डायाफ्राम कंप्रेसर का संचालन सिद्धांत

डायाफ्राम कंप्रेसर एक विशेष प्रकार का कंप्रेसर है जो अपनी अनूठी संरचना और कार्य सिद्धांत के साथ कई क्षेत्रों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

1、 डायाफ्राम कंप्रेसर की संरचनात्मक संरचना

डायाफ्राम कंप्रेसर में मुख्य रूप से निम्नलिखित भाग होते हैं:

1.1 ड्राइविंग तंत्र

आमतौर पर एक इलेक्ट्रिक मोटर या आंतरिक दहन इंजन द्वारा संचालित, शक्ति बेल्ट ट्रांसमिशन, गियर ट्रांसमिशन या सीधे कनेक्शन के माध्यम से कंप्रेसर के क्रैंकशाफ्ट तक प्रेषित की जाती है। ड्राइविंग तंत्र का कार्य कंप्रेसर के लिए एक स्थिर शक्ति स्रोत प्रदान करना है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि कंप्रेसर सामान्य रूप से काम कर सके।

उदाहरण के लिए, कुछ छोटे डायाफ्राम कम्प्रेसरों में, एकल-फेज मोटर को ड्राइविंग तंत्र के रूप में उपयोग किया जा सकता है, जबकि बड़े औद्योगिक डायाफ्राम कम्प्रेसरों में, उच्च-शक्ति वाले तीन-फेज मोटर या आंतरिक दहन इंजन का उपयोग किया जा सकता है।

1.2 क्रैंकशाफ्ट कनेक्टिंग रॉड तंत्र

क्रैंकशाफ्ट कनेक्टिंग रॉड तंत्र डायाफ्राम कंप्रेसर के मुख्य घटकों में से एक है। इसमें एक क्रैंकशाफ्ट, कनेक्टिंग रॉड, क्रॉसहेड आदि शामिल होते हैं, जो ड्राइविंग तंत्र की घूर्णी गति को पिस्टन की प्रत्यागामी रैखिक गति में परिवर्तित करते हैं। क्रैंकशाफ्ट का घूर्णन कनेक्टिंग रॉड को घुमाता है, जिससे क्रॉसहेड स्लाइड में प्रत्यागामी गति करने के लिए प्रेरित होता है।

उदाहरण के लिए, क्रैंकशाफ्ट के डिज़ाइन में आमतौर पर उच्च-शक्ति वाले मिश्र धातु इस्पात का उपयोग किया जाता है, जिन्हें सटीक मशीनिंग और ताप उपचार से गुज़ारा जाता है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि उनमें पर्याप्त शक्ति और कठोरता है। कनेक्टिंग रॉड उत्कृष्ट फोर्ज्ड स्टील सामग्री से बनी होती है, और सटीक प्रसंस्करण और संयोजन के माध्यम से, यह क्रैंकशाफ्ट और क्रॉसहेड के साथ विश्वसनीय कनेक्शन सुनिश्चित करती है।

1.3 पिस्टन और सिलेंडर बॉडी

पिस्टन, डायाफ्राम कंप्रेसर में गैस के सीधे संपर्क में रहने वाला घटक है, जो सिलेंडर के अंदर गैस संपीड़न के लिए प्रत्यागामी गति करता है। सिलेंडर बॉडी आमतौर पर उच्च-शक्ति वाले कच्चे लोहे या ढलवां स्टील से बनी होती है, जिसमें अच्छा दबाव प्रतिरोध होता है। गैस रिसाव को रोकने के लिए पिस्टन और सिलेंडर के बीच सील का उपयोग किया जाता है।

उदाहरण के लिए, पिस्टन की सतह पर आमतौर पर क्रोम प्लेटिंग, निकल प्लेटिंग आदि जैसे विशेष उपचार किए जाते हैं ताकि इसकी घिसाव प्रतिरोधकता और संक्षारण प्रतिरोधकता में सुधार हो सके। सीलिंग घटकों का चयन भी महत्वपूर्ण है, आमतौर पर अच्छे सीलिंग प्रभाव को सुनिश्चित करने के लिए उच्च-प्रदर्शन वाले रबर या धातु सील का उपयोग किया जाता है।

1.4 डायाफ्राम घटक

डायाफ्राम घटक, डायाफ्राम कंप्रेसर का एक प्रमुख घटक है, जो संपीड़ित गैस को चिकनाई तेल और ड्राइव तंत्र से अलग करता है, जिससे संपीड़ित गैस की शुद्धता सुनिश्चित होती है। डायाफ्राम घटक आमतौर पर डायाफ्राम शीट, डायाफ्राम ट्रे, डायाफ्राम प्रेशर प्लेट आदि से बने होते हैं। डायाफ्राम शीट आमतौर पर उच्च-शक्ति वाली धातु या रबर सामग्री से बनी होती हैं, जिनमें अच्छी लोच और संक्षारण प्रतिरोध होता है।

