Conoscenza completa del sistema di aria compressa
Il sistema di aria compressa è costituito da apparecchiature per la fonte d'aria, apparecchiature per la purificazione della fonte d'aria e relative tubazioni in senso stretto.In senso lato, i componenti ausiliari pneumatici, i componenti di azionamento pneumatici, i componenti di controllo pneumatico e i componenti del vuoto appartengono tutti alla categoria dei sistemi di aria compressa.Di solito, l'attrezzatura di una stazione di compressione d'aria è un sistema di aria compressa in senso stretto.La figura seguente mostra un tipico diagramma di flusso del sistema di aria compressa:
Le apparecchiature con sorgente d'aria (compressore d'aria) aspirano l'atmosfera, comprimono l'aria naturale in aria compressa ad alta pressione e rimuovono gli inquinanti come umidità, olio e altre impurità dall'aria compressa attraverso apparecchiature di purificazione.L'aria in natura è una miscela di molti gas (O, N, CO, ecc.) e il vapore acqueo è uno di questi.L'aria con una certa quantità di vapore acqueo è chiamata aria umida, mentre l'aria senza vapore acqueo è chiamata aria secca.L'aria intorno a noi è aria umida, quindi il mezzo di funzionamento del compressore d'aria è naturalmente aria umida.Sebbene il contenuto di vapore acqueo dell’aria umida sia relativamente piccolo, il suo contenuto ha una grande influenza sulle proprietà fisiche dell’aria umida.Nel sistema di purificazione dell'aria compressa, l'essiccazione dell'aria compressa è uno dei contenuti principali.In determinate condizioni di temperatura e pressione, il contenuto di vapore acqueo nell'aria umida (ovvero la densità del vapore acqueo) è limitato.Ad una certa temperatura, quando la quantità di vapore acqueo raggiunge il massimo contenuto possibile, l'aria umida in questo momento viene chiamata aria satura.L'aria umida quando il vapore acqueo non raggiunge il massimo contenuto possibile viene chiamata aria insatura.Quando l'aria insatura diventa satura, le gocce d'acqua liquida si condensano dall'aria umida, fenomeno chiamato “condensazione”.La condensa di rugiada è comune, ad esempio, l'umidità dell'aria è molto elevata in estate ed è facile che si formino gocce d'acqua sulla superficie dei tubi dell'acqua del rubinetto e nelle mattine invernali appariranno gocce d'acqua sulle finestre di vetro dei residenti, che sono tutti i risultati della condensazione della rugiada causata dal raffreddamento dell'aria umida a pressione costante.Come accennato in precedenza, la temperatura dell'aria insatura è chiamata punto di rugiada quando la temperatura viene ridotta fino a raggiungere lo stato di saturazione mantenendo invariata la pressione parziale del vapore acqueo (cioè mantenendo invariato il contenuto assoluto di acqua).Quando la temperatura scende al punto di rugiada, si verifica la “condensa”.Il punto di rugiada dell'aria umida non è legato solo alla temperatura, ma anche al contenuto di umidità nell'aria umida.Il punto di rugiada è alto con un contenuto d'acqua elevato e basso con un contenuto d'acqua ridotto.
