氣動用(yòng)壓縮(suō)空氣的冷(lěng)卻脫(tuō)水設計

1概(gài)述(shù)氣(qì)動係(xì)統(tǒng)用壓(yā)縮(suō)空(kōng)氣要(yào)求具有很高(gāo)的潔淨度(dù)
，盡可(kě)能地(dì)去除機(jī)械雜(zá)質(zhì)與水分。其(qí)含水(shuǐ)量過(guò)多(duō)會帶來兩大問題(tí)：一是使控(kòng)製閥(fá)，氣(qì)缸等(děng)部件鏽(xiù)蝕
，縮(suō)短(duǎn)其使用壽命(mìng)。二是(shì)當閥(fá)，缸(gāng)處在(zài)低(dī)溫(wēn)環境下工作時會凍結(jié)而(ér)使動作失靈。1995年(nián)萊鋼(gāng)第一鐵廠2號(hào)高爐(lú)槽下設備(bèi)由機(jī)械(xiè)傳動改造為(wéi)氣動(dòng)傳動(dòng)
，該(gāi)氣動係統的(dí)氣(qì)缸(gāng)全(quán)部(bù)在(zài)露(lòu)天環境下(xià)工作(zuò)
，冬(dōng)季環(huán)境溫(wēn)度(dù)可低達 15℃
，防(fáng)凍(dòng)問題(tí)很(hěn)突出。能否設計一套簡(jiǎn)單(dān)可靠，脫水效(xiào)果好(hǎo)的(dí)氣源就成(chéng)為該(gāi)氣(qì)動係(xì)統設計(jì)成(chéng)敗(bài)的關鍵之(zhī)一。筆(bǐ)者(zhě)在該(gāi)改(gǎi)造設計(jì)中設(shè)計的冷卻脫水裝(zhuāng)置簡單(dān)可靠(kào)
，使用(yòng)效果好。
　　現(xiàn)介紹給大(dà)家(jiā)
，供參考(kǎo)。
　　2冷卻裝(zhuāng)置設計(jì)氣動係統(tǒng)的動(dòng)力(lì)源――空(kōng)氣壓縮機從(cóng)大氣中吸入的含有水分(fēn)和灰塵(chén)的空氣
，通過進(jìn)口的預過濾器(qì)
，使灰塵得(dé)到(dào)初(chū)步(bù)過濾(lǜ)
，但(dàn)不能(néng)濾(lǜ)除(chú)水(shuǐ)蒸(zhēng)汽(qì)。經(jīng)壓縮後的空(kōng)氣溫度提高(gāo)到140℃～170℃
，所含(hán)水(shuǐ)分總(zǒng)量不變(biàn)
，但相對(duì)濕度大(dà)大(dà)下(xià)降(jiàng)。顯然(rán)
，在(zài)此溫(wēn)度(dù)下難(nán)以(yǐ)濾(lǜ)除水分(fēn)
，需(xū)將壓(yā)縮空氣送入冷(lěng)卻(què)器進(jìn)行冷卻(què)
，使(shǐ)得(dé)水(shuǐ)分析(xī)出
，才能將(jiāng)其濾(lǜ)除(chú)。且冷(lěng)卻效果的(dí)好(hǎo)壞直(zhí)接(jiē)影響除水效果(guǒ)。
　　常用的冷卻(què)介質(zhì)有兩種：一(yī)是(shì)水(shuǐ)
，二(èr)是(shì)空氣。以(yǐ)水為冷(lěng)卻介質的(dí)空(kōng)氣冷卻器(qì)具(jù)有(yǒu)冷(lěng)卻(què)能(néng)力大，體(tǐ)積小的優點
，但須(xū)耗水(shuǐ)
，維護(hù)困難
，並且不能(néng)將空氣冷(lěng)卻(què)到(dào)0℃以(yǐ)下。因(yīn)此
，筆者設計(jì)了(liǎo)一(yī)種自然通風的以空氣(qì)為冷卻(què)介質的(dí)壓縮空(kōng)氣冷卻器(qì)
，見(jiàn)圖(tú)1.
