空压机原理..pdf
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1、气压传动的优缺点气压传动的优缺点气压传动具有以下优点1)使用方便空气作为工作介质,空气到处都有,来源方便,用过以后直接排入大气,不会污染环境,可少设置或不必设置回气管道。2)系统组装方便使用快速接头可以非常简单地进行配管,因此系统的组装、维修以及元件的更换比较简单。3)快速性好动作迅速反应快,可在较短的时间内达到所需的压力和速度。在一定的超载运行下也能保证系统安全工作,并且不易发生过热现象。4)安全可靠压缩空气不会爆炸或着火,在易燃、易爆场所使用不需要昂贵的防爆设施。可安全可靠地应用于易燃、易爆、多尘埃、辐射、强磁、振动、冲击等恶劣的环境中。5)储存方便气压具有较高的自保持能力,压缩空气可储存
2、在贮气罐内,随时取用。即使压缩机停止运行,气阀关闭,气动系统仍可维持一个稳定的压力。故不需压缩机的连续运转。6)可远距离传输由于空气的粘度小,流动阻力小,管道中空气流动的沿程压力损失小,有利于介质集中供应和远距离输送。空气不论距离远近,极易由管道输送。7)能过载保护气动机构与工作部件,可以超载而停止不动,因此无过载的危险。8)清洁基本无污染,对于要求高净化、无污染的场合,如食品、印刷、木材和纺织工业等是极为重要的,气动具有独特的适应能力,优于液压、电子、电气控制。气压传动也存在如下的缺点1)速度稳定性差由于空气可压缩性大,气缸的运动速度易随负载的变化而变化,稳定性较差,给位置控制和速度控制精度
3、带来较大影响。2)需要净化和润滑压缩空气必须有良好的处理,去除含有的灰尘和水分。空气本身没有润滑性,系统中必须采取措施对元件进行给油润滑,如加油雾器等装置进行供油润滑。3)输出力小经济工作压力低(一般低于0.8 MPa),因而气动系统输出力小,在相同输出力的情况下,气动装置比液压装置尺寸大。输出力限制在 2030kN 之间。4)噪声大排放空气的声音很大,现在这个问题已因吸音材料和消音器的发展大部分获得解决。需要加装消音器。1 1、气源净化设备、气源净化设备压缩空气要具有一定的清洁度和干燥度以满足气动装置对压缩空气的质量要求。清洁度是指气源中含有的杂质(油、水及灰尘)粒径在一定的范围内。干燥度是
4、指压缩空气中含水分的程度。气动装置要求压缩空气的含水量越小越好。在气压传动系统中,较常使用活塞式空气压缩机,其多用油润滑,它排出的压缩空气温度较高(在100170之间),使空气中的水份和部分润滑油变成气态,再与吸入的灰尘混合,形成了混合的杂质,这些杂质会给气源装置及气动系统带来以下不良影响。1)油蒸气聚集在贮气罐,有燃烧爆炸危险;同时油分被高温汽化后会形成一种有机酸,对金属设备有腐蚀作用;2)油,水,尘埃的混合物沉积在管道内会减小管道流通面积,增大气流阻力;3)在寒冷季节,水蒸汽凝结后会使管道及附件冻结而损坏,或使气流不通畅。4)颗粒的杂质会引起气缸,马达,阀等相对运动表面间的严重磨损,破坏密
5、封,降低设备使用寿命,可能堵塞控制元件的小孔,影响元件的工作性能,甚至使控制失灵等。因此,必须设置气源净化设备去除油、水和灰尘等,对压缩空气进行净化处理。压缩空气中的灰尘和油分常用过滤的方法除掉;所含的水分以液滴状态和水蒸气状态与空气混合在一起的,对前者用冷却器和油水分离器就可排除,对后者需用冷冻式干燥器或吸附式干燥器来排除。压缩空气净化设备可分为两类:一类为主管道净化设备,主要有后冷却器、各种大流量过滤器、各种干燥器、贮气罐等;另一类为支管道净化处理装置,主要有各种小流量过滤器。压缩空气净化过程包括冷却,干燥和过滤三个部分。以下为常用压缩空气净化设备(3)空气干燥器空气干燥器的作用是用于除去
6、压缩空气中的水分,得到干燥空气。它在气动元件中是属于大型、高价的元件。压缩空气中的水分,除了会对气动元件和配管产生腐蚀外,对油漆、电镀和塑料制品表面的变质,气泡的产生,润滑油的稀释,化学药品和食品的污染等也有很大的影响。因此在气源净化处理上,水分是应该与油分、灰尘同等考虑的重要因素之一。在考虑气源净化时,应尽量安装空气干燥器。冷冻式干燥器冷冻式干燥器是利用制冷设备将空气冷却到一定的露点温度,空气中水蒸气饱和析出水分,凝结成水滴并清除出去。冷冻式干燥器由于受水的冰点温度的限制,其冷冻温度不可能很低,一般在0.7MPa 时的压力露点温度约 210。冷冻式空气干燥机的工作原理如图 1210 所示:最
7、初进入空气干燥机是湿热空气,先在热交换器中,靠已除湿的干燥冷空气预冷却。然后进入冷却装置,被制冷剂冷却到 25以除湿。最后,冷凝变成的水滴被分水排水器排走,而除湿后的冷空气进入热交换器,被入口进来的暖空气加热,其湿度降低后由出口输出。吸附式干燥器吸附式干燥器是利用硅胶、活性氧化铝、分子筛等吸附剂(干燥剂)表面能物理性吸附水分的特性来清除水分的。由于水分和这些干燥剂之间没有化学反应,因此不需要更换干燥剂,但必须定期对干燥剂进行再生。按再生的方法分为带加热器的加热再生和使用部分干燥空气吹干的无热再生。吸附式干燥器由于不受水的冰点温度的限制,因此干燥效果较好,干燥后的空气在大气压下的露点温度可达-4
8、0-70。吸附式干燥器工作原理如图 1211 所示,它有两个填满吸附剂的相同容器。潮湿空气从一个吸附筒的上部流到下部,水分被吸附剂吸收而得到干燥,另一个吸附筒此时接通鼓风机,用加热器产生的热风把饱和的吸附剂中的水分带走并排放入大气,使吸附剂再生。两个吸附筒定期的交换工作(约 510min)使吸附剂产生吸附和再生,这样可得到连续输出的干燥压缩空气3)高分子膜隔膜式干燥器冷冻式和吸附式干燥器工作时需要电力,成本高、体积大,安装也比较困难,所以国外新研究了一种高分子膜隔膜式干燥器,它具有无可动部件、维修量小、无需电源、重量轻、成本低、工作时不会产生冷凝水等优点。它主要采用中空的高分子膜隔,可使水蒸气
9、很容易透过,而空气很难透过,高分子膜隔膜式干燥器原理如图 1212 所示,湿空气从中空的高分子膜管内部流过,其外侧与大气相通,当湿空气流过时,空气中的水蒸气透过分子膜向外透析到外侧,并由少量的压缩空气带出干燥器外,在出口处就获得连续输出的干燥空气,出口空气可达-20-40 大气露点。后冷却器安装在空气压缩机的出口,它的作用是将空气压缩机产生的高温压缩空气由120170降低到 4050,使压缩空气中的油雾和水气达到饱和,使其大部分析出并凝结成油滴和水滴分离出来,以便将其清除,达到初步净化压缩空气的目的。后冷却器主要有风冷式和水冷式两种。1)风冷式后冷却器图 127 所示为风冷式后冷却器,其工作原
10、理是:压缩空气通过管道,由风扇产生的冷空气强迫吹向管道,冷热空气在管道壁面进行热交换,被冷却的压缩空气输出口温度大约比室温高 15左右。风冷式后冷却器能将压缩机产生的高温压缩空气冷却到 40以下,能有效除去空气中水份。它具有结构紧凑,重量轻,安装空间小,便于维修,运行成本低等优点。但处理气量较少。4)过滤器过滤器的作用是用于滤除空气中含有的固体颗粒、水分、油分等各类杂质。1)空气过滤器典型的空气过滤器如图1213 所示。其工作原理为,压缩空气由输入口进入过滤器内部后,由于旋风叶片的导向,在内部产生强烈的旋转,在离心力的作用下,空气中混有的大颗粒固体杂质、液态水滴和油滴等被甩到过滤器壳体内表面上
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