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制桶设备液压与气压传动系统的使用与维护(10)

杨文亮

第六章 制桶设备气压传动系统简介

一、气源装置

大型制桶企业,车间内有压缩空气的设备很多,不宜采用小型空气机供气,最好建一个空压机站,采用集中供气的方式,不仅节能、供气质量好,而且维修、管理比较方便。

自由空气经过空气压缩机压缩后,压缩空气要经过冷却、干燥、净化等处理才能使用于气动系统。气源装置是用来产生具有足够压力和流量的压缩空气并将其净化、处理及储存的一套装置。

1、气源系统的组成

常见的气源装置如图30所示。空气首先经过滤气器过滤出部分灰尘、杂质后进入压缩机1,压缩机输出的空气先进入后冷却器2进行冷却,然后进入油水分离器3,使部分油、水和杂质从气体中分离出来,得到初步净化的压缩空气送入储气罐4中,即可供给对一般制桶设备气动装置使用。如果设备对空气质量要求高的话,还要进一步净化。


图30 气源装置组成示意图
1-空气压缩机 2-后冷却器 3-油水分离器 4-储气罐

2、空气压缩机

空气压缩机是将机械能转变为气体压力能的装置,是气动系统的动力源。空气压缩机的种类很多,一般有活塞式、膜片式、叶片式、螺杆式等类型,其中气压系统最常用的机型为活塞式压缩机。如图31为空气压缩机的工作原理图,当活塞3向右运动时,由于左腔容积增加,压力下降,而当压力低于大气压力时,吸气阀9被打开,气体进入气缸2内,此为吸气过程。当活塞向左运动时,吸气阀9关闭,缸内气体被压缩,压力升高,此过程即为压缩过程。当缸内气体压力高于排气管道内的压力时,顶开排气阀,压缩空气被排入排气管道内,此过程为排气过程。至此完成一个工作循环,电动机带动曲柄做回转运动,通过连杆、滑块、活塞杆、推动活塞做往复运动,空气压缩机就连续输出高压气体。


图31 空气压缩机的工作原理
1-排气阀 2-气缸 3-活塞 4-活塞杆 5-滑块
6-滑道 7-连杆 8-曲柄 9-吸气阀

在选择空气压缩机时,其额定压力应等于或略高于所需的工作压力,其流量等于系统设备最大耗气量并考虑管路泄漏等因素。

3、气源净化装置

(1)后冷却器

后冷却器安装在空气压缩机出口管道上,将压缩机排出的压缩气体温度由140-170℃降至40-50℃,使其中水汽、油雾汽凝结成水滴和油滴,便于经油水分离器排出。根据冷却介质不同可分为风冷和水冷两种。常用风冷式冷却器的工作原理如图32所示,它是靠风扇产生的冷空气流吹向带散热片的热气管道来降温的。其优点为不需水源,占地面积小,重量轻,运转成本低和易于维修。


图32 风冷式后冷却器工作原理图
1-冷却器 2-出口温度计 3-指示灯 4-按钮开关 5-风扇

(2)油水分离器

油水分离器,用于分离压缩空气中凝聚的水分和油分等杂质,使压缩空气得到初步净化。油水分离器工作原理是:当压缩空气进入油水分离器后产生流向和速度的急剧变化,再依靠惯性作用,将密度比压缩空气大的油滴和水滴分离出来。如图33所示为常见的撞击式和环形回转式油水分离器。压缩空气自入口进入分离器壳体后,气流先受隔板阻挡撞击折回向下,继而又回升向上,产生环形回转。这样使水滴和油滴在离心力和惯性力作用下,从空气中分离析出并沉降在壳体底部,定期打开底部阀门即可排出油滴水滴。经初步净化的空气从出口送往储气罐。


图33 油水分离器

(3)储气罐

储气罐主要用来调节气流,减少输出气流的压力脉动,使输出气流具有流量连续性和气压稳定性。并且储存一定量的压缩空气,作备用和应急气源。

储气罐一般采用圆筒状焊接结构,有立式和卧式两种,如图34所示为立式储气罐的结构图。目前,在气压传动中,后冷却器、油水分离器和储气罐三者一体的结构形式已被采用,这使压缩空气的辅助设置大为简化。


图34 立式储气罐

(4)干燥器

干燥器的作用是为了把被步净化的压缩空气进一步净化以吸收和排除其中的水分、油分及杂质,使湿空气变成干空气。目前使空气干燥的方法主要是冷却法和吸附法。冷却法是利用制冷设备使压缩空气冷却到露点温度,析出相应的水分,降低含湿量,提高空气的干燥程度。吸附法则是使空气通过栅板、干燥吸附剂、滤网等除去杂质,干燥吸附剂有硅胶、铝胶、焦炭等。

如图35所示为吸附式干燥器。湿空气从管1进入干燥器,通过吸附剂层21、过滤网20、上栅板19和下部吸附剂层16后,其中的水分被吸附剂吸收而变得干燥。然后再经过铜丝网15、下栅板14和过滤网12,干燥、洁净的压缩空气便从管8排出。


图35 吸附式干燥器
1-空气进气管 2-顶盖 3、5、10-法兰 4、6-再生空气排气管 7-再生空气进气管
8-干燥空气输出管 9-排水管 11、22-密封垫 12、15、20-铜丝网过滤网
13-毛毡 14-下栅板 16、21-吸附剂层 17-支承板 18-筒体 19-上栅板

 

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