หลักการทำงานของคอมเพรสเซอร์ไดอะแฟรม

คอมเพรสเซอร์แบบไดอะแฟรมเป็นคอมเพรสเซอร์ชนิดพิเศษที่มีบทบาทสำคัญในหลายสาขาด้วยโครงสร้างและหลักการทำงานที่เป็นเอกลักษณ์

1、 องค์ประกอบโครงสร้างของคอมเพรสเซอร์ไดอะแฟรม

คอมเพรสเซอร์ไดอะแฟรมประกอบด้วยส่วนต่างๆ ดังต่อไปนี้เป็นหลัก:

1.1 กลไกการขับเคลื่อน

โดยทั่วไปจะขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าหรือเครื่องยนต์สันดาปภายใน กำลังไฟฟ้าจะถูกส่งไปยังเพลาข้อเหวี่ยงของคอมเพรสเซอร์ผ่านระบบส่งกำลังแบบสายพาน ระบบส่งกำลังแบบเฟือง หรือการเชื่อมต่อโดยตรง กลไกขับเคลื่อนมีหน้าที่จ่ายพลังงานที่เสถียรให้กับคอมเพรสเซอร์ เพื่อให้มั่นใจว่าคอมเพรสเซอร์จะทำงานได้ตามปกติ

ตัวอย่างเช่น ในคอมเพรสเซอร์ไดอะแฟรมขนาดเล็กบางรุ่น อาจใช้มอเตอร์เฟสเดียวเป็นกลไกขับเคลื่อน ในขณะที่คอมเพรสเซอร์ไดอะแฟรมอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ อาจใช้มอเตอร์สามเฟสกำลังสูงหรือเครื่องยนต์สันดาปภายในก็ได้

1.2 กลไกก้านสูบเพลาข้อเหวี่ยง

กลไกก้านสูบเพลาข้อเหวี่ยงเป็นหนึ่งในส่วนประกอบหลักของคอมเพรสเซอร์แบบไดอะแฟรม ซึ่งประกอบด้วยเพลาข้อเหวี่ยง ก้านสูบ ครอสเฮด ฯลฯ ซึ่งแปลงการเคลื่อนที่แบบหมุนของกลไกขับเคลื่อนให้เป็นการเคลื่อนที่เชิงเส้นแบบลูกสูบ การหมุนของเพลาข้อเหวี่ยงจะขับเคลื่อนก้านสูบให้แกว่ง ซึ่งจะดันครอสเฮดให้เคลื่อนที่แบบลูกสูบในสไลด์

ตัวอย่างเช่น การออกแบบเพลาข้อเหวี่ยงโดยทั่วไปจะใช้วัสดุเหล็กกล้าผสมความแข็งแรงสูงที่ผ่านการกลึงและอบชุบด้วยความร้อนอย่างแม่นยำเพื่อให้มั่นใจว่ามีความแข็งแรงและความแข็งเพียงพอ ก้านสูบทำจากวัสดุเหล็กกล้าหลอมคุณภาพเยี่ยม และด้วยกระบวนการและการประกอบที่แม่นยำ จึงมั่นใจได้ว่าการเชื่อมต่อกับเพลาข้อเหวี่ยงและครอสเฮดจะเป็นไปอย่างราบรื่น

1.3 ลูกสูบและตัวกระบอกสูบ

ลูกสูบเป็นส่วนประกอบที่สัมผัสกับก๊าซโดยตรงในคอมเพรสเซอร์แบบไดอะแฟรม ซึ่งเคลื่อนที่แบบลูกสูบภายในกระบอกสูบเพื่อให้เกิดการอัดก๊าซ ตัวถังกระบอกสูบมักทำจากเหล็กหล่อหรือเหล็กหล่อที่มีความแข็งแรงสูง ซึ่งทนทานต่อแรงดันได้ดี มีการใช้ซีลระหว่างลูกสูบและกระบอกสูบเพื่อป้องกันการรั่วไหลของก๊าซ