　　該冷卻器具有以下(xià)特(tè)點：①4回程分(fēn)段逆流(liú)換熱(rè)
，冷(lěng)卻(què)效果較好。
　　②以(yǐ)空(kōng)氣(qì)為冷卻介(jiè)質
，不(bù)耗(hào)水(shuǐ)。冷卻(què)空(kōng)氣(qì)為(wéi)自(zì)然對(duì)流
，不(bù)耗電(diàn)。
　　③具(jù)有自(zì)適應強化(huà)冷(lěng)卻的(dí)優點(diǎn)
，即在冬季氣溫(wēn)低時
，由於該冷卻器冷(lěng)卻介質的(dí)進(jìn)口溫度等(děng)於環(huán)境溫度(dù)
，因(yīn)此(cǐ)冷卻能力自動隨(suí)之加(jiā)大。具有(yǒu)自適(shì)應(yīng)強(qiáng)化冷卻(què)的優(yōu)點
，能確(què)保水分在脫水(shuǐ)器前析(xī)出(chū)。
　　3脫(tuō)水(shuǐ)設計(jì)該係統(tǒng)沒有采用構造復雜，價格昂貴，需(xū)要(yào)耗電(diàn)的(dí)冷凍(dòng)式(shì)幹燥(zào)淨(jìng)化(huà)器(qì)
，而(ér)是采(cǎi)用無(wú)運(yùn)動(dòng)部件(jiàn)的(dí)脫(tuō)水過濾器，分(fēn)水(shuǐ)濾(lǜ)氣(qì)器
，通(tōng)過合理組合完成(chéng)脫(tuō)水(shuǐ)功能。其流程(chéng)是(shì)：空(kōng)氣(qì)壓(yā)縮(suō)機―冷(lěng)卻(què)器―脫(tuō)水(shuǐ)過濾(lǜ)器―儲氣罐(guàn)―分(fēn)水(shuǐ)濾(lǜ)氣器―過濾(lǜ)減壓(yā)二(èr)聯(lián)體―換向閥―氣缸
，見(jiàn)圖2.
　　1.空氣壓縮機(jī)2.冷卻(què)器3.脫(tuō)水過濾(lǜ)器4.儲氣罐(guàn)5.分水濾氣器(qì)6.過濾減(jiǎn)壓二聯體(tǐ)該係統中(zhōng)
，大(dà)部分水分在脫(tuō)水過(guò)濾器(qì)中除去
，剩餘水分(fēn)在儲(chǔ)氣罐(guàn)中(zhōng)進一(yī)步(bù)沉降。殘留(liú)水分(fēn)還可(kě)在分(fēn)水濾氣器和過濾減壓二聯(lián)體(tǐ)中(zhōng)得(dé)到(dào)進一步(bù)脫除。
　　由(yóu)於儲(chǔ)氣(qì)罐體積(jī)相(xiāng)對(duì)較大（V為(wéi)儲氣(qì)罐體積(jī)
，V為(wéi)每分鐘供氣(qì)量(liáng)） 
，所以壓(yā)縮空氣在(zài)儲氣罐中的(dí)流(liú)速非常低(dī)
，停留時間長
，沉降(jiàng)效(xiào)果很好(hǎo)。並(bìng)且儲氣(qì)罐(guàn)還有很大的(dí)冷(lěng)卻(què)能力
，這(zhè)就(jiù)保證(zhèng)了(liǎo)整(zhěng)個(gè)係(xì)統(tǒng)在(zài)冬季的脫水要求。
　　4使(shǐ)用效果(guǒ)該(gāi)氣動係(xì)統(tǒng)的冷卻(què)脫水(shuǐ)設計(jì)簡單(dān)可(kě)靠，效果好(hǎo)。係統(tǒng)中(zhōng)氣缸及氣(qì)閥(fá)的設計最(zuì)低工(gōng)作(zuò)溫度(dù)為 5℃
，但實際(jì)冬季(jì)環境(jìng)溫度經(jīng)常(cháng)低達(dá) 10℃～ 15℃
，經(jīng)4年來的運行
，從(cóng)未(wèi)發生(shēng)過(guò)一(yī)次凍(dòng)結失(shī)靈故障。氣缸，氣閥(fá)的(dí)使(shǐ)用(yòng)壽命也很長（ 2～3年） 
，達到(dào)了預期(qī)效(xiào)果。該(gāi)冷(lěng)卻脫水係(xì)統的能力較(jiào)小(xiǎo)
，適(shì)用於(yú)供(gōng)氣量≤0. 5 m /min的係統(tǒng)
，能(néng)夠滿足多數耗氣(qì)量不是(shì)很大(dà)的氣動(dòng)冷卻(què)脫(tuō)水係統的需要(yào)。
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