氣動(dòng)與液壓技術(shù)南通職業(yè)大學(xué)2024年8月任務(wù)導(dǎo)入想一想你家的電和水從何來(lái)，源頭在哪里，它是如何一步步進(jìn)入每家每戶的？項(xiàng)目三

氣源裝置及輔助元件

用戶發(fā)電廠輸配電設(shè)施任務(wù)導(dǎo)入氣動(dòng)系統(tǒng)供氣與生活中供電、供水系統(tǒng)類似吆。項(xiàng)目三

氣源裝置及輔助元件

項(xiàng)目三

氣源裝置及輔助元件

通過(guò)冬日里玻璃窗上的水珠和使用后臟污的空調(diào)濾網(wǎng)，我們清楚地知道空氣中存在水蒸氣和灰塵，而未經(jīng)處理的壓縮空氣會(huì)導(dǎo)致氣動(dòng)元件生銹或卡阻，致使機(jī)械動(dòng)作失靈。那么，如何準(zhǔn)備干凈的氣源作為動(dòng)力源提供給氣動(dòng)系統(tǒng)呢？任務(wù)描述氣源處理裝置壓縮空氣發(fā)生裝置氣源凈化裝置供氣管道系統(tǒng)項(xiàng)目三

氣源裝置及輔助元件

項(xiàng)目三

氣源裝置及輔助元件

氣源裝置是用于產(chǎn)生、處理和儲(chǔ)存壓縮空氣的設(shè)備，給氣動(dòng)系統(tǒng)提供清潔、干燥且具有一定壓力和流量的壓縮空氣，其主體部分是空氣壓縮機(jī)。但經(jīng)空氣壓縮機(jī)輸出的空氣常含有灰塵、水蒸氣及油分等各種雜質(zhì)成分，不能直接為設(shè)備所用，因此氣源裝置中還應(yīng)包括凈化裝置。

氣動(dòng)輔助元件具有提高系統(tǒng)元件連接可靠性、延長(zhǎng)使用壽命以及改善工作環(huán)境等功能。氣源裝置是氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的重要組成部分，給系統(tǒng)提供足夠清潔、干燥且具有一定壓力和流量的壓縮空氣。氣源裝置的組成，如圖3-1所示。圖3-1?氣源裝置的組成1-空壓機(jī)；2-冷卻器；3-油水分離器；4、7-貯氣罐；5-干燥器；6-過(guò)濾器；8-加熱器；9-四通閥任務(wù)一氣源裝置壓縮空氣站在大中型企業(yè)生產(chǎn)作業(yè)中所使用的壓縮空氣，一般都采用集中供氣的方式。集中供氣由壓縮空氣站完成空壓站外景空壓站內(nèi)部任務(wù)一氣源裝置壓縮空氣站較復(fù)雜空氣站組成示意圖空壓站中有空氣壓縮機(jī)，凈化裝置、儲(chǔ)氣裝置和配氣室等設(shè)備和設(shè)施。任務(wù)一氣源裝置壓縮空氣站空氣站組成部件安裝示意圖任務(wù)一氣源裝置任務(wù)一氣源裝置一、氣源裝置的作用和工作原理

通過(guò)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的空氣壓縮機(jī)，將大氣壓力狀態(tài)下的空氣壓縮到較高的壓力狀態(tài)，輸送到氣動(dòng)系統(tǒng)。壓力開(kāi)關(guān)根據(jù)壓力的大小來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止。任務(wù)一氣源裝置

當(dāng)小氣罐內(nèi)壓力上升到調(diào)定的最高壓力時(shí)，壓力開(kāi)關(guān)發(fā)出信號(hào)讓電動(dòng)機(jī)停止工作；當(dāng)小氣罐內(nèi)壓力降至調(diào)定的最低壓力時(shí)，壓力開(kāi)關(guān)又發(fā)出信號(hào)讓電動(dòng)機(jī)重新工作。當(dāng)小氣罐內(nèi)壓力超過(guò)允許限度時(shí)，安全閥自動(dòng)打開(kāi)向外排氣，以保證空氣壓縮機(jī)的安全。任務(wù)一氣源裝置

