《能源装置及辅》PPT课件.ppt

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1、第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置有两大类：液压能源装置和气源装置。能源装置有两大类：液压能源装置和气源装置。u 液压能源装置液压能源装置液压能源装置液压能源装置：向液压系统输送具有一定压力和：向液压系统输送具有一定压力和流量的清洁的工作介质；流量的清洁的工作介质；u 气源装置：气源装置：气源装置：气源装置：向气动系统输送一定压力和流量洁净向气动系统输送一定压力和流量洁净的压缩空气。的压缩空气。液压能源装置可以是和主机分离的单独的液压泵液压能源装置可以是和主机分离的单独的液压泵站，也可以是和主机在一起的液压泵组；站，也可以是和主机在一起的

2、液压泵组；气源装置一般都是单独的。气源装置一般都是单独的。气压传动简介气压传动简介气压传动简介气压传动简介School of Mechanical and Electrical Engineering 中国矿业大学机电工程学院中国矿业大学机电工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压泵站液压泵站液压泵站液压泵站一般一般由由由由泵泵泵泵、油箱油箱油箱油箱和一些和一些液压辅件液压辅件液压辅件液压辅件（过滤器、温（过滤器、温控元件、热交换器、蓄能器、压力表及管件等）控元件、热交换器、蓄能器、压力表及管件等）组成组成组成组成，这些辅件是相对独立的，可

3、根据系统的不同要求而取这些辅件是相对独立的，可根据系统的不同要求而取舍，一些液压控制元件（各种控制阀）有时也以集成舍，一些液压控制元件（各种控制阀）有时也以集成的形式安装在液压泵站上。的形式安装在液压泵站上。气源装置气源装置气源装置气源装置则则由由由由空压机空压机空压机空压机、压缩空气的净化储存设备压缩空气的净化储存设备压缩空气的净化储存设备压缩空气的净化储存设备（后冷（后冷却器、油水分离器、储气罐、干燥器及输送管道）、却器、油水分离器、储气罐、干燥器及输送管道）、气动三联件气动三联件气动三联件气动三联件（分水过滤器、油雾器及减压阀）（分水过滤器、油雾器及减压阀）组成组成组成组成，还有一些还有

4、一些必要的辅件必要的辅件必要的辅件必要的辅件，如自动排水器、消声器、缓冲，如自动排水器、消声器、缓冲器等，这些辅件是向系统输送洁净的压缩空气所必不器等，这些辅件是向系统输送洁净的压缩空气所必不可少的。可少的。气压传动简介气压传动简介气压传动简介气压传动简介School of Mechanical and Electrical Engineering 中国矿业大学机电工程学院中国矿业大学机电工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件气源装置气源装置气源装置气源装置气源装置气源装置气源装置气源装置是向气动系统提供所需压缩空气的动力源。是向气动系统提供

5、所需压缩空气的动力源。它包括它包括空气压缩机空气压缩机空气压缩机空气压缩机（简称（简称空压机空压机空压机空压机）和）和气源处理系统气源处理系统气源处理系统气源处理系统两部分。两部分。u供气量供气量大于大于612m3/min时，应独立设置空气压缩站时，应独立设置空气压缩站（简称空压站）；（简称空压站）；u供气量供气量低于低于6m3/min时，可将空压机直接与主机安装在时，可将空压机直接与主机安装在一起一起。气压传动简介气压传动简介气压传动简介气压传动简介School of Mechanical and Electrical Engineering 中国矿业大学机电工程学院中国矿业大学机电工程学院

6、主要内容主要内容Part 2.1Part 2.1 空压站空压站空压站空压站Part 2.2Part 2.2 空压站机组变量计算和选择空压站机组变量计算和选择空压站机组变量计算和选择空压站机组变量计算和选择Part 2.3Part 2.3 空气净化处理装置空气净化处理装置空气净化处理装置空气净化处理装置Part 2.4Part 2.4 压缩空气分配及其输送管道压缩空气分配及其输送管道压缩空气分配及其输送管道压缩空气分配及其输送管道Part 2.5Part 2.5 气动辅件气动辅件气动辅件气动辅件School of Mechanical and Electrical Engineering 中国矿

7、业大学机电工程学院中国矿业大学机电工程学院第第2 2章章 能源装置及辅件能源装置及辅件第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件Part 2.1Part 2.1 空压站空压站空压站空压站空压站空压站空压站空压站主要由主要由空压机空压机空压机空压机、后冷却器后冷却器后冷却器后冷却器和和贮气罐贮气罐贮气罐贮气罐等组成，如等组成，如图图图图2-12-1所示所示。图图图图2-12-1 空压站的组成空压站的组成11空压机空压机 22后冷却器后冷却器 33贮气罐贮气罐1.1.空压机空压机空压机空压机 空压机是气压空压机是气压发生装置，是发生装置，是将将机械能机械能机

