Mitä on ilmalähdelaite? Mitä laitteita on olemassa?

Mitä on ilmalähdelaite? Mitä laitteita on olemassa?

Ilmanlähdelaite on paineilman tuottava laite – ilmakompressori. Ilmakompressoreita on monlaisia, yleisimpiä ovat mäntä-, keskipako-, ruuvi-, liukulammi- ja kierukkakompressorit.
Ilmakompressorin tuottama paineilma sisältää suuren määrän epäpuhtauksia, kuten kosteutta, öljyä ja pölyä. Puhdistuslaitteita on käytettävä näiden epäpuhtauksien poistamiseksi asianmukaisesti, jotta ne eivät vahingoita pneumaattisen järjestelmän normaalia toimintaa.

Ilmanpuhdistuslaitteet ovat yleisnimitys useille laitteille ja komponenteille. Ilmanpuhdistuslaitteita kutsutaan teollisuudessa usein myös jälkikäsittelylaitteiksi, jotka yleensä viittaavat kaasusäiliöihin, kuivaimiin, suodattimiin jne.
● ilmasäiliö
Kaasusäiliön tehtävänä on poistaa paineen pulsaatio, adiabaattinen laajeneminen ja luonnollinen jäähdytys lämpötilan alentamiseksi, kosteuden ja öljyn erottaminen paineilmasta ja tietyn kaasumäärän varastointi. Toisaalta se voi lieventää ristiriitaa siitä, että ilmankulutus on lyhyessä ajassa suurempi kuin ilmakompressorin tuottama ilmamäärä. Toisaalta se voi ylläpitää lyhytaikaista ilmansyöttöä, kun ilmakompressori vikaantuu tai virta katkaistaan, mikä varmistaa pneumaattisten laitteiden turvallisuuden.

●ilmakuivain

Paineilmakuivain on nimensä mukaisesti eräänlainen paineilman vedenpoistolaite. Yleisesti käytettyjä ovat pakastekuivaimet ja adsorptiokuivaimet sekä vetykuivaimet ja polymeerikalvokuivaimet. Jäähdytyskuivain on yleisimmin käytetty paineilman kuivauslaite, ja sitä käytetään yleensä tilanteissa, joissa on yleisiä ilmanlaatuvaatimuksia. Jäähdytyskuivaimessa käytetään ominaisuutta, jossa paineilman vesihöyryn osapaine määräytyy paineilman lämpötilan perusteella jäähdytyksen, kuivauksen ja kuivauksen suorittamiseksi. Paineilmajäähdytyskuivaimia kutsutaan teollisuudessa yleisesti "jäähdytyskuivaimiksi". Sen päätehtävänä on vähentää paineilman vesipitoisuutta eli alentaa paineilman "kastepistelämpötilaa". Yleisessä teollisessa paineilmajärjestelmässä se on yksi tarvittavista laitteista paineilman kuivaamiseen ja puhdistukseen (tunnetaan myös jälkikäsittelynä).

1 perusperiaate

Paineilma voi poistaa vesihöyryä paineistuksen, jäähdytyksen, adsorption ja muiden menetelmien avulla. Jäähdytysmenetelmänä käytetään pakastekuivainta. Tiedämme, että ilmakompressorin puristama ilma sisältää erilaisia ​​kaasuja ja vesihöyryä, joten se on kosteaa ilmaa. Kostean ilman kosteuspitoisuus on yleensä kääntäen verrannollinen paineeseen, eli mitä korkeampi paine, sitä pienempi kosteuspitoisuus. Kun ilmanpainetta nostetaan, ilman vesihöyrypitoisuus yli mahdollisen pitoisuuden tiivistyy vedeksi (eli paineilman tilavuus pienenee eikä se pysty pidättämään alkuperäistä vesihöyryä).

Tämä tarkoittaa, että alun perin sisäänhengitettyyn ilmaan verrattuna kosteuspitoisuus pienenee (tässä viittaa tämän osan paineilmasta palautumiseen puristamattomaan tilaan).

Ilmakompressorin pakokaasu on kuitenkin edelleen paineilmaa, jonka vesihöyrypitoisuus on korkeimmillaan eli se on kriittisessä kaasu-neste-seostilassa. Tässä vaiheessa paineilmaa kutsutaan kylläiseksi tilaksi, joten hieman paineistettuna vesihöyry muuttuu välittömästi kaasumaisesta tilasta nestemäiseen tilaan eli vesi tiivistyy.

Olettaen, että ilma on märkä sieni, joka on imenyt itseensä vettä, sen kosteuspitoisuus on imeytynyttä vettä. Jos sienestä puristetaan vettä ulos väkisin, sienen kosteuspitoisuus pienenee suhteellisesti. Jos sienen annetaan palautua, se on luonnollisesti kuivempi kuin alkuperäinen sieni. Tämä saavuttaa myös veden poiston ja paineistuksen avulla tapahtuvan kuivaamisen tarkoituksen.
Jos tietyn voiman saavuttamisen jälkeen puristusprosessissa ei ole enää voimaa, veden puristuminen lakkaa, mikä on kylläinen tila. Jatka puristuksen voimakkuuden lisäämistä, jolloin vesi virtaa edelleen ulos.

