Ce este un echipament cu sursă de aer? Ce echipamente există?

Ce este un echipament cu sursă de aer? Ce echipamente există?

Echipamentul sursă de aer este dispozitivul generator de aer comprimat – compresor de aer (compresor de aer). Există multe tipuri de compresoare de aer, cele mai comune fiind cele cu piston, cele centrifuge, cele cu șurub, cele cu palete glisante, cele cu spirală și așa mai departe.
Aerul comprimat emis de compresorul de aer conține o cantitate mare de poluanți, cum ar fi umiditate, ulei și praf. Trebuie utilizate echipamente de purificare pentru a elimina corect acești poluanți, pentru a evita ca aceștia să dăuneze funcționării normale a sistemului pneumatic.

Echipamentul de purificare a aerului este un termen general pentru mai multe echipamente și dispozitive. Echipamentul de purificare a aerului este adesea denumit în industrie și echipament de post-procesare, referindu-se de obicei la rezervoare de stocare a gazului, uscătoare, filtre etc.
● rezervor de aer
Funcția rezervorului de stocare a gazului este de a elimina pulsațiile de presiune, bazându-se pe expansiunea adiabatică și răcirea naturală pentru a reduce temperatura, separand în continuare umiditatea și uleiul din aerul comprimat și stocând o anumită cantitate de gaz. Pe de o parte, poate atenua contradicția conform căreia consumul de aer este mai mare decât volumul de aer de ieșire al compresorului de aer într-o perioadă scurtă de timp. Pe de altă parte, poate menține o alimentare cu aer pe termen scurt atunci când compresorul de aer se defectează sau se întrerupe alimentarea cu energie electrică, astfel încât să se asigure siguranța echipamentelor pneumatice.

●uscător de aer

Uscătorul de aer comprimat, așa cum sugerează și numele, este un tip de echipament de îndepărtare a apei din aerul comprimat. Există două tipuri de uscătoare utilizate în mod obișnuit: liofilizarea și uscătoarele prin adsorbție, precum și uscătoarele delicvescente și uscătoarele cu membrană polimerică. Uscătorul frigorific este cel mai frecvent utilizat echipament de deshidratare a aerului comprimat și este de obicei utilizat în situații cu cerințe generale de calitate a sursei de aer. Uscătorul frigorific utilizează caracteristica conform căreia presiunea parțială a vaporilor de apă din aerul comprimat este determinată de temperatura aerului comprimat pentru a efectua răcirea, deshidratarea și uscarea. Uscătoarele frigorifice cu aer comprimat sunt în general denumite „uscătoare frigorifice” în industrie. Funcția sa principală este de a reduce conținutul de apă din aerul comprimat, adică de a reduce „temperatura punctului de rouă” a aerului comprimat. În sistemul industrial general de aer comprimat, este unul dintre echipamentele necesare pentru uscarea și purificarea aerului comprimat (cunoscută și sub denumirea de post-procesare).

1 principiu de bază

Aerul comprimat poate atinge scopul de a elimina vaporii de apă prin presurizare, răcire, adsorbție și alte metode. Liofilizarea este o metodă de răcire. Știm că aerul comprimat de compresorul de aer conține diverse gaze și vapori de apă, deci este aer umed. Conținutul de umiditate al aerului umed este, în general, invers proporțional cu presiunea, adică, cu cât presiunea este mai mare, cu atât conținutul de umiditate este mai mic. După creșterea presiunii aerului, vaporii de apă din aer, dincolo de conținutul posibil, se vor condensa în apă (adică, volumul de aer comprimat devine mai mic și nu mai poate reține vaporii de apă inițiali).

Aceasta înseamnă că, în raport cu aerul inhalat inițial, conținutul de umiditate devine mai mic (aici se referă la revenirea acestei părți a aerului comprimat la starea necomprimată).

Totuși, gazele de eșapament ale compresorului de aer sunt încă aer comprimat, iar conținutul său de vapori de apă este la valoarea maximă posibilă, adică se află într-o stare critică de gaz și lichid. Aerul comprimat în acest moment se numește stare saturată, așa că, atâta timp cât este ușor presurizat, vaporii de apă vor trece imediat din stare gazoasă în stare lichidă, adică apa va fi condensată.

Presupunând că aerul este un burete umed care a absorbit apă, conținutul său de umiditate este apa absorbită. Dacă o parte din apă este stoarsă cu forța din burete, atunci conținutul de umiditate al buretelui este relativ redus. Dacă lăsați buretele să se refacă, acesta va fi în mod natural mai uscat decât buretele original. Acest lucru atinge și scopul de a îndepărta apa și de a usca prin presurizare.
Dacă nu se mai exercită forță după atingerea unei anumite forțe în timpul procesului de stoarcere a buretelui, apa va înceta să mai fie stoarsă, aceasta fiind starea de saturație. Continuați să creșteți forța de stoarcere și apa va continua să curgă.

