หลักการทำงานของคอมเพรสเซอร์ไดอะแฟรม

คอมเพรสเซอร์แบบไดอะแฟรมเป็นคอมเพรสเซอร์ชนิดพิเศษที่มีบทบาทสำคัญในหลายสาขาด้วยโครงสร้างและหลักการทำงานที่เป็นเอกลักษณ์เฉพาะ

1、องค์ประกอบโครงสร้างของคอมเพรสเซอร์ไดอะแฟรม

คอมเพรสเซอร์แบบไดอะแฟรมประกอบด้วยส่วนต่างๆ หลักๆ ดังต่อไปนี้:

1.1 กลไกการขับเคลื่อน

โดยทั่วไปแล้วเครื่องอัดอากาศจะขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าหรือเครื่องยนต์สันดาปภายใน โดยส่งกำลังไปยังเพลาข้อเหวี่ยงของคอมเพรสเซอร์ผ่านระบบส่งกำลังแบบสายพาน ระบบส่งกำลังแบบเฟือง หรือการเชื่อมต่อโดยตรง กลไกขับเคลื่อนมีหน้าที่จัดหาแหล่งพลังงานที่เสถียรให้กับคอมเพรสเซอร์ เพื่อให้แน่ใจว่าคอมเพรสเซอร์สามารถทำงานได้ตามปกติ

ตัวอย่างเช่น ในคอมเพรสเซอร์ไดอะแฟรมขนาดเล็กบางตัว อาจใช้มอเตอร์เฟสเดียวเป็นกลไกขับเคลื่อน ในขณะที่คอมเพรสเซอร์ไดอะแฟรมอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ อาจใช้มอเตอร์สามเฟสกำลังสูงหรือเครื่องยนต์สันดาปภายในก็ได้

1.2 กลไกก้านสูบเพลาข้อเหวี่ยง

กลไกก้านสูบเพลาข้อเหวี่ยงเป็นส่วนประกอบหลักอย่างหนึ่งของคอมเพรสเซอร์ไดอะแฟรม ซึ่งประกอบด้วยเพลาข้อเหวี่ยง ก้านสูบ ครอสเฮด ฯลฯ ซึ่งแปลงการเคลื่อนที่แบบหมุนของกลไกขับเคลื่อนเป็นการเคลื่อนที่เชิงเส้นแบบลูกสูบไปกลับ การหมุนของเพลาข้อเหวี่ยงจะขับเคลื่อนก้านสูบให้แกว่ง จึงดันครอสเฮดให้เคลื่อนที่แบบลูกสูบไปกลับในสไลด์

ตัวอย่างเช่น การออกแบบเพลาข้อเหวี่ยงโดยทั่วไปจะใช้โลหะผสมเหล็กที่มีความแข็งแรงสูงซึ่งผ่านการกลึงและอบชุบด้วยความร้อนอย่างแม่นยำเพื่อให้แน่ใจว่ามีความแข็งแรงและความแข็งเพียงพอ ก้านสูบทำจากวัสดุเหล็กหลอมคุณภาพเยี่ยม และผ่านการประมวลผลและการประกอบที่แม่นยำ จึงมั่นใจได้ว่าจะเชื่อมต่อกับเพลาข้อเหวี่ยงและหัวเพลาได้อย่างน่าเชื่อถือ

1.3 ลูกสูบและตัวกระบอกสูบ

ลูกสูบเป็นส่วนประกอบที่สัมผัสกับก๊าซโดยตรงในคอมเพรสเซอร์ไดอะแฟรม ซึ่งเคลื่อนที่ไปมาภายในกระบอกสูบเพื่อให้เกิดการบีบอัดก๊าซ ตัวกระบอกสูบมักทำจากเหล็กหล่อที่มีความแข็งแรงสูงหรือเหล็กหล่อที่มีความต้านทานแรงดันได้ดี ซีลใช้ระหว่างลูกสูบและกระบอกสูบเพื่อป้องกันการรั่วไหลของก๊าซ