ตัวอย่างเช่น พื้นผิวของลูกสูบมักได้รับการเคลือบด้วยสารพิเศษ เช่น การชุบโครเมียม การชุบนิกเกิล เป็นต้น เพื่อเพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอและการกัดกร่อน การเลือกส่วนประกอบของซีลก็มีความสำคัญเช่นกัน โดยปกติจะใช้ซีลยางหรือโลหะประสิทธิภาพสูงเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพการซีลที่ดี

1.4 ส่วนประกอบของไดอะแฟรม

ส่วนประกอบไดอะแฟรมเป็นส่วนประกอบสำคัญของเครื่องอัดอากาศแบบไดอะแฟรม ซึ่งทำหน้าที่แยกก๊าซอัดออกจากน้ำมันหล่อลื่นและกลไกขับเคลื่อน ช่วยให้มั่นใจถึงความบริสุทธิ์ของก๊าซอัด ส่วนประกอบของไดอะแฟรมมักประกอบด้วยแผ่นไดอะแฟรม ถาดไดอะแฟรม แผ่นแรงดันไดอะแฟรม ฯลฯ โดยทั่วไปแผ่นไดอะแฟรมมักทำจากโลหะหรือยางที่มีความแข็งแรงสูง ซึ่งมีความยืดหยุ่นและทนต่อการกัดกร่อนได้ดี

ตัวอย่างเช่น แผ่นไดอะแฟรมโลหะมักทำจากวัสดุ เช่น สเตนเลสสตีลและโลหะผสมไททาเนียม และผ่านกระบวนการพิเศษเพื่อให้มีความแข็งแรงและทนทานต่อการกัดกร่อนสูง ไดอะแฟรมยางทำจากวัสดุยางสังเคราะห์ชนิดพิเศษ ซึ่งมีความยืดหยุ่นและคุณสมบัติการปิดผนึกที่ดี ถาดไดอะแฟรมและแผ่นกดไดอะแฟรมถูกนำมาใช้เพื่อยึดไดอะแฟรม เพื่อให้แน่ใจว่าไดอะแฟรมจะไม่เสียรูปหรือแตกหักระหว่างการใช้งาน

1.5 วาล์วแก๊สและระบบระบายความร้อน

วาล์วแก๊สเป็นส่วนประกอบหนึ่งในคอมเพรสเซอร์ไดอะแฟรมที่ควบคุมการไหลเข้าและออกของแก๊ส ประสิทธิภาพของวาล์วส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของคอมเพรสเซอร์ โดยทั่วไปแล้ววาล์วลมจะใช้วาล์วอัตโนมัติหรือวาล์วบังคับ และจะเลือกวาล์วลมตามแรงดันใช้งานและอัตราการไหลที่ต้องการของคอมเพรสเซอร์ ระบบระบายความร้อนใช้เพื่อลดความร้อนที่เกิดจากคอมเพรสเซอร์ขณะทำงาน เพื่อให้คอมเพรสเซอร์ทำงานได้ตามปกติ

ตัวอย่างเช่น วาล์วอัตโนมัติมักใช้สปริงหรือไดอะแฟรมเป็นแกนวาล์ว ซึ่งจะเปิดและปิดโดยอัตโนมัติเมื่อแรงดันแก๊สเปลี่ยนแปลง วาล์วบังคับจำเป็นต้องได้รับการควบคุมผ่านกลไกขับเคลื่อนภายนอก เช่น ระบบขับเคลื่อนด้วยแม่เหล็กไฟฟ้า ระบบขับเคลื่อนด้วยลม เป็นต้น ระบบระบายความร้อนอาจเป็นแบบระบายความร้อนด้วยอากาศหรือแบบระบายความร้อนด้วยน้ำ ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมการทำงานและข้อกำหนดของคอมเพรสเซอร์

