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隔膜压缩机属于一种特殊结构的容积式压缩机，就其运动方式而言也属于往复式压缩机。
它是依靠中间膜片的变形来改变气腔，实现对气体的压缩而得名，又称“膜片式”，俗称“膜压机”。
隔膜压缩机因其特殊的结构（见图3-31），气缸不需要润滑，密封性、安全性极好，压缩介质与外界隔绝，不与外界接触。因此可以用来压缩纯度极高、珍贵稀有的气体。
1—进气阀；2—排气阀；3—膜片；4—活塞环；5—活塞；6—活塞杆
图3-31 隔膜压缩机的压缩腔示意图
隔膜式压缩机适用的压力范围较广，可以从很低的压力到700MPa。但是，由于膜片的变形量有限，因此处理的气体量一般较小，单机容积流量一般不超过100m 3 /h。
依据膜片的材料，隔膜压缩机可分为金属（黑金属、有色金属）膜片和非金属膜片两种类型。
1.金属膜片隔膜压缩机
由法国工程师Henri Corblin于1916年发明，1922年试制成功。
金属膜片隔膜压缩机的特点是：采用液力驱动，结构比较复杂，机器的质量和尺寸均较大，加工难度较高。金属膜片隔膜压缩机目前最高排气压力可达700MPa。
2.非金属膜片隔膜压缩机
非金属膜片隔膜压缩机的膜片由夹布橡胶或塑料等非金属材料制造。一般只适用于≤1.6MPa的气体压缩，单级压比≤3。受非金属膜片的强度限制，最多可制成两级。
隔膜压缩机中气缸的职能由一个膜腔来完成。膜腔是由具有穹形型面的盖板和弹性膜片所组成的空腔，膜片周边被紧固在盖板与支板（或机体）之间，如图3-32所示，当膜片上下挠曲变形时，膜腔中的容积随之变化，由此完成对气体的压缩。
金属膜片隔膜压缩机的膜片都是由液压驱动的，因此每一台压缩机一定具有一个液压系统，现以曲柄连杆结构驱动液压活塞（见图3-33）为例，介绍隔膜压缩机的工作过程。
图3-32 隔膜压缩机的气缸示意图
图3-33 隔膜压缩机（曲柄连杆结构）工作流程示意图
隔膜压缩机是液压油系统和气体压缩系统的结合体。金属膜片将两个系统完全隔离开。
气体压缩系统包括3层金属膜片、气体进口和出口阀。
液压油系统包括一个由电机驱动的曲轴、活塞和连杆，通过活塞往复运动，产生液压油压力，推动底层膜片向气体侧运动，从而压缩气体，将气体排出。液压系统的另一个组件是自动液压油注射泵、液压油止回阀和液压油压力控制阀，保证液压油系统在压缩循环过程中一直处于充满液压油状态，同时在压缩机长时间停机并重新启动时，为液压油系统提供快速的液压油填充。
在压缩过程中，液压油止回阀将液压油和注射油泵隔离开，防止液压油回流，同时压力控制阀控制液压油压力，从而形成液压油系统的压力。
隔膜压缩机的工作过程如下。
（1）当活塞处于最底部时，液压油系统由自动液压油注射泵注入液压油，气体通过吸气阀进入膜腔。膜腔充满气体。当曲轴旋转，活塞从底部向顶部移动，液压油系统压力升高。当液压油压力达到压缩气体压力时，膜片向腔体的顶部移动，开始压缩气体。
（2）当膜腔内的气体压力达到排气阀背压时，开始排出气体。液压系统压力继续增加，膜片继续向顶部移动，确保最大的气体排量和效率。当膜片完全进入腔体顶部，活塞继续运动到最顶部。此时，通过液压油压力打开液压油压力控制阀，液压油返回曲轴箱。液压油压力控制阀的设定压力比出口压力高（通常为出口压力的1.1～1.15 倍），因此可保证气体的出口压力达到设计值。此时，压缩循环完成，活塞开始向底部移动。
（3）当活塞向底部移动时，余隙气体和吸入气体推动膜组朝腔体的底部运行，整个循环完成。
隔膜压缩机主要有Z形、V形、D形、L形、W形、六角形等结构。隔膜压缩机大体可划分为工作腔部分、传动部分和机身部分，如图3-34所示。
图3-34 隔膜压缩机结构示意图
（1）工作腔部分主要由工作头、膜片、进/排气阀、进油机构、液压调节机构和气缸密封结构组成。
（2）传动部分主要由曲轴、活塞和往复运动构架组成。
（3）机身部分主要由曲轴箱、底座和各种管路系统组成。
隔膜压缩机由曲轴箱、曲轴、主/副连杆及按V形排列的一级、二级油缸组成。每一级油缸都包括缸盖、配油盘、缸体、气阀等零件。
缸盖和配油盘上各有一坐标相同的曲面，膜片夹于其间。缸盖上装有进/排气阀。配油盘上钻有小孔，使膜片下面的空腔与油缸相通。
一级油缸的活塞与主连杆相连，二级油缸的活塞与十字头浮动连接，十字头与副连杆相连。曲柄销与连杆大头用深沟球轴承连接，曲轴通过两个调心轴承被支撑在曲轴箱上。