La temperatura del punto di rugiada gioca un ruolo importante nella progettazione dei compressori.Ad esempio, quando la temperatura di uscita del compressore d'aria è troppo bassa, la miscela di olio e gas si condenserà nel barile di olio e gas a causa della bassa temperatura, il che farà sì che l'olio lubrificante contenga acqua e influisca sull'effetto di lubrificazione.Perciò.La temperatura di uscita del compressore d'aria deve essere progettata per non essere inferiore alla temperatura del punto di rugiada alla corrispondente pressione parziale.Il punto di rugiada atmosferico è anche la temperatura del punto di rugiada a pressione atmosferica.Allo stesso modo, il punto di rugiada in pressione si riferisce alla temperatura del punto di rugiada dell'aria pressurizzata.La relazione corrispondente tra punto di rugiada in pressione e punto di rugiada atmosferico è correlata al rapporto di compressione.A parità di punto di rugiada in pressione, maggiore è il rapporto di compressione, minore è il corrispondente punto di rugiada atmosferico.L'aria compressa proveniente dal compressore d'aria è molto sporca.I principali inquinanti sono: acqua (goccioline d'acqua liquida, nebbia d'acqua e vapore acqueo gassoso), nebbia d'olio lubrificante residuo (goccioline d'olio atomizzato e vapore d'olio), impurità solide (fango di ruggine, polvere metallica, polvere di gomma, particelle di catrame e materiali filtranti, materiali di tenuta, ecc.), impurità chimiche nocive e altre impurità.L'olio lubrificante deteriorato deteriora la gomma, la plastica e i materiali di tenuta, causa il guasto dell'azione della valvola e inquina i prodotti.L'umidità e la polvere causeranno ruggine e corrosione dei dispositivi metallici e delle tubazioni, causeranno il bloccaggio o l'usura delle parti mobili, causeranno il malfunzionamento o la perdita dei componenti pneumatici e l'umidità e la polvere bloccheranno anche i fori dell'acceleratore o gli schermi dei filtri.Nelle aree fredde, le tubazioni si congelano o si rompono dopo il congelamento dell'umidità.A causa della scarsa qualità dell'aria, l'affidabilità e la durata del sistema pneumatico sono notevolmente ridotte e le perdite da esso causate spesso superano di gran lunga i costi e i costi di manutenzione del dispositivo di trattamento della fonte d'aria, quindi è assolutamente necessario scegliere il sistema di trattamento della fonte d'aria correttamente.
Qual è la principale fonte di umidità nell'aria compressa?La principale fonte di umidità nell'aria compressa è il vapore acqueo aspirato dal compressore insieme all'aria.Dopo che l'aria umida entra nel compressore d'aria, una grande quantità di vapore acqueo viene compressa nell'acqua liquida durante il processo di compressione, riducendo notevolmente l'umidità relativa dell'aria compressa all'uscita del compressore d'aria.Se la pressione del sistema è 0,7 MPa e l'umidità relativa dell'aria inalata è dell'80%, l'aria compressa in uscita dal compressore d'aria è satura sotto pressione, ma se viene convertita alla pressione atmosferica prima della compressione, la sua umidità relativa è solo 6 ~10%.Ciò significa che il contenuto di acqua dell'aria compressa è stato notevolmente ridotto.Tuttavia, con la graduale diminuzione della temperatura nei gasdotti e nelle apparecchiature a gas, una grande quantità di acqua liquida continuerà a condensarsi nell'aria compressa.Come si provoca l'inquinamento da olio nell'aria compressa?L'olio lubrificante del compressore d'aria, i vapori d'olio e le goccioline d'olio sospese nell'aria ambiente e l'olio lubrificante dei componenti pneumatici del sistema sono le principali fonti di inquinamento da olio nell'aria compressa.Attualmente, ad eccezione dei compressori d'aria centrifughi e a membrana, quasi tutti i compressori d'aria (compresi tutti i tipi di compressori d'aria lubrificati senza olio) porteranno olio sporco (gocce d'olio, nebbia d'olio, vapori d'olio e prodotti di fissione carbonizzati) nel gasdotto di alcuni estensione.L'elevata temperatura della camera di compressione del compressore d'aria causerà la vaporizzazione, la rottura e l'ossidazione di circa il 5% ~ 6% dell'olio, che si accumulerà nella parete interna della tubazione del compressore d'aria sotto forma di pellicola di carbonio e lacca, e la frazione leggera verrà immessa nel sistema tramite aria compressa sotto forma di vapore e minuscole sostanze sospese.In una parola, tutti gli oli e i materiali lubrificanti miscelati nell'aria compressa possono essere considerati materiali contaminati da olio per sistemi che non necessitano di aggiungere materiali lubrificanti durante il funzionamento.Per il sistema che necessita di aggiungere materiali lubrificanti nel lavoro, tutta la vernice antiruggine e l'olio del compressore contenuti nell'aria compressa sono considerati impurità di inquinamento dell'olio.
