制桶設備液壓與氣壓傳動系統的使用與維護(10)

楊文亮

第六章 制桶設備氣壓傳動系統簡介

一、氣源裝置

大型制桶企業，車間內有壓縮空氣的設備很多，不宜采用小型空氣機供氣，最好建一個空壓機站，采用集中供氣的方式，不僅節能、供氣質量好，而且維修、管理比較方便。

自由空氣經過空氣壓縮機壓縮后，壓縮空氣要經過冷卻、干燥、凈化等處理才能使用于氣動系統。氣源裝置是用來產生具有足夠壓力和流量的壓縮空氣并將其凈化、處理及儲存的一套裝置。

1、氣源系統的組成

常見的氣源裝置如圖30所示。空氣首先經過濾氣器過濾出部分灰塵、雜質后進入壓縮機1，壓縮機輸出的空氣先進入后冷卻器2進行冷卻，然后進入油水分離器3，使部分油、水和雜質從氣體中分離出來，得到初步凈化的壓縮空氣送入儲氣罐4中，即可供給對一般制桶設備氣動裝置使用。如果設備對空氣質量要求高的話，還要進一步凈化。

圖30 氣源裝置組成示意圖
1－空氣壓縮機 2－后冷卻器 3－油水分離器 4－儲氣罐

2、空氣壓縮機

空氣壓縮機是將機械能轉變為氣體壓力能的裝置，是氣動系統的動力源。空氣壓縮機的種類很多，一般有活塞式、膜片式、葉片式、螺桿式等類型，其中氣壓系統最常用的機型為活塞式壓縮機。如圖31為空氣壓縮機的工作原理圖，當活塞3向右運動時，由于左腔容積增加，壓力下降，而當壓力低于大氣壓力時，吸氣閥9被打開，氣體進入氣缸2內，此為吸氣過程。當活塞向左運動時，吸氣閥9關閉，缸內氣體被壓縮，壓力升高，此過程即為壓縮過程。當缸內氣體壓力高于排氣管道內的壓力時，頂開排氣閥，壓縮空氣被排入排氣管道內，此過程為排氣過程。至此完成一個工作循環，電動機帶動曲柄做回轉運動，通過連桿、滑塊、活塞桿、推動活塞做往復運動，空氣壓縮機就連續輸出高壓氣體。

圖31 空氣壓縮機的工作原理
1－排氣閥 2－氣缸 3－活塞 4－活塞桿 5－滑塊
6－滑道 7－連桿 8－曲柄 9－吸氣閥

在選擇空氣壓縮機時，其額定壓力應等于或略高于所需的工作壓力，其流量等于系統設備最大耗氣量并考慮管路泄漏等因素。

3、氣源凈化裝置

（1）后冷卻器

后冷卻器安裝在空氣壓縮機出口管道上，將壓縮機排出的壓縮氣體溫度由140－170℃降至40－50℃，使其中水汽、油霧汽凝結成水滴和油滴，便于經油水分離器排出。根據冷卻介質不同可分為風冷和水冷兩種。常用風冷式冷卻器的工作原理如圖32所示，它是靠風扇產生的冷空氣流吹向帶散熱片的熱氣管道來降溫的。其優點為不需水源，占地面積小，重量輕，運轉成本低和易于維修。

圖３２　風冷式后冷卻器工作原理圖
１－冷卻器　２－出口溫度計　３－指示燈　４－按鈕開關　５－風扇

（２）油水分離器

油水分離器，用于分離壓縮空氣中凝聚的水分和油分等雜質，使壓縮空氣得到初步凈化。油水分離器工作原理是：當壓縮空氣進入油水分離器后產生流向和速度的急劇變化，再依靠慣性作用，將密度比壓縮空氣大的油滴和水滴分離出來。如圖33所示為常見的撞擊式和環形回轉式油水分離器。壓縮空氣自入口進入分離器殼體后，氣流先受隔板阻擋撞擊折回向下，繼而又回升向上，產生環形回轉。這樣使水滴和油滴在離心力和慣性力作用下，從空氣中分離析出并沉降在殼體底部，定期打開底部閥門即可排出油滴水滴。經初步凈化的空氣從出口送往儲氣罐。

圖33 油水分離器

（3）儲氣罐

儲氣罐主要用來調節氣流，減少輸出氣流的壓力脈動，使輸出氣流具有流量連續性和氣壓穩定性。并且儲存一定量的壓縮空氣，作備用和應急氣源。

儲氣罐一般采用圓筒狀焊接結構，有立式和臥式兩種，如圖34所示為立式儲氣罐的結構圖。目前，在氣壓傳動中，后冷卻器、油水分離器和儲氣罐三者一體的結構形式已被采用，這使壓縮空氣的輔助設置大為簡化。

圖34 立式儲氣罐

（4）干燥器

干燥器的作用是為了把被步凈化的壓縮空氣進一步凈化以吸收和排除其中的水分、油分及雜質，使濕空氣變成干空氣。目前使空氣干燥的方法主要是冷卻法和吸附法。冷卻法是利用制冷設備使壓縮空氣冷卻到露點溫度，析出相應的水分，降低含濕量，提高空氣的干燥程度。吸附法則是使空氣通過柵板、干燥吸附劑、濾網等除去雜質，干燥吸附劑有硅膠、鋁膠、焦炭等。

如圖35所示為吸附式干燥器。濕空氣從管1進入干燥器，通過吸附劑層21、過濾網20、上柵板19和下部吸附劑層16后，其中的水分被吸附劑吸收而變得干燥。然后再經過銅絲網15、下柵板14和過濾網12，干燥、潔凈的壓縮空氣便從管8排出。

圖35 吸附式干燥器
1－空氣進氣管 2－頂蓋 3、5、10－法蘭 4、6－再生空氣排氣管 7－再生空氣進氣管
8－干燥空氣輸出管 9－排水管 11、22－密封墊 12、15、20－銅絲網過濾網
13－毛氈 14－下柵板 16、21－吸附劑層 17－支承板 18－筒體 19－上柵板