Wat is luchtbronapparatuur? Welke apparatuur is er?

Wat is luchtbronapparatuur? Welke apparatuur is er?

De luchtbron is het apparaat dat perslucht opwekt – de luchtcompressor. Er bestaan ​​veel verschillende soorten luchtcompressoren, waaronder de zuigercompressor, centrifugaalcompressor, schroefcompressor, schuiflamellencompressor, scrollcompressor, enzovoort.
De perslucht die uit de compressor komt, bevat een grote hoeveelheid verontreinigende stoffen zoals vocht, olie en stof. Zuiveringsapparatuur is noodzakelijk om deze verontreinigingen op de juiste manier te verwijderen en te voorkomen dat ze de normale werking van het pneumatische systeem verstoren.

Luchtzuiveringsapparatuur is een algemene term voor diverse apparaten en installaties. In de industrie wordt luchtzuiveringsapparatuur ook vaak aangeduid als nabewerkingsapparatuur, meestal verwijzend naar gasopslagtanks, drogers, filters, enzovoort.
● luchttank
De functie van de gasopslagtank is het elimineren van drukpulsaties, het verlagen van de temperatuur door middel van adiabatische expansie en natuurlijke koeling, het verder scheiden van vocht en olie in de perslucht en het opslaan van een bepaalde hoeveelheid gas. Enerzijds kan dit de tegenstrijdigheid verhelpen dat het luchtverbruik gedurende een korte periode groter is dan het luchtvolume dat de compressor levert. Anderzijds kan het een kortstondige luchttoevoer garanderen wanneer de compressor uitvalt of de stroom wegvalt, waardoor de veiligheid van de pneumatische apparatuur gewaarborgd blijft.

●luchtdroger

Een persluchtdroger is, zoals de naam al aangeeft, een apparaat voor het verwijderen van water uit perslucht. Er zijn twee veelgebruikte typen: vriesdrogers en adsorptiedrogers, maar ook hygroscopische drogers en polymeermembraandrogers. Een koeldroger is het meest gebruikte type persluchtontwatering en wordt doorgaans ingezet bij algemene eisen aan de persluchtkwaliteit. De koeldroger maakt gebruik van de eigenschap dat de partiële waterdampdruk in de perslucht wordt bepaald door de temperatuur van de perslucht om koeling, ontwatering en droging te bewerkstelligen. Persluchtkoeldrogers worden in de industrie over het algemeen "koeldrogers" genoemd. Hun belangrijkste functie is het verlagen van het watergehalte in de perslucht, oftewel het verlagen van het dauwpunt van de perslucht. In een algemeen industrieel persluchtsysteem is het een van de noodzakelijke apparaten voor het drogen en zuiveren van perslucht (ook wel nabewerking genoemd).

1 basisprincipe

Perslucht kan waterdamp verwijderen door middel van drukverhoging, koeling, adsorptie en andere methoden. Een vriesdroger is een voorbeeld van koeling. We weten dat de lucht die door een luchtcompressor wordt samengeperst, verschillende gassen en waterdamp bevat, en dus vochtige lucht is. Het vochtgehalte van vochtige lucht is over het algemeen omgekeerd evenredig met de druk, dat wil zeggen: hoe hoger de druk, hoe lager het vochtgehalte. Wanneer de luchtdruk wordt verhoogd, zal de waterdamp in de lucht die de maximale capaciteit overschrijdt, condenseren tot water (dat wil zeggen: het volume van de perslucht wordt kleiner en kan de oorspronkelijke waterdamp niet meer bevatten).

Dit betekent dat, ten opzichte van de oorspronkelijk ingeademde lucht, het vochtgehalte lager wordt (hier verwijst dit naar het terugbrengen van dit deel van de gecomprimeerde lucht naar de ongecomprimeerde toestand).

De uitlaat van de luchtcompressor bestaat echter nog steeds uit perslucht, en het waterdampgehalte daarin is maximaal, oftewel het bevindt zich in een kritische toestand van gas en vloeistof. De perslucht bevindt zich in deze toestand in een verzadigde toestand, dus zodra de druk lichtjes wordt verhoogd, zal de waterdamp onmiddellijk van gasvormig naar vloeibaar overgaan, oftewel water zal condenseren.

Stel je voor dat lucht een natte spons is die water heeft opgenomen; het vochtgehalte is dan gelijk aan het opgenomen water. Als er met kracht water uit de spons wordt geperst, neemt het vochtgehalte van de spons af. Als je de spons vervolgens laat herstellen, zal deze vanzelf droger zijn dan de oorspronkelijke spons. Op deze manier wordt ook het doel bereikt van water verwijderen en drogen door middel van druk.
Als er tijdens het uitknijpen van de spons na een bepaald punt geen verdere kracht meer wordt uitgeoefend, stopt het uitknijpen van water; dit is de verzadigingstoestand. Als je de knijpkracht blijft verhogen, blijft er water uitstromen.

