隔膜壓縮機(jī)（課堂PPT）

1、1貴州航天烏江機(jī)電設(shè)備有限責(zé)任公司隔膜壓縮機(jī)姓名：楊 曉 祥專(zhuān)業(yè)：化工過(guò)程機(jī)械2目錄：一、隔膜壓縮機(jī)簡(jiǎn)介二、隔膜壓縮機(jī)工作結(jié)構(gòu)分析三、隔膜壓縮機(jī)工作原理四、隔膜壓縮機(jī)選型比較五、隔膜壓縮機(jī)常見(jiàn)故障分析及處理方法六、隔膜壓縮機(jī)的操作注意事項(xiàng)及維護(hù)3一、隔膜壓縮機(jī)簡(jiǎn)介 隔膜壓縮機(jī)屬于一種特殊結(jié)構(gòu)的容積式壓縮機(jī)，它是依靠中間膜片的變形來(lái)改變氣腔容積而實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體的壓縮而得名的，同時(shí)隔膜壓縮機(jī)由其驅(qū)動(dòng)方式而言又屬于往復(fù)式壓縮機(jī)。 隔膜式壓縮機(jī)因其特殊的結(jié)構(gòu)，氣缸不需要潤(rùn)滑，密封性能非常好，壓縮介質(zhì)不與任何潤(rùn)滑劑接觸，因此可以壓縮純度極高的氣體，一般能夠達(dá)到99.999的純度，比較適用于壓縮、輸送各類(lèi)珍貴

2、的稀有氣體。另外，對(duì)于腐蝕性強(qiáng)，有放射性、有毒、易爆的氣體，也特別適宜采用隔膜式壓縮機(jī)。隔膜式壓縮機(jī)氣缸散熱良好，可采用較高的壓縮比，因而它的壓力范圍較廣，排氣壓力最高可達(dá)300MPa。4隔膜壓縮機(jī)的特點(diǎn)隔膜壓縮機(jī)主要有以下優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)：1)整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，運(yùn)行平穩(wěn)可靠、振動(dòng)小、噪音低、便于操作維護(hù)。2)缸體部件采用無(wú)配油盤(pán)的結(jié)構(gòu)，降低了裝配工藝難度;減少了密封面;壓縮介質(zhì)泄漏時(shí)報(bào)警，提高了整機(jī)的可靠性。3)新型的膜腔曲線(xiàn)提高了壓縮機(jī)的容積效率，并且提高了易損件膜片、氣閥的壽命。4)內(nèi)置式的油泵泵站，為壓縮機(jī)潤(rùn)滑和油缸工作提供了壓力穩(wěn)定、品質(zhì)潔凈、被充分冷卻的潤(rùn)滑油，而且解決了原外置式壓縮機(jī)漏

3、油的缺點(diǎn)。5)自動(dòng)化程度高的控制系統(tǒng)充分地保證了設(shè)備的安全運(yùn)行。6)整個(gè)設(shè)備集中在一個(gè)撬裝底盤(pán)上，便于設(shè)備的運(yùn)輸、安裝和管理。5隔膜壓縮機(jī)的主要有以下缺點(diǎn)： 1）蓋板的穹形表面為特殊型面，加工比較困難。 2）價(jià)格高于一般活塞式壓縮機(jī)。 3）膜片比較容易損壞，膜片安裝過(guò)程對(duì)工作經(jīng)驗(yàn)要求較高。 4）排氣量由于受到高的壓比和氣腔容積的限制而相對(duì)較小。 隔膜壓縮機(jī)作為一種高壓比的往復(fù)式容積壓縮機(jī)，因?yàn)槠淠てY(jié)構(gòu)所具有的特殊優(yōu)點(diǎn)而在食品工業(yè)、石油工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、電子工業(yè)、核電站、航空航天、軍事裝備、醫(yī)學(xué)、科研等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。然而隔膜壓縮機(jī)在我國(guó)發(fā)展至今只有50年左右的時(shí)間，很多地方與國(guó)外老牌企業(yè)還有