उदाहरण के लिए, धातु डायाफ्राम प्लेटें आमतौर पर स्टेनलेस स्टील और टाइटेनियम मिश्र धातु जैसी सामग्रियों से बनी होती हैं, और उच्च शक्ति और संक्षारण प्रतिरोध के लिए विशेष तकनीकों के माध्यम से संसाधित की जाती हैं। रबर डायाफ्राम विशेष सिंथेटिक रबर सामग्री से बना होता है, जिसमें अच्छी लोच और सीलिंग गुण होते हैं। डायाफ्राम ट्रे और डायाफ्राम प्रेशर प्लेट का उपयोग डायाफ्राम को स्थिर करने के लिए किया जाता है, ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि संचालन के दौरान डायाफ्राम विकृत या टूटेगा नहीं।

1.5 गैस वाल्व और शीतलन प्रणाली

गैस वाल्व डायाफ्राम कंप्रेसर का एक घटक है जो गैस के प्रवाह और बहिर्वाह को नियंत्रित करता है, और इसका प्रदर्शन सीधे कंप्रेसर की दक्षता और विश्वसनीयता को प्रभावित करता है। वायु वाल्व आमतौर पर स्वचालित वाल्व या बल वाल्व का उपयोग करता है, और इसका चयन कंप्रेसर के कार्य दबाव और प्रवाह आवश्यकताओं के अनुसार किया जाता है। शीतलन प्रणाली का उपयोग संचालन के दौरान कंप्रेसर द्वारा उत्पन्न ऊष्मा को कम करने के लिए किया जाता है, जिससे कंप्रेसर का सामान्य संचालन सुनिश्चित होता है।

उदाहरण के लिए, स्वचालित वाल्व आमतौर पर वाल्व कोर के रूप में स्प्रिंग या डायाफ्राम का उपयोग करते हैं, जो गैस के दबाव में परिवर्तन के साथ स्वचालित रूप से खुलता और बंद होता है। बलपूर्वक वाल्व को बाहरी चालन तंत्रों, जैसे विद्युत चुम्बकीय ड्राइव, वायवीय ड्राइव, आदि के माध्यम से नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है। शीतलन प्रणाली, परिचालन वातावरण और कंप्रेसर की आवश्यकताओं के आधार पर, वायु-शीतित या जल-शीतित हो सकती है।

2、 डायाफ्राम कंप्रेसर का कार्य सिद्धांत

डायाफ्राम कंप्रेसर की कार्य प्रक्रिया को तीन चरणों में विभाजित किया जा सकता है: चूषण, संपीड़न और निकास:

2.1 अंतःश्वसन चरण

जब पिस्टन दाईं ओर गति करता है, तो सिलेंडर के अंदर का दबाव कम हो जाता है, इनटेक वाल्व खुल जाता है, और बाहरी गैस इनटेक पाइप के माध्यम से सिलेंडर बॉडी में प्रवेश करती है। इस समय, सिलेंडर के अंदर के दबाव और डायाफ्राम कक्ष के दबाव के प्रभाव में, डायाफ्राम प्लेट बाईं ओर मुड़ जाती है, और डायाफ्राम कक्ष का आयतन बढ़ जाता है, जिससे एक चूषण प्रक्रिया बनती है।

उदाहरण के लिए, साँस लेने की प्रक्रिया के दौरान, सेवन वाल्व का खुलना और बंद होना सिलेंडर ब्लॉक के अंदर और बाहर के दबाव के अंतर से नियंत्रित होता है। जब सिलेंडर के अंदर का दबाव बाहरी दबाव से कम होता है, तो सेवन वाल्व स्वचालित रूप से खुल जाता है और बाहरी गैस सिलेंडर बॉडी में प्रवेश करती है; जब सिलेंडर के अंदर का दबाव बाहरी दबाव के बराबर होता है, तो सेवन वाल्व स्वचालित रूप से बंद हो जाता है और चूषण प्रक्रिया समाप्त हो जाती है।

2.2 संपीड़न चरण

जब पिस्टन बाईं ओर गति करता है, तो सिलेंडर के अंदर का दबाव धीरे-धीरे बढ़ता है, प्रवेश वाल्व बंद हो जाता है और निकास वाल्व बंद रहता है। इस बिंदु पर, सिलेंडर के अंदर के दबाव के कारण डायाफ्राम प्लेट दाईं ओर मुड़ जाती है, जिससे डायाफ्राम कक्ष का आयतन कम हो जाता है और गैस संपीड़ित हो जाती है। जैसे-जैसे पिस्टन गति करता रहता है, सिलेंडर के अंदर का दबाव लगातार बढ़ता रहता है जब तक कि यह निर्धारित संपीड़न दबाव तक नहीं पहुँच जाता।