8、械能机械能转换转换为为气体压力能气体压力能气体压力能气体压力能的转换装置。的转换装置。气压传动简介气压传动简介气压传动简介气压传动简介School of Mechanical and Electrical Engineering 中国矿业大学机电工程学院中国矿业大学机电工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件 类型类型类型类型 空压机的种类很多，可按空压机的种类很多，可按工作原理工作原理工作原理工作原理、结构形式结构形式结构形式结构形式及及性能参数性能参数性能参数性能参数分类。分类。按按工作原理工作原理工作原理工作原理 可分为可分为容积型空压机

9、容积型空压机容积型空压机容积型空压机和和速度型空压机速度型空压机速度型空压机速度型空压机。容积型空。容积型空压机的工作原理是压机的工作原理是压缩空气的体积，使单位体积内空气分子的密压缩空气的体积，使单位体积内空气分子的密压缩空气的体积，使单位体积内空气分子的密压缩空气的体积，使单位体积内空气分子的密度增加以提高压缩空气的压力度增加以提高压缩空气的压力度增加以提高压缩空气的压力度增加以提高压缩空气的压力。速度型空压机的工作原理。速度型空压机的工作原理提高气提高气提高气提高气体分子的运动速度以增加气体的动能体分子的运动速度以增加气体的动能体分子的运动速度以增加气体的动能体分子的运动速度以增加气体的

10、动能，然后将分子动能转化为压然后将分子动能转化为压然后将分子动能转化为压然后将分子动能转化为压力能以提高压缩空气的压力力能以提高压缩空气的压力力能以提高压缩空气的压力力能以提高压缩空气的压力。按按结构形式结构形式结构形式结构形式 其分类如其分类如表表表表2-12-1所示。所示。表表表表2-12-1 空压机的结构类型空压机的结构类型 气压传动简介气压传动简介气压传动简介气压传动简介School of Mechanical and Electrical Engineering 中国矿业大学机电工程学院中国矿业大学机电工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装

11、置及辅件 按按输出压力大小输出压力大小输出压力大小输出压力大小 可分为：可分为：uu 低压空压机低压空压机低压空压机低压空压机 0.21.0MPa；uu 中压空压机中压空压机中压空压机中压空压机 1.010MPa；uu 高压空压机高压空压机高压空压机高压空压机 10100MPa；uu 超高压空压机超高压空压机超高压空压机超高压空压机 100MPa。按按输出流量输出流量输出流量输出流量 可分为：可分为：uu 微型微型微型微型 1m3/min；uu 小型小型小型小型 110m3/min；uu 中型中型中型中型 10100m3/min；uu 大型大型大型大型 100m3/min。气压传动简介气压传动

12、简介气压传动简介气压传动简介School of Mechanical and Electrical Engineering 中国矿业大学机电工程学院中国矿业大学机电工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件 工作原理工作原理工作原理工作原理 下面介绍常见的下面介绍常见的活塞式空压机活塞式空压机活塞式空压机活塞式空压机、叶片式空压机叶片式空压机叶片式空压机叶片式空压机和和螺杆式空压机螺杆式空压机螺杆式空压机螺杆式空压机。活塞式空压机活塞式空压机活塞式空压机活塞式空压机 图图图图2-22-2所示为所示为活塞式空压机活塞式空压机活塞式空压机活塞式空压机

13、，工作原理和单柱塞式液压泵工作的工作原理和单柱塞式液压泵工作的原理相仿，故不再赘述。原理相仿，故不再赘述。在这里，活塞的往复运动由在这里，活塞的往复运动由电动机带动曲柄滑块机构形成，电动机带动曲柄滑块机构形成，曲曲曲曲柄柄柄柄7 7的旋转运动转换为的旋转运动转换为滑块滑块滑块滑块5 5和和活塞活塞活塞活塞3 3的往复运动的往复运动。图图图图2-22-2 活塞式空压机工作原理图活塞式空压机工作原理图 11排气阀排气阀 22气缸气缸 33活塞活塞 44活塞杆活塞杆 55滑块滑块 66连杆连杆77曲柄曲柄 88吸气阀吸气阀 99阀门弹簧阀门弹簧活塞式空压机活塞式空压机活塞式空压机活塞式空压机的的优点

