تجهیزات منبع هوا چیست؟چه تجهیزاتی وجود دارد؟

تجهیزات منبع هوا چیست؟چه تجهیزاتی وجود دارد؟

تجهیزات منبع هوا دستگاه مولد کمپرسور هوای فشرده (کمپرسور هوا) است.کمپرسورهای هوا انواع مختلفی دارند که انواع متداول آنها از نوع پیستونی، نوع گریز از مرکز، نوع پیچی، نوع پره کشویی، نوع اسکرول و غیره است.
هوای فشرده خروجی از کمپرسور هوا حاوی مقدار زیادی آلاینده مانند رطوبت، روغن و گرد و غبار است.برای حذف صحیح این آلاینده ها باید از تجهیزات تصفیه استفاده شود تا از آسیب رساندن به عملکرد عادی سیستم پنوماتیک جلوگیری شود.

تجهیزات تصفیه منبع هوا یک اصطلاح کلی برای تجهیزات و دستگاه های متعدد است.تجهیزات تصفیه منبع هوا نیز اغلب به عنوان تجهیزات پس پردازش در صنعت شناخته می شوند که معمولاً به مخازن ذخیره گاز، خشک کن ها، فیلترها و غیره اشاره می کنند.
● مخزن هوا
عملکرد مخزن ذخیره گاز حذف ضربان فشار، تکیه بر انبساط آدیاباتیک و خنک کننده طبیعی برای کاهش دما، جداسازی بیشتر رطوبت و روغن در هوای فشرده و ذخیره مقدار معینی گاز است.از یک طرف می تواند این تناقض را که میزان هوای مصرفی بیشتر از حجم هوای خروجی کمپرسور هوا است را در مدت زمان کوتاهی کاهش دهد.از سوی دیگر، می تواند در زمان از کار افتادن کمپرسور هوا یا قطع برق، یک منبع هوای کوتاه مدت را حفظ کند تا از ایمنی تجهیزات پنوماتیک اطمینان حاصل شود.

●هوا خشک کن

خشک کن هوای فشرده همانطور که از نامش پیداست نوعی تجهیزات حذف آب برای هوای فشرده است.دو خشک کن انجمادی و خشک کن جذبی و همچنین خشک کن های رقیق کننده و خشک کن های غشایی پلیمری وجود دارد.خشک کن یخچالی متداول ترین تجهیزات کم آبی هوای فشرده است و معمولاً در مواردی با الزامات کلی کیفیت منبع هوا استفاده می شود.خشک کن یخچالی از این ویژگی استفاده می کند که فشار جزئی بخار آب در هوای فشرده توسط دمای هوای فشرده برای انجام خنک سازی، آبگیری و خشک کردن تعیین می شود.خشک کن های یخچال دار با هوای فشرده به طور کلی در صنعت به عنوان خشک کن های یخچالی شناخته می شوند.عملکرد اصلی آن کاهش محتوای آب در هوای فشرده است، یعنی کاهش "دمای نقطه شبنم" هوای فشرده.در سیستم هوای فشرده صنعتی عمومی، یکی از تجهیزات لازم برای خشک کردن و تصفیه هوای فشرده (به عنوان پس پردازش نیز شناخته می شود) است.

1 اصل اساسی

هوای فشرده می تواند به هدف حذف بخار آب از طریق فشار، خنک سازی، جذب و روش های دیگر دست یابد.فریز درایر روش خنک سازی است.می دانیم که هوای فشرده شده توسط کمپرسور هوا حاوی گازهای مختلف و بخار آب است، بنابراین هوای مرطوب است.میزان رطوبت هوای مرطوب به طور کلی با فشار نسبت معکوس دارد، یعنی هر چه فشار بیشتر باشد، میزان رطوبت کمتر می شود.پس از افزایش فشار هوا، بخار آب موجود در هوا بیش از مقدار ممکن به آب متراکم می شود (یعنی حجم هوای فشرده کمتر می شود و نمی تواند بخار آب اصلی را در خود نگه دارد).