4、巨大差距，特別是膜片壽命這塊，由于基礎(chǔ)研究的缺失，同國(guó)外同行相比還有較大差距。6二、隔膜壓縮機(jī)的工作結(jié)構(gòu)分析作為一種往復(fù)式容積壓縮機(jī)，隔膜壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)部件也可以分為以下三部分：（1）工作腔部分；（2）傳動(dòng)部分；（3）機(jī)身部分。7當(dāng)然，一臺(tái)隔膜式壓縮機(jī)除了以上三個(gè)結(jié)構(gòu)部件以外，還必須配以潤(rùn)滑系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)、緩沖系統(tǒng)和減震系統(tǒng)、調(diào)節(jié)系統(tǒng)、分離和凈化系統(tǒng)、安全防護(hù)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等。除此之外隔膜壓縮機(jī)還為其提供動(dòng)力的動(dòng)力系統(tǒng)來(lái)驅(qū)動(dòng)其運(yùn)轉(zhuǎn)工作，而現(xiàn)階段的隔膜壓縮機(jī)一般是以電機(jī)帶動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)軸承為其正常工作提供動(dòng)力的。8壓縮機(jī)主機(jī)部分 如右圖所示為隔膜壓縮機(jī)工作結(jié)構(gòu)的原理示意圖可知：（1）工作腔部分主要由工作

5、頭、支承頭、膜片、進(jìn)排氣閥、進(jìn)油機(jī)構(gòu)、液壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和氣缸密封結(jié)構(gòu)組成。（2）傳動(dòng)部分主要由曲軸、活塞和往復(fù)運(yùn)動(dòng)構(gòu)架組成。（3）機(jī)身部分主要由曲軸箱、底座和各種管路系統(tǒng)組成。9缸體部位 如右圖所示即為隔膜壓縮機(jī)中最為重要的工作腔部位結(jié)構(gòu)圖，可以看出隔膜壓縮機(jī)是兩個(gè)系統(tǒng)的結(jié)合，即液壓油系統(tǒng)和氣體壓縮系統(tǒng)，其中金屬膜片將兩個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行完全隔離。 上端的氣體壓縮系統(tǒng)即為隔膜壓縮機(jī)的工作腔部位，工作氣體通過(guò)進(jìn)氣閥進(jìn)入氣腔之后通過(guò)氣腔容積的變化進(jìn)行壓縮之后再通過(guò)排氣閥排出，在這個(gè)過(guò)程中工作氣體便得到了壓縮，使其壓力得以提高。10三、隔膜壓縮機(jī)工作原理工作過(guò)程： 在這里可以將隔膜壓縮機(jī)的工作過(guò)程按以下幾個(gè)過(guò)程

6、分開(kāi)來(lái)進(jìn)行描述：（1）吸氣過(guò)程：曲軸向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)氣腔一側(cè)的壓力低于吸氣壓力時(shí)，到了吸氣閥兩側(cè)壓力差足以打開(kāi)吸氣閥時(shí)，吸氣過(guò)程開(kāi)始，這個(gè)過(guò)程持續(xù)到膜片運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)位置結(jié)束；（2）壓縮過(guò)程：但吸氣過(guò)程結(jié)束之后，氣缸內(nèi)充滿(mǎn)了低壓氣體（相對(duì)而言屬于低壓氣體，其大小為進(jìn)氣壓力一致），此時(shí)曲軸繼續(xù)在電機(jī)帶動(dòng)下運(yùn)轉(zhuǎn)，通過(guò)活塞的運(yùn)動(dòng)為液壓油做工加壓，當(dāng)油壓側(cè)壓力大于氣腔側(cè)壓力時(shí)膜片開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)，從而對(duì)氣腔內(nèi)的氣體進(jìn)行壓縮，壓縮過(guò)程直到氣腔內(nèi)壓力達(dá)到排氣閥開(kāi)啟時(shí)為止；11（3）排氣過(guò)程：隨著活塞的持續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，膜片向其內(nèi)止點(diǎn)側(cè)移動(dòng)，氣腔內(nèi)壓力達(dá)到排氣閥開(kāi)啟壓力時(shí)排氣閥開(kāi)啟，氣缸內(nèi)高壓氣體被膜片的運(yùn)動(dòng)而排出，知道

