空氣的干燥

后冷卻器

壓縮后空氣將很熱，當(dāng)冷卻時(shí)，將不可避免地在空氣管道上產(chǎn)生大量的凝結(jié)水，除去它們的最有效方法是在壓縮后立即將空氣送入后冷卻器。

后冷卻器為熱交換器，既可用空氣冷卻又可用水冷卻。

空氣冷卻 

壓縮空氣通過(guò)一束束舌道，由風(fēng)扇產(chǎn)生的冷空氣，強(qiáng)迫吹向管道。

被冷卻的壓縮空氣輸出口溫度大約比室溫高15℃。

水冷卻 

一般地，鋼殼式管內(nèi)一側(cè)為水，另一側(cè)為空氣，它們以相反方向通過(guò)冷卻器，下圖表示了這種原理。

水冷卻的后冷卻器能使輸出空氣的溫度比冷卻水的溫度高大約10℃左右。通常要有一個(gè)自動(dòng)排水器和后冷卻連接以除去凝結(jié)物。后冷卻器應(yīng)裝上安全閥，壓力表，并建議裝入水和空氣的溫度計(jì)。

保養(yǎng)

空氣冷卻式

i) 應(yīng)安裝在容易維修和保養(yǎng)的位置。
ii) 保持良好通風(fēng)效果，冷卻器與墻壁最少保持20 公分距離。
iii) 保持散熱片清潔。
iv) 確保凝聚的水份能適當(dāng)排掉。

水冷卻式

i)應(yīng)安裝在容易維修和保養(yǎng)的位置。
ii) 避免污染物降低冷卻效能，在入口前應(yīng)加裝 100μm的過(guò)濾器。
iii) 采用潔凈冷卻水避免冷卻管道被腐蝕。
iv) 加警告開(kāi)關(guān)顯示水源供應(yīng)問(wèn)題。
v)經(jīng)常檢測(cè)出水溫度并保持管度潔凈暢通。
vi) 安裝自動(dòng)排水器并確保凝聚的水份能被適當(dāng)排掉。

主路過(guò)濾器 

在儲(chǔ)氣罐后應(yīng)裝一個(gè)大容量的主渠道過(guò)濾器，除去從壓縮機(jī)中帶來(lái)的油霧和空氣中的水份等雜質(zhì)。
過(guò)濾器必須保證最小的壓降，并能除去壓縮機(jī)中帶來(lái)的油霧，以避免冷凝物在管道中的乳化作用，它沒(méi)有那空氣標(biāo)準(zhǔn)過(guò)濾器中的導(dǎo)流板。而裝在內(nèi)部的自動(dòng)排水器或接上外部的自動(dòng)排水器能確保排出聚積的水。
這種過(guò)濾器的濾芯一般是快速更換筒型濾芯。過(guò)濾精度一般由 3μm 至 5μm ，濾芯由合成纖維制造，由于纖維以矩陣形式排列，氣體需徑過(guò)迂回途徑才離開(kāi)濾芯，因而亦發(fā)揮過(guò)濾效能。

保養(yǎng)

i)主路過(guò)濾器應(yīng)安裝在陰涼地方。
ii)安裝自動(dòng)排水器并確保凝聚的水份能自動(dòng)排掉。
iii) 濾芯的壓力降可利用裝在過(guò)濾器入口和出口的壓力表來(lái)檢測(cè)。壓力降會(huì)由于濾芯堵塞而上升，若壓力差超過(guò) (1 BAR) 便需更換濾芯。
iv) 濾芯為棄置形式，不能清潔，需更換新濾芯。

空氣干燥器 

后冷卻器將空氣冷卻到比冷卻媒介高 10 ~ 15℃。氣動(dòng)系統(tǒng)控制和操作元件的溫度通常為室溫 (大約20℃)。這意味著沒(méi)有凝結(jié)物的進(jìn)一步積聚，同時(shí)剩下的濕氣通過(guò)輸出同排氣一起排入大氣。但是，離開(kāi)后冷卻器的空氣溫度比管道輸送的環(huán)境溫度高，例如在晚間，這將進(jìn)一步冷卻壓縮空氣，將更多的水蒸汽凝結(jié)成水。用于干燥空氣的方法是降低露點(diǎn)，到這個(gè)溫度，空氣完全使?jié)駳膺_(dá)到飽和 (即 100% 相對(duì)濕度) 。露點(diǎn)越低，留在壓縮空氣中的水份就越少。有三種主要型式的空氣干燥器：吸收式，吸附式和冷凍式。