این بدان معنی است که نسبت به هوایی که در ابتدا استنشاق شده است، میزان رطوبت کمتر می شود (در اینجا به بازگشت این قسمت از هوای فشرده به حالت غیر فشرده اشاره دارد).

با این حال، خروجی کمپرسور هوا همچنان هوای فشرده است و میزان بخار آب آن در حداکثر مقدار ممکن است، یعنی در حالت بحرانی گاز و مایع است.هوای فشرده در این زمان حالت اشباع نامیده می شود، بنابراین تا زمانی که کمی تحت فشار باشد، بخار آب بلافاصله از حالت گازی به حالت مایع تبدیل می شود، یعنی آب متراکم می شود.

با فرض اینکه هوا یک اسفنج مرطوب است که آب را جذب کرده است، رطوبت آن همان آب جذب شده است.اگر مقداری آب به زور از اسفنج خارج شود، رطوبت اسفنج نسبتاً کاهش می یابد.اگر اجازه دهید اسفنج بهبود یابد، طبیعتاً خشک تر از اسفنج اصلی خواهد بود.این همچنین به هدف حذف آب و خشک کردن با فشار دست می یابد.
اگر پس از رسیدن به یک نیروی معین در طول فرآیند فشردن اسفنج، نیروی دیگری وجود نداشته باشد، آب از فشرده شدن خارج می شود که حالت اشباع است.به افزایش قدرت فشار ادامه دهید، و هنوز آب در حال جریان است.

بنابراین، بدنه کمپرسور هوا خود وظیفه حذف آب را دارد و روش مورد استفاده فشار دادن است، اما این هدف کمپرسور هوا نیست، بلکه یک بار "تند" است.

چرا از "فشار" به عنوان وسیله ای برای حذف آب از هوای فشرده استفاده نمی شود؟این عمدتا به دلیل صرفه جویی در افزایش فشار 1 کیلوگرم است.مصرف حدود 7 درصد از مصرف انرژی کاملاً غیراقتصادی است.

آبگیری "خنک کننده" نسبتاً مقرون به صرفه است و خشک کن یخچال از همان اصل رطوبت زدایی کولر گازی برای رسیدن به هدف استفاده می کند.از آنجایی که چگالی بخار آب اشباع محدودیت دارد، در فشار آیرودینامیکی (محدوده 2MPa) می توان در نظر گرفت که چگالی بخار آب در هوای اشباع تنها به دما بستگی دارد و ربطی به فشار هوا ندارد.

هر چه دما بیشتر باشد، چگالی بخار آب در هوای اشباع بیشتر می شود و آب بیشتری نیز وجود خواهد داشت.برعکس، هر چه درجه حرارت کمتر باشد، آب کمتری است (این را می توان از عقل سلیم در زندگی فهمید، زمستان خشک و سرد است، تابستان گرم و مرطوب است).

هوای فشرده را تا حد امکان خنک کنید تا از چگالی بخار آب موجود در آن کاسته شود و "تراکم" ایجاد شود، قطرات کوچک آب تشکیل شده از چگالش را جمع آوری کرده و تخلیه کنید تا به هدف حذف رطوبت برسد. در هوای فشرده .

از آنجا که شامل فرآیند تراکم و متراکم شدن به آب است، دما نمی تواند کمتر از "نقطه انجماد" باشد، در غیر این صورت پدیده یخ زدگی به طور موثر آب را تخلیه نمی کند.معمولاً "دمای نقطه شبنم فشار" اسمی در خشک کن انجمادی معمولاً 2 تا 10 درجه سانتیگراد است.

به عنوان مثال، "نقطه شبنم فشار" در 10 درجه سانتیگراد 0.7 مگاپاسکال به "نقطه شبنم فشار اتمسفر" به -16 درجه سانتیگراد تبدیل می شود.می توان فهمید که هنگامی که در محیطی کمتر از -16 درجه سانتیگراد استفاده می شود، هنگامی که هوای فشرده به اتمسفر تخلیه می شود، آب مایع وجود نخواهد داشت.