Prin urmare, corpul compresorului de aer în sine are funcția de a elimina apa, iar metoda utilizată este presurizarea, dar acesta nu este scopul compresorului de aer, ci o povară „urâtă”.

De ce nu se folosește „presurizarea” ca mijloc de eliminare a apei din aerul comprimat? Acest lucru se datorează în principal economiei, crescând presiunea cu 1 kg. Consumul a aproximativ 7% din consumul de energie este destul de neeconomic.

Deshidratarea prin „răcire” este relativ economică, iar uscătorul cu refrigerare folosește același principiu ca și dezumidificarea aparatului de aer condiționat pentru a atinge obiectivul. Deoarece densitatea vaporilor de apă saturați are o limită, în presiunea aerodinamică (în intervalul 2 MPa), se poate considera că densitatea vaporilor de apă din aerul saturat depinde doar de temperatură și nu are nicio legătură cu presiunea aerului.

Cu cât temperatura este mai mare, cu atât densitatea vaporilor de apă din aerul saturat este mai mare și cu atât va exista mai multă apă. Dimpotrivă, cu cât temperatura este mai scăzută, cu atât mai puțină apă (acest lucru poate fi înțeles din bunul simț în viață, iarna este uscată și rece, vara este caldă și umedă).

Răciți aerul comprimat la o temperatură cât mai scăzută posibil pentru a reduce densitatea vaporilor de apă conținuți în acesta și a forma „condens”, adunați picăturile mici de apă formate prin condens și evacuați-le, astfel încât să atingeți scopul de a elimina umiditatea din aerul comprimat.

Deoarece implică procesul de condensare și condensare în apă, temperatura nu poate fi mai mică decât „punctul de îngheț”, altfel fenomenul de îngheț nu va drena eficient apa. De obicei, „temperatura nominală a punctului de rouă sub presiune” a liofilizatorului este în general de 2~10°C.

De exemplu, „punctul de rouă sub presiune” la 10°C de 0,7 MPa este convertit în „punct de rouă sub presiune atmosferică” la -16°C. Se poate înțelege că, atunci când este utilizat într-un mediu de cel puțin -16°C, nu va exista apă lichidă atunci când aerul comprimat este evacuat în atmosferă.

Toate metodele de îndepărtare a apei cu aer comprimat sunt relativ uscate, atingând un anumit grad de uscare. Este imposibil să se elimine complet umiditatea și este foarte neeconomic să se urmărească uscarea dincolo de cerințele de utilizare.
2 principii de funcționare

Uscătorul cu refrigerare și aer comprimat răcește aerul comprimat pentru a condensa vaporii de apă din aerul comprimat în picături de lichid, astfel încât să se atingă scopul de a reduce conținutul de umiditate al aerului comprimat.
Picăturile condensate sunt evacuate din mașină prin sistemul automat de drenaj. Atâta timp cât temperatura ambiantă a conductei din aval, la ieșirea din uscător, nu este mai mică decât temperatura punctului de rouă la ieșirea din evaporator, nu va apărea condens secundar.

3 fluxuri de lucru

Procesul cu aer comprimat:
Aerul comprimat intră în schimbătorul de căldură cu aer (preîncălzitor) [1], care inițial reduce temperatura aerului comprimat la temperatură înaltă, apoi intră în schimbătorul de căldură freon/aer (evaporator) [2], unde aerul comprimat este răcit extrem de rapid, scăzând considerabil temperatura până la punctul de rouă, iar apa lichidă separată și aerul comprimat sunt separate în separatorul de apă [3], iar apa separată este evacuată din mașină prin intermediul dispozitivului automat de drenaj.

Aerul comprimat și agentul frigorific la temperatură joasă schimbă căldură în evaporator [2]. În acest moment, temperatura aerului comprimat este foarte scăzută, aproximativ egală cu temperatura punctului de rouă de 2~10°C. Dacă nu există cerințe speciale (adică nu există cerințe de temperatură joasă pentru aerul comprimat), de obicei aerul comprimat se va întoarce la schimbătorul de căldură cu aer (preîncălzitor) [1] pentru a schimba căldură cu aerul comprimat la temperatură înaltă care tocmai a intrat în uscătorul rece. Scopul acestui proces:

① Utilizați eficient „răcirea reziduală” a aerului comprimat uscat pentru a prerăci aerul comprimat la temperatură înaltă care tocmai a intrat în uscătorul rece, astfel încât să reduceți sarcina de refrigerare a uscătorului rece;

② Preveniți problemele secundare, cum ar fi condensul, picurarea și rugina pe exteriorul conductei din spate, cauzate de aerul comprimat uscat la temperatură scăzută.