14、优点优点优点是是结构简单结构简单结构简单结构简单，使用寿命长使用寿命长使用寿命长使用寿命长，并且，并且容易实现大容量的高容易实现大容量的高容易实现大容量的高容易实现大容量的高压输出压输出压输出压输出，缺点缺点缺点缺点是是振动大振动大振动大振动大、噪声大噪声大噪声大噪声大，且，且输出有脉冲输出有脉冲输出有脉冲输出有脉冲，需要设置贮气罐需要设置贮气罐需要设置贮气罐需要设置贮气罐。气压传动简介气压传动简介气压传动简介气压传动简介School of Mechanical and Electrical Engineering 中国矿业大学机电工程学院中国矿业大学机电工程学院第二章第二章第二章第二章 能源

15、装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件叶片式空压机叶片式空压机叶片式空压机叶片式空压机 图图图图2-32-3所示为所示为叶叶叶叶片式空压机的工作原理片式空压机的工作原理片式空压机的工作原理片式空压机的工作原理。结构和工作原理与结构和工作原理与叶片叶片叶片叶片液压泵液压泵液压泵液压泵类似，在回转过类似，在回转过程中不需要活塞式空压程中不需要活塞式空压机中具有的吸气阀和排机中具有的吸气阀和排气阀。在转子的每一次气阀。在转子的每一次回转中，进行多次吸气、回转中，进行多次吸气、压缩和排气，输出压力压缩和排气，输出压力的脉动小的脉动小。图图图图2-32-3 叶片式空压机工作原理图叶片式空压

16、机工作原理图11机体机体 22转子转子 33叶片叶片气压传动简介气压传动简介气压传动简介气压传动简介School of Mechanical and Electrical Engineering 中国矿业大学机电工程学院中国矿业大学机电工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件 通常情况下，通常情况下，叶片式空压机叶片式空压机叶片式空压机叶片式空压机需采用润滑油对需采用润滑油对叶片叶片叶片叶片3 3、转子转子转子转子2 2和和机机机机体体体体1 1内部进行内部进行润滑润滑润滑润滑、冷却冷却冷却冷却和和密封密封密封密封，排出的压缩空气中含有大量的油

17、，排出的压缩空气中含有大量的油分。在排气口需要安装分。在排气口需要安装油分离器油分离器油分离器油分离器和和冷却器冷却器冷却器冷却器。在进气口设置。在进气口设置流量调流量调流量调流量调节阀节阀节阀节阀，根据排出气体压力的变化自动调节流量，使输出压力保持，根据排出气体压力的变化自动调节流量，使输出压力保持恒定恒定。优点优点优点优点：能连续排出：能连续排出脉动小的压缩空气脉动小的压缩空气脉动小的压缩空气脉动小的压缩空气，所以一般无需设置贮气，所以一般无需设置贮气罐，并且罐，并且结构简单结构简单结构简单结构简单、制造容易制造容易制造容易制造容易，操作维修方便操作维修方便操作维修方便操作维修方便，运转噪

18、声小运转噪声小运转噪声小运转噪声小。缺点缺点缺点缺点：叶片、转子和机体之间：叶片、转子和机体之间机械摩擦较大机械摩擦较大机械摩擦较大机械摩擦较大，产生，产生较高的能量较高的能量较高的能量较高的能量损失损失损失损失，因而，因而效率也较低效率也较低效率也较低效率也较低。叶片式空压机叶片式空压机叶片式空压机叶片式空压机 气压传动简介气压传动简介气压传动简介气压传动简介School of Mechanical and Electrical Engineering 中国矿业大学机电工程学院中国矿业大学机电工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件 螺杆式空

19、压机螺杆式空压机螺杆式空压机螺杆式空压机 螺杆式空压机的工作原理如螺杆式空压机的工作原理如图图图图2-42-4所示。结构和所示。结构和工作原理和螺杆液压泵类似，这里所举的结构螺杆数为两根工作原理和螺杆液压泵类似，这里所举的结构螺杆数为两根。图图图图2-4 2-4 螺杆式空压机工作原理螺杆式空压机工作原理a a）吸气吸气 b b）压缩压缩 c c）排气排气螺杆式空压机与叶片式空压机一样，也需加油进行螺杆式空压机与叶片式空压机一样，也需加油进行冷却冷却冷却冷却、润滑润滑润滑润滑及及密封密封密封密封，在出口处也要设置，在出口处也要设置油分离器油分离器油分离器油分离器。螺杆式空压机的螺杆式空压机的优点

