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

आम तौर पर इलेक्ट्रिक मोटर या आंतरिक दहन इंजन द्वारा संचालित, बिजली को बेल्ट ट्रांसमिशन, गियर ट्रांसमिशन या सीधे कनेक्शन के माध्यम से कंप्रेसर के क्रैंकशाफ्ट तक पहुँचाया जाता है। ड्राइविंग तंत्र का कार्य कंप्रेसर के लिए एक स्थिर शक्ति स्रोत प्रदान करना है, यह सुनिश्चित करना 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 प्रयोग किया जा सकता है, जबकि बड़े औद्योगिक डायाफ्राम कम्प्रेसरों में, उच्च-शक्ति वाले तीन-फेज मोटर या आंतरिक दहन इंजन का प्रयोग किया जा सकता है।

1.2 क्रैंकशाफ्ट कनेक्टिंग रॉड तंत्र

क्रैंकशाफ्ट कनेक्टिंग रॉड तंत्र डायाफ्राम कंप्रेसर के मुख्य घटकों में से एक है। इसमें क्रैंकशाफ्ट, कनेक्टिंग रॉड, क्रॉसहेड आदि शामिल हैं, जो ड्राइविंग तंत्र की घूर्णी गति को पिस्टन की घूमने वाली रैखिक गति में परिवर्तित करता है। क्रैंकशाफ्ट का घूमना कनेक्टिंग रॉड को घुमाता है, जिससे क्रॉसहेड को स्लाइड में घूमने वाली गति बनाने के लिए धक्का मिलता है।

उदाहरण के लिए, क्रैंकशाफ्ट के डिजाइन में आमतौर पर उच्च शक्ति वाले मिश्र धातु स्टील सामग्री का उपयोग किया जाता है जो सटीक मशीनिंग और गर्मी उपचार से गुजरते हैं ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि उनमें पर्याप्त ताकत और कठोरता है। कनेक्टिंग रॉड उत्कृष्ट जाली स्टील सामग्री से बना है, और सटीक प्रसंस्करण और असेंबली के माध्यम से, यह क्रैंकशाफ्ट और क्रॉसहेड के साथ विश्वसनीय कनेक्शन सुनिश्चित करता है।

1.3 पिस्टन और सिलेंडर बॉडी

पिस्टन एक डायाफ्राम कंप्रेसर में गैस के सीधे संपर्क में आने वाला घटक है, जो गैस संपीड़न को प्राप्त करने के लिए सिलेंडर के अंदर घूमने वाली गति करता है। सिलेंडर बॉडी आमतौर पर उच्च शक्ति वाले कच्चे लोहे या कास्ट स्टील सामग्री 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 को आमतौर पर क्रोम प्लेटिंग, निकल प्लेटिंग आदि जैसे विशेष उपचारों के साथ इलाज किया जाता है ताकि इसके पहनने के प्रतिरोध और संक्षारण प्रतिरोध 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 बने होते 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 है, जिसमें अच्छी लोच और सीलिंग गुण हैं। डायाफ्राम ट्रे और डायाफ्राम प्रेशर प्लेट का उपयोग डायाफ्राम को ठीक करने के लिए किया जाता है, यह सुनिश्चित करता है कि ऑपरेशन के दौरान डायाफ्राम ख़राब या टूट न जाए।

1.5 गैस वाल्व और शीतलन प्रणाली

गैस वाल्व एक डायाफ्राम कंप्रेसर में 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 मजबूर वाल्व को अपनाता है, और कंप्रेसर के कामकाजी दबाव और प्रवाह आवश्यकताओं के अनुसार चुना जाता है। शीतलन प्रणाली का उपयोग ऑपरेशन के दौरान कंप्रेसर द्वारा उत्पन्न गर्मी 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 माध्यम से स्वचालित रूप से खुलता और बंद होता है। मजबूर वाल्व को बाहरी ड्राइविंग तंत्र, जैसे कि विद्युत चुम्बकीय ड्राइव, वायवीय ड्राइव, आदि के माध्यम से नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है। शीतलन प्रणाली या तो वायु-शीतित या जल-शीतित हो सकती है, जो कि परिचालन वातावरण और कंप्रेसर की आवश्यकताओं पर निर्भर करती 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 बढ़ता है, तो सिलेंडर के अंदर दबाव कम हो जाता है, सेवन वाल्व खुल जाता है, और बाहरी गैस सेवन पाइप के माध्यम से सिलेंडर बॉडी में प्रवेश करती है। इस समय, सिलेंडर के अंदर दबाव और डायाफ्राम कक्ष में दबाव की क्रिया के तहत डायाफ्राम प्लेट बाईं ओर झुक जाती है, और डायाफ्राम कक्ष का आयतन बढ़ जाता है, जिससे एक सक्शन 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 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 चलता है, तो सिलेंडर के अंदर दबाव धीरे-धीरे बढ़ता है, सेवन वाल्व बंद हो जाता है, और निकास वाल्व बंद रहता है। इस बिंदु पर, डायाफ्राम प्लेट सिलेंडर के अंदर दबाव के तहत दाईं ओर झुकती है, जिससे डायाफ्राम कक्ष का आयतन कम हो जाता है और गैस संपीड़ित हो जाती है। जैसे-जैसे पिस्टन आगे बढ़ता है, सिलेंडर के अंदर दबाव लगातार बढ़ता जाता है जब तक कि यह निर्धारित संपीड़न दबाव तक नहीं पहुंच जाता।

उदाहरण के लिए, संपीड़न के दौरान, डायाफ्राम का झुकने वाला विरूपण सिलेंडर के अंदर के दबाव और डायाफ्राम कक्ष में दबाव के बीच के अंतर से निर्धारित होता है। जब सिलेंडर के अंदर का दबाव डायाफ्राम कक्ष में दबाव से अधिक होता है, तो डायाफ्राम प्लेट दाईं ओर झुक जाती है, जिससे गैस संपीड़ित होती है; जब सिलेंडर के अंदर का दबाव डायाफ्राम कक्ष में 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 दबाव सेट 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 तहत बाईं ओर झुक 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 में दबाव के बीच के अंतर से नियंत्रित होता है। जब सिलेंडर के अंदर का दबाव निकास पाइप में 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 में दबाव के बराबर होता 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 भागों के बीच कोई सीधा संपर्क नहीं होता है, इसलिए संचालन सुचारू होता है और शोर कम होता है।

मजबूत अनुकूलनशीलता: डायाफ्राम कंप्रेसर विभिन्न गैस संपीड़न आवश्यकताओं के अनुकूल हो सकते हैं, जिनमें उच्च दबाव, उच्च शुद्धता, ज्वलनशील और विस्फोटक विशेष गैसें शामिल 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 शक्ति 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: इसका उपयोग नाइट्रोजन, हाइड्रोजन, हीलियम आदि उच्च शुद्धता वाली गैसों को संपीड़ित करने के लिए किया जाता है, जो इलेक्ट्रॉनिक चिप निर्माण और अर्धचालक उत्पादन के लिए उच्च शुद्धता वाली 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 का बेहतर उपयोग और रखरखाव करने, इसकी दक्षता और विश्वसनीयता में सुधार करने में मदद मिल सकती है।