Procesul de refrigerare:

Agentul frigorific freon intră în compresor [4], iar după comprimare, presiunea crește (și temperatura crește, de asemenea), iar când aceasta este puțin mai mare decât presiunea din condensator, vaporii de agent frigorific de înaltă presiune sunt evacuați în condensator [6]. În condensator, vaporii de agent frigorific aflați la o temperatură și presiune mai mari schimbă căldură cu aerul aflat la o temperatură mai scăzută (răcire cu aer) sau cu apa de răcire (răcire cu apă), condensând astfel agentul frigorific freon în stare lichidă.

În acest moment, agentul frigorific lichid intră în schimbătorul de căldură freon/aer (evaporator) [2] prin tubul capilar/valva de expansiune [8] pentru a depresuriza (răci) și a absorbi căldura aerului comprimat din evaporatorul care urmează să fie vaporizat. Obiectul care urmează să fie răcit – aerul comprimat este răcit, iar vaporii de agent frigorific vaporizați sunt aspirați de compresor pentru a începe următorul ciclu.

Agentul frigorific parcurge un ciclu prin patru procese de compresie, condensare, expansiune (strangulare) și evaporare în sistem. Prin cicluri continue de refrigerare, se atinge scopul de a îngheța aerul comprimat.
4 Funcții ale fiecărei componente
schimbător de căldură cu aer
Pentru a preveni formarea condensului pe peretele exterior al conductei externe, aerul liofilizat părăsește evaporatorul și schimbă din nou căldura cu aer comprimat fierbinte și umed, aflat la temperatură înaltă, în schimbătorul de căldură cu aer. În același timp, temperatura aerului care intră în evaporator este redusă considerabil.

schimb de căldură
Agentul frigorific absoarbe căldură și se dilată în evaporator, trecând de la starea lichidă la starea gazoasă, iar aerul comprimat este răcit prin schimb de căldură, astfel încât vaporii de apă din aerul comprimat trec de la starea gazoasă la starea lichidă.

separator de apă
Apa lichidă precipitată este separată de aerul comprimat în separatorul de apă. Cu cât eficiența de separare a separatorului de apă este mai mare, cu atât proporția de apă lichidă revolatilizată în aerul comprimat este mai mică și cu atât punctul de rouă sub presiune al aerului comprimat este mai scăzut.

compresor
Agentul frigorific gazos intră în compresorul de refrigerare și este comprimat pentru a deveni un agent frigorific gazos la temperatură și presiune ridicată.

supapă de bypass
Dacă temperatura apei lichide precipitate scade sub punctul de îngheț, gheața condensată va provoca blocarea acesteia. Supapa de bypass poate controla temperatura de refrigerare și poate controla punctul de rouă sub presiune la o temperatură stabilă (între 1 și 6°C).

condensator

Condensatorul scade temperatura agentului frigorific, iar acesta trece de la o stare gazoasă la temperatură ridicată la o stare lichidă la temperatură scăzută.

filtra
Filtrul filtrează eficient impuritățile agentului frigorific.

Supapă capilară/de expansiune
După ce agentul frigorific trece prin tubul capilar/valva de expansiune, volumul său se dilată, temperatura scade și devine un lichid la temperatură și presiune joasă.

Separator gaz-lichid
Deoarece agentul frigorific lichid care intră în compresor va provoca un șoc lichid, care poate deteriora compresorul frigorific, separatorul de agent frigorific gazos-lichid asigură că numai agentul frigorific gazos poate intra în compresorul frigorific.

scurgere automată
Drenajul automat drenează apa lichidă acumulată la baza separatorului din mașină la intervale regulate.

uscător

Uscătorul frigorific are avantajele unei structuri compacte, utilizării și întreținerii convenabile și costurilor reduse de întreținere. Este potrivit pentru situațiile în care temperatura punctului de rouă al presiunii aerului comprimat nu este prea scăzută (peste 0°C).
Uscătorul prin adsorbție folosește un desicant pentru a dezumidifica și usca aerul comprimat care este forțat să curgă prin el. Uscătoarele prin adsorbție regenerativă sunt adesea utilizate zilnic.
● filtru
Filtrele sunt împărțite în filtre principale pentru conducte, separatoare gaz-apă, filtre de dezodorizare cu cărbune activ, filtre de sterilizare cu abur etc., iar funcțiile lor sunt de a îndepărta uleiul, praful, umezeala și alte impurități din aer pentru a obține aer comprimat curat.