20、优点优点优点是是排气压排气压排气压排气压力脉动小力脉动小力脉动小力脉动小，输出流量大输出流量大输出流量大输出流量大，无需无需无需无需设置贮气罐设置贮气罐设置贮气罐设置贮气罐，结构中无易损件结构中无易损件结构中无易损件结构中无易损件，寿命长寿命长寿命长寿命长，效率高效率高效率高效率高。缺点缺点缺点缺点是是制造制造制造制造精度要求高精度要求高精度要求高精度要求高，运转噪声大运转噪声大运转噪声大运转噪声大，且，且由于结构刚度的限制，由于结构刚度的限制，只适合只适合只适合只适合于中低压范围使用于中低压范围使用于中低压范围使用于中低压范围使用。气压传动简介气压传动简介气压传动简介气压传动简介School

21、 of Mechanical and Electrical Engineering 中国矿业大学机电工程学院中国矿业大学机电工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件2.2.后冷却器后冷却器后冷却器后冷却器 后冷却器后冷却器后冷却器后冷却器作用是使温度高达作用是使温度高达120150120150的空压机排出的气体冷却的空压机排出的气体冷却到到40504050，并使其中的，并使其中的水蒸气水蒸气水蒸气水蒸气和被高温氧化变质的和被高温氧化变质的油雾油雾油雾油雾冷凝成水冷凝成水滴和油滴，以便对压缩空气实施进一步净化处理滴和油滴，以便对压缩空气实施进一步

22、净化处理。后冷却器有后冷却器有风冷式风冷式风冷式风冷式和和水冷式水冷式水冷式水冷式两大类。两大类。风冷式风冷式风冷式风冷式是是靠靠风扇风扇风扇风扇产生的冷空气吹向带散热片的热空气管道。产生的冷空气吹向带散热片的热空气管道。经风冷后的压缩空气出口温度大约比环境温度高经风冷后的压缩空气出口温度大约比环境温度高15左右。左右。水冷式水冷式水冷式水冷式是通过强迫是通过强迫冷却水冷却水冷却水冷却水与与压缩空气压缩空气压缩空气压缩空气反方向流动反方向流动反方向流动反方向流动来进行冷却，如来进行冷却，如图图图图2-52-5所示。压缩空所示。压缩空气出口温度大约比环境温度高气出口温度大约比环境温度高10左右左

23、右。图图图图2-52-5 后冷却器后冷却器 后冷却器上应装有后冷却器上应装有自动排水器自动排水器自动排水器自动排水器，以排除冷凝水，以排除冷凝水和油滴等杂质和油滴等杂质。气压传动简介气压传动简介气压传动简介气压传动简介School of Mechanical and Electrical Engineering 中国矿业大学机电工程学院中国矿业大学机电工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件3.3.贮气罐贮气罐贮气罐贮气罐 贮气罐贮气罐贮气罐贮气罐作用是：作用是：1 1）贮存一定的压缩空气，保证贮存一定的压缩空气，保证连续供气连续供气连续供气连

24、续供气；2 2）当空压机停机、突然停电等意外事故发生时，可用贮气当空压机停机、突然停电等意外事故发生时，可用贮气罐中贮存的压缩空气实施罐中贮存的压缩空气实施应急处理应急处理应急处理应急处理，保证安全保证安全保证安全保证安全；3 3）减小空压机输出气流的脉动，减小空压机输出气流的脉动，稳定输出稳定输出稳定输出稳定输出；4 4）降低空气温度，降低空气温度，分离压缩空气中的部分水分和油分分离压缩空气中的部分水分和油分分离压缩空气中的部分水分和油分分离压缩空气中的部分水分和油分。气压传动简介气压传动简介气压传动简介气压传动简介School of Mechanical and Electrical En

25、gineering 中国矿业大学机电工程学院中国矿业大学机电工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件确定确定贮气罐容积贮气罐容积贮气罐容积贮气罐容积时，应考虑以下两方面因素：时，应考虑以下两方面因素：1）当空压机或外部管网突然停止供气后当空压机或外部管网突然停止供气后当空压机或外部管网突然停止供气后当空压机或外部管网突然停止供气后，贮气罐中贮存的压缩空，贮气罐中贮存的压缩空气应保证气动系统工作一定时间。气应保证气动系统工作一定时间。贮气罐容积贮气罐容积贮气罐容积贮气罐容积V V（mm3 3）由下式计算：）由下式计算：（2-12-12-12-1）

