隔膜压缩机PPT.ppt

贵州航天乌江机电设备有限责任公司 隔膜压缩机 姓名 杨晓祥专业 化工过程机械 目录 一 隔膜压缩机简介二 隔膜压缩机工作结构分析三 隔膜压缩机工作原理四 隔膜压缩机选型比较五 隔膜压缩机常见故障分析及处理方法六 隔膜压缩机的操作注意事项及维护 一 隔膜压缩机简介 隔膜压缩机属于一种特殊结构的容积式压缩机 它是依靠中间膜片的变形来改变气腔容积而实现对气体的压缩而得名的 同时隔膜压缩机由其驱动方式而言又属于往复式压缩机 隔膜式压缩机因其特殊的结构 气缸不需要润滑 密封性能非常好 压缩介质不与任何润滑剂接触 因此可以压缩纯度极高的气体 一般能够达到99 999 的纯度 比较适用于压缩 输送各类珍贵的稀有气体 另外 对于腐蚀性强 有放射性 有毒 易爆的气体 也特别适宜采用隔膜式压缩机 隔膜式压缩机气缸散热良好 可采用较高的压缩比 因而它的压力范围较广 排气压力最高可达300MPa 隔膜压缩机的特点 隔膜压缩机主要有以下优势和特点 1 整机结构设计合理 运行平稳可靠 振动小 噪音低 便于操作维护 2 缸体部件采用无配油盘的结构 降低了装配工艺难度 减少了密封面 压缩介质泄漏时报警 提高了整机的可靠性 3 新型的膜腔曲线提高了压缩机的容积效率 并且提高了易损件膜片 气阀的寿命 4 内置式的油泵泵站 为压缩机润滑和油缸工作提供了压力稳定 品质洁净 被充分冷却的润滑油 而且解决了原外置式压缩机漏油的缺点 5 自动化程度高的控制系统充分地保证了设备的安全运行 6 整个设备集中在一个撬装底盘上 便于设备的运输 安装和管理 隔膜压缩机的主要有以下缺点 1 盖板的穹形表面为特殊型面 加工比较困难 2 价格高于一般活塞式压缩机 3 膜片比较容易损坏 膜片安装过程对工作经验要求较高 4 排气量由于受到高的压比和气腔容积的限制而相对较小 隔膜压缩机作为一种高压比的往复式容积压缩机 因为其膜片结构所具有的特殊优点而在食品工业 石油工业 化学工业 电子工业 核电站 航空航天 军事装备 医学 科研等领域得到广泛应用 然而隔膜压缩机在我国发展至今只有50年左右的时间 很多地方与国外老牌企业还有巨大差距 特别是膜片寿命这块 由于基础研究的缺失 同国外同行相比还有较大差距 二 隔膜压缩机的工作结构分析 作为一种往复式容积压缩机 隔膜压缩机的结构部件也可以分为以下三部分 1 工作腔部分 2 传动部分 3 机身部分 当然 一台隔膜式压缩机除了以上三个结构部件以外 还必须配以润滑系统 冷却系统 缓冲系统和减震系统 调节系统 分离和净化系统 安全防护系统和控制系统等 除此之外隔膜压缩机还为其提供动力的动力系统来驱动其运转工作 而现阶段的隔膜压缩机一般是以电机带动来驱动轴承为其正常工作提供动力的 压缩机主机部分 如右图所示为隔膜压缩机工作结构的原理示意图可知 1 工作腔部分主要由工作头 支承头 膜片 进排气阀 进油机构 液压调节机构和气缸密封结构组成 2 传动部分主要由曲轴 活塞和往复运动构架组成 3 机身部分主要由曲轴箱 底座和各种管路系统组成 缸体部位 如右图所示即为隔膜压缩机中最为重要的工作腔部位结构图 可以看出隔膜压缩机是两个系统的结合 即液压油系统和气体压缩系统 其中金属膜片将两个系统进行完全隔离 上端的气体压缩系统即为隔膜压缩机的工作腔部位 工作气体通过进气阀进入气腔之后通过气腔容积的变化进行压缩之后再通过排气阀排出 在这个过程中工作气体便得到了压缩 使其压力得以提高 三 隔膜压缩机工作原理 工作过程 在这里可以将隔膜压缩机的工作过程按以下几个过程分开来进行描述 1 吸气过程 曲轴向下运动 当气腔一侧的压力低于吸气压力时 到了吸气阀两侧压力差足以打开吸气阀时 吸气过程开始 这个过程持续到膜片运动到下止点位置结束 2 压缩过程 但吸气过程结束之后 气缸内充满了低压气体 相对而言属于低压气体 其大小为进气压力一致 此时曲轴继续在电机带动下运转 通过活塞的运动为液压油做工加压 当油压侧压力大于气腔侧压力时膜片开始向上运动 从而对气腔内的气体进行压缩 