7、膜片運(yùn)動(dòng)到氣缸外止點(diǎn)時(shí)排氣過(guò)程才結(jié)束；（4）膨脹過(guò)程：在膜片到達(dá)外止點(diǎn)之后，曲軸繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)從而使得活塞向下止點(diǎn)方向運(yùn)動(dòng)，液壓油也隨之運(yùn)動(dòng)而使得液壓油側(cè)壓力減小，氣腔一側(cè)容積開(kāi)始增大，此時(shí)氣腔內(nèi)儲(chǔ)存在余隙容積中的高壓而又未排盡的氣體就開(kāi)始膨脹，氣腔內(nèi)殘余氣體的溫度和壓力開(kāi)始隨之下降，直至氣腔內(nèi)壓力小于進(jìn)氣壓力時(shí)結(jié)束，而在整個(gè)膨脹過(guò)程中吸氣閥和排氣閥都屬于關(guān)閉狀態(tài)。12 其中值得注意的是隔膜壓縮機(jī)工作過(guò)程中存在一個(gè)液壓油補(bǔ)充過(guò)程和液壓油回流過(guò)程。 （1）補(bǔ)充過(guò)程：這一過(guò)程由自動(dòng)液壓油注射泵、液壓油止回閥共同來(lái)完成，保證液壓油系統(tǒng)在壓縮循環(huán)過(guò)程中一直處于充滿(mǎn)液壓油的狀態(tài)，同時(shí)在壓縮機(jī)長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)并重新啟

8、動(dòng)時(shí)，為液壓油系統(tǒng)提供快速的液壓油填充。（注：其中液壓油系統(tǒng)中的液壓油損失主要包括液壓油回流和由活塞部位向下泄漏）（2）回流過(guò)程：這一過(guò)程主要是由液壓油壓力控制閥來(lái)完成，當(dāng)氣腔內(nèi)的氣體壓力達(dá)到排氣閥背壓時(shí)，排氣閥打開(kāi)，高壓氣體排出，液壓系統(tǒng)壓力則由活塞驅(qū)動(dòng)而壓力繼續(xù)增加，膜片繼續(xù)向外止點(diǎn)即氣缸頂部移動(dòng)，確保最大限度的氣體排量和效率，當(dāng)膜片已經(jīng)完全與氣腔頂部貼合時(shí)，活塞繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到其最頂部，此時(shí)通過(guò)液壓油壓力打開(kāi)液壓油壓力控制閥，液壓油通過(guò)管路返回曲軸箱。而其中液壓油壓力控制閥的開(kāi)啟壓力一般設(shè)定為背壓的1.11.15倍，可以保證氣體的出口壓力達(dá)到設(shè)定值。13由其工作原理來(lái)分析其優(yōu)勢(shì)：（1）膜片可以

9、將液壓油和工作介質(zhì)有效分開(kāi)，實(shí)現(xiàn)了使被壓縮介質(zhì)除了本身自帶物質(zhì)之外的可能由傳統(tǒng)往復(fù)式壓縮機(jī)造成的污染源完全隔離，對(duì)于一些對(duì)原材料污染控制較嚴(yán)格的行業(yè)如食品、醫(yī)藥等行業(yè)有較大優(yōu)勢(shì)；（2）工作溫度相對(duì)較容易控制，由于驅(qū)動(dòng)膜片壓縮氣體的直接介質(zhì)是液壓油，而液壓油平時(shí)儲(chǔ)存于曲軸箱內(nèi)，可以，通過(guò)冷卻系統(tǒng)對(duì)其總體進(jìn)行冷卻，從而保證其在循環(huán)過(guò)程中的工作溫度不會(huì)太高而使得整個(gè)壓縮機(jī)工作效率下降；（3）容積式壓縮機(jī)都存在一個(gè)影響工作效率或可以用比功率來(lái)描述的余隙容積的存在而使得其工作效率降低。余隙容積越大則其所造成的能量損失越大，傳統(tǒng)往復(fù)式活塞壓縮機(jī)由于活塞頭是剛性件，其設(shè)計(jì)過(guò)程中就會(huì)留有其上表面到氣缸頂部的空