26、式中式中 p pa a大气绝对压力，大气绝对压力，MPaMPa；p p1 1突然停电时气罐内的初始绝对压力，突然停电时气罐内的初始绝对压力，MPaMPa；p p2 2气动系统的最低工作绝对压力，气动系统的最低工作绝对压力，MPaMPa；t t 停电后气罐应维持的供气时间，停电后气罐应维持的供气时间，minmin；q qmaxmax气动系统的最大耗气流量，气动系统的最大耗气流量，mm3 3/min(ANR)/min(ANR)。气压传动简介气压传动简介气压传动简介气压传动简介School of Mechanical and Electrical Engineering 中国矿业大学机电工程学院中国

27、矿业大学机电工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件2）当气动系统用气量大于空压机的排量时当气动系统用气量大于空压机的排量时当气动系统用气量大于空压机的排量时当气动系统用气量大于空压机的排量时，应按下式计算，应按下式计算贮气罐贮气罐贮气罐贮气罐容积容积容积容积V V（mm3 3）（2-22-22-22-2）式中式中 V V0 0气动系统在工作周期气动系统在工作周期t内所消耗的自由空气体积，内所消耗的自由空气体积，mm3 3；q qv v空压机或外部管网供给的空气流量，空压机或外部管网供给的空气流量，mm3 3/min(ANR)/min(ANR)

28、；t t气动设备和装置的工作周期，气动设备和装置的工作周期，minmin；p pa a大气绝对压力，大气绝对压力，MPaMPa；p p1 1贮气罐内的气体绝对压力，贮气罐内的气体绝对压力，MPaMPa；p p2 2贮气罐内气体允许降至的最低绝对压力，贮气罐内气体允许降至的最低绝对压力，MPaMPa。取取式（式（式（式（2-12-1）与与式（式（式（式（2-22-2）计算出的最大容积为贮气罐容积计算出的最大容积为贮气罐容积 。气压传动简介气压传动简介气压传动简介气压传动简介第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件Part 2.2Part 2.2 空压站机

29、组容量计算空压站机组容量计算空压站机组容量计算空压站机组容量计算和和选择选择选择选择空压站机组容量选择的依据是空压站机组容量选择的依据是气动系统的工作压力气动系统的工作压力气动系统的工作压力气动系统的工作压力和和流量流量流量流量。1.1.输出流量的确定输出流量的确定输出流量的确定输出流量的确定 在确定空压站机组输出流量时，应以在确定空压站机组输出流量时，应以气动系统最大耗气量气动系统最大耗气量气动系统最大耗气量气动系统最大耗气量为基础，为基础，并考虑气动设备和系统管道阀门并考虑气动设备和系统管道阀门泄漏量泄漏量泄漏量泄漏量，以及各种气动设备，以及各种气动设备是否是否是否是否同时连续用气同时连续

30、用气同时连续用气同时连续用气等因素。空压站机组的等因素。空压站机组的输出流量输出流量输出流量输出流量可由可由式（式（式（式（2-32-3）确确 定。定。（2-32-32-32-3）式中式中 q qC C空压站机组的输出流量；空压站机组的输出流量；q q气动系统的最大耗气量；气动系统的最大耗气量；k k1 1漏损系数，漏损系数，k k1 1=1.151.5=1.151.5；k k2 2备用系数，备用系数，k k2 2=1.31.6=1.31.6；k k3 3利用系数，参照利用系数，参照图图图图2-52-5选取选取。气压传动简介气压传动简介气压传动简介气压传动简介School of Mechani

31、cal and Electrical Engineering 中国矿业大学机电工程学院中国矿业大学机电工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件uu k k1 1是考虑气动元件、管接头等处的是考虑气动元件、管接头等处的泄漏泄漏泄漏泄漏，尤其是气动工具等的，尤其是气动工具等的磨损泄漏磨损泄漏磨损泄漏磨损泄漏；uu k k2 2是考虑系统中增添新的气动是考虑系统中增添新的气动设备设备设备设备的余量的余量的余量的余量，系数大小视具体情况而定；，系数大小视具体情况而定；uu k k3 3是考虑到是考虑到多台设备不一定同时使多台设备不一定同时使多台设备不一

32、定同时使多台设备不一定同时使用用用用的情况，若同时使用，令的情况，若同时使用，令k k3 3=1=1。图图图图2-52-5 利用系数利用系数k31.1.输出流量的确定输出流量的确定输出流量的确定输出流量的确定 气压传动简介气压传动简介气压传动简介气压传动简介School of Mechanical and Electrical Engineering 中国矿业大学机电工程学院中国矿业大学机电工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件2.2.输出压力的确定输出压力的确定输出压力的确定输出压力的确定 输出压力输出压力输出压力输出压力由下式确定由下式确

33、定（2-42-42-42-4）式中式中 p p气动系统的工作压力；气动系统的工作压力；p p 气动系统总的压力损失气动系统总的压力损失。气动系统的气动系统的工作压力工作压力工作压力工作压力应理解为系统中各个气动执行元件工作的应理解为系统中各个气动执行元件工作的最高工作压力。最高工作压力。气动系统的气动系统的总压力损失总压力损失总压力损失总压力损失除考虑管路的沿程阻力损失和局部阻力除考虑管路的沿程阻力损失和局部阻力损失外，还应考虑为保证减压阀的稳压性能所必需的最低输入压损失外，还应考虑为保证减压阀的稳压性能所必需的最低输入压力，以及气动元件工作时的压降损失力，以及气动元件工作时的压降损失。气压传

34、动简介气压传动简介气压传动简介气压传动简介School of Mechanical and Electrical Engineering 中国矿业大学机电工程学院中国矿业大学机电工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件Part 2.3Part 2.3 空气净化处理装置空气净化处理装置空气净化处理装置空气净化处理装置1.1.对气压传动介质的质量要求对气压传动介质的质量要求对气压传动介质的质量要求对气压传动介质的质量要求 通常从通常从空压站空压站空压站空压站输出的压缩空气总会有不少输出的压缩空气总会有不少污染物污染物污染物污染物，例如，例如灰尘灰尘

35、灰尘灰尘、铁屑铁屑铁屑铁屑和和积垢积垢积垢积垢等固态颗粒，等固态颗粒，压缩机润滑油压缩机润滑油压缩机润滑油压缩机润滑油、冷凝水冷凝水冷凝水冷凝水和和酸性冷凝液酸性冷凝液酸性冷凝液酸性冷凝液以及以及其其其其他他油类油类油类油类和和碳氢化合物碳氢化合物碳氢化合物碳氢化合物等。等。如果不除去污染物，将导致机器和控制装置故障，损害如果不除去污染物，将导致机器和控制装置故障，损害产品质量，增加气动设备和系统维护成本。产品质量，增加气动设备和系统维护成本。据统计，气动系统的故障，据统计，气动系统的故障，70%70%以上是由于压缩空气的以上是由于压缩空气的质量问题造成的，压缩空气必须经过处理才能使用质量问题

36、造成的，压缩空气必须经过处理才能使用。气压传动简介气压传动简介气压传动简介气压传动简介School of Mechanical and Electrical Engineering 中国矿业大学机电工程学院中国矿业大学机电工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件不同的气动元件、设备，对空气质量的要求不同。不同的气动元件、设备，对空气质量的要求不同。表表表表2-22-2所示为某所示为某些典型应用推荐的空气质量等级些典型应用推荐的空气质量等级。应应 用用固体粒子固体粒子水水 分分油油 分分应应 用用固体粒子固体粒子水水 分分油油 分分空气空气搅搅拌

37、拌353胶片生胶片生产产111制鞋制靴机制鞋制靴机465土木建筑土木建筑455制制砖砖、制玻璃机、制玻璃机465喷喷砂砂33零件清洗零件清洗464喷喷涂（漆）涂（漆）3321颗颗粒粒产产品品输输送送263焊焊机机435粉状粉状产产品品输输送送233轻轻型气型气马马达达3313铸铸造机械造机械465气缸气缸335食品食品饮饮料加工料加工261气气动传动传感器感器2212采采矿矿455逻辑逻辑元件元件464包装、服装机械包装、服装机械4332射流元件射流元件2212表表表表2-22-2 某些典型应用推荐的空气质量等级某些典型应用推荐的空气质量等级 常用的压缩空气净化处理装置除了前述常用的压缩空气净

38、化处理装置除了前述后冷却器外后冷却器外后冷却器外后冷却器外，还有，还有油水分油水分油水分油水分离器离器离器离器、干燥器干燥器干燥器干燥器、气动二联件气动二联件气动二联件气动二联件（分水过滤器和油雾器）等器件（分水过滤器和油雾器）等器件。气压传动简介气压传动简介气压传动简介气压传动简介第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件2.2.油水分离器油水分离器油水分离器油水分离器 油水分离器油水分离器油水分离器油水分离器作用是将压缩空气中的作用是将压缩空气中的冷凝水冷凝水冷凝水冷凝水和和油污油污油污油污等杂质分离出等杂质分离出来，使来，使压缩空气压缩空气压缩空气