压缩过程直到气腔内压力达到排气阀开启时为止 3 排气过程 随着活塞的持续向上运动 膜片向其内止点侧移动 气腔内压力达到排气阀开启压力时排气阀开启 气缸内高压气体被膜片的运动而排出 知道膜片运动到气缸外止点时排气过程才结束 4 膨胀过程 在膜片到达外止点之后 曲轴继续转动从而使得活塞向下止点方向运动 液压油也随之运动而使得液压油侧压力减小 气腔一侧容积开始增大 此时气腔内储存在余隙容积中的高压而又未排尽的气体就开始膨胀 气腔内残余气体的温度和压力开始随之下降 直至气腔内压力小于进气压力时结束 而在整个膨胀过程中吸气阀和排气阀都属于关闭状态 其中值得注意的是隔膜压缩机工作过程中存在一个液压油补充过程和液压油回流过程 1 补充过程 这一过程由自动液压油注射泵 液压油止回阀共同来完成 保证液压油系统在压缩循环过程中一直处于充满液压油的状态 同时在压缩机长时间停机并重新启动时 为液压油系统提供快速的液压油填充 注 其中液压油系统中的液压油损失主要包括液压油回流和由活塞部位向下泄漏 2 回流过程 这一过程主要是由液压油压力控制阀来完成 当气腔内的气体压力达到排气阀背压时 排气阀打开 高压气体排出 液压系统压力则由活塞驱动而压力继续增加 膜片继续向外止点即气缸顶部移动 确保最大限度的气体排量和效率 当膜片已经完全与气腔顶部贴合时 活塞继续运动到其最顶部 此时通过液压油压力打开液压油压力控制阀 液压油通过管路返回曲轴箱 而其中液压油压力控制阀的开启压力一般设定为背压的1 1 1 15倍 可以保证气体的出口压力达到设定值 由其工作原理来分析其优势 1 膜片可以将液压油和工作介质有效分开 实现了使被压缩介质除了本身自带物质之外的可能由传统往复式压缩机造成的污染源完全隔离 对于一些对原材料污染控制较严格的行业如食品 医药等行业有较大优势 2 工作温度相对较容易控制 由于驱动膜片压缩气体的直接介质是液压油 而液压油平时储存于曲轴箱内 可以 通过冷却系统对其总体进行冷却 从而保证其在循环过程中的工作温度不会太高而使得整个压缩机工作效率下降 3 容积式压缩机都存在一个影响工作效率或可以用比功率来描述的余隙容积的存在而使得其工作效率降低 余隙容积越大则其所造成的能量损失越大 传统往复式活塞压缩机由于活塞头是刚性件 其设计过程中就会留有其上表面到气缸顶部的空间余量而增加了余隙容积 而膜片属于柔性件 可以根据气腔的形状而改变自身形状来达到与气腔的尽量贴合减小余隙容积 提高压缩机的工作效率 四 隔膜压缩机选型 压缩机选型过程中 首先要明确的为工作介质 即被压缩介质 之后确定标准工况下的所需的排气量和背压 考虑压缩比 即考虑进气压力的同时考虑排气压力 同时依据现场条件确定冷却形式为风冷还是水冷系统 如果对压缩介质质量要求很高 则需要考虑无油润滑 之后还要考虑其各自的比功率 在该工况下哪一种形式比功率值较小而比较省力 比功率计算公式如下 比功率 输入功率 容积流量单位 Kw m min 各种压缩机热力学性能与结构特点的比较 压缩机选择 30 50MPa 往复式 离心式 需多级压缩才能达到 且在高压管路中易产生喘震现象 有油润滑 无油润滑 膜式 特殊材料摩擦副结构 由上图可选择性排出离心式压缩机 将压缩机定位于往复式压缩机一类中 知己知彼己 指工艺流程彼 指各种压缩机 可靠性 环境要求 操作难易 压缩机选型的主要内容 往复压缩机选型 结构型式选择及分析 一 立式压缩机优点 占地面积少 气缸不承受重量 无摩擦 磨损 缺点 大型时需要平台 操作不方便 配管困难 多级时 级间设备占地多 二 卧式压缩机级间设备可配置在压缩机上方或下方 优 缺点与立式相反 三 列数的确定原则 要动力平衡性能好 用2列或2列以上 微型 低压 高压 时 无须考虑动力平衡性能的 又不易密封的 可以用单列 按机型 气量 压力选列数 综合考虑 四 级在列中的配置原则 各列活塞力均衡 曲柄 连杆的强度充分利用 减少相邻压差 减少活塞环泄漏 减小轴侧压力 减少填料泄漏制造 装配方便 一般 一列设1 3级 多用1 2级 结构型式选择及分析 由上面可知隔膜压缩机在高压且有介质质量要求的情况下具有绝对优势 主要是因为隔膜压缩机转速较低 加之压缩过程冷却较好 余隙容积也很小 所以能实现的压比很大 高达10 15 隔膜压缩机擅长提供高压 但由于膜片的变形量有限和气腔容积的限制 处理的气体量较小 单机流量一般不超过100m h 同时可使用多级压缩保证压缩效率 六 隔膜压缩机的操作注意事项及维护 开机 1 检查油位及进气压力并且手动盘车一周 2 打开进 排气阀门和冷却水阀门 3 启动电机 关闭放油阀手柄 4 检查机械是否运行正常 排油及排气压力是否符合要求 关机 1 关闭电机 2 关闭进 排气阀门和冷却水阀门 3 打开放油阀手柄 油压调整 压缩机的排油压力应大于排气压力的15 左右 如油压过低或过高 则会对排气压力和工作效率以及机器的使用寿命产生影响 这时就应该对油压进行调整 具体如下 拧下调压阀尾部阻油螺母 顺时针旋动调节螺钉 油压上升 反之 油压下降 注意 在调整油压时 每旋动调节螺钉一至二圈应把放油阀手柄打开放油后再关闭 此时压力表显示的油压比较准确 如此反复调整 直到油压符合要求 膜片的更换 在隔膜压缩机中最重要的易损部件即为膜片 所以其更换过程需要尤为注意 具体注意细节如下 当膜片破裂时 报警装置启动 压缩机自动停机且伴有声光显示 此时要检查并更换膜片 更换膜片时 要清洗气腔并用压缩空气吹扫干净 不允许有颗粒状的异物存在 否则会影响膜片的使用寿命 膜片安装时 膜片的顺序要装配正确 否则 会影响压缩机的正常使用 注意 更换膜片后 要把报警管路拆下用压缩空气吹扫干净 并在正常开机24小时后安装 一周后再吹扫一次 这样 可以极大限度的消除误报警现象 如果在膜片更换后较短的时间内发生报警现象 则应考虑是否误报警 重复上述操作 并注意观察报警接头是否有大量的油或气排出 以此确定是否误报警 五 隔膜压缩机常见故障分析及处理方法 油路故障 一 油压过低或无油压 但排气压力正常1 压力表损坏或阻尼器堵塞 不能正常显示压力 2 放油阀关闭不严 拧紧放油阀手柄 检查回油管是否有油排出 如有油排出则更换放油阀 3 检查并清洗放油阀下的单向阀 注意 清洗单向阀时一定要注意钢珠 活塞 弹簧和弹簧座的安装顺序及方向 隔膜压缩机故障类型可按以下分类 二 油压过低或无油压且无排气压1 检查油位是否过低 2 检查补偿油泵 1 拆下轴承端盖 在开机状态下检查柱塞杆是否卡死 如卡死则要拆下清洗 直至柱塞杆活动自如 2 拆下补油管接头 在开机状态下检查补偿油泵排油状况 正常状况下应排油充足且有一定的压力 如不排油或虽排油但无压力 则要检查并清洗补偿油泵的进 排油阀 如检查完毕后仍无改变 则应考虑柱塞及柱塞套磨损严重 应及时更换 3 在确认补偿油泵工作正常后 检查并清洗油缸进油阀 4 调压阀阀芯和阀座磨损严重或被异物卡住 更换或清洗阀芯和阀座 5 检查活塞环及缸套磨损情况并及时更换 三 油压过高在压缩机使用过程中 有时会出现油压突然上升过高的现象 其原因大体如下 1 进气量不能满足压缩机的需要 检查进气压力 或进气管道有无堵塞现象 2 气阀特别是进气阀卡住或损坏 检查气阀 3 调压阀阀芯卡死 检查调压阀 四 气路故障气路故障主要是指在进气压力 排油压力及用气量正常的情况下 压缩机的排气压力较低或是效率较低 这里要注意的是一定要确认上述三个条件正常的情况下才能考虑是故障现象 1 气阀原因1 进气阀或排气阀被异物卡住 拆下清洗 2 气阀阀片或弹簧磨损严重或断裂 更换阀片或弹簧 3 阀座密封带被异物咯伤或磨损严重 更换阀座 4 升程限制器定位台阶磨损严重 更换 2 膜片原因膜片破裂也会造成排气压力或排油压力不正常 在分析故障原因时也应加以重视 但有膜片破裂报警装置的应排除此因素 3 如果用户使用的是二级压缩的压缩机 在出现气路故障时 可分级判断 1 一级气压较低 应主要检查一级气路 油路 2 一级气压较高而二级气压低则应主要检查二级气路 油路 压缩机的异常响声 如果压缩机发出异常响声