吸收式 (潮解式) 干燥

壓縮空氣被強(qiáng)迫通過(guò)如干燥白堊，固態(tài)氯化鎂，氯化鋰或氯化鈣等干燥劑，它們與濕氣起反應(yīng)形成乳化液從干燥器底部排出。干燥劑必須在一定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)充，因?yàn)殡S著這類(lèi)〝鹽〞的消耗露點(diǎn)會(huì)提高。但是 7 巴壓力下露點(diǎn)為5℃是可能的。這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是它的基本建設(shè)和操作費(fèi)用都較低。但是進(jìn)口溫度不得超過(guò)30℃，其中的化學(xué)物質(zhì)是強(qiáng)烈腐蝕性的，必須仔細(xì)檢查濾清，防止腐蝕性的霧氣進(jìn)入氣動(dòng)系統(tǒng)中。

吸附式 (干燥劑) 干燥

圖片在這

在直立的容器內(nèi)，粒狀的硅膠或活性鋁物理性吸收通過(guò)它們的壓縮空氣中的水份。當(dāng)干燥劑飽和后，可使用干燥，加熱或不加熱早先干燥的空氣流過(guò)使其再生。濕的壓縮空氣通過(guò)方向控制閥進(jìn)入干燥筒 1。干燥空氣從輸出口流出。
10 ~ 20% 的干燥空氣通過(guò)節(jié)流孔02 進(jìn)入干燥筒 2，相反吸收干燥劑中的水份而使它再生，這些再生空氣然后被排入大氣。
由一個(gè)定時(shí)器周期性地切換方向控制閥，讓輸入空氣交替地進(jìn)入一個(gè)干燥筒和另一個(gè)再生筒。從而不斷地輸出干燥空氣。
露點(diǎn)特別低的空氣，如-40℃，可用此方法干燥。
一個(gè)顏色指示器應(yīng)被安裝在干燥箱內(nèi)監(jiān)視飽和程度，在輸出口必須裝一個(gè)微霧過(guò)濾器防止夾帶吸附劑的微粒霧氣。這種干燥機(jī)的基本價(jià)格和操作費(fèi)用相對(duì)來(lái)說(shuō)較高，但維護(hù)費(fèi)用較低。

保養(yǎng)

干燥機(jī)內(nèi)的干燥劑需避免被空氣內(nèi)的油霧和雜質(zhì)污染，在使用吸附式干燥機(jī)時(shí)最好在入口前加油霧分離器。另一方面為避免干燥劑流化后粉末遺留在空氣內(nèi)流往使用部份，請(qǐng)?jiān)诟稍餀C(jī)出口同時(shí)加上油霧分離器。

冷凍式干燥

這是一個(gè)機(jī)械裝置，它包含了一個(gè)冷凍回路和兩個(gè)熱交換器。
潮濕高溫空氣通過(guò)第一級(jí)熱交換器1.將部分熱量傳遞給冷卻干燥后的輸出空氣，它就被預(yù)冷卻。
熱交換器2.中有一個(gè)致冷回路，在這個(gè)回路中蒸發(fā)氟里昂致冷劑需吸收熱量，所以使空氣進(jìn)一步得到了冷卻。此時(shí)水份和油霧凝結(jié)并自動(dòng)排除。
干燥的冷空氣再通過(guò)熱交換器1.又從進(jìn)入熱交換器1.的潮濕高溫空氣處得到熱量，這就避免在輸出口結(jié)露和增加性能并降低相對(duì)濕度。
盡管在一般應(yīng)用中壓縮空氣的溫度達(dá)到5℃就足夠了，然而用現(xiàn)代方法使輸出溫度達(dá)到2℃是可能的。輸入溫度可高達(dá)60℃，但進(jìn)行預(yù)冷以得到較低輸入溫度比較上合乎經(jīng)濟(jì)。
一般來(lái)說(shuō)，用這種方法干燥空氣的費(fèi)用為壓縮空氣費(fèi)用的 10 ~ 20%。