39、压缩空气得到得到初步净化初步净化初步净化初步净化。图图图图2-62-6所示所示油水分离器油水分离器油水分离器油水分离器采用采用惯性分离原理惯性分离原理惯性分离原理惯性分离原理。因固态、液态物质的密度比气态物质的密度因固态、液态物质的密度比气态物质的密度大得多，依靠气流撞击隔离壁时的折转和旋大得多，依靠气流撞击隔离壁时的折转和旋转离心作用，使气体上浮，液态和固态物下转离心作用，使气体上浮，液态和固态物下沉，固液态杂质积聚在容器底部，经排污阀沉，固液态杂质积聚在容器底部，经排污阀排出排出。为了提高油水分离的效果，气流回转后为了提高油水分离的效果，气流回转后的上升速度的上升速度越小越好越小越好越小越

40、好越小越好，不使容器内径过大，不使容器内径过大，速度宜为速度宜为1m/s1m/s左右左右。图图图图2-6 2-6 油水分离器油水分离器气压传动简介气压传动简介气压传动简介气压传动简介School of Mechanical and Electrical Engineering 中国矿业大学机电工程学院中国矿业大学机电工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件3 3.干燥器干燥器干燥器干燥器 （1 1）冷冻式空气干燥器）冷冻式空气干燥器）冷冻式空气干燥器）冷冻式空气干燥器 冷冻式空气干燥器冷冻式空气干燥器工作原理工作原理工作原理工作原理是使湿空气冷

41、却到其是使湿空气冷却到其露点温度露点温度露点温度露点温度以下，以下，使空气中水蒸气凝结成水滴并予以排除，然后再将压缩空气加热使空气中水蒸气凝结成水滴并予以排除，然后再将压缩空气加热至环境温度后输出至环境温度后输出。冷冻式干燥器冷冻式干燥器冷冻式干燥器冷冻式干燥器具有具有结构紧凑结构紧凑结构紧凑结构紧凑、使用方便使用方便使用方便使用方便、维护费用较低维护费用较低维护费用较低维护费用较低等优点，等优点，适用于空气处理量较大、露点温度不是太低的场合。适用于空气处理量较大、露点温度不是太低的场合。冷冻式干燥器选用时，应考虑冷冻式干燥器选用时，应考虑进气温度进气温度进气温度进气温度、压力压力压力压力及及

42、环境温度环境温度环境温度环境温度和和空气空气空气空气处理量处理量处理量处理量。气压传动简介气压传动简介气压传动简介气压传动简介School of Mechanical and Electrical Engineering 中国矿业大学机电工程学院中国矿业大学机电工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件图图图图2-72-7所示为所示为冷冻式干燥器冷冻式干燥器冷冻式干燥器冷冻式干燥器的工的工作原理。进入干燥器的空气首先作原理。进入干燥器的空气首先进入进入热交换器热交换器热交换器热交换器1 1初步冷却，析出初步冷却，析出空气中的水分和油分并从空气中的

43、水分和油分并从分离器分离器分离器分离器2 2排出。空气再进入排出。空气再进入致冷器致冷器致冷器致冷器4 4，进，进一步冷却到一步冷却到2525，使空气中含，使空气中含有的有的汽态水分汽态水分汽态水分汽态水分、油分油分油分油分等由于温度等由于温度的降低而进一步大量析出，经分的降低而进一步大量析出，经分离器排出。冷却后的空气再进入离器排出。冷却后的空气再进入热交换器加热输出热交换器加热输出。图图图图2-72-7 冷冻式空气干燥器工作原理冷冻式空气干燥器工作原理11热交换器热交换器 22分离器分离器 33致冷机致冷机 44致冷器致冷器气压传动简介气压传动简介气压传动简介气压传动简介School of

44、 Mechanical and Electrical Engineering 中国矿业大学机电工程学院中国矿业大学机电工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件（2 2）吸附式空气干燥器）吸附式空气干燥器）吸附式空气干燥器）吸附式空气干燥器 吸附式空气干燥器吸附式空气干燥器吸附式空气干燥器吸附式空气干燥器是利用是利用吸附剂吸附剂吸附剂吸附剂（如（如硅胶硅胶硅胶硅胶、活性氧化铝活性氧化铝活性氧化铝活性氧化铝、分子分子分子分子筛筛筛筛等）吸附空气中水蒸气的一种空气净化装置。吸附剂吸附湿空等）吸附空气中水蒸气的一种空气净化装置。吸附剂吸附湿空气中的水蒸

