Trykkluftsystemer består i snever forstand av luftkildeutstyr, luftrensingsutstyr og tilhørende rørledninger. I bred forstand tilhører pneumatiske hjelpekomponenter, pneumatiske aktuatorer, pneumatiske kontrollkomponenter, vakuumkomponenter osv. kategorien trykkluftsystemer. Vanligvis er utstyret til en luftkompressorstasjon et trykkluftsystem i snever forstand. Figuren nedenfor viser et typisk flytskjema for et trykkluftsystem:
Luftkildeutstyret (luftkompressor) suger inn atmosfæren, komprimerer luften i naturlig tilstand til trykkluft med høyere trykk, og fjerner fuktighet, olje og andre urenheter i trykkluften gjennom renseutstyr.
Naturluften består av en blanding av forskjellige gasser (O₂, N₂, CO₂ osv.), og vanndamp er en av dem. Luft som inneholder en viss mengde vanndamp kalles fuktig luft, og luft som ikke inneholder vanndamp kalles tørr luft. Luften rundt oss er fuktig luft, så arbeidsmediet til luftkompressoren er naturlig fuktig luft.
Selv om vanndampinnholdet i fuktig luft er relativt lite, har innholdet stor innflytelse på de fysiske egenskapene til fuktig luft. I trykkluftrensesystemet er tørking av trykkluft et av hovedinnholdene.
Under visse temperatur- og trykkforhold er innholdet av vanndamp i fuktig luft (det vil si vanndamptettheten) begrenset. Ved en viss temperatur, når mengden vanndamp som er inneholdt når det maksimale mulige innholdet, kalles den fuktige luften på dette tidspunktet mettet luft. Den fuktige luften uten det maksimale mulige innholdet av vanndamp kalles umettet luft.
I det øyeblikket umettet luft blir mettet luft, vil flytende vanndråper kondensere i den fuktige luften, noe som kalles «kondens». Kondens er vanlig. For eksempel er luftfuktigheten høy om sommeren, og det er lett å danne vanndråper på overflaten av vannrøret. Om vintermorgenen vil vanndråper dukke opp på beboernes glassvinduer. Disse dannes alle ved avkjøling av fuktig luft under konstant trykk. Resultatet er Lu.
Som nevnt ovenfor kalles temperaturen der den umettede luften når metning duggpunktet når partialtrykket til vanndamp holdes konstant (det vil si at det absolutte vanninnholdet holdes konstant). Når temperaturen synker til duggpunkttemperaturen, vil det oppstå «kondens».
Duggpunktet for fuktig luft er ikke bare relatert til temperatur, men også til mengden fuktighet i den fuktige luften. Duggpunktet er høyt med høyt vanninnhold, og duggpunktet er lavt med lavt vanninnhold.
Duggpunkttemperaturen har en viktig bruk i kompressorteknikk. For eksempel, når utløpstemperaturen til luftkompressoren er for lav, vil olje-gassblandingen kondensere på grunn av den lave temperaturen i olje-gass-tønnen, noe som vil føre til at smøreoljen inneholder vann og dermed påvirke smøreeffekten. Utløpstemperaturen til luftkompressoren må være utformet slik at den ikke er lavere enn duggpunkttemperaturen under det tilsvarende partialtrykket.
Atmosfærisk duggpunkt er duggpunkttemperaturen under atmosfærisk trykk. På samme måte refererer trykkduggpunkt til duggpunkttemperaturen til trykkluft.
Det tilsvarende forholdet mellom trykkduggpunktet og det normale trykkduggpunktet er relatert til kompresjonsforholdet. Under samme trykkduggpunkt, jo større kompresjonsforholdet er, desto lavere er det tilsvarende normale trykkduggpunktet.
Trykkluften som kommer ut av luftkompressoren er skitten. De viktigste forurensningene er: vann (flytende vanndråper, vanntåke og gassformet vanndamp), gjenværende smøreoljetåke (oljetåke og oljedamp), faste urenheter (rust, metallpulver, finstoff fra gummi, tjærepartikler og filtermaterialer, fint pulver fra tetningsmaterialer osv.), skadelige kjemiske urenheter og andre urenheter.
