Diyafram kompresörünün çalışma prensibi

Diyafram kompresör, kendine özgü yapısı ve çalışma prensibi ile birçok alanda önemli rol oynayan özel bir kompresör türüdür.

1、 Diyafram kompresörünün yapısal bileşimi

Diyafram kompresörü temel olarak aşağıdaki parçalardan oluşur:

1.1 Sürüş mekanizması

Genellikle bir elektrik motoru veya içten yanmalı motorla çalıştırılan güç, kompresörün krank miline kayış kasnak, dişli kutusu veya doğrudan bağlantı yoluyla iletilir. Tahrik mekanizmasının işlevi, kompresöre istikrarlı bir güç kaynağı sağlayarak kompresörün normal şekilde çalışmasını sağlamaktır.

Örneğin bazı küçük diyaframlı kompresörlerde tahrik mekanizması olarak tek fazlı motor kullanılabilirken, büyük endüstriyel diyaframlı kompresörlerde yüksek güçlü üç fazlı motorlar veya içten yanmalı motorlar kullanılabilir.

1.2 Krank mili bağlantı kolu mekanizması

Krank mili biyel mekanizması, diyafram kompresörünün temel bileşenlerinden biridir. Tahrik mekanizmasının dönme hareketini pistonun doğrusal ileri geri hareketine dönüştüren krank mili, biyel kolu, çapraz kafa vb.'den oluşur. Krank milinin dönüşü, biyel kolunun salınım yapmasını sağlayarak çapraz kafayı kızakta ileri geri hareket ettirir.

Örneğin, krank millerinin tasarımında genellikle, yeterli mukavemet ve sertliğe sahip olmalarını sağlamak için hassas işleme ve ısıl işlemden geçirilen yüksek mukavemetli alaşımlı çelik malzemeler kullanılır. Biyel kolu, mükemmel dövme çelik malzemeden üretilmiştir ve hassas işleme ve montaj sayesinde krank mili ve çapraz kafa ile güvenilir bir bağlantı sağlar.

1.3 Piston ve silindir gövdesi

Piston, diyaframlı bir kompresörde gazla doğrudan temas eden ve silindir içinde ileri geri hareket ederek gaz sıkıştırması sağlayan bileşendir. Silindir gövdesi genellikle yüksek basınç dayanımına sahip yüksek mukavemetli dökme demir veya dökme çelik malzemeden yapılır. Gaz sızıntısını önlemek için piston ve silindir arasında contalar kullanılır.

Örneğin, pistonun yüzeyi genellikle aşınma ve korozyon direncini artırmak için krom kaplama, nikel kaplama vb. gibi özel işlemlerle işlenir. Sızdırmazlık bileşenlerinin seçimi de çok önemlidir ve genellikle iyi bir sızdırmazlık etkisi sağlamak için yüksek performanslı kauçuk veya metal contalar kullanılır.

1.4 Diyafram bileşenleri

Diyafram bileşeni, sıkıştırılmış gazı yağlama yağından ve tahrik mekanizmasından izole ederek sıkıştırılmış gazın saflığını sağlayan diyafram kompresörünün temel bir bileşenidir. Diyafram bileşenleri genellikle diyafram levhaları, diyafram tepsileri, diyafram baskı plakaları vb.'den oluşur. Diyafram levhaları genellikle iyi elastikiyet ve korozyon direncine sahip yüksek mukavemetli metal veya kauçuk malzemelerden yapılır.

Örneğin, metal diyafram plakaları genellikle paslanmaz çelik ve titanyum alaşımı gibi malzemelerden üretilir ve yüksek mukavemet ve korozyon direncine sahip olmaları için özel tekniklerle işlenir. Kauçuk diyafram, iyi esneklik ve sızdırmazlık özelliklerine sahip özel sentetik kauçuk malzemeden üretilmiştir. Diyafram tepsisi ve diyafram baskı plakası, diyaframı sabitlemek için kullanılır ve diyaframın çalışma sırasında deforme olmamasını veya kırılmamasını sağlar.

1.5 Gaz vanası ve soğutma sistemi

Gaz valfi, diyaframlı kompresörlerde gaz giriş ve çıkışını kontrol eden bir bileşendir ve performansı, kompresörün verimliliğini ve güvenilirliğini doğrudan etkiler. Hava valfi genellikle otomatik valf veya zorlamalı valf kullanır ve kompresörün çalışma basıncı ve akış gereksinimlerine göre seçilir. Soğutma sistemi, kompresörün çalışma sırasında ürettiği ısıyı azaltarak kompresörün normal çalışmasını sağlamak için kullanılır.

Örneğin, otomatik vanalar genellikle valf çekirdeği olarak yay veya diyafram kullanır ve gaz basıncındaki değişikliklere göre otomatik olarak açılıp kapanır. Zorlamalı vananın, elektromanyetik tahrik, pnömatik tahrik vb. harici tahrik mekanizmalarıyla kontrol edilmesi gerekir. Soğutma sistemi, kompresörün çalışma ortamına ve gereksinimlerine bağlı olarak hava soğutmalı veya su soğutmalı olabilir.

