Le compresseur à membrane est un excellent choix lorsqu'on a besoin d'une compression étanche du fluide de travail et où la pénétration d'impuretés dans le fluide n'est pas tolérée. Le fluide de travail n'est pas en contact avec le piston ou les segments de piston, qui sont habituellement utilisés pour créer un décalage dans les compresseurs traditionnels. Ils ne possèdent pas de joints dynamiques, la pollution avec de l'huile hydraulique est exclue (cette huile est normalement utilisée pour assurer l'étanchéité des joints de piston dans les compresseurs à piston ou à vis), ce qui permet d'affirmer que ce type de compresseur est effectivement étanche. Les compresseurs à membrane peuvent être de conception horizontale ou verticale et disposer de plusieurs étages de compression.
La compression de parfaite qualité est obtenue grâce à l'isolement du liquide hydraulique en pulsation du fluide de travail à l'aide de membranes métalliques et d'une série de joints statiques. Le mouvement de va-et-vient du piston agit sur une chambre contenant de l'huile hydraulique à haute pression, à travers des chambres fixées, ce qui donne la possibilité aux membranes de comprimer et de pomper le fluide de travail. Ce type de compresseur est une variété de compresseur à piston, son mécanisme est le même que ceux des pompes à plongeur et à piston.
Les compresseurs à membrane peuvent fonctionner avec une pression d'aspiration en commençant par la pression atmosphérique, et fournir une pression de refoulement jusqu'à 60,000 psig.
Les compresseurs à membrane conviennent parfaitement pour la compression de tous les gaz sans risque de leur fuite ou pollution. Leurs avantages en matière de traitement des gaz consistent dans l'obtention d'une pureté de niveau ultra haut sans fuites, ce qui distingue les compresseurs à membrane de ceux à piston et à vis. Les machines à piston et à vis peuvent présenter des fuites autour des segments de piston ce qui risque de conduire à la pollution des gaz de procédé avec de l'huile hydraulique.
Ce type de compresseurs est idéal pour la compression de gaz toxiques ou potentiellement volatiles tels que l'hydrogène, car ils sont étanches par rapport à l'environnement extérieur ce qui offre finalement un très faible taux de fuite d'environ 10 à 4 mbar/s.
Le gaz est comprimé grâce à l'utilisation de diaphragmes vibrants de type "sandwich", qui sont entraînés sous l'effet de la pression hydraulique générée par un piston. Les compresseurs à membrane peuvent fonctionner à une vitesse de 250 à 720 rpm en fonction de la taille. Le gaz est introduit à travers une soupape d'aspiration, comprimé dans un espace gazeux et sort par une soupape de sortie. Le compresseur à membrane peut disposer, comme la plupart des compresseurs, de plusieurs étages de compression avec un ratio de pressions de 1:20. Cela rend possible l'obtention en sortie d’une pression d'environ 3000 bars, avec une limitation en température admissible en sortie de l'étage.
Les compresseurs à membrane sont uniques en ce sens que la compression qui dans un autre type de compresseurs nécessiterait 3 à 5 étages, peut être obtenue ici à l'aide d'un ou deux étages.
Les compresseurs de ce type conviennent parfaitement pour tous les types d'applications de laboratoire ainsi que pour des installations expérimentales et industrielles où l'on a besoin d'une faible consommation de fluides de travail. Ces appareils peuvent être utilisés pour tester et calibrer des dispositifs critiques tels que des composants de systèmes antimissiles où les tests sous pression hydraulique et l'étalonnage sont difficiles ou impossibles à réaliser. Les compresseurs sont adaptés à l'aspiration dans des conditions de variation constante ou continue de pression jusqu'à la pression maximale autorisée au refoulement.
Les domaines d’application type des compresseurs à membrane couvrent:
Gaz industriels dans les stations à essence pour camions semi-remorques de transport de bouteilles à gaz, sites de distribution des gaz tels qu’hélium, hydrogène, azote, argon et d’autres.
Gaz spéciaux dont les gaz pour les applications dans le domaine de l’électronique (silane, mélanges gazeux spéciaux), gaz d’étalonnage et d’autres.
Secteurs alternatifs dans le domaine de l’énergie dont celui lié à l’hydrogène, domaines d’application du gaz naturel liquéfié et du biogaz.
Les compresseurs à membrane sont utilisés dans les industries alimentaire, pharmaceutique, nucléaire.
Domaines d’application:
Les compresseurs à membrane fonctionnent avec des gaz synthétiques de compositions différentes au sein d'installations chimiques destinées à développer et à tester de nouveaux additifs. La compression du gaz synthétique est possible à partir de bas niveau de pression du côté de l'aspiration à la pression de service, par exemple, de 200 bars.
Une des applications d'un compresseur à membrane bi-étagé consiste dans la compression d'hydrogène provenant d'une source de H2 jusqu'à une pression tampon d'environ 100 à 150 bars au-dessus de la pression de remplissage. En fonction de l'application la pression de remplissage peut constituer 350 ou 700 bars.
Ces derniers temps, les compresseurs à membrane sont utilisés pour traiter les gaz dans les éléments combustibles et capter les gaz à effet de serre.
Application type des compresseurs à membranes métalliques:
Application type des compresseurs à membrane en téflon:
Lors de l'utilisation de ces compresseurs il convient d'accorder une attention particulière à l'absence dans le fluide à comprimer d'impuretés solides capables d'avoir un impact négatif sur la durée de vie des membranes.
Le compresseur à membrane sert également à comprimer l'air atmosphérique pour le stockage ou l'utilisation immédiate. Les membranes peuvent être en caoutchouc ou en silicone.
Les compresseurs à membrane sont utilisés dans une large gamme d'applications. Il peut s'agir de modèles de faible puissance de 1/8 ch capables de produire 50 PSI, et des compresseurs à gaz industriels capableы de fonctionner avec une pression moins constante de 6000 PSI maxi. Le compresseur à membrane convient tout particulièrement à des applications créatives telles que hobbys, par exemple, l'aérographie, ainsi qu'aux opérations de compression de gaz toxiques ou à risque d'explosion en raison de minimisation du frottement métal-métal.
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