45、气后将达到饱和状态。气中的水蒸气后将达到饱和状态。为了连续工作，就必须使吸附剂中的水分再排除掉，使吸附剂为了连续工作，就必须使吸附剂中的水分再排除掉，使吸附剂恢复到干燥状态，称为恢复到干燥状态，称为吸附剂的再生吸附剂的再生吸附剂的再生吸附剂的再生（亦称（亦称脱附脱附脱附脱附）。）。吸附剂的再生方法有吸附剂的再生方法有加热再生加热再生加热再生加热再生和和无热再生无热再生无热再生无热再生两种。目前两种。目前无热再生无热再生无热再生无热再生吸附式空气干燥器吸附式空气干燥器吸附式空气干燥器吸附式空气干燥器得到广泛应用。得到广泛应用。气压传动简介气压传动简介气压传动简介气压传动简介School of M

46、echanical and Electrical Engineering 中国矿业大学机电工程学院中国矿业大学机电工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件无热再生式干燥器无热再生式干燥器无热再生式干燥器无热再生式干燥器利用吸附剂的变压利用吸附剂的变压吸附原理，即吸附剂压力高时吸附水吸附原理，即吸附剂压力高时吸附水分多，压力低时吸附水分少。分多，压力低时吸附水分少。图图图图2-82-8所示为一种无热再生吸附式空所示为一种无热再生吸附式空气干燥器气干燥器工作原理图工作原理图工作原理图工作原理图。有两个填满吸。有两个填满吸附剂的相同附剂的相同容器容器

47、容器容器1 1和和2 2。湿空气经。湿空气经二位二位二位二位五通阀五通阀五通阀五通阀从从容器容器容器容器1 1的底部流入，通过吸的底部流入，通过吸附剂层流到上部，空气中的水分被吸附剂层流到上部，空气中的水分被吸附剂吸收，干燥后的空气经单向阀输附剂吸收，干燥后的空气经单向阀输出，供系统使用。与此同时，输出的出，供系统使用。与此同时，输出的干燥空气量的干燥空气量的10%20%10%20%经节流阀流经节流阀流入入再生筒再生筒再生筒再生筒2 2，使吸附剂再生。，使吸附剂再生。图图图图2-82-8 无热再生吸附无热再生吸附式干燥器式干燥器气压传动简介气压传动简介气压传动简介气压传动简介School of

48、 Mechanical and Electrical Engineering 中国矿业大学机电工程学院中国矿业大学机电工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件由于再生筒的底部经阀与大气相通，使流由于再生筒的底部经阀与大气相通，使流入再生筒的干燥空气迅速减压，并流经筒入再生筒的干燥空气迅速减压，并流经筒中已达饱和状态的吸附层，吸附在吸附剂中已达饱和状态的吸附层，吸附在吸附剂上的水分就会被上的水分就会被脱附脱附脱附脱附。脱附出来的水分随。脱附出来的水分随空气经阀排向大气。由此实现无需外加热空气经阀排向大气。由此实现无需外加热而使吸附剂再生而使吸附剂

49、再生。图图图图2-82-8中中干燥器的干燥器的干燥器的干燥器的1 1、2 2两筒两筒两筒两筒轮流干燥和再轮流干燥和再生，交替工作。通常由控制器来操作（生，交替工作。通常由控制器来操作（工工工工作周期为作周期为作周期为作周期为510min510min），使吸附剂轮流吸附），使吸附剂轮流吸附和再生。这样就可以获得连续输出的干燥和再生。这样就可以获得连续输出的干燥压缩空气，压缩空气，二位二通阀二位二通阀二位二通阀二位二通阀的作用是使再生筒的作用是使再生筒在转为吸附干燥前预先充压，防止再生和在转为吸附干燥前预先充压，防止再生和干燥转换时输出流量的波动干燥转换时输出流量的波动。图图图图2-82-8 无热

50、再生吸附无热再生吸附式干燥器式干燥器气压传动简介气压传动简介气压传动简介气压传动简介School of Mechanical and Electrical Engineering 中国矿业大学机电工程学院中国矿业大学机电工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件4 4.分水过滤器分水过滤器分水过滤器分水过滤器 分水过滤器分水过滤器分水过滤器分水过滤器能除去压缩空气中的能除去压缩空气中的冷凝水冷凝水冷凝水冷凝水，颗颗颗颗粒杂质粒杂质粒杂质粒杂质和和油滴油滴油滴油滴，具有较强的滤尘能力，如，具有较强的滤尘能力，如图图图图2-92-9所示。所示。工作原