2、 Diyafram kompresörünün çalışma prensibi

Diyafram kompresörünün çalışma süreci üç aşamaya ayrılabilir: emme, sıkıştırma ve egzoz:

2.1 İnhalasyon aşaması

Piston sağa doğru hareket ettiğinde, silindir içindeki basınç azalır, emme valfi açılır ve emme borusundan silindir gövdesine dışarıdan gaz girer. Bu sırada, silindir içindeki basınç ve diyafram bölmesindeki basıncın etkisiyle diyafram plakası sola doğru bükülür ve diyafram bölmesinin hacmi artarak bir emme işlemi oluşturur.

Örneğin, inhalasyon işlemi sırasında emme valfinin açılıp kapanması, silindir bloğunun içindeki ve dışındaki basınç farkı tarafından kontrol edilir. Silindir içindeki basınç, dış basınçtan düşük olduğunda emme valfi otomatik olarak açılır ve dışarıdaki gaz silindir gövdesine girer; silindir içindeki basınç, dış basınca eşit olduğunda ise emme valfi otomatik olarak kapanır ve emme işlemi sona erer.

2.2 Sıkıştırma aşaması

Piston sola doğru hareket ettiğinde, silindir içindeki basınç kademeli olarak artar, emme valfi kapanır ve egzoz valfi kapalı kalır. Bu noktada, diyafram plakası silindir içindeki basınç altında sağa doğru bükülerek diyafram bölmesinin hacmini azaltır ve gazı sıkıştırır. Piston hareket etmeye devam ettikçe, silindir içindeki basınç ayarlanan sıkıştırma basıncına ulaşana kadar sürekli olarak artar.

Örneğin, sıkıştırma sırasında diyaframın bükülme deformasyonu, silindir içindeki basınç ile diyafram bölmesindeki basınç arasındaki fark tarafından belirlenir. Silindir içindeki basınç, diyafram bölmesindeki basınçtan yüksek olduğunda, diyafram plakası sağa doğru bükülerek gazı sıkıştırır; silindir içindeki basınç, diyafram bölmesindeki basınca eşit olduğunda ise diyafram dengeye gelir ve sıkıştırma işlemi sona erer.

3.3 Egzoz aşaması

Silindir içindeki basınç ayarlanan sıkıştırma basıncına ulaştığında, egzoz valfi açılır ve sıkıştırılmış gaz egzoz borusu aracılığıyla silindirden boşaltılır. Bu noktada, diyafram plakası silindir içindeki ve diyafram bölmesindeki basınç altında sola doğru bükülerek diyafram bölmesinin hacmini artırır ve bir sonraki emme işlemine hazırlanır.

Örneğin, egzoz işlemi sırasında egzoz valfinin açılıp kapanması, silindir içindeki basınç ile egzoz borusundaki basınç arasındaki fark tarafından kontrol edilir. Silindir içindeki basınç, egzoz borusundaki basınçtan yüksek olduğunda egzoz valfi otomatik olarak açılır ve sıkıştırılmış gaz silindir gövdesinden boşaltılır; silindir içindeki basınç, egzoz borusundaki basınca eşitlendiğinde ise egzoz valfi otomatik olarak kapanır ve egzoz işlemi sona erer.

3、 Diyafram Kompresörlerinin Özellikleri ve Uygulamaları

3.1 Özellikler

Yüksek saflıkta sıkıştırılmış gaz: Sıkıştırılmış gazı yağlama yağından ayıran diyafram ve tahrik mekanizması sayesinde sıkıştırılmış gaz, yağlama yağı ve yabancı maddelerle kirlenmez ve yüksek saflıkta elde edilir.

İyi sızdırmazlık: Diyafram kompresörü, gaz sızıntısını etkili bir şekilde önleyebilen, sıkıştırma verimliliğini ve güvenliğini sağlayabilen özel bir sızdırmazlık yapısına sahiptir.

Düzgün çalışma: Diyafram kompresörünün çalışma süreci sırasında pistonun hareket hızı nispeten düşüktür ve metal parçalar arasında doğrudan temas yoktur, bu nedenle çalışma düzgündür ve gürültü düşüktür.

Güçlü uyum yeteneği: Diyafram kompresörleri, yüksek basınç, yüksek saflık, yanıcı ve patlayıcı özel gazlar dahil olmak üzere çeşitli gaz sıkıştırma gereksinimlerine uyum sağlayabilir.

3.2 Uygulama

Petrokimya sanayi: Hidrojen, azot, doğal gaz vb. gazları sıkıştırarak kimyasal üretim için hammadde ve güç sağlamak amacıyla kullanılır.

Gıda ve ilaç endüstrisi: Hava ve azot gibi gazları sıkıştırmak, gıda işleme ve ilaç üretimi için temiz bir gaz ortamı sağlamak amacıyla kullanılır.

Elektronik yarı iletken endüstrisi: Azot, hidrojen, helyum vb. gibi yüksek saflıktaki gazları sıkıştırmak için kullanılır, elektronik çip üretimi ve yarı iletken üretimi için yüksek saflıkta gaz ortamı sağlar.

Bilimsel araştırma deneyleri alanında çeşitli özel gazların sıkıştırılması ve bilimsel araştırma deneyleri için kararlı gaz temini amacıyla kullanılır.

Kısacası, diyafram kompresörleri benzersiz yapıları ve çalışma prensipleri nedeniyle birçok alanda önemli bir rol oynamaktadır. Diyafram kompresörlerinin çalışma prensibini anlamak, bu ekipmanı daha iyi kullanıp bakımını yapmanıza, verimliliğini ve güvenilirliğini artırmanıza yardımcı olabilir.