Come penetrano le impurità solide nell'aria compressa?Le fonti di impurità solide nell'aria compressa includono principalmente: (1) Nell'atmosfera circostante sono presenti varie impurità con particelle di dimensioni diverse.Anche se è installato un filtro dell'aria all'ingresso dell'aria del compressore d'aria, solitamente le impurità dell'"aerosol" inferiori a 5μm possono entrare nel compressore d'aria con l'aria inalata e mescolarsi con olio e acqua per entrare nella tubazione di scarico durante la compressione.(2) Quando il compressore d'aria è in funzione, le parti si sfregano e si scontrano tra loro, le guarnizioni invecchiano e cadono e l'olio lubrificante viene carbonizzato e fissato ad alta temperatura, il che si può dire che particelle solide come particelle metalliche , la polvere di gomma e la fissione carboniosa vengono introdotte nel gasdotto.Qual è l'attrezzatura della fonte d'aria?Cosa ci sono?L'apparecchiatura sorgente è il generatore di aria compressa-compressore d'aria (compressore d'aria).Esistono molti tipi di compressori d'aria, come il tipo a pistone, il tipo centrifugo, il tipo a vite, il tipo scorrevole e il tipo scroll.
L'aria compressa in uscita dal compressore d'aria contiene molti inquinanti come umidità, olio e polvere, quindi è necessario utilizzare apparecchiature di purificazione per rimuovere adeguatamente questi inquinanti per evitare che danneggino il normale funzionamento del sistema pneumatico.L'attrezzatura per la purificazione della fonte d'aria è un termine generale per molte apparecchiature e dispositivi.Le apparecchiature per la purificazione della fonte di gas vengono spesso chiamate anche apparecchiature di post-trattamento nel settore, che di solito si riferisce a serbatoi di stoccaggio del gas, essiccatori, filtri e così via.● Serbatoio di stoccaggio del gas La funzione del serbatoio di stoccaggio del gas è eliminare le pulsazioni di pressione, separare ulteriormente l'acqua e l'olio dall'aria compressa mediante espansione adiabatica e raffreddamento naturale e immagazzinare una certa quantità di gas.Da un lato può alleviare in breve tempo la contraddizione secondo cui il consumo di gas è maggiore del gas in uscita dal compressore d'aria, dall'altro può mantenere la fornitura di gas per un breve periodo in caso di guasto del compressore d'aria o perde potenza, in modo da garantire la sicurezza delle apparecchiature pneumatiche.
L'aria compressa in uscita dal compressore d'aria contiene molti inquinanti come umidità, olio e polvere, quindi è necessario utilizzare apparecchiature di purificazione per rimuovere adeguatamente questi inquinanti per evitare che danneggino il normale funzionamento del sistema pneumatico.L'attrezzatura per la purificazione della fonte d'aria è un termine generale per molte apparecchiature e dispositivi.Le apparecchiature per la purificazione della fonte di gas vengono spesso chiamate anche apparecchiature di post-trattamento nel settore, che di solito si riferisce a serbatoi di stoccaggio del gas, essiccatori, filtri e così via.● Serbatoio di stoccaggio del gas La funzione del serbatoio di stoccaggio del gas è eliminare le pulsazioni di pressione, separare ulteriormente l'acqua e l'olio dall'aria compressa mediante espansione adiabatica e raffreddamento naturale e immagazzinare una certa quantità di gas.Da un lato può alleviare in breve tempo la contraddizione secondo cui il consumo di gas è maggiore del gas in uscita dal compressore d'aria, dall'altro può mantenere la fornitura di gas per un breve periodo in caso di guasto del compressore d'aria o perde potenza, in modo da garantire la sicurezza delle apparecchiature pneumatiche.