1 熱交換器 輸入／輸出氣體HPG - 高壓高溫氣態(tài)冷媒
2 熱交換器 輸入氣體／氟里昂HPL - 高壓液態(tài)冷媒
3 氟里昂冷卻器LPL - 低壓低溫液態(tài)冷媒
4 散熱風(fēng)扇LPG - 低壓氣態(tài)冷媒
5 氟里昂壓縮機(jī)
6 恒溫閥
7 氣體過(guò)濾器
8 自動(dòng)排水器
9 冷量調(diào)節(jié)閥
10 壓力開(kāi)關(guān)
HPG-高壓高溫氣態(tài)冷媒
HPL-高壓液態(tài)冷媒
LPL-低壓低溫液態(tài)冷媒
LPG-低壓氣態(tài)冷媒

干燥機(jī)冷媒回路

冷媒回路內(nèi)的冷媒經(jīng)冷凍壓縮機(jī)壓縮后成為高壓高溫氣態(tài)冷媒，經(jīng)過(guò)冷凝器散熱便成為高壓液態(tài)冷媒。液態(tài)冷媒通過(guò)回路上的毛細(xì)管或膨脹閥進(jìn)行節(jié)流過(guò)程令冷媒從高壓液態(tài)變?yōu)榈蛪阂簯B(tài)，這時(shí)冷媒的溫度亦相應(yīng)下降。低壓低溫的液態(tài)冷媒在〝空氣／冷媒〞的熱交換器 (蒸發(fā)器) 內(nèi)吸取壓縮空氣的熱量，進(jìn)行蒸發(fā)成為低壓氣態(tài)冷媒。冷媒再通過(guò)冷凍壓縮機(jī)提升壓力繼續(xù)在冷媒回路中循環(huán)。

冷媒 (Refrigerant) 是一種容易揮發(fā)的氣體，在冷凍系統(tǒng)管路中循環(huán)，好比人體血管中的血液一樣，在蒸發(fā)器中扮演吸熱作用，冷凝器中扮演放熱作用，所以冷凍系統(tǒng)實(shí)際不是制冷的機(jī)械，而是熱量之搬運(yùn)機(jī)械，將冷房或冷凍中的熱量搬運(yùn)到屋外或庫(kù)外而已。
由于干燥機(jī)入口的壓縮空氣狀態(tài)變化異常 (溫度，壓力，流量)，環(huán)境溫度和負(fù)載的變動(dòng)亦會(huì)影響干燥機(jī)的正常運(yùn)作。因此，干燥機(jī)特別設(shè)有兩種冷量控制元件令干燥機(jī)在負(fù)荷變動(dòng)時(shí)仍保持固定的除水效能。

a) 冷量調(diào)節(jié)閥

在干燥機(jī)沒(méi)有氣流通過(guò)或負(fù)荷低時(shí)，冷量調(diào)節(jié)閥能讓高壓高溫的氣態(tài)冷媒旁通到冷凍壓縮機(jī)的吸入管，防止蒸發(fā)器上的水份被冷凍凝結(jié)，保持穩(wěn)定的蒸發(fā)溫度。

注意：產(chǎn)品出廠(chǎng)時(shí)，冷量調(diào)節(jié)閥已調(diào)到最適當(dāng)?shù)奈恢?，因此在正常運(yùn)行時(shí)是不需調(diào)整的。

b) 壓力開(kāi)關(guān)

壓力開(kāi)關(guān)感應(yīng)冷媒在經(jīng)過(guò)冷凝器后的壓力，透過(guò)開(kāi)啟或關(guān)閉冷凝器的風(fēng)扇馬達(dá)來(lái)調(diào)節(jié)冷媒回路的制冷能力。
在無(wú)負(fù)荷或低負(fù)荷時(shí)，風(fēng)扇馬達(dá)將自動(dòng)切換開(kāi)與關(guān)。但在負(fù)荷超過(guò)一定程度后便會(huì)連續(xù)運(yùn)行。

