【壓縮機網】從空壓機輸出的壓縮空氣中,含有大量的水分、油分和粉塵等污染物,必須適當的清除這些污染物,以避免它們對氣動系統的正常動作造成危害。
一、壓縮空氣污染物對氣動系統造成的危害
1.變質油分的粘度增大。從液態逐漸固態化而形成焦油狀物質,它會使橡膠及塑料材料變質而后老化。積存在后冷卻器、干燥器內的焦油狀物質,會降低其工作效率,堵塞小孔,影響元件性能,造成氣動元件內相對運動件的動作不靈敏。焦油狀物質的水溶液呈酸性,會使金屬銹蝕,污染環境和產品。
2.水分會造成管路及金屬零件銹蝕,使彈簧失效或斷裂;在寒冷地區以及元件內的高速流動區,由于溫度太低,水分會結冰,造成元件動作不良,管道凍裂;管道及元件內滯留的冷凝水,會導致流量不足,壓力損失增大,甚至造成閥的動作失靈;冷凝水混入潤滑油中,會使潤滑油變質;液態水會沖洗掉潤滑脂,導致潤滑不良。
3.氣路中的鐵屑及粉塵會使相對運動磨損,造成元件動作不良,甚至卡死;粉塵會加速過濾器濾芯的堵塞、增大流動阻力;粉塵會加速密封件損傷,導致漏氣。液態油水及粉塵從排氣口排出,會污染環境、影響產品質量。
總之,壓縮空氣質量不良是氣動系統出現故障的主要因素,它會使氣動系統的可靠性和使用壽命大大降低。由此造成的損失會大大超過凈化處理裝置的成本和維護費用,故正確選用凈化處理系統及其元件是非常重要的。
二、凈化處理系統的構成
壓縮空氣凈化處理系統主要由儲氣罐、排水器、過濾器和干燥器構成。根據不同場合對壓縮空氣質量的要求不同,對凈化處理系統應進行合理配置。如壓縮空氣質量低劣,則不能滿足氣動設備使用要求和產品質量要求;如對壓縮空氣提出過高要求,又會增加壓縮空氣的成本。表1是不同行業對壓縮空氣質量指標要求和所需凈化處理系統。
三、各部件除污原理
1、儲氣罐
其作用有以下三個方面:減少空壓機輸出氣流脈動,穩定空壓站輸出的壓力。儲存一定量的壓縮空氣,一方面可解決短時間內用氣量大于空壓機輸出氣量的矛盾;另一方面可在空壓機出現故障或停電時,維持短時間的供氣,以便采取措施保證氣動設備的安全。依靠自然冷卻降溫,進一步分離掉壓縮空氣中的水分和油分。

儲氣罐屬于壓力容器,每臺儲氣罐上必須配套以下裝置:
1)安全閥是一種安全保護裝置,使用時可調整其極限壓力,其值比正常壓力約高10%;
2)空氣進出口應裝有閘閥;
3)在儲氣罐上應有指示罐內壓力的壓力表;
4)應有為檢查方便的人孔或手孔;
5)底端應有排放油、水的接管和閥門。
儲氣罐有立式和臥式兩種型式,使用時,數臺空壓機可合用一個儲氣罐,也可每臺空壓機單獨配備儲氣罐。儲氣罐應安裝在基礎上,儲氣罐通常可由空壓機廠家配套供應。
當空壓機或外網突然停止供氣(如停電),僅靠氣罐中儲存的壓縮空氣維持氣動系統工作時間,則氣罐容積V的計算式為:

Pa--大氣壓力,Pa=0.1MPa
Qmax--氣動系統的最大耗氣量(L/min)
T--停電后,應維持氣動系統正常工作的時間
P1--突然停電時氣罐內的壓力
P2--氣動系統允許的最低工作壓力
2、自動排水器
自動排水器用于自動排除管道及油水分離器、儲氣罐及各種過濾器底部等處的冷凝水。尤其適用于不便進行人工排污水的地方,如高處、低處、狹窄處。自動排水器分氣動式和電動式兩大類。
(1)氣動自動排水器