● Essiccatore L'essiccatore d'aria compressa, come suggerisce il nome, è un tipo di apparecchiatura per la rimozione dell'acqua dall'aria compressa.Esistono due tipi comunemente usati: liofilizzatore ed essiccatore ad adsorbimento, nonché essiccatore a deliquescenza ed essiccatore a membrana polimerica.Il liofilizzatore è l'apparecchiatura di disidratazione dell'aria compressa più comunemente utilizzata, solitamente utilizzata in situazioni in cui è richiesta la qualità delle fonti di gas generali.Il liofilizzatore utilizza la caratteristica secondo cui la pressione parziale del vapore acqueo nell'aria compressa è determinata dalla temperatura dell'aria compressa per raffreddarsi e disidratarsi.Il liofilizzatore ad aria compressa viene generalmente definito "essiccatore a freddo" nel settore.La sua funzione principale è ridurre il contenuto di acqua nell'aria compressa, ovvero ridurre la temperatura del punto di rugiada dell'aria compressa.In generale, il sistema di aria compressa industriale, è una delle apparecchiature necessarie per l'essiccazione e la purificazione dell'aria compressa (noto anche come post-trattamento).
1 principi di base L'aria compressa può essere pressurizzata, raffreddata, assorbita e altri metodi per raggiungere lo scopo di rimuovere il vapore acqueo.Il liofilizzatore è il metodo per applicare il raffreddamento.Come sappiamo, l'aria compressa dal compressore d'aria contiene tutti i tipi di gas e vapore acqueo, quindi è tutta aria umida.Il contenuto di umidità dell'aria umida è inversamente proporzionale alla pressione complessiva, ovvero maggiore è la pressione, minore è il contenuto di umidità.Dopo che la pressione dell'aria aumenta, il vapore acqueo nell'aria che supera il contenuto possibile si condenserà in acqua (ovvero, il volume dell'aria compressa diventa più piccolo e non può contenere il vapore acqueo originale).Questo è relativo all'aria originale quando inalata, il contenuto di umidità è inferiore (qui si riferisce al fatto che questa parte di aria compressa viene riportata allo stato non compresso).Tuttavia, lo scarico del compressore d'aria è ancora aria compressa e il suo contenuto di vapore acqueo è al valore massimo possibile, ovvero si trova in uno stato critico di gas e liquido.In questo momento, l'aria compressa è chiamata stato saturo, quindi finché è leggermente pressurizzata, il vapore acqueo cambierà immediatamente da gas a liquido, cioè l'acqua si condenserà.Supponiamo che l'aria sia una spugna bagnata che assorbe acqua e che il suo contenuto di umidità sia l'umidità inalata.Se un po' d'acqua viene spremuta con forza dalla spugna, il contenuto di umidità di questa spugna è relativamente ridotto.Se lasci che la spugna si riprenda, sarà naturalmente più secca della spugna originale.Ciò raggiunge anche lo scopo di disidratazione ed essiccazione mediante pressurizzazione.Se non viene applicata alcuna forza dopo aver raggiunto una certa forza nel processo di spremitura della spugna, l'acqua smetterà di essere spremuta, che è lo stato di saturazione.Continuare ad aumentare l'intensità dell'estrusione, l'acqua continua a fuoriuscire.Pertanto, il compressore d'aria stesso ha la funzione di rimuovere l'acqua e il metodo utilizzato è la pressurizzazione.Tuttavia, questo non è lo scopo del compressore d’aria, ma un “fastidio”.Perché non utilizzare la “pressurizzazione” come mezzo per rimuovere l’acqua dall’aria compressa?Ciò è dovuto principalmente all'economia, aumentando la pressione di 1 kg.È abbastanza antieconomico consumare circa il 7% di energia.Ma il “raffreddamento” per rimuovere l’acqua è relativamente economico e il congelatore utilizza un principio simile alla deumidificazione dell’aria condizionata per raggiungere il suo obiettivo.Poiché la densità del vapore acqueo saturo è limitata, nell'intervallo della pressione aerodinamica (2 MPa), si può considerare che la densità del vapore acqueo nell'aria satura dipende solo dalla temperatura, ma non ha nulla a che fare con la pressione dell'aria.Maggiore è la temperatura, maggiore è la densità del vapore acqueo nell'aria satura e maggiore è la quantità di acqua.Al contrario, più bassa è la temperatura, minore è l'acqua (questo si capisce dal senso comune della vita, secca e fredda d'inverno e umida e calda d'estate).L'aria compressa viene raffreddata