2. หลักการทำงานของคอมเพรสเซอร์ไดอะแฟรม

กระบวนการทำงานของคอมเพรสเซอร์ไดอะแฟรมสามารถแบ่งออกเป็น 3 ขั้นตอน: การดูด การบีบอัด และการระบายออก:

2.1 ระยะการหายใจเข้า

เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่ไปทางขวา แรงดันภายในกระบอกสูบจะลดลง วาล์วไอดีจะเปิดขึ้น และก๊าซภายนอกจะเข้าสู่ตัวกระบอกสูบผ่านท่อไอดี ณ จุดนี้ แผ่นไดอะแฟรมจะโค้งไปทางซ้ายภายใต้อิทธิพลของแรงดันภายในกระบอกสูบและแรงดันในห้องไดอะแฟรม ส่งผลให้ปริมาตรของห้องไดอะแฟรมเพิ่มขึ้น ก่อให้เกิดกระบวนการดูด

ตัวอย่างเช่น ในระหว่างกระบวนการสูดดม การเปิดและปิดวาล์วไอดีจะถูกควบคุมโดยความแตกต่างของแรงดันภายในและภายนอกบล็อกกระบอกสูบ เมื่อแรงดันภายในกระบอกสูบต่ำกว่าแรงดันภายนอก วาล์วไอดีจะเปิดโดยอัตโนมัติและก๊าซภายนอกจะเข้าสู่ตัวกระบอกสูบ เมื่อแรงดันภายในกระบอกสูบเท่ากับแรงดันภายนอก วาล์วไอดีจะปิดโดยอัตโนมัติและกระบวนการดูดจะสิ้นสุดลง

2.2 ระยะการบีบอัด

เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่ไปทางซ้าย แรงดันภายในกระบอกสูบจะค่อยๆ เพิ่มขึ้น วาล์วไอดีจะปิด และวาล์วไอเสียจะยังคงปิดอยู่ ณ จุดนี้ แผ่นไดอะแฟรมจะโค้งงอไปทางขวาภายใต้แรงดันภายในกระบอกสูบ ทำให้ปริมาตรของห้องไดอะแฟรมลดลงและอัดก๊าซ ขณะที่ลูกสูบเคลื่อนที่ต่อไป แรงดันภายในกระบอกสูบจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องจนถึงแรงดันอัดที่ตั้งไว้

ตัวอย่างเช่น ในระหว่างการบีบอัด การเปลี่ยนแปลงรูปร่างของไดอะแฟรมจะถูกกำหนดโดยความแตกต่างระหว่างความดันภายในกระบอกสูบและความดันในห้องไดอะแฟรม เมื่อความดันภายในกระบอกสูบสูงกว่าความดันในห้องไดอะแฟรม แผ่นไดอะแฟรมจะโค้งไปทางขวา ส่งผลให้ก๊าซถูกอัด เมื่อความดันภายในกระบอกสูบเท่ากับความดันในห้องไดอะแฟรม ไดอะแฟรมจะอยู่ในภาวะสมดุลและกระบวนการบีบอัดจะสิ้นสุดลง

3.3 ขั้นตอนการระบายไอเสีย

เมื่อความดันภายในกระบอกสูบถึงระดับความดันอัดที่ตั้งไว้ วาล์วไอเสียจะเปิดขึ้น และก๊าซอัดจะถูกระบายออกจากกระบอกสูบผ่านท่อไอเสีย ณ จุดนี้ แผ่นไดอะแฟรมจะโค้งงอไปทางซ้ายภายใต้แรงดันภายในกระบอกสูบและห้องไดอะแฟรม ช่วยเพิ่มปริมาตรของห้องไดอะแฟรมและเตรียมพร้อมสำหรับกระบวนการดูดครั้งต่อไป