De behuizing van de luchtcompressor zelf heeft dus de functie om water te verwijderen, en de gebruikte methode is druk opbouwen, maar dit is niet het doel van de luchtcompressor, het is eerder een "vervelende" last.

Waarom wordt "drukverhoging" niet gebruikt om water uit perslucht te verwijderen? Voornamelijk vanwege economische redenen: een drukverhoging van 1 kg, die ongeveer 7% van het energieverbruik verbruikt, is behoorlijk onzuinig.

Het ontwateren door middel van koeling is relatief economisch, en de koeldroger gebruikt hetzelfde principe als de ontvochtiging van een airconditioner om dit doel te bereiken. Omdat de dichtheid van verzadigde waterdamp een limiet heeft, kan in het aerodynamische drukbereik (2 MPa) worden aangenomen dat de dichtheid van waterdamp in verzadigde lucht alleen afhangt van de temperatuur en niets te maken heeft met de luchtdruk.

Hoe hoger de temperatuur, hoe groter de dichtheid van waterdamp in de verzadigde lucht en hoe meer water er zal zijn. Omgekeerd geldt dat hoe lager de temperatuur, hoe minder water er is (dit is te begrijpen vanuit het gezond verstand: de winter is droog en koud, de zomer is warm en vochtig).

Koel de perslucht af tot een zo laag mogelijke temperatuur om de dichtheid van de waterdamp erin te verminderen en condensatie te veroorzaken. Verzamel de kleine waterdruppeltjes die door de condensatie ontstaan ​​en voer ze af, om zo het vocht uit de perslucht te verwijderen.

Omdat het proces van condensatie en condensatie tot water een rol speelt, mag de temperatuur niet lager zijn dan het vriespunt, anders zal het bevriezingsproces het water niet effectief afvoeren. De nominale dauwpuntstemperatuur van een vriesdroger ligt doorgaans tussen de 2 en 10 °C.

Het "drukdauwpunt" bij 10 °C van 0,7 MPa wordt bijvoorbeeld omgerekend naar het "atmosferische drukdauwpunt" van -16 °C. Hieruit blijkt dat er bij gebruik in een omgeving met een temperatuur van minimaal -16 °C geen vloeibaar water aanwezig is wanneer de perslucht in de atmosfeer wordt afgevoerd.

Alle methoden voor het ontwateren van perslucht zorgen slechts voor een relatief drogere perslucht, die een bepaalde mate van droogte bereikt. Het is onmogelijk om vocht volledig te verwijderen, en het is zeer onzuinig om een ​​droogtegraad na te streven die verder gaat dan wat nodig is voor het gebruik.
2 werkingsprincipes

De persluchtkoeldroger koelt de perslucht af om de waterdamp in de perslucht te condenseren tot vloeibare druppeltjes, waardoor het vochtgehalte van de perslucht wordt verlaagd.
De gecondenseerde druppels worden via het automatische afvoersysteem uit de machine afgevoerd. Zolang de omgevingstemperatuur van de leiding na de droger niet lager is dan de dauwpuntstemperatuur bij de uitgang van de verdamper, zal er geen secundaire condensatie optreden.

3 workflow

Persluchtproces:
De perslucht komt in de lucht-warmtewisselaar (voorverwarmer) [1] terecht, die de temperatuur van de hogetemperatuur-perslucht eerst verlaagt, en komt vervolgens in de Freon/lucht-warmtewisselaar (verdamper) [2], waar de perslucht extreem snel wordt afgekoeld, waardoor de temperatuur sterk daalt tot het dauwpunt. Het afgescheiden vloeibare water en de perslucht worden in de waterafscheider [3] gescheiden en het afgescheiden water wordt door de automatische afvoerinrichting uit de machine afgevoerd.

In de verdamper wisselen de perslucht en het koudemiddel warmte uit [2]. Op dit moment is de temperatuur van de perslucht erg laag, ongeveer gelijk aan het dauwpunt van 2 tot 10 °C. Als er geen speciale eisen zijn (dat wil zeggen, als er geen lage temperatuurvereiste is voor de perslucht), keert de perslucht gewoonlijk terug naar de luchtwarmtewisselaar (voorverwarmer) [1] om warmte uit te wisselen met de hogetemperatuurperslucht die zojuist de koudedroger is binnengekomen. Het doel hiervan is:

① De “restkoeling” van gedroogde perslucht effectief benutten om de hogetemperatuurperslucht die net de koeldroger binnenkomt voor te koelen, om zo de koelbelasting van de koeldroger te verminderen;

② Voorkom secundaire problemen zoals condensatie, druppelen en roestvorming aan de buitenkant van de achterste leiding, veroorzaakt door de opgedroogde perslucht met lage temperatuur.