تمام روش های حذف آب هوای فشرده فقط نسبتاً خشک هستند و درجه خاصی از خشکی را برآورده می کنند.حذف مطلق رطوبت غیرممکن است و پیگیری خشکی فراتر از نیازهای استفاده بسیار غیراقتصادی است.
2 اصل کار

خشک کن تبرید هوای فشرده هوای فشرده را خنک می کند تا بخار آب موجود در هوای فشرده را به قطرات مایع تبدیل کند تا به هدف کاهش رطوبت هوای فشرده دست یابد.
قطرات متراکم شده از طریق سیستم زهکشی اتوماتیک از دستگاه خارج می شود.تا زمانی که دمای محیط خط لوله پایین دست در خروجی خشک کن کمتر از دمای نقطه شبنم در خروجی اواپراتور نباشد، تراکم ثانویه رخ نخواهد داد.

3 گردش کار

فرآیند هوای فشرده:
هوای فشرده وارد مبدل حرارتی هوا (پیش گرم کن) [1] می شود که در ابتدا دمای هوای فشرده با دمای بالا کاهش می یابد و سپس وارد مبدل حرارتی فریون/هوا (اواپراتور) [2] می شود، جایی که هوای فشرده خنک می شود. بسیار سریع، تا حد زیادی دما را به دمای نقطه شبنم کاهش دهید، و آب مایع جدا شده و هوای فشرده در جداکننده آب [3] جدا شده و آب جدا شده توسط دستگاه زهکشی خودکار از دستگاه خارج می شود.

هوای فشرده و مبرد با دمای پایین در اواپراتور تبادل گرما می کنند [2].در این زمان، دمای هوای فشرده بسیار پایین است، تقریباً برابر با دمای نقطه شبنم 2 تا 10 درجه سانتیگراد.اگر نیاز خاصی وجود نداشته باشد (یعنی نیازی به دمای پایین برای هوای فشرده وجود نداشته باشد)، معمولاً هوای فشرده به مبدل حرارتی هوا (پیش گرمکن) [1] باز می گردد تا با هوای فشرده با دمای بالا که به تازگی وارد شده است، گرما را مبادله کند. خشک کن سردهدف از انجام این کار:

① به طور موثر از "خنک کننده زباله" هوای فشرده خشک شده برای پیش خنک کردن هوای فشرده با دمای بالا که به تازگی وارد خشک کن سرد شده است، استفاده کنید تا بار تبرید خشک کن سرد کاهش یابد.

② از مشکلات ثانویه مانند تراکم، چکیدن و زنگ زدگی در قسمت بیرونی خط لوله انتهایی ناشی از خشک شدن هوای فشرده با دمای پایین جلوگیری کنید.

فرآیند تبرید:

فریون مبرد وارد کمپرسور [4] می شود و پس از فشرده سازی، فشار افزایش می یابد (و دما نیز افزایش می یابد) و هنگامی که کمی بیشتر از فشار در کندانسور باشد، بخار مبرد پرفشار به کندانسور تخلیه می شود [6]. ].در کندانسور، بخار مبرد در دما و فشار بالاتر، گرما را با هوا در دمای کمتر (خنک کننده هوا) یا آب خنک کننده (خنک کننده آب) مبادله می کند و در نتیجه فریون مبرد را به حالت مایع تبدیل می کند.

در این زمان، مبرد مایع از طریق لوله مویرگی/شیر انبساط [8] وارد مبدل حرارتی فریون/هوا (اواپراتور) [2] می‌شود تا فشار را کاهش دهد (سرد شود) و گرمای هوای فشرده در اواپراتور را جذب کند. .جسمی که باید خنک شود - هوای فشرده خنک می شود و بخار مبرد تبخیر شده توسط کمپرسور مکیده می شود تا چرخه بعدی شروع شود.