當(dāng)大氣罐內(nèi)壓力超過(guò)允許限度時(shí)，安全閥自動(dòng)打開(kāi)向外排氣，以保證大氣罐的安全。單向閥在空氣壓縮機(jī)不工作時(shí)，用于阻止壓縮空氣反向流動(dòng)。后冷卻器通過(guò)降低壓縮空氣的溫度，將水蒸氣及污油霧冷凝成液態(tài)水滴和油滴。油水分離器用于進(jìn)一步將壓縮空氣中的水、油等污染物分離出來(lái)。

在后冷卻器、油水分離器、空氣壓縮機(jī)和氣罐等的最低處，都需設(shè)手動(dòng)或自動(dòng)排水器，以便于排除各處冷凝的液態(tài)油、水等污染物。任務(wù)一氣源裝置二、空氣壓縮機(jī)

空氣壓縮機(jī)的作用是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為壓縮空氣的壓力能，供氣動(dòng)機(jī)械使用。

在氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，一般使用工作壓力為0.7MPa~1MPa的空氣壓縮機(jī)。打氣筒也是一種空壓機(jī)任務(wù)一氣源裝置二、空氣壓縮機(jī)1．空氣壓縮機(jī)的種類容積型空氣壓縮機(jī)容積型空壓機(jī)依靠變化的工作容積來(lái)壓縮空氣。速度型速度型空壓機(jī)利用高速氣流突然受阻而停滯，將動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓力能來(lái)工作。容積型空壓機(jī)分為活塞式、葉片式和膜片式等。速度型空壓機(jī)分為離心式和軸流式等任務(wù)一氣源裝置二、空氣壓縮機(jī)1．空氣壓縮機(jī)的種類

活塞式膜片式滑片式螺桿式離心式軸流式類型具體分類用途容積型往復(fù)式活塞式大流量的供氣站供氣設(shè)備膜片式小流量供氣設(shè)備旋轉(zhuǎn)式滑片式精密氣動(dòng)設(shè)備供氣設(shè)備螺桿式低噪聲供氣設(shè)備速度型離心式一般供氣設(shè)備軸流式大型供氣系統(tǒng)設(shè)備空氣壓縮機(jī)參數(shù)空氣壓縮機(jī)主要技術(shù)參數(shù)：1.工作壓力（排氣壓力）（Mpa）2.流量（排氣量）（m3/min，折算成進(jìn)氣狀態(tài)的量）3.功率（KW，驅(qū)動(dòng)電機(jī)或柴油機(jī)銘牌功率）任務(wù)一氣源裝置任務(wù)一氣源裝置二、空氣壓縮機(jī)2．空氣壓縮機(jī)的工作原理

應(yīng)用最廣泛的是活塞式空壓機(jī)，其通過(guò)曲柄連桿機(jī)構(gòu)使活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)吸氣、壓氣，并達(dá)到提高氣體壓力的目的。

活塞式空壓機(jī)分為單級(jí)式和多級(jí)式。單級(jí)活塞式空壓機(jī)常用于0.3～0.7MPa壓力的氣動(dòng)系統(tǒng)?；钊娇諝鈮嚎s機(jī)任務(wù)一氣源裝置2．空氣壓縮機(jī)的工作原理

活塞向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，左腔容積增加，壓力下降，而當(dāng)壓力低于大氣壓（Pa）時(shí)，吸氣閥被打開(kāi)，氣體進(jìn)入氣缸內(nèi)，此為吸氣過(guò)程。當(dāng)活塞向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，吸氣閥關(guān)閉，缸內(nèi)氣體被壓縮，壓力升高，此過(guò)程即為壓縮過(guò)程。當(dāng)缸內(nèi)氣體壓力高于排氣管道內(nèi)的壓力時(shí)，頂開(kāi)排氣閥，壓縮空氣被排入排氣管內(nèi)，此過(guò)程為排氣過(guò)程。至此，完成一個(gè)工作循環(huán)。電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)曲柄做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)連桿、滑塊、活塞桿，推動(dòng)活塞做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，空氣壓縮機(jī)就連續(xù)輸出高壓氣體?；钊娇諝鈮嚎s機(jī)任務(wù)一氣源裝置2．空氣壓縮機(jī)的工作原理任務(wù)一氣源裝置