alla temperatura più bassa possibile, in modo che la densità del vapore acqueo in essa contenuto si riduca e si formi la “condensa” e le piccole goccioline d'acqua formate da questa condensazione vengono raccolte e scaricate, raggiungendo così lo scopo di rimozione dell'acqua dall'aria compressa.Poiché si tratta del processo di condensazione e condensazione in acqua, la temperatura non deve essere inferiore al “punto di congelamento”, altrimenti il fenomeno del congelamento non drenerà efficacemente l’acqua.Di solito, la "temperatura del punto di rugiada" nominale del liofilizzatore è per lo più compresa tra 2 e 10 ℃.Ad esempio, il “punto di rugiada in pressione” di 0,7 MPa a 10 ℃ viene convertito in “punto di rugiada atmosferico” di -16 ℃.Si può comprendere che quando l'aria compressa viene utilizzata in un ambiente non inferiore a -16 ℃, non ci sarà acqua liquida quando viene scaricata nell'atmosfera.Tutti i metodi di rimozione dell'acqua dall'aria compressa sono solo relativamente secchi e soddisfano una certa secchezza richiesta.La rimozione assoluta dell'umidità è impossibile ed è molto antieconomico perseguire la secchezza oltre la richiesta di utilizzo.2 principio di funzionamento L'essiccatore con congelamento dell'aria compressa può ridurre il contenuto di umidità dell'aria compressa raffreddando l'aria compressa e condensando il vapore acqueo nell'aria compressa in goccioline.Le gocce di liquido condensato vengono scaricate dalla macchina attraverso il sistema di drenaggio automatico.Finché la temperatura ambiente della tubazione a valle dell'uscita dell'essiccatore non è inferiore alla temperatura del punto di rugiada all'uscita dell'evaporatore, non si verificherà il fenomeno della condensazione secondaria.
Processo dell'aria compressa: l'aria compressa entra inizialmente nello scambiatore di calore aria (preriscaldatore) [1] per ridurre la temperatura dell'aria compressa ad alta temperatura, quindi entra nello scambiatore di calore aria/freon (evaporatore) [2], dove l'aria compressa l'aria è estremamente raffreddata e la temperatura è notevolmente ridotta alla temperatura del punto di rugiada.L'acqua liquida separata e l'aria compressa vengono separate nel separatore d'acqua [3] e l'acqua separata viene scaricata fuori dalla macchina tramite un dispositivo di drenaggio automatico.L'aria compressa scambia calore con il refrigerante a bassa temperatura nell'evaporatore [2] e la temperatura dell'aria compressa in questo momento è molto bassa, approssimativamente uguale alla temperatura del punto di rugiada di 2~10℃.Se non vi sono requisiti speciali (vale a dire, non vi è alcun requisito di bassa temperatura per l'aria compressa), solitamente l'aria compressa ritorna allo scambiatore di calore dell'aria (preriscaldatore) [1] per scambiare calore con l'aria compressa ad alta temperatura che ha appena entrato nell'asciugatrice fredda.Lo scopo è: (1) utilizzare efficacemente il "freddo di scarto" dell'aria compressa essiccata per preraffreddare l'aria compressa ad alta temperatura appena entrata nell'essiccatore freddo, in modo da ridurre il carico di refrigerazione dell'essiccatore freddo;(2) per prevenire problemi secondari come condensa, gocciolamento, ruggine, ecc. all'esterno della tubazione back-end causati dall'aria compressa a bassa temperatura dopo l'asciugatura.Processo di refrigerazione: il refrigerante Freon entra nel compressore [4] e, dopo la compressione, la pressione aumenta (anche la temperatura aumenta).Quando è leggermente superiore alla pressione nel condensatore, il vapore del refrigerante ad alta pressione viene scaricato nel condensatore [6].Nel condensatore, il vapore refrigerante con temperatura e pressione più elevate scambia calore con l'aria (raffreddamento ad aria) o l'acqua di raffreddamento (raffreddamento ad acqua) con temperatura inferiore, condensando così il refrigerante Freon allo stato liquido.A questo punto, il refrigerante liquido viene depressurizzato (raffreddato) dalla valvola capillare/di espansione [8] e quindi entra nello scambiatore di calore Freon/aria (evaporatore) [2], dove assorbe il calore dell'aria compressa e gassifica.L'aria compressa dell'oggetto raffreddato viene raffreddata e il vapore refrigerante vaporizzato viene aspirato via dal compressore per avviare il ciclo successivo.
