untuk pemrosesan makanan dan produksi farmasi.

Industri semikonduktor elektronik: digunakan untuk mengompresi gas dengan kemurnian tinggi seperti nitrogen, hidrogen, helium, dll., menyediakan lingkungan gas dengan kemurnian tinggi untuk pembuatan chip elektronik dan produksi semikonduktor.

Di bidang eksperimen penelitian ilmiah, digunakan untuk memampatkan berbagai gas khusus dan menyediakan pasokan gas yang stabil untuk eksperimen penelitian ilmiah.

Singkatnya, kompresor diafragma memainkan peran penting di berbagai bidang karena struktur dan prinsip kerjanya yang unik. Memahami prinsip pengoperasian kompresor diafragma dapat membantu Anda memanfaatkan dan merawat peralatan ini dengan lebih baik, serta meningkatkan efisiensi dan keandalannya.