當(dāng)單級(jí)活塞式空壓機(jī)的供氣壓力超過(guò)0.6MPa時(shí)，產(chǎn)生的大量熱量將大大降低空壓機(jī)的效率，因此常采用二級(jí)活塞式空壓機(jī)，如圖所示。若最終壓力為0.7MPa，通常第一級(jí)活塞將空氣壓縮到0.3MPa，第二級(jí)活塞將空氣壓縮到0.7MPa。為了提高工作效率，空壓機(jī)設(shè)置了中間冷卻器，用來(lái)降低第二級(jí)活塞的進(jìn)口空氣溫度。二級(jí)活塞式空壓機(jī)空氣壓縮機(jī)螺桿式空氣壓縮機(jī)類型

兩相互嚙合的螺旋轉(zhuǎn)子以相反方向運(yùn)動(dòng)，它們當(dāng)中的自由空間的容積逐漸增大時(shí)，空氣經(jīng)開(kāi)啟進(jìn)氣口的空氣調(diào)節(jié)閥進(jìn)入空壓機(jī)。任務(wù)一氣源裝置空氣壓縮機(jī)螺桿式空氣壓縮機(jī)任務(wù)一氣源裝置任務(wù)資訊空氣壓縮機(jī)葉片式空氣壓縮機(jī)類型葉片式空壓機(jī)的轉(zhuǎn)子偏心地安裝在定子內(nèi)，一組滑片插在轉(zhuǎn)子的放射槽內(nèi)。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，各滑片主要靠離心作用緊貼在定子內(nèi)壁。任務(wù)一氣源裝置任務(wù)一氣源裝置3．空氣壓縮機(jī)的選用按額定排氣壓力的高低低壓（0.7MPa）空氣壓縮機(jī)中壓（1MPa）空氣壓縮機(jī)高壓（10MPa）空氣壓縮機(jī)超高壓（100MPa）空氣壓縮機(jī)大型（大于100m3/min）空氣壓縮機(jī)按輸出氣體流量的大小微型（小于1m3/min）空氣壓縮機(jī)小型（1~10m3/min）空氣壓縮機(jī)中型（10~100m3/min）空氣壓縮機(jī)空氣壓縮機(jī)的額定壓力應(yīng)等于或略高于所需的工作壓力，其流量以氣動(dòng)設(shè)備最大耗氣量為基礎(chǔ)，并且要考慮管路、閥的泄漏量及各種氣動(dòng)設(shè)備是否同時(shí)工作等因素。任務(wù)一氣源裝置三、氣源凈化裝置1后冷卻器常用的氣源凈化裝置2油水分離器3干燥器4空氣過(guò)濾器5儲(chǔ)氣罐任務(wù)一氣源裝置1．后冷卻器1）后冷卻器的作用

后冷卻器安裝在空壓機(jī)出口管道上，對(duì)空壓機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣進(jìn)行冷卻降溫處理?？諌簷C(jī)的排氣溫度通常為70～180℃，且含有大量的水蒸氣和油霧，經(jīng)過(guò)后冷卻器，可以使壓縮空氣的溫度降至40～50℃，使其中的大部分水分和油霧冷凝析出，以便去除，避免對(duì)氣動(dòng)元件造成不良影響。任務(wù)一氣源裝置2）后冷卻器的類型和工作原理

后冷卻器的結(jié)構(gòu)形式有蛇形管式、列管式、散熱片式、管套式。

按冷卻方式不同，后冷卻器又可分為風(fēng)冷式和水冷式兩種。

水冷式后冷卻器的散熱面積大，熱交換均勻，分水效率高，常用于中型和大型空壓機(jī)，適用于進(jìn)口壓縮空氣溫度低于200℃、空氣處理量大、濕度大、粉塵多的場(chǎng)合。水冷式后冷卻器主要技術(shù)參數(shù)：1.入口空氣溫度（℃）;2.出口空氣溫度（℃）；3.冷卻水量（L/min）;4.冷卻水溫度（℃）任務(wù)一氣源裝置熱空氣在蛇形管內(nèi)流動(dòng)，冷卻水在管外的水套中流動(dòng)，冷卻水與熱空氣反方向流動(dòng)，可以提高冷卻效率。降溫后的壓縮空氣溫度一般比冷卻水的溫度高10℃。蛇形水冷式后冷卻器蛇形管式后冷卻器最為常用。任務(wù)一氣源裝置列管式后冷卻器任務(wù)一氣源裝置后冷卻器使用時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：（1）應(yīng)安裝在容易維修和保養(yǎng)的位置，離墻體或其他設(shè)備至少5～20cm。（2）應(yīng)設(shè)置斷水報(bào)警裝置，及時(shí)發(fā)出冷卻故障信號(hào)。（3）為避免污染物降低冷卻效能或者冷卻管道被腐蝕，應(yīng)在冷卻水的進(jìn)口處設(shè)置過(guò)濾器。（4）要定期排放冷凝水。（5）后冷卻器都應(yīng)安裝在空氣壓縮機(jī)出口處的管道上。任務(wù)一氣源裝置三、氣源凈化裝置2．油水分離器1）油水分離器的作用