Siksi itse ilmakompressorin rungolla on veden poiston tehtävä, ja käytetty menetelmä on paineistaa, mutta tämä ei ole ilmakompressorin tarkoitus, vaan "ikävä" taakka.

Miksi paineistusta ei käytetä veden poistamiseen paineilmasta? Tämä johtuu pääasiassa taloudellisuudesta, paineen lisäämisestä 1 kg:lla. Noin 7 % energiankulutuksesta on melko epätaloudellista.

”Jäähdytys”-veden poisto on suhteellisen taloudellista, ja jäähdytetty kuivain käyttää samaa periaatetta kuin ilmastointilaitteen kuivaus tavoitteen saavuttamiseksi. Koska kyllästetyn vesihöyryn tiheydellä on raja aerodynaamisessa paineessa (2 MPa:n alueella), voidaan olettaa, että vesihöyryn tiheys kyllästetyssä ilmassa riippuu vain lämpötilasta eikä sillä ole mitään tekemistä ilmanpaineen kanssa.

Mitä korkeampi lämpötila, sitä suurempi on vesihöyryn tiheys kylläisessä ilmassa ja sitä enemmän vettä siinä on. Päinvastoin, mitä alhaisempi lämpötila, sitä vähemmän vettä (tämä voidaan ymmärtää maalaisjärjestä, talvi on kuiva ja kylmä, kesä on kuuma ja kostea).

Jäähdytä paineilma mahdollisimman alhaiseen lämpötilaan, jotta sen sisältämän vesihöyryn tiheys pienenee ja muodostuu "kondensaatiota". Kerää kondensaatiossa muodostuneet pienet vesipisarat ja poista ne paineilman kosteuden poistamiseksi.

Koska kyseessä on kondensoitumisprosessi ja veden tiivistyminen, lämpötila ei voi olla "jäätymispistettä" alhaisempi, muuten jäätymisilmiö ei tehokkaasti poista vettä. Yleensä pakkaskuivaimen nimellinen "painekastepisteen lämpötila" on enimmäkseen 2–10 °C.

Esimerkiksi 10 °C:ssa mitattu 0,7 MPa:n "painekastepiste" muunnetaan -16 °C:n "ilmakehän painekastepisteeksi". Voidaan ymmärtää, että kun laitetta käytetään vähintään -16 °C:n lämpötilassa, nestemäistä vettä ei ole, kun paineilma poistuu ilmakehään.

Kaikki paineilman vedenpoistomenetelmät ovat vain suhteellisen kuivia ja täyttävät tietyn kuivuusasteen. Kosteuden täydellinen poistaminen on mahdotonta, ja on erittäin epätaloudellista pyrkiä kuivuuteen käyttövaatimusten ulkopuolella.
2 toimintaperiaatetta

Paineilmajäähdytyskuivain jäähdyttää paineilmaa tiivistääkseen paineilman vesihöyryn nestemäisiksi pisaroiksi, jolloin saavutetaan paineilman kosteuspitoisuuden vähentämisen tavoite.
Tiivistyneet pisarat poistuvat koneesta automaattisen tyhjennysjärjestelmän kautta. Niin kauan kuin kuivaimen ulostulon alavirran putkiston ympäristön lämpötila ei ole alhaisempi kuin höyrystimen ulostulon kastepistelämpötila, toissijaista kondensaatiota ei tapahdu.

3 työnkulkua

Paineilmaprosessi:
Paineilma tulee ilman lämmönvaihtimeen (esilämmittimeen) [1], joka aluksi alentaa korkean lämpötilan omaavan paineilman lämpötilaa, ja sitten se tulee freoni/ilma-lämmönvaihtimeen (höyrystimeen) [2], jossa paineilma jäähdytetään erittäin nopeasti, mikä laskee lämpötilaa huomattavasti kastepisteeseen, ja erotettu nestemäinen vesi ja paineilma erotetaan vedenerottimessa [3], ja erotettu vesi poistuu koneesta automaattisen tyhjennyslaitteen avulla.

Paineilma ja matalan lämpötilan kylmäaine vaihtavat lämpöä höyrystimessä [2]. Tällöin paineilman lämpötila on hyvin alhainen, suunnilleen kastepisteen lämpötila 2–10 °C. Jos erityisvaatimuksia ei ole (eli paineilmalle ei ole matalan lämpötilan vaatimusta), paineilma yleensä palaa lämmönvaihtimeen (esilämmittimeen) [1] vaihtaakseen lämpöä juuri kylmäkuivaimeen tulleen korkean lämpötilan paineilman kanssa. Tämän tarkoitus:

① Käytä tehokkaasti kuivatun paineilman "hukkajäähdytystä" kylmäkuivaimeen juuri tulleen korkean lämpötilan paineilman esijäähdyttämiseen kylmäkuivaimen jäähdytyskuorman vähentämiseksi;

② Estä kuivan, matalan lämpötilan paineilman aiheuttamat toissijaiset ongelmat, kuten kondensoituminen, tippuminen ja ruoste takapään putkiston ulkopuolella.

Jäähdytysprosessi:

Kylmäaine freoni tulee kompressoriin [4], ja puristuksen jälkeen paine nousee (ja lämpötila nousee myös), ja kun se on hieman korkeampi kuin lauhduttimen paine, korkeapaineinen kylmäainehöyry purkautuu lauhduttimeen [6]. Lauhduttimessa korkeammassa lämpötilassa ja paineessa oleva kylmäainehöyry vaihtaa lämpöä matalammassa lämpötilassa olevan ilman (ilmajäähdytys) tai jäähdytysveden (vesijäähdytys) kanssa, jolloin kylmäaine freoni tiivistyy nestemäiseen olomuotoon.

Tällöin nestemäinen kylmäaine siirtyy freoni/ilma-lämmönvaihtimeen (höyrystimeen) [2] kapillaariputken/paisuntaventtiilin [8] kautta paineen alentamiseksi (jäähdyttämiseksi) ja höyrystettävän höyrystimen paineilman lämmön absorboimiseksi. Jäähdytettävä kohde – paineilma jäähdytetään ja kompressori imee höyrystyneen kylmäainehöyryn pois seuraavan syklin aloittamiseksi.

Kylmäaine käy järjestelmässä läpi neljä prosessia: puristuksen, tiivistymisen, paisumisen (kuristuksen) ja haihtumisen. Jatkuvien jäähdytysjaksojen avulla paineilman jäädyttäminen saavutetaan.
4 Kunkin komponentin toiminnot
ilmalämmönvaihdin
Ulkoisen putkiston ulkoseinälle tiivistyneen veden muodostumisen estämiseksi pakastekuivattu ilma poistuu höyrystimestä ja vaihtaa lämpöä uudelleen korkean lämpötilan, kuuman ja kostean paineilman kanssa ilmalämmönvaihtimessa. Samalla höyrystimeen tulevan ilman lämpötila laskee huomattavasti.

lämmönvaihto
Kylmäaine imee lämpöä ja laajenee höyrystimessä muuttuen nestemäisestä tilasta kaasumaiseen tilaan, ja paineilma jäähdytetään lämmönvaihdon avulla, jolloin paineilman vesihöyry muuttuu kaasumaisesta tilasta nestemäiseen tilaan.

vedenerotin
Saostunut nestemäinen vesi erotetaan paineilmasta vedenerottimessa. Mitä suurempi vedenerottimen erotustehokkuus on, sitä pienempi on nestemäisen veden osuus, joka haihtuu takaisin paineilmaan, ja sitä alhaisempi on paineilman painekastepiste.

kompressori
Kaasumainen kylmäaine saapuu jäähdytyskompressoriin ja puristuu korkean lämpötilan ja paineen omaavaksi kaasumaiseksi kylmäaineeksi.

ohitusventtiili
Jos saostuneen nestemäisen veden lämpötila laskee jäätymispisteen alapuolelle, tiivistynyt jää aiheuttaa jäätukoksen. Ohitusventtiili voi säätää jäähdytyslämpötilaa ja pitää painekastepisteen vakaana (1–6 °C).

lauhdutin

Lauhdutin alentaa kylmäaineen lämpötilaa, ja kylmäaine muuttuu korkean lämpötilan kaasumaisesta tilasta matalan lämpötilan nestemäiseksi.

suodattaa
Suodatin suodattaa tehokkaasti kylmäaineen epäpuhtaudet.

Kapillaari-/paisuntaventtiili
Kun kylmäaine on kulkenut kapillaariputken/paisuntaventtiilin läpi, sen tilavuus laajenee, lämpötila laskee ja siitä tulee matalan lämpötilan ja paineen omaavaa nestettä.

Kaasu-neste-erotin
Koska kompressoriin tuleva nestemäinen kylmäaine aiheuttaa nesteiskun, joka voi vahingoittaa jäähdytyskompressoria, kylmäaineen kaasu-neste-erotin varmistaa, että jäähdytyskompressoriin pääsee vain kaasumaista kylmäainetta.

automaattinen tyhjennys
Automaattinen tyhjennys tyhjentää erottimen pohjalle kertyneen nestemäisen veden koneesta säännöllisin väliajoin.

kuivausrumpu

Jäähdytettyjen kuivurien etuna on kompakti rakenne, helppokäyttöisyys ja -huolto sekä alhaiset ylläpitokustannukset. Se sopii tilanteisiin, joissa paineilman kastepiste ei ole liian alhainen (yli 0 °C).
Adsorptiokuivain käyttää kuivausainetta kuivaamaan ja kosteuttamaan paineilmaa, jota painetaan läpi. Regeneratiivisia adsorptiokuivaimia käytetään usein päivittäin.
● suodatin
Suodattimet jaetaan pääputkisuodattimiin, kaasu-vesi-erottimiin, aktiivihiilihajunpoistosuodattimiin, höyrysterilointisuodattimiin jne., ja niiden tehtävänä on poistaa ilmasta öljyä, pölyä, kosteutta ja muita epäpuhtauksia puhtaan paineilman saamiseksi. Ilma.