氣動排水器按工作原理,可分為浮子式、彈簧式和差壓式。浮子式自動排水器可分為帶手動操作排水型和不帶手動操作排水型;常開型和常閉型。無氣壓時,排水口處于開啟狀態為常開型,排水口處于關閉狀態為常閉型。
浮子式自動排水器,原理是當水杯內無氣壓時,浮子靠自重落下,壓塊關閉上節流孔,活塞靠彈簧力壓下活塞桿與C形圈脫開,冷凝水通過排水口排出。
當水杯內壓力大于最低動作壓力(0.1MPa)時,活塞受壓縮空氣的壓力作用,克服彈簧力及摩擦阻力上移,排水口被關閉。當水杯內的水位升高到一定位置,浮子浮力使壓塊與上節流孔脫離,壓縮空氣進入活塞腔,活塞上移,排水口被打開排水。水位下落至一定位置,上節流孔又被關閉。活塞上腔氣壓通過下節流孔排泄,活塞上移,排水口再次被關閉,這時水已基本排完。
(2)電動自動排水器
電動自動排水器主要通過電子時鐘自動定時,實現排水器排水口定時開啟或者以一定間隔開啟。排水時間和排水間隔都可調整。電動自動排水器具有以下特點:高可靠性、高粘度液態物質可排出,排水能力大,抗振能力比浮子式強。
注意事項:
1)排水口應垂直向下。安裝排水管時,避免管子上彎。
2)自動排水器中若混入較大顆粒物的雜質或高粘度油,就不能穩定工作,故要選好安裝位置,并使用濾網,每隔一定時間清洗濾網。
3)自動排水器要有一定壓力才能工作,壓力太低會出現漏氣現象。但壓力也不能超過額定值以防止儲水杯發生爆裂。在環境溫度低于零度時要加裝加熱器,并進行保溫處理,以防結冰、凍裂。
4)要留出維護操作空間。要定期用手動操作檢查自動排水器的動作是否可靠。
5)排水管應固定住,以防止冷凝水排出速度過快排水管甩傷人。

冷凍式干燥器的工作原理是,使濕空氣冷卻到其露點溫度以下,使空氣中水蒸氣凝結成水滴并清除出去,然后再將壓縮空氣加熱至環境溫度輸送出去。進入干燥器的壓縮空氣首先進入熱交換器冷卻,經初步冷卻的壓縮空氣中析出的水分和油分經分離器排出。然后,空氣再進入蒸發器,這使空氣進一步冷卻到2~5℃,使空氣中含有的氣態水分、油分等由于溫度的降低而大量進一步地析出,經分離器排出。冷凍式干燥器具有結構緊湊,使用維護方便,運行費用較低等優點,適用于空氣處理量較大,露點溫度不是太低的場合。冷凍式干燥器在使用時,應考慮進氣溫度壓力及環境溫度和空氣處理量。
4、吸附式干燥機
其工作原理是吸附式空氣干燥機是利用具有吸附性能的吸附劑(如硅膠、活性氧化鋁、分子篩等)吸附空氣中水蒸氣的一種壓縮空氣凈化裝置。吸附劑吸附濕壓縮空氣中的水蒸氣后將達到飽和狀態。為了能夠連續工作,就必須使吸附劑中的水分排除掉,使吸附劑恢復到干燥狀態,這一過程稱為吸附劑的再生(亦稱脫附)。吸附劑常見的再生方法有加熱再生和無熱再生兩種。目前加熱再生與無加熱再生均有廣泛應用。無熱再生式干燥機利用了吸附劑的變壓吸附原理,即吸附劑壓力高時吸附水分多,壓力低時吸附水分少。

它處理后的壓力壓露點可達-30℃~-70℃,適合處理空氣量小但干燥程度要求高的場合。
5、過濾器
(1)作用與分類
過濾器的作用主要是清除壓縮空氣中的油污、水分、粉塵和氣味等,使壓縮空氣滿足使用要求。過濾器的分類與作用如表2。