ตัวอย่างเช่น พื้นผิวของลูกสูบมักได้รับการเคลือบด้วยสารเคลือบพิเศษ เช่น การชุบโครเมียม การชุบนิกเกิล เป็นต้น เพื่อปรับปรุงความทนทานต่อการสึกหรอและการกัดกร่อน นอกจากนี้ การเลือกส่วนประกอบของซีลก็มีความสำคัญเช่นกัน โดยปกติแล้วจะใช้ซีลยางหรือโลหะประสิทธิภาพสูงเพื่อให้มั่นใจถึงผลการปิดผนึกที่ดี

1.4 ส่วนประกอบของไดอะแฟรม

ส่วนประกอบของไดอะแฟรมเป็นส่วนประกอบสำคัญของคอมเพรสเซอร์ไดอะแฟรม ซึ่งแยกก๊าซอัดออกจากน้ำมันหล่อลื่นและกลไกขับเคลื่อน ทำให้แน่ใจได้ว่าก๊าซอัดมีความบริสุทธิ์ ส่วนประกอบของไดอะแฟรมมักประกอบด้วยแผ่นไดอะแฟรม ถาดไดอะแฟรม แผ่นแรงดันไดอะแฟรม เป็นต้น แผ่นไดอะแฟรมมักทำจากโลหะที่มีความแข็งแรงสูงหรือวัสดุยาง ซึ่งมีความยืดหยุ่นและทนต่อการกัดกร่อนได้ดี

ตัวอย่างเช่น แผ่นไดอะแฟรมโลหะมักทำจากวัสดุ เช่น สแตนเลสและโลหะผสมไททาเนียม และผ่านกระบวนการพิเศษเพื่อให้มีความแข็งแรงและทนทานต่อการกัดกร่อนสูง ไดอะแฟรมยางทำจากวัสดุยางสังเคราะห์พิเศษซึ่งมีความยืดหยุ่นและคุณสมบัติการปิดผนึกที่ดี ถาดไดอะแฟรมและแผ่นแรงดันไดอะแฟรมใช้เพื่อยึดไดอะแฟรม เพื่อให้แน่ใจว่าไดอะแฟรมจะไม่เสียรูปหรือแตกหักระหว่างการทำงาน

1.5 วาล์วแก๊สและระบบระบายความร้อน

วาล์วแก๊สเป็นส่วนประกอบในคอมเพรสเซอร์ไดอะแฟรมที่ควบคุมการไหลเข้าและออกของแก๊ส และประสิทธิภาพการทำงานของวาล์วส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของคอมเพรสเซอร์ วาล์วอากาศมักใช้แบบอัตโนมัติหรือแบบบังคับ และเลือกใช้ตามแรงดันการทำงานและข้อกำหนดการไหลของคอมเพรสเซอร์ ระบบระบายความร้อนใช้เพื่อลดความร้อนที่เกิดจากคอมเพรสเซอร์ระหว่างการทำงาน เพื่อให้แน่ใจว่าคอมเพรสเซอร์ทำงานได้ตามปกติ

ตัวอย่างเช่น วาล์วอัตโนมัติมักใช้สปริงหรือไดอะแฟรมเป็นแกนวาล์ว ซึ่งจะเปิดและปิดโดยอัตโนมัติเมื่อแรงดันแก๊สเปลี่ยนแปลง วาล์วบังคับต้องได้รับการควบคุมผ่านกลไกขับเคลื่อนภายนอก เช่น ไดรฟ์แม่เหล็กไฟฟ้า ไดรฟ์ลม เป็นต้น ระบบระบายความร้อนอาจเป็นแบบระบายความร้อนด้วยอากาศหรือแบบระบายความร้อนด้วยน้ำ ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมการทำงานและข้อกำหนดของคอมเพรสเซอร์

