气动技术3

后冷却器一般分为风冷式和水冷式。
§3.2
气 源 设 备
3.2.3 后冷却器 --风冷式后冷却器
工作原理：压缩空气通过一束束管道，由风扇产生的 冷空气强迫吹向管道，冷热空气进行热交换，被冷 却的压缩空气输出口温度比室温高。风冷式后冷却 器能将压缩机产生的高温压缩空气冷却到40℃，且 能有效除去空气中水份。它具有结构紧凑，重量轻 ，安装空间小，便于维修，运行成本低等优点。
§3.4
气源处理元件
3.4.2 过滤器 --主管路过滤器
主管路过滤器：安装在主管路中，清除压缩空气中的 油污、水分和粉尘等，以提高下游干燥器的工作效率 ，延长精密过滤器的使用时间。
§3.4
气源处理元件
3.4.2 过滤器 --主管路过滤器
§3.4
气源处理元件
3.4.2 过滤器 --空气过滤器
空气过滤器：可除去压缩空气中固态杂质、液态的水 滴和油污，不能除去气态的水和油。
§3.2
3.2.2 空气压缩机
气 源 设 备
活塞式压缩机：通过曲柄连杆机构使活塞作往复运动而 实现吸、压气，并达到提高气体压力的目的。 理解：气动系统中压力是由负载（广义）建立起来的。
§3.2
3.2.2 空气压缩机
气 源 设 备
叶片式压缩机：叶片式压缩机的主要特点是无往复运动， 它主要由定子、转子和叶片组成，转子上开有一定数量的 沟槽，每个槽内嵌入一个叶片，偏心地装在定子内。当转 子旋转时，离心力使得叶片与定子内部相接触，从进口到 出口，相邻两叶片间的空间逐渐减少，压缩空气被压缩， 达到一定压力后即排除机外。
§3.2
气 源 设 备
3.2.2 空气压缩机 空气压缩机是将机械能转换成气体压力能 的一种转换装置，即气压发生装置，它为 气动装置提供具有一定压力和流量的压缩 空气。 空气压缩机的分类
按工作原理：容积型压缩机和速度型压缩机 按结构形式：
活塞式 往复式 轴流式 膜片式 叶片式 速度型离心式 容积型 回转式螺杆式 转子式 转子式
§3.1
前
言
压缩空气中的水分、油分和粉尘对气动系统有什么影 响？
水分导致：腐蚀生锈、润滑油变质、如果低温会结冰使元 件动作不良。 油分导致：使橡胶和塑料材料变质和老化；变质油分粘度 大，导致元件的运动部分动作不灵活；堵塞小孔影响元件 性能；油泥的水溶液呈酸性锈蚀金属；积存在后冷却器、 干燥器中会降低工作效率。 粉尘导致：相对运动件磨损，造成元件动作不良；加速过 滤器滤芯的堵塞、增大流动阻力；加速密封件的损伤，导 致泄漏增大。 液态油、水及粉尘从排气口排出，会污染环境影响产品质 量。例如食品行业等要求较高。
§3.2
3.2.2 空气压缩机
气 源 设 备
螺杆式压缩机：压缩由壳体和两个互相啮合的阴阳转子（ 螺杆）组成空间内的气体。利用两螺杆表面上所特有的螺 旋凹凸型的气道与气缸内壁之间形成的容积逐渐变化，来 实现对气体的吸入、压缩和排出过程。因为机器的转速很 高，气体的吸入和排出又是连续的，吸排气可看成是无脉 动的，因此可以除去一个为消除脉动而设的贮气罐。
§3.4
气源处理元件
3.4.2 过滤器 --空气过滤器
空气过滤器工作原理
§3.4
3.4.2 过滤器 --油雾分离器
气源处理元件
油雾分离器：可分离掉主 管路过滤器和空气过滤器 难以分离掉0.3-5μm气溶胶
油离子及大于0.3μm的锈末 和其他微粒。因为油滴直径 小于2～3μm时已很难附着在 物体上，要分离这些微滴油 雾，需要使用凝聚式滤芯。 油雾分离器就是使用这种滤 芯来除油的。
。
根据使用场所不同、过滤精度不同，可分为：
主管路过滤器：3μm(去除95%) 空气过滤器：2，5，10，20，40，70，100μm
油雾分离器：0.3μm(去除95%)
微雾分离器 0.01μm (去除95%) 超微油雾分离器： 0.01μm (去除95%)去除气态油粒子 除臭过滤器： 0.01μm (去除95%)可除去压缩空气中的 气味和有害气体。
§3.4
气源处理元件
3.4.1 气源的一般处理过程--压缩空气的净化处理方法
固态颗粒：重力沉积 惯性分离：离心分离，撞击分离 拦截过滤：金属网、烧结材料、玻璃纤维 树脂等 水分：液态：重力沉积 惯性分离 拦截过滤 气态：降温(风冷、水冷、冷冻) 吸附(硅胶、活性氧化铝等表面能吸附水分) 高分子隔膜 油分：液态：重力沉积、惯性分离、拦截过滤 气状溶胶：纤维层多孔滤芯拦截 气态：活性炭吸附
§3.4
气源处理元件
3.4.1 气源的一般处理过程--气源处理元件
惯性分离 拦截过滤 活性炭吸附
过滤器
降温(风冷、水冷） 降温(冷冻） 吸附 高分子隔膜
后冷却器 冷冻式干燥机 吸附式干燥器 高分子隔膜式干燥器
§3.4
3.4.2 过滤器
气源处理元件
