Особенности мембранных компрессоров

Чтобы выбрать хороший мембранный компрессор, нужно руководствоваться задачами, для реализации которых он необходим. В статье мы рассмотрим принцип работы, сферы использования и особенности данных устройств.

К компрессорам мембранного типа относятся модернизированные аналоги поршневого агрегата. Их принцип работы основан на объемном действии. При этом происходит сжатие рабочего тела металлической мембраной. Компрессор состоит из мембраны, коленчатого вала, толкателя, впускного и выпускного клапанов, корпуса. Внутри есть газовая, гидравлическая полость, распределительный диск. В схему пневматического агрегата входят запорный вентиль, мембранный блок, теплообменник, картер привода, электрический двигатель. Кроме того, в ней есть перепускной и невозвратный клапан, дроссель, компенсационный насос.

Газ внутри компрессора сжимается посредством гибкой мембраны, совершающей возвратно-поступательные движения. В действие ее приводит толкатель, который крепится на коленчатом валу. По периметру она зафиксирована на рабочей камере. За счет этого в мембранном компрессоре не используются поршневые кольца, уплотнительные манжеты. Впускной и выпускной клапаны обеспечивают герметичность разделенных полостей всасывания. Чаще всего в таких устройствах используются лепестковые клапаны.

Помимо мембраны, с газом в компрессоре контактируют лишь внутренние поверхности рабочей камеры. Благодаря этому мембранные компрессорные системы используются для перекачки токсичных и взрывоопасных газов. Во время оттягивания мембраны увеличивается объем камеры сжатия. Происходит падение газового давления. Впускной клапан открывается, выполняется быстрое наполнение камеры рабочим газом.

Затем шток выталкивает мембрану, что приводит к уменьшению объема камеры сжатия и увеличению давления газа. Впускной клапан закрывается, открывается выпускной. Из-за высокого давления рабочий газ подается к выходу. Затем мембрана оттягивается, выпускной клапан закрывается и весь рабочий цикл повторяется. По такому принципу обеспечивается постоянное поступление газа в подсоединенное устройство. Мембрана приводится в действие разными механизмами.

Мембранные компрессорные устройства неприхотливы в работе и конструктивно просты. Мембраны являются ключевыми элементами конструкций. Они изготавливаются из резины либо иного эластичного сырья, а также металла. Внутренняя полость мембраны крепится со штуцером воздушного выхода из агрегата. Подача воздушного потока проходит в одном направлении. Устройство не имеет динамических уплотнений в зоне сжатия.

Оно способно сжимать газ до значения 400 бар и больше. В нем устанавливается датчик разрыва мембраны. Он практически бесшумный, в большинстве случаев выполняется одноступенчатым. Чаще всего имеет водяное, реже – воздушное охлаждение.

Модели оборудуются реле давления и температур газа ступеней, системой дистанционного управления. В них может быть встроена система замкнутого контура водного охлаждения на чиллерной основе. Иные модификации оборудованы сепараторами либо фильтровальными устройствами на всасывание компрессора. Не менее полезная опция – осушитель адсорбционного типа с точкой росы -20, -40, -55, -70 градусов.

Мощность моделей варьируется в диапазоне 3-18,5 кВт, производительность составляет от 5 до 240 Нм3/ч. Устройства отлично справляются со сжатием всех видов газа без риска утечек. Исходя из параметров устройства, рабочая скорость может составлять 250-720 об/мин, соотношение давления – 1: 20, работают от напряжения 12 вольт.

Мембранные компрессоры более популярны в сравнении с поршневыми аналогами. Они лучше по ряду характеристик. Ключевым из них является способность мембраны не допускать масло из поршневой части. Данные устройства дешевле поршневых, они распространены как оборудование любительского типа. Они хуже нагнетают вязкие жидкости. Их покупают для непостоянного применения и выполнения небольшого объема работ. Поршневые агрегаты не способны дать на выходе идеально чистое сжатое вещество.

Для снижения трения в них используется смазка, проникающая через уплотнитель в цилиндрическую рабочую полость. Они имеют высокую производительность и неприхотливость. Однако производительность мембранных моделей существенно ниже. Кроме того, у них быстро изнашивается мембрана. В среднем ее хватает примерно на 500-1000 часов работы.

Исключена утечка газа, воздух на выходе всегда чист. При этом нужные значения достигаются не несколькими ступенями устройств, а одним либо двумя. Это гораздо удобней. Плюсом устройств является их компактность. Их можно устанавливать в небольших лабораториях и медицинских центрах. Они способны полностью очистить конечный продукт. Достаточно надежны и долговечны.

Снабжены аварийным механизмом отключения, срабатывающим при возникновении риска мембранного повреждения. Их техническое обслуживание минимально. Однако ремонт дорогостоящий. Существенным плюсом систем является отсутствие потребности в смазке внутренних поверхностей. В целях снижения вибрации их оборудуют резиновыми опорами.

Производством мембранных компрессоров занимаются ведущие компании Германии, США, Италии, Швейцарии. Официальным дистрибьютором разных поставщиков промышленного оборудования в нашей стране является компания Intech GmbH.

• Мембранные компрессоры предлагает отечественным покупателям торговая марка «Ковинт КСВД-М». В линейке бренда представлены модели 1- и 2-ступенчатого типа, предназначенные для сжатия технических газов с атмосферного давления.

• Одним из известных производителей является компрессорная компания «Арком», выпускающая компрессорное оборудование высокого давления без масляного сжатия газов.

• AirMac поставляет на рынок продукцию для производственного и домашнего использования. Модели имеют хорошую производительность. Они надежны, стабильны в работе, работают за счет электромагнитных импульсов мембраны.

• HIBLOW (зарегистрированный бренд японской компании Techno Takatsuki Co., Ltd) выпускает технологичное профессиональное оборудование. Продукция поставщика рассчитана на потребителей с разными возможностями бюджета.

• Японский бренд SECOH занимается производством универсального мембранного оборудования, которое можно использовать в разных сферах. Мембрана отличается широкими температурными возможностями (от -10 до +40 градусов). Агрегаты бесшумные, недорогие, снабжены защитой при разрыве основного элемента.

• «Томас» – ведущий производитель мембранных систем, которые можно использовать в самых разнообразных сферах. Изделия бренда просты, удобны, бесшумны в работе. Имеют низкий уровень вибрации.

Мембранные компрессоры имеют разный спектр использования. Например, их покупают для накачки шин легковых авто. С их помощью продувают карбюратор, прокачивают воздух. Их используют для прочистки воды аквариума (аквариумный вариант), пруда. Их применяют для аэрации воды. При этом они могут работать без выключения длительное время. Они нужны для аэрации септика, с их помощью выполняют небольшие объемы покраски. Их используют в научно-исследовательских целях. Они являются оборудованием для физиотерапии. Они нашли применение в атомной, нефте- и химической промышленности. Компрессоры применяют для тестирования и калибровки критических систем. Например, к ним относятся элементы противоракетных систем, проведение испытаний которых другим способом невозможно.

Данные устройства активно используют в фармакологии и продовольственной сфере. Ими пользуются на электрических и газовых станциях. С их помощью очищают загрязненную окружающую среду, используя для отбора газовых проб. Ими анализируют атмосферные условия, определяют содержание углерода в тоннелях на шоссе. Обрабатывают фреон, применяют в пилотных установках. Мембранные компрессоры нашли применение в работе с синтетическими газами. Сегодня их применяют в топливных элементах, а также для улавливания парниковых газов. Вид сферы использования определяется типом мембраны. Например, модели с металлическими элементами используют для обрабатывания высококоррозионных и радиоактивных газов.