油水分離器安裝在后冷卻器的出氣管路上，作用是將冷卻的壓縮空氣中的水分、油分和灰塵等雜質(zhì)分離出來(lái)，初步凈化壓縮空氣。任務(wù)一氣源裝置2）油水分離器的類型和工作原理油水分離器的結(jié)構(gòu)形式有環(huán)形回轉(zhuǎn)式、撞擊折回式、離心旋轉(zhuǎn)式、水浴式及以上形式的組合等。油水分離器主要利用回轉(zhuǎn)離心、撞擊、水浴等方法使水滴、油滴及其他雜質(zhì)顆粒從壓縮空氣中分離出來(lái)。任務(wù)一氣源裝置壓縮空氣由進(jìn)氣管進(jìn)入油水分離器，氣流受到隔板的阻擋轉(zhuǎn)折向下，然后上升，產(chǎn)生環(huán)形回轉(zhuǎn)。氣流在回轉(zhuǎn)過(guò)程中，壓縮空氣中凝結(jié)的水滴、油滴等雜質(zhì)受到離心力和慣性的作用被“甩”出來(lái)，沉降于殼體底部，通過(guò)下部的油水排放口自動(dòng)或手動(dòng)排出。撞擊折回式油水分離器撞擊折回式油水分離器應(yīng)用較多。任務(wù)一氣源裝置撞擊折回式油水分離器任務(wù)一氣源裝置三、氣源凈化裝置3．干燥器1）干燥器的作用

壓縮空氣經(jīng)后冷卻器、油水分離器、儲(chǔ)氣罐、主管過(guò)濾器得到初步凈化后，已能滿足一般氣壓傳動(dòng)的需要，但仍含有一定量的水蒸氣。氣動(dòng)回路在充、排氣過(guò)程中，元件內(nèi)部存在氣體高速流動(dòng)處或氣流發(fā)生絕熱膨脹處，溫度要下降，空氣中的水蒸氣就會(huì)冷凝成水滴，這會(huì)對(duì)精密氣動(dòng)元件的工作產(chǎn)生不利的影響。干燥器就是用來(lái)進(jìn)一步清除水蒸氣的，但不能依靠它清除油分。任務(wù)一氣源裝置2）干燥器的類型

壓縮空氣的干燥方法主要有吸附法、和冷卻法。

冷凍式干燥器干燥器的類型吸附式干燥器吸收式干燥器根據(jù)濾出水分的方法不同任務(wù)一氣源裝置（1）冷凍式干燥器。冷凍式干燥器利用冷媒與壓縮空氣進(jìn)行熱交換，把壓縮空氣冷卻至2～5℃，以去除壓縮空氣中的水分。其結(jié)構(gòu)如圖示。冷凍式干燥器的結(jié)構(gòu)任務(wù)一氣源裝置（2）吸附式干燥器。吸附式干燥器利用某些對(duì)水具有良好吸附性能的吸附劑（硅膠、鋁膠等）來(lái)吸附壓縮空氣中的水分。圖所示為加熱再生吸附式干燥器的結(jié)構(gòu)。加熱再生吸附式干燥器的結(jié)構(gòu)任務(wù)一氣源裝置（3）吸收式干燥器。吸收式干燥屬于純化學(xué)干燥，空氣中的濕氣與干燥器內(nèi)的干燥劑化合，形成新的化合物，并通過(guò)干燥劑的襯層沉積在容器底部，原來(lái)的干燥劑使用后會(huì)完全失效。吸收式干燥器的結(jié)構(gòu)圖干燥器的圖形符號(hào)任務(wù)一氣源裝置三、氣源凈化裝置4．空氣過(guò)濾器