ตัวอย่างเช่น ในระหว่างกระบวนการระบายไอเสีย การเปิดและปิดวาล์วไอเสียจะถูกควบคุมโดยความแตกต่างระหว่างความดันภายในกระบอกสูบและความดันในท่อไอเสีย เมื่อความดันภายในกระบอกสูบสูงกว่าความดันในท่อไอเสีย วาล์วไอเสียจะเปิดโดยอัตโนมัติและก๊าซอัดจะถูกระบายออกจากตัวกระบอกสูบ เมื่อความดันภายในกระบอกสูบเท่ากับความดันในท่อไอเสีย วาล์วไอเสียจะปิดโดยอัตโนมัติและกระบวนการระบายไอเสียจะสิ้นสุดลง

3、 ลักษณะเฉพาะและการใช้งานของคอมเพรสเซอร์ไดอะแฟรม

3.1 ลักษณะเฉพาะ

ความบริสุทธิ์สูงของก๊าซอัด: เนื่องจากไดอะแฟรมแยกก๊าซอัดออกจากน้ำมันหล่อลื่นและกลไกการขับเคลื่อน ก๊าซอัดจึงไม่ปนเปื้อนด้วยน้ำมันหล่อลื่นและสิ่งเจือปน ส่งผลให้มีความบริสุทธิ์สูง

การปิดผนึกที่ดี: คอมเพรสเซอร์ไดอะแฟรมใช้โครงสร้างการปิดผนึกพิเศษ ซึ่งสามารถป้องกันการรั่วไหลของก๊าซได้อย่างมีประสิทธิภาพ รับประกันประสิทธิภาพการบีบอัดและความปลอดภัย

การทำงานที่ราบรื่น: ในระหว่างกระบวนการทำงานของเครื่องอัดไดอะแฟรม ความเร็วในการเคลื่อนที่ของลูกสูบจะค่อนข้างต่ำ และไม่มีการสัมผัสโดยตรงระหว่างชิ้นส่วนโลหะ ดังนั้นการทำงานจึงราบรื่นและเสียงก็เบา

ความสามารถในการปรับตัวที่แข็งแกร่ง: คอมเพรสเซอร์ไดอะแฟรมสามารถปรับให้เข้ากับข้อกำหนดการบีบอัดก๊าซต่างๆ ได้ รวมถึงแรงดันสูง ความบริสุทธิ์สูง ก๊าซพิเศษที่ติดไฟและระเบิดได้

3.2 การสมัคร

อุตสาหกรรมปิโตรเคมี: ใช้ในการอัดก๊าซต่างๆ เช่น ไฮโดรเจน ไนโตรเจน ก๊าซธรรมชาติ เป็นต้น เพื่อใช้เป็นวัตถุดิบและพลังงานสำหรับการผลิตสารเคมี

อุตสาหกรรมอาหารและยา: ใช้ในการอัดก๊าซ เช่น อากาศและไนโตรเจน เพื่อสร้างสภาพแวดล้อมของก๊าซที่สะอาดสำหรับการแปรรูปอาหารและการผลิตยา

อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์อิเล็กทรอนิกส์: ใช้ในการบีบอัดก๊าซที่มีความบริสุทธิ์สูง เช่น ไนโตรเจน ไฮโดรเจน ฮีเลียม ฯลฯ โดยให้สภาพแวดล้อมของก๊าซที่มีความบริสุทธิ์สูงสำหรับการผลิตชิปอิเล็กทรอนิกส์และการผลิตเซมิคอนดักเตอร์

ในด้านการทดลองวิจัยทางวิทยาศาสตร์ ใช้ในการบีบอัดก๊าซพิเศษต่างๆ และให้การจ่ายก๊าซที่เสถียรสำหรับการทดลองวิจัยทางวิทยาศาสตร์

กล่าวโดยสรุป คอมเพรสเซอร์แบบไดอะแฟรมมีบทบาทสำคัญในหลายสาขาอาชีพ เนื่องจากมีโครงสร้างและหลักการทำงานที่เป็นเอกลักษณ์ การทำความเข้าใจหลักการทำงานของคอมเพรสเซอร์แบบไดอะแฟรมจะช่วยให้ใช้งานและบำรุงรักษาอุปกรณ์นี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น เพิ่มประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือ