現代產業使用壓縮空氣時都有一整套設備、設施,我們把由生產、處理和儲存壓縮空氣的設施所組成的係統稱為氣源係統。典型的氣源係統由以下幾部分組成:空氣壓縮機、後冷卻器、緩衝遙、過濾器(包括油水分離器、預過濾器、除油過濾器、除臭過濾器、滅菌過濾器等)、幹燥機(冷凍式或吸附式)、穩壓儲氣罐、自動排水排汙氣機愉氣管道、管道閥件、儀表等。上述設備根據工藝流程的不同韶要,組成完整的氣源係統。
  壓縮空氣的標準空壓機排出的壓縮空氣是不幹淨的,除了含有水(水蒸汽、凝結水)和懸浮物外,還有油(包括油霧、油蒸汽)。這些汙染物對提高生產效率、降低運行成本、提高產品質量不利,因此需要幹燥淨化處理。為了統一標準,國際標準組織(150)所屬壓縮機、氣動機械及工具委員會(TC118)在1986年提出了關於壓縮空氣千燥淨化設備和壓縮空氣品質的國際標準,其中壓縮空氣質量等級標準工508573.1把壓縮空氣中的汙染物分為固體雜質、水和油三種(我國等同采用了工508573即國家標準仍/T13277一1《一般用壓縮空氣質量等級》),具體如表一:


    iso標準組織己著手對1508573.1進行修改,其主要表現在對固體順粒的要求上,新標準對固體顆粒的數量進行了規定,這一變化結合了纖維過濾器的實際性能,而且比較容易檢側。
  隨著經濟的發展,在現代工業中,壓縮空氣作為常用的動力源使用越來越廣泛。但是空壓機愉出的壓縮空氣中含有的大量有害雜質,不通過適當的方法清除,就會對氣源係統造成很大的危害:
  (l)水分和粉塵會造成金屬器件、管道生鏽腐蝕,造成運動部件卡死或磨損,使氣動元件動作失靈和漏氣;在寒冷地區,水分結冰會造成管道凍結或凍裂。
  (2)變質的潤滑油(油分)會使橡膠、塑料、密封材料變質,堵塞小孔,造成閥類動作失靈,汙染產品。
  (3)由於空氣質量不良,使氣動係統的可靠性和使用壽命大大降低,由此造成的損失往往大大超過氣源處理裝置的成本和維修費用,故對壓縮空氣係統的淨化處理是絕對必要的。
  壓縮空氣的除水
    1、壓縮空氣中水分的來源地球周圍的大氣,我們習慣上稱它為空氣。空氣是由多種氣體(氮氣、氧氣、二氧化碳等)混合而成的,水蒸汽是其中的一種。含有一定量水蒸汽的空氣叫濕空氣,我們周圍的空氣都是濕空氣。壓縮空氣中的水分主要來自於空氣中的水蒸汽。
  2、冷凍幹操機的除水原理空氣中水蒸汽的含量(水蒸汽密度)是有極限的。在氣動壓力(2業a)範圍內,可認為飽和空氣中水蒸汽的密度隻取決於溫度的高低而和空氣壓力大小無關,溫度越高,飽和水蒸汽的密度越大。臂如,在40℃時lm3空氣,不論其壓力是0.1業a還是1.。好a,它的飽和水蒸汽密度都是519。在含水量不變的情況下,通過降低未飽和空氣的溫度可使之成為飽和空氣。未飽和空氣在成為飽和空氣的瞬間,濕空氣中會有液態水珠凝結出來,這一現象稱之為“結露”。冷凍式幹燥機即是利用這一除濕原理。首先對壓縮空氣作冷卻處理,使其中的氣態水分析出為液態,再通過分離器使氣液分離,最後由排水閥將水分排出,從而獲得幹燥的壓縮空氣。設備的工作具體分為空氣係統及製冷係統兩部分:(1)空氣係統:壓縮空氣進入空氣預冷器預冷並除去部分水分,再進入空氣冷卻器(蒸發器)使溫度降至2℃(據點溫度),空氣中的水分在此溫度下析出,再經氣水分離器分離並由自動排水閥將水分排出,而幹操的低溫空氣則進入空氣預冷器,再與未處理的壓縮空氣進行熱交換升溫後愉出,即為處理後的幹操空氣。(2)製冷係統:低溫液態致冷劑在空氣冷卻器中吸收了熱量後成為汽態,經凝聚器及吸入過濾幹操器,確保進入壓縮機的致冷劑確為汽態,從而保證壓縮機工作正常。並由熟力膨脹閥及熱氣旁通閥,組成的雙重自動平衡功能可確保露點的穩定。
  壓縮空氣的除油
    1、油汙的主要來源由於大部分壓縮空氣係統都使用潤滑油式壓縮機,該機在工作中將油汽化變成油滴。它以二種方式形成:一種是由於活塞壓縮或葉片旋轉的剪切作用產生的所謂“分散型液滴”。其直徑從1~50卿:另一種是在潤滑油冷卻高溫的機體時,汽化形成的“冷凝型液滴”,其直徑一般小於1阿。這種冷凝油滴通常占全部油汙重量超過50%。
  2、除油過濾器的工作原理以玻璃纖維材質為濾芯核心的凝聚式過濾器為例:空氣從濾芯中部流入,通過重力作用、慣性碰撞、直接攔截和滲透四種機理將油滴收集起來。
  重力作用:當過濾器內氣流速度較低時,直徑20~50阿的油滴在到達濾層前,經重力自由落體大部分被收集起來,而且氣流在流經濾網時繼續落下而收集。氣流速度越大,其效率越低。
  慣性碰掩:通常直徑大於1卿的懸浮顆粒具有很大的衝量。與氣流路徑不常一致,因而會慣性地撞上纖維層。氣流速度越大,碰撞率越大。
  直接攔截:直徑從。.3~1卿的顆粒是隨氣流運動的,它們大部分將被濾芯1,/'2處的纖維層攔截而分離出來。粒子越小,攔截率越低。
  滲透:直徑小於。.3卿的顆粒。因其質量太小己不具有液體的通常特性了。它們以一種無規則的布朗運動方式運動著,與氣流路徑是不一致的。正因這種運動方式使其能被更細密的濾層俘獲。粒子越小,布朗運動越劇烈,捕捉機率越大。
  壓縮空氣進入濾芯的中部後,經重力、碰撞、攔截和滲透作用被濾層搜集起來。當油滴被濾層清除後,首先要收集它們。小油滴先聚合成大油滴,聚合的大油滴質量足夠大時,會沉降至濾層底部。然後流入過濾糟內,經人工或自動排油裝置從係統中排除。
  塵粒的過濾
    l、塵粒的主要來湘在陽光的照射下,塵埃經光線折射、反射等作用,用肉眼可以明顯地看到戮浮於空氣中大大小小、密密麻麻的塵粒。經科學統計,在室內環境下,每立方米的空氣中,大於0.5林以上的塵埃粒子數大約為4側沁萬~5000萬個。在空壓機的作用下,假如不考慮與外界的熱交換,依據相關公式的計算,原本常壓狀態下的4.8擴的空氣,經壓縮至。.8姍a時,其體積最終被壓縮成1砂。僅此過程即可得知,經壓縮後的0.8皿a壓力的氣體.每立方米將會有19200萬~24儀閱萬個大於。.5林以上的塵埃粒子。
  2、塵粒過濾器的工作原理其實,在實際的過濾過程中,過濾器是對塵粒、油滴和水滴同時進行過濾的.以凝聚式過濾器為例,介紹其工作原理。凝聚式過濾器是一種利用重力沉降的工作原理,搜集微小的霧狀粒子使其實現氣液、塵粒分離,最大程度的隔斷空氣中的粉塵;保證空氣後處理設備的進氣量的空氣過濾器。其工作原理是:從有油潤滑的壓縮機排出的氣體經後部冷卻器冷卻後,切向進入該裝置簡體,並在簡與內簡體環行室內強製形成高速旋轉氣流,懸浮於空氣中的粗大粒子和粗大油、水滴經離心分離,被拋向筒壁,在自重的作用下沿簡內壁經錐形蓋與簡體間的間隙下沉,並沉積於容器底部,經自動排汙閥排出。氣流旋至簡體下部與錐形蓋相遇,改變了流動方向,折流進入不鏽鋼扁絲網。該絲網是一種像襪簡般的很細的扁狀不鏽鋼金屬絲編織而成的網帶結構,網呈連環狀,可作氣液、氣固分離,且可攔截部分微粒。隨著這些微粒及液滴的生成長大,在光滑的絲網表麵下沉而排出。氣體向上經精濾芯後,繼續實現氣溶膠體凝聚長大和重力降落,沉積濾芯內凹部的油水經排油管排出。
  注意事項
    壓縮空氣中所含油和水的溫度,影響著過濾器效率。如:當溫度為30℃時,流經過濾器的油含量為20℃時的5倍;當溫度上升為4O℃時,流經過濾器的油含量為20℃時的10倍。所以過濾器一般要安裝在壓縮空氣係統的溫度最低點。
  一般的誤區是,認為根據所豁要的空氣質量選擇對應處理精度的單支過濾器就能達到要求,並且節約開支。其實不然,所需要的空氣質量雖然由所選的單支過濾器的處理精度決定,但沒有前置低一級過濾器的預處理保護,高精密濾芯很快就會因負載過大而堵塞,加快了濾芯的更換頻率,從而會變相地增加生產成本。
  過濾器一般隻能除去固體的、液體的微粒(滴),而水蒸汽和油蒸汽卻可以毫無阻擋地通過過濾材料彎彎曲曲的通徑。所以,機械式過濾器無法將其濾除(活性碳過濾器除外)。要從根本上去除水蒸汽和油蒸汽,隻有用幹澡機降低空氣的露點溫度。

 

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