10、間余量而增加了余隙容積，而膜片屬于柔性件，可以根據(jù)氣腔的形狀而改變自身形狀來(lái)達(dá)到與氣腔的盡量貼合減小余隙容積，提高壓縮機(jī)的工作效率。14四、隔膜壓縮機(jī)選型 壓縮機(jī)選型過(guò)程中，首先要明確的為工作介質(zhì)，即被壓縮介質(zhì)。之后確定標(biāo)準(zhǔn)工況下的所需的排氣量和背壓（考慮壓縮比，即考慮進(jìn)氣壓力的同時(shí)考慮排氣壓力）；同時(shí)依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件確定冷卻形式為風(fēng)冷還是水冷系統(tǒng)；如果對(duì)壓縮介質(zhì)質(zhì)量要求很高，則需要考慮無(wú)油潤(rùn)滑；之后還要考慮其各自的比功率，在該工況下哪一種形式比功率值較小而比較省力。比功率計(jì)算公式如下：比功率=輸入功率容積流量單位：Kw/m/min15各種壓縮機(jī)熱力學(xué)性能與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的比較名稱(chēng)往復(fù)式回轉(zhuǎn)式離心式軸流

11、式排氣壓力/MPa一般0.232最高70一般0.21.0最高4.5一般0.215最高70一般0.20.8容積流量/(m/min)0.1400最小0.010.150010300020010000可調(diào)節(jié)性排氣壓力穩(wěn)定排氣壓力穩(wěn)定排氣壓力隨流量變化排氣壓力隨流量變化絕熱效率較高一般一般較高結(jié)構(gòu)、零部件復(fù)雜較簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單可靠性一般高高高壽命一般較長(zhǎng)長(zhǎng)長(zhǎng)制造要求一般大多很高高高安裝維修較復(fù)雜較簡(jiǎn)單較簡(jiǎn)單較簡(jiǎn)單工作腔潤(rùn)滑有、無(wú)有、無(wú)無(wú)無(wú)氣體帶液適應(yīng)性差強(qiáng)不可不可16壓縮機(jī)選擇3050MPa往復(fù)式離心式需多級(jí)壓縮才能達(dá)到，且在高壓管路中易產(chǎn)生喘震現(xiàn)象有油潤(rùn)滑無(wú)油潤(rùn)滑膜式特殊材料摩擦副結(jié)構(gòu) 由上圖可選擇性排出

12、離心式壓縮機(jī)，將壓縮機(jī)定位于往復(fù)式壓縮機(jī)一類(lèi)中。17知己知彼知己知彼己己: :指工藝流程指工藝流程彼彼: :指各種壓縮機(jī)指各種壓縮機(jī) 熱力參數(shù)選型結(jié)構(gòu)參數(shù)選型結(jié)構(gòu)形式使用性能變工況適應(yīng)性可靠性；環(huán)境要求；操作難易。壓縮機(jī)選型的主要內(nèi)容往復(fù)壓縮機(jī)選型18結(jié)構(gòu)型式選擇及分析結(jié)構(gòu)型式選擇及分析 一、立式壓縮機(jī)優(yōu)點(diǎn)：占地面積少；氣缸不承受重量無(wú)摩擦、磨損。 缺點(diǎn)：大型時(shí)需要平臺(tái)，操作不方便； 配管困難；多級(jí)時(shí)，級(jí)間設(shè)備占地多。 二、臥式壓縮機(jī) 級(jí)間設(shè)備可配置在壓縮機(jī)上方或下方。 優(yōu)、缺點(diǎn)與立式相反。19 三、列數(shù)的確定原則要?jiǎng)恿ζ胶庑阅芎?用2列或2列以上;微型（低壓、高壓）時(shí)，無(wú)須考慮動(dòng)力平衡性 能