उदाहरण के लिए, संपीड़न के दौरान, डायाफ्राम का झुकने वाला विरूपण सिलेंडर के अंदर के दबाव और डायाफ्राम कक्ष के दबाव के बीच के अंतर से निर्धारित होता है। जब सिलेंडर के अंदर का दबाव डायाफ्राम कक्ष के दबाव से अधिक होता है, तो डायाफ्राम प्लेट दाईं ओर मुड़ जाती है, जिससे गैस संपीड़ित हो जाती है; जब सिलेंडर के अंदर का दबाव डायाफ्राम कक्ष के दबाव के बराबर होता है, तो डायाफ्राम संतुलन में होता है और संपीड़न प्रक्रिया समाप्त हो जाती है।

3.3 निकास चरण

जब सिलेंडर के अंदर का दबाव निर्धारित संपीड़न दबाव तक पहुँच जाता है, तो निकास वाल्व खुल जाता है और संपीड़ित गैस निकास पाइप के माध्यम से सिलेंडर से बाहर निकल जाती है। इस बिंदु पर, डायाफ्राम प्लेट सिलेंडर और डायाफ्राम कक्ष के अंदर दबाव के कारण बाईं ओर मुड़ जाती है, जिससे डायाफ्राम कक्ष का आयतन बढ़ जाता है और अगली चूषण प्रक्रिया के लिए तैयार हो जाती है।

उदाहरण के लिए, निकास प्रक्रिया के दौरान, निकास वाल्व का खुलना और बंद होना सिलेंडर के अंदर के दबाव और निकास पाइप के दबाव के बीच के अंतर से नियंत्रित होता है। जब सिलेंडर के अंदर का दबाव निकास पाइप के दबाव से अधिक होता है, तो निकास वाल्व स्वचालित रूप से खुल जाता है और संपीड़ित गैस सिलेंडर बॉडी से बाहर निकल जाती है; जब सिलेंडर के अंदर का दबाव निकास पाइप के दबाव के बराबर हो जाता है, तो निकास वाल्व स्वचालित रूप से बंद हो जाता है और निकास प्रक्रिया समाप्त हो जाती है।

3、 डायाफ्राम कंप्रेसर की विशेषताएं और अनुप्रयोग

3.1 विशेषताएँ

संपीड़ित गैस की उच्च शुद्धता: संपीड़ित गैस को चिकनाई तेल और ड्राइविंग तंत्र से अलग करने वाले डायाफ्राम के कारण, संपीड़ित गैस चिकनाई तेल और अशुद्धियों से दूषित नहीं होती है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च शुद्धता होती है।

अच्छी सीलिंग: डायाफ्राम कंप्रेसर एक विशेष सीलिंग संरचना को अपनाता है, जो प्रभावी रूप से गैस रिसाव को रोक सकता है, संपीड़न दक्षता और सुरक्षा सुनिश्चित कर सकता है।

सुचारू संचालन: डायाफ्राम कंप्रेसर की कार्य प्रक्रिया के दौरान, पिस्टन की गति अपेक्षाकृत कम होती है, और धातु के हिस्सों के बीच कोई सीधा संपर्क नहीं होता है, इसलिए संचालन सुचारू होता है और शोर कम होता है।

मजबूत अनुकूलनशीलता: डायाफ्राम कंप्रेसर उच्च दबाव, उच्च शुद्धता, ज्वलनशील और विस्फोटक विशेष गैसों सहित विभिन्न गैस संपीड़न आवश्यकताओं के अनुकूल हो सकते हैं।

3.2 अनुप्रयोग

पेट्रोकेमिकल उद्योग: हाइड्रोजन, नाइट्रोजन, प्राकृतिक गैस आदि गैसों को संपीड़ित करने के लिए उपयोग किया जाता है, जिससे रासायनिक उत्पादन के लिए कच्चा माल और बिजली उपलब्ध होती है।

खाद्य एवं दवा उद्योग: इसका उपयोग वायु और नाइट्रोजन जैसी गैसों को संपीड़ित करने के लिए किया जाता है, जिससे खाद्य प्रसंस्करण और दवा उत्पादन के लिए स्वच्छ गैस वातावरण उपलब्ध होता है।

इलेक्ट्रॉनिक अर्धचालक उद्योग: उच्च शुद्धता वाली गैसों जैसे नाइट्रोजन, हाइड्रोजन, हीलियम आदि को संपीड़ित करने के लिए उपयोग किया जाता है, जो इलेक्ट्रॉनिक चिप निर्माण और अर्धचालक उत्पादन के लिए उच्च शुद्धता वाला गैस वातावरण प्रदान करता है।

वैज्ञानिक अनुसंधान प्रयोगों के क्षेत्र में, इसका उपयोग विभिन्न विशेष गैसों को संपीड़ित करने और वैज्ञानिक अनुसंधान प्रयोगों के लिए स्थिर गैस आपूर्ति प्रदान करने के लिए किया जाता है।

संक्षेप में, डायाफ्राम कंप्रेसर अपनी अनूठी संरचना और कार्य सिद्धांत के कारण कई क्षेत्रों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। डायाफ्राम कंप्रेसर के संचालन सिद्धांत को समझने से इस उपकरण के बेहतर उपयोग और रखरखाव में मदद मिल सकती है, साथ ही इसकी दक्षता और विश्वसनीयता में भी सुधार हो सकता है।