保養(yǎng)

i) 為減低干燥機(jī)的負(fù)載和提高效能，最有效的方法是在干燥機(jī)上流安裝后冷卻器和主路過(guò)濾器。
ii) 旁通管道亦需加上以便干燥機(jī)在維修期間仍能使系統(tǒng)保持正常供氣。
iii) 被冷凍式干燥機(jī)分離的水份需由自動(dòng)排水器放出，接駁排水器的排水管內(nèi)徑需最少O10mm ，最長(zhǎng)5米以免背壓對(duì)排水搆成影響。
iv) 干燥機(jī)需安裝在通風(fēng)并不會(huì)受到陽(yáng)光直接照射或雨淋的地方。
v) 每天需檢查：
          a) 自動(dòng)排水器是否操作正常
          b) 散熱器設(shè)沒(méi)有積存塵垢
          c) 蒸發(fā)溫度在操作時(shí)保持在正常溫度。

油霧分離器／微霧分離器

油霧分離器能把主路過(guò)濾器不能去除的極微少的塵埃和油霧分離。油霧分離器可把壓縮空氣內(nèi)小至 0.3μm 的粒子分離 99.9% 以上。微霧分離器更能把小至 0.01μm的粒子分離?？諝膺M(jìn)入分離器后從濾芯的外徑流向內(nèi)徑(濾芯是由過(guò)濾紙和像紙的玻璃纖維造成)，同時(shí)將雜質(zhì)和油霧分離。

油霧一般可存在于極微小狀態(tài)，一般過(guò)濾器不容易將它分離，而油霧分離器是以三種過(guò)濾形式把油霧分離。當(dāng)不同大小的油霧經(jīng)過(guò)濾芯纖維時(shí)便被凝聚變成油滴，油滴聚積在過(guò)濾器底部再由自動(dòng)排水器放出。

過(guò)濾過(guò)程

i) 直接攔截
當(dāng)油霧粒子比過(guò)濾纖維大時(shí)便會(huì)被直接攔截。

ii) 慣性的碰撞
當(dāng)帶油霧的氣流撞向纖維時(shí)，空氣便慣性地改變方向繞過(guò)纖維繼續(xù)向前，但油霧卻被纖維黏著。

iii) 布朗運(yùn)動(dòng)
當(dāng)帶油霧氣流通過(guò)濾芯時(shí)便會(huì)產(chǎn)生布朗運(yùn)動(dòng)，油霧粒子越小，任意運(yùn)動(dòng)越強(qiáng)烈，粒子進(jìn)行布朗運(yùn)動(dòng)時(shí)便會(huì)被纖維黏著。

保養(yǎng)

i) 油霧分離器的安裝位置最好盡量靠近需要保護(hù)的設(shè)備。
ii) 安裝自動(dòng)排水器以避免油霧因未能及時(shí)排掉而回流到輸出的凈化空氣上。
iii) 濾芯的堵塞狀態(tài)可透過(guò)量度分離器出入口的壓力差距來(lái)決定是否需要更換濾芯。壓差超過(guò) (1 BAR) 便需更換新濾芯。
iv) 濾芯為棄置型，不能清潔。

自動(dòng)排水器
自動(dòng)排水器有兩種類(lèi)型。在浮子式排水器 中，管子導(dǎo)向浮子運(yùn)動(dòng)，且管子內(nèi)部連接到大氣是通過(guò)過(guò)濾器，溢流閥，彈簧壓著的活塞和沿著手動(dòng)操作桿的孔。

凝結(jié)物在水杯的底部聚集，當(dāng)它上升到足以使浮子從浮子座上移開(kāi)時(shí)，杯中的壓力使活塞移動(dòng)到右面位置打開(kāi)排水器閥座放水。浮子因下降而切斷作用在活塞上的輸入空氣。

溢流閥在浮子關(guān)閉噴嘴時(shí)限制滯于活塞的壓力，當(dāng)這一空氣通過(guò)溢流閥起作用的泄漏口泄漏時(shí)，設(shè)定的值保證了恒定的活塞復(fù)位時(shí)間。

電機(jī)驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)排水器是另一個(gè)類(lèi)型，它設(shè)有旋轉(zhuǎn)凸輪，撥動(dòng)杠桿操作截止閥，定期地排除凝結(jié)物。

它具有在任何方位上都能工作的優(yōu)點(diǎn)，并能很好地扺抗振動(dòng)。因而，用于流動(dòng)壓縮機(jī)，公共汽車(chē)及卡車(chē)的氣動(dòng)系統(tǒng)中。