Forringet smøreolje vil forringe gummi, plast og tetningsmaterialer, noe som kan føre til funksjonsfeil i ventiler og forurensende produkter. Fuktighet og støv vil føre til at metalldeler og rør ruster og korroderer, noe som fører til at bevegelige deler setter seg fast eller slites ut, noe som fører til at pneumatiske komponenter ikke fungerer som de skal eller lekker luft. Fuktighet og støv vil også blokkere strupehull eller filtergitter. Etterpå vil isen føre til at rørledningen fryser eller sprekker.
På grunn av dårlig luftkvalitet reduseres påliteligheten og levetiden til det pneumatiske systemet betraktelig, og de resulterende tapene overstiger ofte kostnadene og vedlikeholdskostnadene for luftbehandlingsenheten. Det er derfor absolutt nødvendig å velge luftbehandlingssystem riktig.
Hva er de viktigste kildene til fuktighet i trykkluft?
Hovedkilden til fuktighet i trykkluft er vanndampen som suges inn av luftkompressoren sammen med luften. Etter at den fuktige luften kommer inn i luftkompressoren, presses en stor mengde vanndamp inn i flytende vann under kompresjonsprosessen, noe som vil redusere den relative fuktigheten til trykkluften ved utløpet av luftkompressoren betraktelig.
For eksempel, når systemtrykket er 0,7 MPa og den relative fuktigheten til den inhalerte luften er 80 %, selv om trykkluften fra luftkompressoren er mettet under trykk, er den relative fuktigheten bare 6–10 % hvis den konverteres til atmosfærisk trykktilstand før kompresjon. Det vil si at fuktighetsinnholdet i trykkluften har blitt kraftig redusert. Men etter hvert som temperaturen gradvis synker i gassrørledningen og gassutstyret, vil en stor mengde flytende vann fortsette å kondensere i trykkluften.
Hvordan forårsakes oljeforurensning i trykkluft?
Smøreoljen i luftkompressoren, oljedampen og svevende oljedråper i omgivelsesluften og smøreoljen i de pneumatiske komponentene i systemet er hovedkildene til oljeforurensning i trykkluften.
Med unntak av sentrifugal- og membranluftkompressorer, vil nesten alle luftkompressorer som er i bruk i dag (inkludert diverse oljefrie smurte luftkompressorer) ha mer eller mindre forurenset olje (oljedråper, oljetåke, oljedamp og karbonfisjon) inn i gassrørledningen.
Den høye temperaturen i kompresjonskammeret til luftkompressoren vil føre til at omtrent 5–6 % av oljen fordamper, sprekker og oksiderer, og avsettes i innerveggen av luftkompressorrøret i form av karbon og lakkfilm, og den lette fraksjonen vil bli suspendert i form av damp og mikro. Materieformen bringes inn i systemet av trykkluft.
Kort sagt, for systemer som ikke krever smøremidler under drift, kan all olje og smøremidler som er blandet i trykkluften som brukes, betraktes som oljeforurensede materialer. For systemer som trenger å tilsette smøremidler under arbeid, regnes all rustbeskyttelsesmaling og kompressorolje som finnes i trykkluften som oljeforurensende urenheter.
Hvordan kommer faste urenheter inn i trykkluft?
De viktigste kildene til faste urenheter i trykkluft er:
①Den omkringliggende atmosfæren er blandet med forskjellige urenheter av forskjellige partikkelstørrelser. Selv om luftkompressorens sugeport er utstyrt med et luftfilter, kan vanligvis "aerosol"-urenheter under 5 μm fortsatt komme inn i luftkompressoren med den inhalerte luften, blandet med olje og vann inn i eksosrøret under kompresjonsprosessen.
②Når luftkompressoren er i drift, vil friksjon og kollisjon mellom de ulike delene, aldring og avfall av tetningene, og karbonisering og fisjon av smøreoljen ved høy temperatur føre til at faste partikler som metallpartikler, gummistøv og karbonholdig fisjon føres inn i gassrørledningen.
Publisert: 18. april 2023