(2)過濾器技術參數
1)流量特性。流量特性是指過濾器在一定的進氣壓力下,其進出口兩端的壓力降與通過該元件的標準額定流量之間的關系。一般要求過濾器的分水效率大于80%。
2)過濾精度。過濾精度是指過濾器從壓縮空氣中濾除的最小微粒尺寸。例如過濾精度為5μm的濾芯會將直徑大于5μm的微粒幾乎完全濾除。濾芯的過濾精度按濾芯能濾除的最小微粒尺寸(μm)分為2、5、10、20、40、70、100,可根據對壓縮空氣的質量要求來選定。
3)分離度。分離度也稱過濾器的有效度或過濾效率,以被分離的某特定大小微粒的百分比表示。例如,“對5μm的過濾效率為99.99%”,表明該指標是對應于特定大小的微粒而言的。
(3)注意事項
根據對空氣質量的要求來選擇過濾精度。根據通過過濾器的最大流量及兩端允許的最大壓力降來選擇過濾器的規格。
1)用差壓計測定過濾器兩端壓降,當壓降大于0.1MPa時,應更換過濾元件。
2)應垂直安裝。從觀察窗能看見液面時,應打開手動排水閥放水。
3)使用自動排水器時,排水管外徑使用10mm、長度應小于5m。
4)裝配前,要充分吹除掉配管中的切屑、灰塵等,防止密封材料碎片混入。
5)進出口方向不得裝反。要垂直安裝,水杯向下。為便于維修,上下應留出適當空間。
6)不得安裝在接近空壓機處,因該處空氣溫度較高,大量水分仍呈水蒸氣狀態。
總之,在一些特殊行業和場合對壓縮空氣進行凈化處理是必須得,從業者需要不斷去總結各行各業在這方面的不同要求標準,有針對性選擇高效低能耗的后處理設備,提高效率實現節能。
【壓縮機網】從空壓機輸出的壓縮空氣中,含有大量的水分、油分和粉塵等污染物,必須適當的清除這些污染物,以避免它們對氣動系統的正常動作造成危害。
一、壓縮空氣污染物對氣動系統造成的危害
1.變質油分的粘度增大。從液態逐漸固態化而形成焦油狀物質,它會使橡膠及塑料材料變質而后老化。積存在后冷卻器、干燥器內的焦油狀物質,會降低其工作效率,堵塞小孔,影響元件性能,造成氣動元件內相對運動件的動作不靈敏。焦油狀物質的水溶液呈酸性,會使金屬銹蝕,污染環境和產品。
2.水分會造成管路及金屬零件銹蝕,使彈簧失效或斷裂;在寒冷地區以及元件內的高速流動區,由于溫度太低,水分會結冰,造成元件動作不良,管道凍裂;管道及元件內滯留的冷凝水,會導致流量不足,壓力損失增大,甚至造成閥的動作失靈;冷凝水混入潤滑油中,會使潤滑油變質;液態水會沖洗掉潤滑脂,導致潤滑不良。
3.氣路中的鐵屑及粉塵會使相對運動磨損,造成元件動作不良,甚至卡死;粉塵會加速過濾器濾芯的堵塞、增大流動阻力;粉塵會加速密封件損傷,導致漏氣。液態油水及粉塵從排氣口排出,會污染環境、影響產品質量。
總之,壓縮空氣質量不良是氣動系統出現故障的主要因素,它會使氣動系統的可靠性和使用壽命大大降低。由此造成的損失會大大超過凈化處理裝置的成本和維護費用,故正確選用凈化處理系統及其元件是非常重要的。
二、凈化處理系統的構成
壓縮空氣凈化處理系統主要由儲氣罐、排水器、過濾器和干燥器構成。根據不同場合對壓縮空氣質量的要求不同,對凈化處理系統應進行合理配置。如壓縮空氣質量低劣,則不能滿足氣動設備使用要求和產品質量要求;如對壓縮空氣提出過高要求,又會增加壓縮空氣的成本。表1是不同行業對壓縮空氣質量指標要求和所需凈化處理系統。
三、各部件除污原理
1、儲氣罐
其作用有以下三個方面:減少空壓機輸出氣流脈動,穩定空壓站輸出的壓力。儲存一定量的壓縮空氣,一方面可解決短時間內用氣量大于空壓機輸出氣量的矛盾;另一方面可在空壓機出現故障或停電時,維持短時間的供氣,以便采取措施保證氣動設備的安全。依靠自然冷卻降溫,進一步分離掉壓縮空氣中的水分和油分。