13、的，又不易密封的，可以用單列；按機(jī)型、氣量、壓力選列數(shù)，綜合考慮， 四、級(jí)在列中的配置原則：各列活塞力均衡曲柄、連桿的強(qiáng)度充分利用；減少相鄰壓差減少活塞環(huán)泄漏；減小軸側(cè)壓力減少填料泄漏制造、裝配方便。一般：一列設(shè)13級(jí)，多用1、2級(jí)；結(jié)構(gòu)型式選擇及分析結(jié)構(gòu)型式選擇及分析 20由上面可知隔膜壓縮機(jī)在高壓且有介質(zhì)質(zhì)量要求的情況下具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，主要是因?yàn)楦裟嚎s機(jī)轉(zhuǎn)速較低，加之壓縮過(guò)程冷卻較好，余隙容積也很小，所以能實(shí)現(xiàn)的壓比很大，高達(dá)1015。隔膜壓縮機(jī)擅長(zhǎng)提供高壓，但由于膜片的變形量有限和氣腔容積的限制，處理的氣體量較小，單機(jī)流量一般不超過(guò)100m/h。 同時(shí)可使用多級(jí)壓縮保證壓縮效率。21六、

14、隔膜壓縮機(jī)的操作注意事項(xiàng)及維護(hù)開(kāi)機(jī)：1.檢查油位及進(jìn)氣壓力并且手動(dòng)盤(pán)車(chē)一周;2.打開(kāi)進(jìn)、排氣閥門(mén)和冷卻水閥門(mén);3.啟動(dòng)電機(jī)，關(guān)閉放油閥手柄;4.檢查機(jī)械是否運(yùn)行正常，排油及排氣壓力是否符合要求。關(guān)機(jī)：1.關(guān)閉電機(jī);2.關(guān)閉進(jìn)、排氣閥門(mén)和冷卻水閥門(mén);3.打開(kāi)放油閥手柄。22油壓調(diào)整 壓縮機(jī)的排油壓力應(yīng)大于排氣壓力的15%左右，如油壓過(guò)低或過(guò)高，則會(huì)對(duì)排氣壓力和工作效率以及機(jī)器的使用壽命產(chǎn)生影響，這時(shí)就應(yīng)該對(duì)油壓進(jìn)行調(diào)整。具體如下：擰下調(diào)壓閥尾部阻油螺母，順時(shí)針旋動(dòng)調(diào)節(jié)螺釘，油壓上升;反之，油壓下降。 注意：在調(diào)整油壓時(shí)，每旋動(dòng)調(diào)節(jié)螺釘一至二圈應(yīng)把放油閥手柄打開(kāi)放油后再關(guān)閉，此時(shí)壓力表顯示的油壓比

15、較準(zhǔn)確。如此反復(fù)調(diào)整，直到油壓符合要求。23膜片的更換 在隔膜壓縮機(jī)中最重要的易損部件即為膜片，所以其更換過(guò)程需要尤為注意，具體注意細(xì)節(jié)如下：當(dāng)膜片破裂時(shí)，報(bào)警裝置啟動(dòng)，壓縮機(jī)自動(dòng)停機(jī)且伴有聲光顯示，此時(shí)要檢查并更換膜片。更換膜片時(shí)，要清洗氣腔并用壓縮空氣吹掃干凈，不允許有顆粒狀的異物存在，否則會(huì)影響膜片的使用壽命。膜片安裝時(shí)，膜片的順序要裝配正確，否則，會(huì)影響壓縮機(jī)的正常使用。 注意：更換膜片后，要把報(bào)警管路拆下用壓縮空氣吹掃干凈，并在正常開(kāi)機(jī)24小時(shí)后安裝。一周后再吹掃一次。這樣，可以極大限度的消除誤報(bào)警現(xiàn)象。如果在膜片更換后較短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生報(bào)警現(xiàn)象，則應(yīng)考慮是否誤報(bào)警。重復(fù)上述操作，并注