Il refrigerante nel sistema completa un ciclo attraverso quattro processi: compressione, condensazione, espansione (strozzatura) ed evaporazione.Attraverso il ciclo di refrigerazione continuo si realizza lo scopo di congelare l'aria compressa.4 Funzione di ciascun componente Scambiatore di calore ad aria Per evitare la formazione di acqua di condensa sulla parete esterna della tubazione esterna, l'aria dopo la liofilizzazione lascia l'evaporatore e scambia calore con l'aria compressa ad alta temperatura e calore umido nell'aria nuovamente lo scambiatore di calore.Allo stesso tempo, la temperatura dell'aria che entra nell'evaporatore viene notevolmente ridotta.scambio di calore Il refrigerante assorbe calore e si espande nell'evaporatore, passando da liquido a gas, e l'aria compressa scambia calore per raffreddarsi, in modo che il vapore acqueo nell'aria compressa cambi da gas a liquido.separatore d'acqua L'acqua liquida separata viene separata dall'aria compressa nel separatore d'acqua.Maggiore è l'efficienza di separazione del separatore d'acqua, minore è la percentuale di acqua liquida che si rivolatila nell'aria compressa e minore è il punto di rugiada dell'aria compressa.compressore Il refrigerante gassoso entra nel compressore di refrigerazione e viene compresso per diventare refrigerante gassoso ad alta temperatura e alta pressione.valvola di by-pass Se la temperatura dell'acqua liquida separata scende al di sotto del punto di congelamento, il ghiaccio condensato causerà un blocco del ghiaccio.La valvola bypass può controllare la temperatura di refrigerazione e il punto di rugiada a una temperatura stabile (1~6℃).condensatore Il condensatore abbassa la temperatura del refrigerante e il refrigerante passa dallo stato gassoso ad alta temperatura allo stato liquido a bassa temperatura.filtro Il filtro filtra efficacemente le impurità del refrigerante.Capillare/valvola di espansione Dopo essere passato attraverso il capillare/valvola di espansione, il refrigerante si espande di volume e diminuisce di temperatura e diventa un liquido a bassa temperatura e bassa pressione.separatore gas-liquido Quando il refrigerante liquido entra nel compressore, si potrebbe produrre il fenomeno del colpo d'ariete, che potrebbe danneggiare il compressore di refrigerazione.Solo il refrigerante gassoso può entrare nel compressore di refrigerazione attraverso il separatore gas-liquido del refrigerante.Scolapiatti automatico Lo scaricatore automatico scarica regolarmente l'acqua liquida accumulata sul fondo del separatore all'esterno della macchina.Il liofilizzatore presenta i vantaggi di una struttura compatta, praticità d'uso e manutenzione, bassi costi di manutenzione, ecc. ed è adatto per le occasioni in cui la temperatura del punto di rugiada della pressione dell'aria compressa non è troppo bassa (superiore a 0 ℃).L'essiccatore ad adsorbimento utilizza un essiccante per deumidificare e asciugare l'aria compressa forzata.L'essiccatore ad adsorbimento rigenerativo viene spesso utilizzato nella vita quotidiana.
● Filtro I filtri sono suddivisi in filtro della tubazione principale, separatore gas-acqua, filtro deodorante a carbone attivo, filtro di sterilizzazione a vapore, ecc. La loro funzione è rimuovere olio, polvere, umidità e altre impurità nell'aria per ottenere aria compressa pulita.Fonte: tecnologia del compressore Dichiarazione di non responsabilità: questo articolo è riprodotto dalla rete e il contenuto dell'articolo è solo a scopo di apprendimento e comunicazione.La rete di compressori d'aria è neutrale rispetto alle opinioni contenute nell'articolo.Il copyright dell'articolo appartiene all'autore originale e alla piattaforma.In caso di violazione, contattare per eliminarla.