儲氣罐屬于壓力容器,每臺儲氣罐上必須配套以下裝置:
1)安全閥是一種安全保護裝置,使用時可調整其極限壓力,其值比正常壓力約高10%;
2)空氣進出口應裝有閘閥;
3)在儲氣罐上應有指示罐內壓力的壓力表;
4)應有為檢查方便的人孔或手孔;
5)底端應有排放油、水的接管和閥門。
儲氣罐有立式和臥式兩種型式,使用時,數臺空壓機可合用一個儲氣罐,也可每臺空壓機單獨配備儲氣罐。儲氣罐應安裝在基礎上,儲氣罐通常可由空壓機廠家配套供應。
當空壓機或外網突然停止供氣(如停電),僅靠氣罐中儲存的壓縮空氣維持氣動系統工作時間,則氣罐容積V的計算式為:

Pa--大氣壓力,Pa=0.1MPa
Qmax--氣動系統的最大耗氣量(L/min)
T--停電后,應維持氣動系統正常工作的時間
P1--突然停電時氣罐內的壓力
P2--氣動系統允許的最低工作壓力
2、自動排水器
自動排水器用于自動排除管道及油水分離器、儲氣罐及各種過濾器底部等處的冷凝水。尤其適用于不便進行人工排污水的地方,如高處、低處、狹窄處。自動排水器分氣動式和電動式兩大類。
(1)氣動自動排水器

氣動排水器按工作原理,可分為浮子式、彈簧式和差壓式。浮子式自動排水器可分為帶手動操作排水型和不帶手動操作排水型;常開型和常閉型。無氣壓時,排水口處于開啟狀態為常開型,排水口處于關閉狀態為常閉型。
浮子式自動排水器,原理是當水杯內無氣壓時,浮子靠自重落下,壓塊關閉上節流孔,活塞靠彈簧力壓下活塞桿與C形圈脫開,冷凝水通過排水口排出。
當水杯內壓力大于最低動作壓力(0.1MPa)時,活塞受壓縮空氣的壓力作用,克服彈簧力及摩擦阻力上移,排水口被關閉。當水杯內的水位升高到一定位置,浮子浮力使壓塊與上節流孔脫離,壓縮空氣進入活塞腔,活塞上移,排水口被打開排水。水位下落至一定位置,上節流孔又被關閉。活塞上腔氣壓通過下節流孔排泄,活塞上移,排水口再次被關閉,這時水已基本排完。
(2)電動自動排水器
電動自動排水器主要通過電子時鐘自動定時,實現排水器排水口定時開啟或者以一定間隔開啟。排水時間和排水間隔都可調整。電動自動排水器具有以下特點:高可靠性、高粘度液態物質可排出,排水能力大,抗振能力比浮子式強。
注意事項:
1)排水口應垂直向下。安裝排水管時,避免管子上彎。
2)自動排水器中若混入較大顆粒物的雜質或高粘度油,就不能穩定工作,故要選好安裝位置,并使用濾網,每隔一定時間清洗濾網。
3)自動排水器要有一定壓力才能工作,壓力太低會出現漏氣現象。但壓力也不能超過額定值以防止儲水杯發生爆裂。在環境溫度低于零度時要加裝加熱器,并進行保溫處理,以防結冰、凍裂。
4)要留出維護操作空間。要定期用手動操作檢查自動排水器的動作是否可靠。
5)排水管應固定住,以防止冷凝水排出速度過快排水管甩傷人。