Koelproces:

Het koelmiddel freon komt de compressor binnen [4], en na compressie neemt de druk toe (en daarmee ook de temperatuur), en wanneer deze iets hoger is dan de druk in de condensor, wordt de hogedruk-koelmiddeldamp in de condensor afgevoerd [6]. In de condensor wisselt de koelmiddeldamp bij een hogere temperatuur en druk warmte uit met lucht bij een lagere temperatuur (luchtkoeling) of met koelwater (waterkoeling), waardoor het koelmiddel freon condenseert tot een vloeibare toestand.

Op dit moment komt het vloeibare koelmiddel via de capillaire buis/expansieklep [8] in de Freon/lucht-warmtewisselaar (verdamper) [2] terecht om te ontluchten (af te koelen) en de warmte van de gecomprimeerde lucht in de verdamper te absorberen, zodat het kan verdampen. Het te koelen object – de gecomprimeerde lucht – wordt gekoeld en de verdampte koelmiddeldamp wordt door de compressor afgezogen om de volgende cyclus te starten.

Het koelmiddel doorloopt een cyclus in het systeem via vier processen: compressie, condensatie, expansie (vernauwing) en verdamping. Door middel van continue koelcycli wordt het doel van het bevriezen van perslucht bereikt.
4 Functies van elk onderdeel
lucht warmtewisselaar
Om te voorkomen dat er condenswater op de buitenwand van de externe leiding ontstaat, verlaat de gevriesdroogde lucht de verdamper en wisselt deze opnieuw warmte uit met hete, vochtige perslucht in de luchtwarmtewisselaar. Tegelijkertijd wordt de temperatuur van de lucht die de verdamper binnenkomt sterk verlaagd.

warmteoverdracht
Het koelmiddel absorbeert warmte en zet uit in de verdamper, waardoor het van vloeibare naar gasvormige toestand overgaat. De perslucht wordt door warmteoverdracht gekoeld, waardoor de waterdamp in de perslucht van gasvormige naar vloeibare toestand overgaat.

waterafscheider
Het neergeslagen vloeibare water wordt in de waterafscheider van de perslucht gescheiden. Hoe hoger de scheidingsefficiëntie van de waterafscheider, hoe kleiner het aandeel vloeibaar water dat opnieuw in de perslucht verdampt en hoe lager het drukdauwpunt van de perslucht.

compressor
Het gasvormige koelmiddel komt in de koelcompressor terecht en wordt samengeperst tot een gasvormig koelmiddel met hoge temperatuur en hoge druk.

bypassklep
Als de temperatuur van het neergeslagen vloeibare water onder het vriespunt daalt, zal het condensijs ijsvorming veroorzaken. De bypassklep kan de koeltemperatuur regelen en het drukdauwpunt op een stabiele temperatuur houden (tussen 1 en 6 °C).

condensor

De condensor verlaagt de temperatuur van het koelmiddel, waardoor het koelmiddel overgaat van een gasvormige toestand met hoge temperatuur naar een vloeibare toestand met lage temperatuur.

filter
Het filter filtert effectief de onzuiverheden uit het koelmiddel.

Capillaire/expansieklep
Nadat het koelmiddel door de capillaire buis/expansieklep is gestroomd, neemt het volume toe, daalt de temperatuur en wordt het een vloeistof met een lage temperatuur en lage druk.

Gas-vloeistofscheider
Omdat vloeibaar koelmiddel dat de compressor binnenkomt een vloeistofschok kan veroorzaken, wat schade aan de compressor kan toebrengen, zorgt de gas-vloeistofscheider ervoor dat alleen gasvormig koelmiddel de compressor kan binnenkomen.

automatische afvoer
De automatische afvoer voert het vloeibare water dat zich onderin de separator heeft verzameld, met regelmatige tussenpozen uit de machine af.

droger

De koeldroger heeft als voordelen een compacte structuur, gebruiksgemak, eenvoudig onderhoud en lage onderhoudskosten. Hij is geschikt voor situaties waar het dauwpunt van de perslucht niet te laag is (boven 0 °C).
De adsorptiedroger gebruikt een droogmiddel om de perslucht die erdoorheen wordt geperst te ontvochtigen en te drogen. Regeneratieve adsorptiedrogers worden vaak dagelijks gebruikt.
● filter
Filters worden onderverdeeld in hoofdleidingfilters, gas-waterafscheiders, actieve koolfilters voor ontgeuring, stoomsterilisatiefilters, enzovoort. Hun functie is het verwijderen van olie, stof, vocht en andere onzuiverheden uit de lucht om schone perslucht te verkrijgen.