2、หลักการทำงานของคอมเพรสเซอร์ไดอะแฟรม

กระบวนการทำงานของคอมเพรสเซอร์ไดอะแฟรมสามารถแบ่งได้เป็น 3 ขั้นตอน: การดูด การบีบอัด และการระบายออก:

2.1 ระยะการหายใจเข้า

เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่ไปทางขวา แรงดันภายในกระบอกสูบจะลดลง วาล์วไอดีจะเปิดขึ้น และก๊าซภายนอกจะเข้าสู่ตัวกระบอกสูบผ่านท่อไอดี ในเวลานี้ แผ่นไดอะแฟรมจะโค้งไปทางซ้ายภายใต้การกระทำของแรงดันภายในกระบอกสูบและแรงดันในห้องไดอะแฟรม และปริมาตรของห้องไดอะแฟรมจะเพิ่มขึ้น ทำให้เกิดกระบวนการดูด

ตัวอย่างเช่น ในระหว่างกระบวนการสูดดม การเปิดและปิดวาล์วไอดีจะถูกควบคุมโดยความแตกต่างของแรงดันภายในและภายนอกบล็อกกระบอกสูบ เมื่อแรงดันภายในกระบอกสูบต่ำกว่าแรงดันภายนอก วาล์วไอดีจะเปิดโดยอัตโนมัติและก๊าซภายนอกจะเข้าสู่ตัวกระบอกสูบ เมื่อแรงดันภายในกระบอกสูบเท่ากับแรงดันภายนอก วาล์วไอดีจะปิดโดยอัตโนมัติและกระบวนการดูดจะสิ้นสุดลง

2.2 ระยะการบีบอัด

เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่ไปทางซ้าย แรงดันภายในกระบอกสูบจะค่อยๆ เพิ่มขึ้น วาล์วไอดีจะปิดลง และวาล์วไอเสียจะยังคงปิดอยู่ ณ จุดนี้ แผ่นไดอะแฟรมจะโค้งไปทางขวาภายใต้แรงดันภายในกระบอกสูบ ทำให้ปริมาตรของห้องไดอะแฟรมลดลงและอัดก๊าซ เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่ต่อไป แรงดันภายในกระบอกสูบจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องจนถึงแรงดันอัดที่ตั้งไว้

ตัวอย่างเช่น ในระหว่างการบีบอัด การเปลี่ยนรูปจากการดัดของไดอะแฟรมจะถูกกำหนดโดยความแตกต่างระหว่างความดันภายในกระบอกสูบและความดันในห้องไดอะแฟรม เมื่อความดันภายในกระบอกสูบสูงกว่าความดันในห้องไดอะแฟรม แผ่นไดอะแฟรมจะโค้งไปทางขวา ทำให้ก๊าซถูกอัด เมื่อความดันภายในกระบอกสูบเท่ากับความดันในห้องไดอะแฟรม ไดอะแฟรมจะอยู่ในภาวะสมดุลและกระบวนการบีบอัดจะสิ้นสุดลง

3.3 ขั้นตอนการระบายไอเสีย

เมื่อแรงดันภายในกระบอกสูบถึงแรงดันอัดที่ตั้งไว้ วาล์วไอเสียจะเปิดขึ้นและก๊าซอัดจะถูกระบายออกจากกระบอกสูบผ่านท่อไอเสีย ณ จุดนี้ แผ่นไดอะแฟรมจะโค้งไปทางซ้ายภายใต้แรงดันภายในกระบอกสูบและห้องไดอะแฟรม ทำให้ปริมาตรของห้องไดอะแฟรมเพิ่มขึ้นและเตรียมพร้อมสำหรับกระบวนการดูดครั้งต่อไป