冷凍式干燥器的工作原理是,使濕空氣冷卻到其露點溫度以下,使空氣中水蒸氣凝結成水滴并清除出去,然后再將壓縮空氣加熱至環境溫度輸送出去。進入干燥器的壓縮空氣首先進入熱交換器冷卻,經初步冷卻的壓縮空氣中析出的水分和油分經分離器排出。然后,空氣再進入蒸發器,這使空氣進一步冷卻到2~5℃,使空氣中含有的氣態水分、油分等由于溫度的降低而大量進一步地析出,經分離器排出。冷凍式干燥器具有結構緊湊,使用維護方便,運行費用較低等優點,適用于空氣處理量較大,露點溫度不是太低的場合。冷凍式干燥器在使用時,應考慮進氣溫度壓力及環境溫度和空氣處理量。
4、吸附式干燥機
其工作原理是吸附式空氣干燥機是利用具有吸附性能的吸附劑(如硅膠、活性氧化鋁、分子篩等)吸附空氣中水蒸氣的一種壓縮空氣凈化裝置。吸附劑吸附濕壓縮空氣中的水蒸氣后將達到飽和狀態。為了能夠連續工作,就必須使吸附劑中的水分排除掉,使吸附劑恢復到干燥狀態,這一過程稱為吸附劑的再生(亦稱脫附)。吸附劑常見的再生方法有加熱再生和無熱再生兩種。目前加熱再生與無加熱再生均有廣泛應用。無熱再生式干燥機利用了吸附劑的變壓吸附原理,即吸附劑壓力高時吸附水分多,壓力低時吸附水分少。

它處理后的壓力壓露點可達-30℃~-70℃,適合處理空氣量小但干燥程度要求高的場合。
5、過濾器
(1)作用與分類
過濾器的作用主要是清除壓縮空氣中的油污、水分、粉塵和氣味等,使壓縮空氣滿足使用要求。過濾器的分類與作用如表2。

(2)過濾器技術參數
1)流量特性。流量特性是指過濾器在一定的進氣壓力下,其進出口兩端的壓力降與通過該元件的標準額定流量之間的關系。一般要求過濾器的分水效率大于80%。
2)過濾精度。過濾精度是指過濾器從壓縮空氣中濾除的最小微粒尺寸。例如過濾精度為5μm的濾芯會將直徑大于5μm的微粒幾乎完全濾除。濾芯的過濾精度按濾芯能濾除的最小微粒尺寸(μm)分為2、5、10、20、40、70、100,可根據對壓縮空氣的質量要求來選定。
3)分離度。分離度也稱過濾器的有效度或過濾效率,以被分離的某特定大小微粒的百分比表示。例如,“對5μm的過濾效率為99.99%”,表明該指標是對應于特定大小的微粒而言的。
(3)注意事項
根據對空氣質量的要求來選擇過濾精度。根據通過過濾器的最大流量及兩端允許的最大壓力降來選擇過濾器的規格。
1)用差壓計測定過濾器兩端壓降,當壓降大于0.1MPa時,應更換過濾元件。
2)應垂直安裝。從觀察窗能看見液面時,應打開手動排水閥放水。
3)使用自動排水器時,排水管外徑使用10mm、長度應小于5m。
4)裝配前,要充分吹除掉配管中的切屑、灰塵等,防止密封材料碎片混入。
5)進出口方向不得裝反。要垂直安裝,水杯向下。為便于維修,上下應留出適當空間。
6)不得安裝在接近空壓機處,因該處空氣溫度較高,大量水分仍呈水蒸氣狀態。
總之,在一些特殊行業和場合對壓縮空氣進行凈化處理是必須得,從業者需要不斷去總結各行各業在這方面的不同要求標準,有針對性選擇高效低能耗的后處理設備,提高效率實現節能。


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