مبرد یک چرخه را از طریق چهار فرآیند فشرده سازی، تراکم، انبساط (گسست)، و تبخیر در سیستم کامل می کند.از طریق چرخه های تبرید مداوم، هدف از انجماد هوای فشرده حاصل می شود.
4 عملکرد هر جزء
مبدل حرارتی هوا
به منظور جلوگیری از تشکیل آب متراکم بر روی دیواره خارجی خط لوله خارجی، هوای خشک شده یخ زده از اواپراتور خارج شده و مجدداً با هوای فشرده با دمای بالا، گرم و مرطوب در مبدل حرارتی هوا تبادل گرما می کند.در عین حال دمای هوای ورودی به اواپراتور بسیار کاهش می یابد.

تبادل حرارت
مبرد گرما را جذب کرده و در اواپراتور منبسط می شود و از حالت مایع به حالت گاز تبدیل می شود و هوای فشرده با تبادل حرارت خنک می شود، به طوری که بخار آب موجود در هوای فشرده از حالت گاز به حالت مایع تبدیل می شود.

جداکننده آب
آب مایع رسوب شده از هوای فشرده در جداکننده آب جدا می شود.هر چه راندمان جداسازی جداکننده آب بیشتر باشد، نسبت آب مایع که مجدداً در هوای فشرده تبخیر می شود، کمتر می شود و نقطه شبنم فشار هوای فشرده کمتر می شود.

کمپرسور
مبرد گازی وارد کمپرسور تبرید می شود و فشرده می شود تا به مبرد گازی با دمای بالا و فشار بالا تبدیل شود.

شیر بای پس
اگر دمای آب مایع رسوب‌شده به زیر نقطه انجماد برسد، یخ متراکم شده باعث انسداد یخ می‌شود.شیر بای پس می تواند دمای تبرید را کنترل کند و نقطه شبنم فشار را در دمای پایدار (بین 1 تا 6 درجه سانتی گراد) کنترل کند.

کندانسور

کندانسور دمای مبرد را کاهش می دهد و مبرد از حالت گازی با دمای بالا به حالت مایع با دمای پایین تغییر می کند.

فیلتر
فیلتر به طور موثر ناخالصی های مبرد را فیلتر می کند.

شیر انبساط / مویرگی
پس از عبور مبرد از لوله مویرگی/شیر انبساط، حجم آن منبسط می شود، دمای آن کاهش می یابد و به مایعی با دمای پایین و کم فشار تبدیل می شود.

جداکننده گاز و مایع
از آنجایی که مبرد مایعی که وارد کمپرسور می شود باعث شوک مایع می شود که ممکن است به کمپرسور تبرید آسیب برساند، جداکننده گاز و مایع مبرد تضمین می کند که فقط مبرد گازی می تواند وارد کمپرسور تبرید شود.

تخلیه خودکار
تخلیه خودکار آب مایع انباشته شده در پایین جداکننده را در فواصل منظم از دستگاه خارج می کند.

خشک کن

خشک کن یخچال دارای مزایای ساختار فشرده، استفاده و نگهداری راحت و هزینه های نگهداری پایین است.برای مواقعی که دمای نقطه شبنم فشار هوای فشرده خیلی پایین نیست (بالاتر از 0 درجه سانتیگراد) مناسب است.
خشک کن جذبی از یک ماده خشک کننده برای رطوبت زدایی و خشک کردن هوای فشرده که مجبور به عبور از آن می شود استفاده می کند.خشک کن های جذبی احیا کننده اغلب روزانه استفاده می شوند.
● فیلتر
فیلترها به فیلترهای خط لوله اصلی، جداکننده های گاز و آب، فیلترهای بوزدایی کربن فعال، فیلترهای استریلیزاسیون بخار و غیره تقسیم می شوند و عملکرد آنها حذف روغن، گرد و غبار، رطوبت و سایر ناخالصی های موجود در هوا برای به دست آوردن هوای فشرده تمیز است.هوا.