16、意觀察報(bào)警接頭是否有大量的油或氣排出，以此確定是否誤報(bào)警。24五、隔膜壓縮機(jī)常見(jiàn)故障分析及處理方法油路故障：油路故障：(一)油壓過(guò)低或無(wú)油壓，但排氣壓力正常 1.壓力表?yè)p壞或阻尼器堵塞，不能正常顯示壓力; 2.放油閥關(guān)閉不嚴(yán)：擰緊放油閥手柄，檢查回油管是否有油排出。如有油排出則更換放油閥; 3.檢查并清洗放油閥下的單向閥。注意：清洗單向閥時(shí)一定要注意鋼珠、活塞、彈簧和彈簧座的安裝順序及方向。隔膜壓縮機(jī)故障類(lèi)型可按以下分類(lèi)隔膜壓縮機(jī)故障類(lèi)型可按以下分類(lèi)：25(二)油壓過(guò)低或無(wú)油壓且無(wú)排氣壓 1.檢查油位是否過(guò)低; 2.檢查補(bǔ)償油泵。1)拆下軸承端蓋，在開(kāi)機(jī)狀態(tài)下檢查柱塞桿是否卡死，如卡死則要拆下

17、清洗，直至柱塞桿活動(dòng)自如。2)拆下補(bǔ)油管接頭，在開(kāi)機(jī)狀態(tài)下檢查補(bǔ)償油泵排油狀況。正常狀況下應(yīng)排油充足且有一定的壓力，如不排油或雖排油但無(wú)壓力，則要檢查并清洗補(bǔ)償油泵的進(jìn)、排油閥。如檢查完畢后仍無(wú)改變，則應(yīng)考慮柱塞及柱塞套磨損嚴(yán)重，應(yīng)及時(shí)更換。3)在確認(rèn)補(bǔ)償油泵工作正常后，檢查并清洗油缸進(jìn)油閥。4)調(diào)壓閥閥芯和閥座磨損嚴(yán)重或被異物卡?。焊鼡Q或清洗閥芯和閥座。5)檢查活塞環(huán)及缸套磨損情況并及時(shí)更換。26(三三)油壓過(guò)高油壓過(guò)高在壓縮機(jī)使用過(guò)程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)油壓突然上升過(guò)高的現(xiàn)象，其原因大體如下： 1.進(jìn)氣量不能滿(mǎn)足壓縮機(jī)的需要：檢查進(jìn)氣壓力，或進(jìn)氣管道有無(wú)堵塞現(xiàn)象; 2.氣閥特別是進(jìn)氣閥卡住或損壞

18、：檢查氣閥; 3.調(diào)壓閥閥芯卡死：檢查調(diào)壓閥。27(四四)氣路故障氣路故障氣路故障主要是指在進(jìn)氣壓力、排油壓力及用氣量正常的情況下，壓縮機(jī)的排氣壓力較低或是效率較低。這里要注意的是一定要確認(rèn)上述三個(gè)條件正常的情況下才能考慮是故障現(xiàn)象。1、氣閥原因1)進(jìn)氣閥或排氣閥被異物卡?。翰鹣虑逑?2)氣閥閥片或彈簧磨損嚴(yán)重或斷裂：更換閥片或彈簧;3)閥座密封帶被異物咯傷或磨損嚴(yán)重：更換閥座;4)升程限制器定位臺(tái)階磨損嚴(yán)重：更換。282、膜片原因、膜片原因膜片破裂也會(huì)造成排氣壓力或排油壓力不正常，在分析故障原因時(shí)也應(yīng)加以重視，但有膜片破裂報(bào)警裝置的應(yīng)排除此因素。293、如果用戶(hù)使用的是二級(jí)壓縮的壓縮機(jī)，、如果用戶(hù)使用的是二級(jí)壓縮的壓縮機(jī)，在出現(xiàn)氣路故障時(shí)，可分級(jí)判斷。在出現(xiàn)氣路故障時(shí)，可分級(jí)判斷。1)一級(jí)氣壓較低，應(yīng)主要檢查一級(jí)氣路、油路。2)一級(jí)氣壓較高而二級(jí)氣壓低則應(yīng)主要檢查二級(jí)氣路、油路。壓縮機(jī)的異常響聲：如果壓縮機(jī)發(fā)