在需要高纯度压缩气体的场合，油润滑的往复压缩机可能把润滑油带入气体，影响气体质量。隔膜式压缩机通过一层柔性膜片把压缩腔与驱动机构隔开，气体只与膜片和缸体接触，不与润滑油接触，因此在气体纯度要求较高的半导体、制药与特种气体行业得到应用。
隔膜式压缩机的结构包括缸头、膜片、液压系统与驱动机构。膜片是一层金属或非金属薄片，被夹持在缸头与支撑板之间，把缸内空间分成气体腔与液压腔。电机通过曲柄连杆驱动柱塞，柱塞推动液压油，液压油再推动膜片往复运动，挤压气体腔内的气体，完成吸气与压缩过程。膜片的变形量有限，压缩过程依靠高压油作为中间传递介质。
隔膜式压缩机主要有两类驱动形式：机械式与液压式。机械式依靠连杆直接驱动膜片，结构简单，常用于排量较小的场合；液压式通过油压驱动膜片，行程与压力控制更灵活，适合较高压力与较大排量的应用。膜片的材料与疲劳寿命是关键，其往复弯曲会逐渐发展疲劳裂纹，需按时更换，避免运行中破损。
隔膜式压缩机输出的气体不与油接触，这是它区别于其他压缩方式的明显特点，但也正因如此，膜片的泄漏控制很重要。膜片的密封性能、缸体的加工精度与材料配合共同决定压缩气体的质量。压缩过程中气体腔的温升会带来安全风险，需要配合冷却措施，并控制在允许温度范围内。
使用与维护方面，液压油的状态要注意观察，油中混入杂质或气体后，液压传递会受影响；膜片的更换周期要记录在案，用过的膜片进行外观检查以备分析；安全阀设定压力应与系统设计压力匹配，并定期校验。
在气体充装、高纯气体输送与实验室供气的场合，隔膜式压缩机以与工艺介质隔离的方式，为需要维持纯度与高洁净度的压缩任务提供了一种选择。合理维护膜片与液压系统，是保证这类压缩机长期平稳运行的重要环节，操作记录也能为设备状态判断提供参考。
另外，不同气体种类的分子量与纯度要求会影响压缩比与膜片选材，订货前应向厂家说明实际气体成分。开机时应先建立液压再启动主电机，避免膜片在无支撑状态下受力；停机后按程序泄压，使膜片保持松弛状态，对延长它的使用寿命有一定帮助。
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