空氣過(guò)濾器主要過(guò)濾壓縮空氣中的雜質(zhì)，同時(shí)具有分離水分和油分的功能，屬于二次過(guò)濾器，大多與減壓閥、油霧器一起構(gòu)成氣動(dòng)三聯(lián)件，安裝在氣動(dòng)系統(tǒng)的入口處?？諝膺^(guò)濾器的選用是根據(jù)氣動(dòng)設(shè)備要求的過(guò)濾精度和自由空氣流量來(lái)決定的。任務(wù)一氣源裝置4．空氣過(guò)濾器空氣過(guò)濾器空氣過(guò)濾器工作原理是壓縮空氣從輸入口進(jìn)入后，被引入旋風(fēng)葉子，旋風(fēng)葉子上有許多成一定角度的缺口，迫使空氣沿切線方向進(jìn)行強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)。這樣夾雜在空氣中的較大水滴、油滴和灰塵便依靠自身的慣性與存水杯的內(nèi)壁碰撞，并從空氣中分離出來(lái)沉到杯底。而微粒灰塵和霧狀水汽則由濾芯濾除。為防止氣體旋轉(zhuǎn)將存水杯中積存的污水卷起，濾芯下部設(shè)有擋水板。為保證其正常工作，存水杯中的污水必須及時(shí)通過(guò)手動(dòng)排水閥放掉。任務(wù)一氣源裝置任務(wù)一氣源裝置三、氣源凈化裝置5．儲(chǔ)氣罐儲(chǔ)氣罐也稱氣罐。1）儲(chǔ)氣罐的作用（1）儲(chǔ)存一定數(shù)量的壓縮空氣，當(dāng)出現(xiàn)意外情況時(shí)，可做短時(shí)應(yīng)急使用。（2）消除空氣壓縮機(jī)斷續(xù)排氣導(dǎo)致的系統(tǒng)壓力波動(dòng)，保證輸出氣流的連續(xù)性和平穩(wěn)性。（3）進(jìn)一步分離壓縮空氣中的水、油和雜質(zhì)。儲(chǔ)氣罐主要技術(shù)參數(shù)：1.容積（m3）;2.壓力（Mpa）2.內(nèi)徑（mm）；3.適用的壓縮機(jī)排量（m3/min）任務(wù)一氣源裝置任務(wù)一氣源裝置2）儲(chǔ)氣罐的結(jié)構(gòu)儲(chǔ)氣罐一般采用圓筒狀焊接結(jié)構(gòu)，有立式和臥式兩種，通常立式居多。立式儲(chǔ)氣罐的高度為其直徑的2～3倍，同時(shí)應(yīng)使進(jìn)氣管在下，出氣管在上，并盡可能加大兩氣管之間的距離，以利于分離空氣中的水和油。儲(chǔ)氣罐應(yīng)配置安全閥、壓力表、排水閥和檢查孔等。立式儲(chǔ)氣罐任務(wù)一氣源裝置3）儲(chǔ)氣罐的使用注意事項(xiàng)（1）儲(chǔ)氣罐屬于壓力容器，應(yīng)遵守壓力容器的有關(guān)規(guī)定，必須有合格證。（2）最低處應(yīng)設(shè)排水閥，每天排水一次。（3）儲(chǔ)氣罐上必須裝有安全閥、壓力表，安全閥的設(shè)定壓力比正常工作的最高壓力高10%，且安全閥與儲(chǔ)氣罐之間不得再裝其他閥。任務(wù)二輔助元件一、油霧器

油霧器是一種特殊的注油裝置，它以壓縮空氣為動(dòng)力，將潤(rùn)滑油噴射成霧狀并混合于壓縮空氣中，使壓縮空氣具有潤(rùn)滑氣動(dòng)元件的能力。普通型油霧器任務(wù)二輔助元件任務(wù)二輔助元件二、消聲器

一般情況下，氣動(dòng)系統(tǒng)用后的壓縮空氣直接排入大氣。當(dāng)氣缸、氣閥等元件的排氣速度與余壓較高時(shí)，空氣急劇膨脹，產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪聲。

為降低噪聲，通常在氣動(dòng)系統(tǒng)的排氣口裝設(shè)消聲器。消聲器通過(guò)增加氣流的阻尼或增大排氣面積等措施來(lái)降低排氣速度和功率，從而降低噪聲。噪聲的大小隨排氣速度、功率、排氣量和