过滤器用于滤除空气中含有的固体颗粒、液态的水分和 油分、臭味等各类杂质。 气动系统中常用过滤器的工作原理： 利用离心力除掉较大的固体颗粒、液态的水和油 利用滤芯过滤较小的固体颗粒、液态的水和油
气动系统中常用的有活塞式和螺杆式
§3.2
3.2.2 空气压缩机
气 源 设 备
按排气压力分类
名 称 低压压缩机 中压压缩机 高压压缩机 超高压压缩机 排气压力（bar） 0.2＜p≤1 1＜p≤10 10＜p≤100 p＞100
按排气量（自由空气流量）分类：
名称 微 型 小 型 中 型 大 型 排气量 V（m3/min） V ≤1 1＜V≤10 10＜V≤100 V＞100
§3.2
压缩机类型 优 点
气 源 设 备
缺 点 应用范围
3.2.2 空气压缩机--空气压缩机特点比较
1. 背压稳定、压力范围大； 2. 适应性强，单机能适应任意流量； 3. 效率高； 4. 在一般压力范围内，结构制造材 质要求低，可用普通钢材 1. 单机排气量大时，结构尺寸较 大，占地面积大； 2. 结构复杂，易损件多； 3. 运转时有振动； 4. 排气不连续，压力有脉动； 5. 气体质量差 1. 没有往复运动的零件，结构简单 紧凑、重量轻、维修方便； 2. 供气均匀，压力脉动小，不需设 置大容量的贮气罐； 3. 机器运行时，运行部件的动力平 衡好，寿命长 1. 转速较高，吸、排气口周期性 相通，切断产生强烈的空气动 力噪声； 2. 运动部件与固定部件之间密封 困难； 3. 效率较低
一般气动系统中的气罐多为立式，它用钢板焊接而 成，并装有起保护作用的安全阀、指示罐内压力的 压力表和排放冷凝水的排水阀。
§3.4
气源处理元件
3.4.1 气源的一般处理过程
在气压传动系统中，未经处理的压缩空气含有大量的水分（ 液态，气态和气溶胶），油分（液态，气态和气溶胶）和固体 颗粒相混合的杂质，这些杂质会给气动系统带来极坏的影响。 水分导致：腐蚀生锈、润滑油变质、如果低温会结冰使元件动 作不良。 油分导致：使橡胶和塑料材料变质和老化；变质油分粘度大， 导致元件的运动部分动作不灵活；堵塞小孔影响元件性能；油 泥的水溶液呈酸性锈蚀金属；积存在后冷却器、干燥器中会降 低工作效率。 粉尘导致：相对运动件磨损，造成元件动作不良；加速密封件 的损伤，导致泄漏增大。 液态油、水及粉尘从排气口排出，会污染环境影响产品质量。 例如食品行业等要求较高。
过滤器的使用：
要定期地清洗更换或清洗滤芯。 在油雾分离器前应加空气过滤器。 在微雾分离器和超微雾分离器前应设置作为前置过滤器 的油雾分离器。
§3.4
气源处理元件
3.4.2 过滤器 --过滤器的流量特性
§3.4
3.4.3 自动排水器
气源处理元件
压缩空气经净化处理滤出的污水将积聚在净化设备的底部 （如干燥器、贮气罐、过滤器等）。另外，输气管道被安 装成有一定的斜度，故在管道的低处、拐弯处等也会积聚 污水。这些水分必须及时排除。 用来排除污水的装置称为排水器。按其控制方式可分为人 工控制和自动控制两大类。由于气动技术的发展和大量应 用，靠人工的方法进行定期排水已变得不可靠（有些场合 也不便于人工操作）。因此，有必要采用自动排水器，当 积水达到一定量时便由自动排水器自动排除。 自动排水器的原理和结构有多种。有的作为单独的元件安 装在净化设备的排水口处；有的则安装在过滤器下壳体内。 自动排水器按其控制方式可分为浮子式、弹簧式、差压式 和电动式。
§3.4
气源处理元件
3.4.1 气源的一般处理过程
气动系统对压缩空气要求要具有一定的清洁度和干燥 度。
清洁度是指气源中含有的杂质（油、水及灰尘）粒径 在一定的范围内。 干燥度是指压缩空气中含水分的程度。气动装置要求 压缩空气的含水量越小越好。
使用各种方法除去压缩空气中含有的水分、油分和其 它固体颗粒就是气源处理。
§3.4
3.4.2 过滤器
过滤器的选用：
气源处理元件
应根据通过过滤器的最大流量及两端允许的最大压力降 来选择过滤器的规格。（流量特性） 根据对空气质量的要求来选择过滤器的精度。 选择过滤器的功能，如是否需要自动排水等。 对于旋风式的空气过滤器，通过过滤器的流量不能太小 ，否则是不能有效地清除油水和杂质的。
§3.2
气 源 设 备
3.2.1 什么是气源处理设备？
空气压缩机将大气压状态下的空气压缩成较高压力的 空气。
由空气压缩机出来的空气温度较高，且含有大量的水 分和油分等杂质。通过后冷却器降低压缩空气的温度 ，将空气中的水蒸气和油雾凝结成液态的水滴和油滴 分离出去。 由后冷却器出来的空气进入气罐储存起来，供气动系 统使用。气罐可以起到存储空气、消除压力脉动、进 一步分离水分和油分等杂质的作用。 在后冷却器、气罐和主路过滤器的最低点处都应该设 有手动或自动的排水器，以便排出液态的油和水。
活塞式