隔膜式压缩机的膜片组是3层结构：两个外层膜片是阻挡层，中间一层膜片通过固定的O形密封提供了一个泄放通路。同时将气缸分隔为液压油腔和工作气体腔。膜片通常由橡胶、塑料或金属制成，大多数隔膜压缩机膜片选用金属材料。
从结构上可以看出，膜片将气缸与油缸完全隔开，使被压缩的介质不与油液接触，从而能够避免油液的污染，保证压缩介质的洁净。气缸由缸盖曲面和膜片所组成，是个封闭的空腔，因此具有非常优良的密封性。
当然，一台隔膜压缩机除了以上所说的工作腔、传动和机身3个结构部件外，还必须配以润滑系统、冷却系统、缓冲和减振系统、调节系统、分离和净化系统、安全防护系统、控制系统等。
隔膜压缩机的驱动机一般为电动机。
隔膜压缩机（见图3-35）作为一种高压比的往复式容积压缩机，因其膜片结构具有的特殊优点而被广泛应用于压缩和输送各种高纯气体、贵重稀有气体、有毒有害气体和腐蚀性气体。
图3-35 隔膜压缩机
主要应用于核电核能、航空航天、医药、食品、石油、化工、电子、军事装备、科研等领域。
隔膜压缩机的主要特点如下。
（1）膜片可以将液压油和工作介质完全隔离，保证压缩介质纯净，对于一些对原材料污染控制较严格的用途有较大优势。
（2）采用液力驱动膜片，结构比较复杂，机器尺寸和质量较大。
（3）盖板的穹形表面为特殊型面，加工比较困难，造价较高。
（4）因膜片可紧贴盖板穹形表面，故相对余隙容积很小，效率较高。
（5）温度控制良好，盖板和膜片构成的膜腔不但散热表面大，而且气体与液体之间的膜片极薄，故压缩过程中散热情况良好，压缩过程可接近等温。
（6）膜片两侧液、气压力大致平衡，当压力小于100MPa 时，膜片强度几乎与气体压力无关，又因过程指数和相对余隙容积都较小，所以一级压缩压力达1.2MPa，二级达25MPa，三级可达100MPa，目前，金属隔膜压缩机最高排气压力已达700MPa。
（7）液体的惯性，使得液压活塞往复运动不能过快，否则液柱与活塞可能脱离，从而造成液力冲击，所以机器转速一般控制在250～500r/min。
隔膜压缩机在高压且对气体质量有较高要求的情况下具有绝对优势。加上转速较低，压缩过程冷却良好，余隙容积较小，所以能实现的压比很大，可高达10～15。隔膜压缩机擅长提供高压，但受膜片的变形量和气腔容积的限制，容积流量不大，单机流量一般不超过100m 3 /h。
液驱压缩机（液驱往复活塞压缩机）在液驱往复式气体增压器的基础上发展而来，是非常小众的一类气体压缩机产品。放在这一章节的主要原因是它和隔膜压缩机在氢气压缩充装（加氢站）的应用目前是唯二的选择，可以一并了解一下。
液驱压缩机的压缩工作原理与普通活塞压缩机相同，只不过其取消了原往复活塞压缩机的曲柄连杆机构，采用一套液压系统来驱动活塞往复运动。
如图3-36所示，工作过程为：液压油经油泵升压后，自左侧的液压油入口进入油缸，推动活塞及活塞杆向右移动，氢气经一级进气管路被吸入一级气缸，一级气缸活塞另外一侧氢气经一级排气管路被压入容积更小的二级气缸，二级气缸另外一侧的氢气被压缩后经二级排气管路排出。右侧油缸的液压油被压出，进入油箱。随活塞右移，左、右端隔离腔分别变小、变大，腔内压力由平衡通气管平衡。氢气经以上过程被吸入、升压、排出后，换向阀动作，液压油自原液压油出口进入右侧油缸，左侧的液压油入口变为出口，活塞反向进行上一过程，再次进行氢气升压。液压油被周期性换向，活塞往复运动，氢气被连续压缩升压后排出。
图3-36 液驱压缩机活塞结构示意图
液驱压缩机在应用中的优势主要如下。
（1）适应随时启/停。液驱压缩机通过电动柱塞泵给液压油升压，液压油通过换向阀进入油缸后推动活塞压缩氢气，无与启停关联大的易损件。液驱压缩机在结构和原理上满足随时启/停的要求，现场适应性强。
（2）结构简单、安装简便、即投即用。液驱压缩机结构简单，机型较小，在制造厂撬装后可整体运至现场，无须建设专门的地基，也无须在地面固定，仅完成必要的工艺管道、水和电的配接后即可投入运行。
（3）转速慢、磨损小、噪声小。隔膜压缩机通过膜片往复运动来压缩气体，高压差下的膜片挠曲幅度十分有限，难以通过增加“行程”的方式增加流量，只能靠提高频次满足排气量要求。液驱压缩机则不同，只要现场空间满足，活塞行程基本不太受限制，在与隔膜压缩机排气量相同的情况下，活塞往复频次可大幅降低。
（4）投资和运维成本较低。液驱压缩机结构简单，密封等已有成熟应用经验，并且基本不需要现场对机组进行安装，故其综合投资较隔膜压缩机低。