ตัวอย่างเช่น ในระหว่างกระบวนการไอเสีย การเปิดและปิดวาล์วไอเสียจะถูกควบคุมโดยความแตกต่างระหว่างความดันภายในกระบอกสูบและความดันในท่อไอเสีย เมื่อความดันภายในกระบอกสูบสูงกว่าความดันในท่อไอเสีย วาล์วไอเสียจะเปิดโดยอัตโนมัติและก๊าซอัดจะถูกระบายออกจากตัวกระบอกสูบ เมื่อความดันภายในกระบอกสูบเท่ากับความดันในท่อไอเสีย วาล์วไอเสียจะปิดโดยอัตโนมัติและกระบวนการไอเสียจะสิ้นสุดลง

3、 ลักษณะเฉพาะและการใช้งานของคอมเพรสเซอร์ไดอะแฟรม

3.1 ลักษณะเฉพาะ

ความบริสุทธิ์สูงของก๊าซอัด: เนื่องจากไดอะแฟรมแยกก๊าซอัดออกจากน้ำมันหล่อลื่นและกลไกการขับเคลื่อน ก๊าซอัดจึงไม่ถูกปนเปื้อนด้วยน้ำมันหล่อลื่นและสิ่งเจือปน ทำให้มีความบริสุทธิ์สูง

การปิดผนึกที่ดี: คอมเพรสเซอร์ไดอะแฟรมใช้โครงสร้างการปิดผนึกพิเศษ ซึ่งสามารถป้องกันการรั่วไหลของแก๊สได้อย่างมีประสิทธิภาพ รับประกันประสิทธิภาพการบีบอัดและความปลอดภัย

การทำงานที่ราบรื่น: ในระหว่างกระบวนการทำงานของคอมเพรสเซอร์ไดอะแฟรม ความเร็วในการเคลื่อนที่ของลูกสูบจะค่อนข้างต่ำ และไม่มีการสัมผัสโดยตรงระหว่างชิ้นส่วนโลหะ ดังนั้นการทำงานจึงราบรื่นและเสียงก็เบา

ความสามารถในการปรับตัวที่แข็งแกร่ง: คอมเพรสเซอร์ไดอะแฟรมสามารถปรับให้เข้ากับข้อกำหนดการบีบอัดก๊าซต่างๆ ได้ รวมถึงแรงดันสูง ความบริสุทธิ์สูง ก๊าซพิเศษที่ติดไฟและระเบิดได้

3.2 การสมัคร

อุตสาหกรรมปิโตรเคมี: ใช้ในการอัดก๊าซต่างๆ เช่น ไฮโดรเจน ไนโตรเจน ก๊าซธรรมชาติ เป็นต้น เพื่อใช้เป็นแหล่งวัตถุดิบและพลังงานสำหรับการผลิตสารเคมี

อุตสาหกรรมอาหารและยา: ใช้บีบอัดก๊าซ เช่น อากาศและไนโตรเจน เพื่อสร้างสภาพแวดล้อมของก๊าซที่สะอาดสำหรับการแปรรูปอาหารและการผลิตยา

อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์อิเล็กทรอนิกส์: ใช้ในการบีบอัดก๊าซที่มีความบริสุทธิ์สูง เช่น ไนโตรเจน ไฮโดรเจน ฮีเลียม ฯลฯ โดยให้สภาพแวดล้อมของก๊าซที่มีความบริสุทธิ์สูงสำหรับการผลิตชิปอิเล็กทรอนิกส์และการผลิตเซมิคอนดักเตอร์

ในด้านการทดลองวิจัยทางวิทยาศาสตร์ ใช้เพื่อบีบอัดก๊าซพิเศษต่างๆ และจัดหาแหล่งจ่ายก๊าซที่เสถียรสำหรับการทดลองวิจัยทางวิทยาศาสตร์

โดยสรุปแล้วคอมเพรสเซอร์ไดอะแฟรมมีบทบาทสำคัญในหลายสาขาเนื่องจากมีโครงสร้างและหลักการทำงานที่เป็นเอกลักษณ์ การทำความเข้าใจหลักการทำงานของคอมเพรสเซอร์ไดอะแฟรมจะช่วยให้ใช้งานและบำรุงรักษาอุปกรณ์นี้ได้ดีขึ้น เพิ่มประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์