摘要：为促进氢燃料电池的发展,设计了一种新型膜头环绕式冷却隔膜压缩机,在隔膜压缩机上膜头内部设置多个贯穿式的第一冷却流道,其与进气管和排气管在平面内相互垂直布置,进气管和排气管位于第一冷却流道之间,其中第一冷却流道包括多个冷却管路,冷却管路之间呈“米”字型排布;在下膜头靠近油腔侧的端部设置第二冷却流道,其冷却管路布置与第一冷却管路类似,从而使得隔膜压缩机膜头内部可以得到充分冷却。通过搭建的新型膜头环绕式冷却隔膜压缩机实验台,对其性能进行测试,分析了压比、进气温度对其性能的影响以及环绕式冷却管路的冷却效果随冷却介质温度的变化规律。测试结果表明:隔膜压缩机的等熵效率和容积效率会随压比的增大而降低,等熵效率和容积效率最高可达65%和64%;在压比一定的工况下,排气温度随进气温度的增大而升高,且在进气温度相近的情况下,压比越大排气温度越高;环绕式冷却管路的冷却效果在压比大的工况下更显著,最高可降低184.5℃。

摘要：加氢站用隔膜压缩机在氢气介质下的性能参数是隔膜压缩机设计制造水平的真实体现,对评价隔膜压缩机和优化隔膜压缩机结构具有重要意义,为此开发了一套加氢站用隔膜压缩机性能测试系统,该测试系统采用氢气介质、进气-排气-进气循环测试模式,同时实现了隔膜压缩机性能参数的全自动无人检测、数据自动记录。应用加氢站用隔膜压缩机性能测试系统对国产某隔膜压缩机进行了性能测试,并对测试结果进行了分析,结果表明,该测试系统操作方便、运行安全可靠、节能环保且检测参数全面,满足使用要求,能够为评价隔膜压缩机、优化隔膜压缩机结构和开发隔膜压缩机新技术提供重要依据,具有较强的实用价值。

摘要：针对广泛使用的单指数母线膜腔型面进行了优化计算,分析了该型面的特点和不足,同时以增大膜腔容积、降低膜片应力为目标,提出了二指数母线膜腔型面。该二指数母线膜腔型面下的膜片径向应力峰值在膜片半径的中间及边缘处,这样可以避开与膜片中心区域附加应力叠加,使得膜片中心区域油侧和气侧面上的径向应力相同且均处于一个较低的水平。对比研究结果表明:在相同膜腔半径、相同膜片材料及膜片内应力均达到许用应力条件下,二指数母线膜腔容积相比单指数增大6.6%;在相同膜腔半径、相同膜腔容积及相同膜片材料情况下,二指数母线膜腔下膜片最大径向应力相比单指数降低10.0%,膜片中心区域最大径向应力降低11.8%。

摘要：针对气缸缸盖开裂导致隔膜压缩机运行安全问题,结合高温、高压工况下热应力因素的影响,对隔膜压缩机气缸缸盖的结构进行有限元分析研究,得到了缸盖开裂处受力状况与开裂处结构关联关系。考虑高温、高压工况下热应力因素的影响,应用有限元方法分析了隔膜压缩机气缸缸盖在工作工况下的受力情况,基于实验与分析结果对缸盖材料、结构进行了优化设计。仿真结果表明,经对缸盖的材料、结构的全面优化,在承受高压工况下隔膜压缩机的可靠性明显提高。

摘要：氢气具有极佳的碳减排功效,目前应用快速范围不断扩大,需求量快速上升。而氢气储存与运输问题较大,通常需要高压加氢站的大容量供给,其中超高压氢气压缩机为核心技术与难点,通常采用隔膜压缩机进行设计开发。针对应用于加氢站的超高压隔膜压缩机进行热力学与动力学研究,分析其运行性能与稳定性在不同进气压力情况下的变化。结果表明:输气量随吸气压力的上升而快速上升,而功耗上升速度较慢;排气温度随吸气压力变化,有4~5℃的升高;活塞力变化强烈,且有反向力作用,适合有对置配置平衡活塞力。

摘要：从结构设计、工艺和材料等方面对隔膜压缩机高压柱塞副磨损失效进行分析,找出了失效的基本原因,并提出了有效的解决方法。

摘要：隔膜压缩机的膜腔轮廓决定了压缩机的流量和膜片的应力分布。膜片破裂实例表明膜片径向应力过大是膜片破裂的主要原因,因此利用薄板大挠度理论对膜腔轮廓进行优化设计时,应以径向应力不超过许用应力为设计原则。对如今广泛使用的单指数母线膜腔轮廓进行了优化计算,并分析了该轮廓的特点和不足,在此基础上提出了三指数母线膜腔轮廓及其优化算法。两种轮廓的优化计算结果表明,在相同膜腔半径、相同膜片材料及膜片内应力均达到许用应力条件下,三指数母线膜腔容积相比单指数增大10.1%;在相同膜腔半径、相同膜腔容积及相同膜片材料情况下,三指数母线下的膜片最大径向应力相比单指数降低13.5%,膜片中心区域最大径向应力降低18.3%。

摘要：隔膜压缩机虽然在国内已经运用了好多年,但是关于隔膜压缩机膜片的力学分析和膜腔曲面的设计的理论知识还需进一步深入研究。根据隔膜压缩机的工作过程,运用弹性力学的知识对隔膜压缩机膜片受力变形的情况作一详细的理论分析,得出了膜片挠度与作用力的关系,并运用ABAQUS有限元分析软件对其进行了分析,通过分析对比,得出了隔膜压缩机膜片应力的分布情况,这为生产制造隔膜压缩机提供了一定的理论依据。

摘要：曲轴是隔膜压缩机传动机构中最关键的零件,曲轴的使用寿命一定程度上决定了隔膜压缩机的可靠性。为分析曲轴的静力学和动力学特征,采用三维绘图软件Solidworks建立曲轴及曲轴连杆机构的模型,基于APDL和Workbench对曲轴联合仿真分析了曲轴的静力学特性。此外,对曲轴分别进行了自由模态和约束模态分析及对比。最后,对曲轴连杆机构装配体进行刚柔耦合瞬态动力学分析。结果表明:在排气终了,气体力最大时刻,曲轴满足静力学强度要求;曲轴的约束模态的固有频率结果相对于自由模态的较大,最小固有频率远远大于激振频率,避免了共振的产生,且振型多表现为弯曲变形;从曲轴连杆机构动力学分析结果可知,曲轴的最大应力主要分布在4个危险部位,且部位1在曲轴转过各个角度,都是应力最大位置,为设计优化提供参考依据。

摘要：介绍一种新型对称平衡型隔膜压缩机的设计、制造及样机调试、试验结果。