浅析气源干燥处理的方法及应用
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真 空 VACUUM
第4期浅析气源干燥处理的方法及应用
郭维强,蒲如平,何 英
(中国工程物理研究院机械制造工艺研究所,四川 绵阳 621900)
摘 要:本文介绍了压缩空气干燥装置类型和特点,并在探论其应用的基础上,重点介绍了某特定容器产品的所用无热再生式压缩空气干燥处理装置的应用背景、工作原理和设计特点。关键词:压缩空气;干燥;干燥器;干燥方式
中图分类号:TH412;TQ028.1+8 文献标识码:B 文章编号:1002-0322(2002)04-0046-03
Analysisonthedryingmethodsofcompressedairandtheirapplications
GUOWei-qiang,PURu-ping,HEying
(InstituteofMechanicalManufacturingTechnology,ChinaAcademyofEngineerPhysics,Mianyang621900,China)
Abstract:Thetypesandthecharacteristicsofcompressedairdrydeviceswereintroducedinthispaper,andonthebasisof
tryingtofindouttheirapplications,theapplicationbackground,workingprinciplesanddesigncharacteristicsoftheheatlessregenerationtypedryprocessingunitofcompressedairusedincertaincontainerproductsdesignatedspeciallywereintroducedemphatically.
Keywords:compressedair;drying;dryer;dryingmethod 压缩空气是有多用途的工艺气源,易于管道输送,且具无污染等优点,被广泛应用。压缩空气在应用于某特定低压容器产品气密性检漏时,因从空压机输出的压缩空气含有大量的水分、油雾和尘埃等杂质,对容器中电气元器件等物品可能造成损坏,因此必须除掉。压缩空气品质控制主要包括对其含水量、含油量及含尘埃量的控制,应用过滤器或油雾分离器以及超小油雾分离器等多级过滤可以有效的清除压缩空气中的油雾和尘埃,本文仅在含水量的控制即压缩空气的干燥方式方面进行了探讨,并重点介绍根据用户要求研制的某特定容器产品的所用无热再生式压缩空气干燥处理装置的应用背景、工作原理和设计特点。按用户要求,某特定容器产品气密性检查用气源质量指标是:
a.露点不高于-40℃(当地大气压);
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b.含油量不大于0.004mg/m;
c.含尘埃杂质的最大直径不大于0.01Lm。
1 压缩空气干燥方式的类型
压缩空气的干燥处理有多种方式,其中应用最广的为冷冻式和吸附式两种。此外,还有高分子膜式
空气干燥器。下面就这三种干燥器的工作原理和适应特点作介绍。
1.1 高分子膜式空气干燥器
该干燥器应用一种高分子中空膜组件对空气进行干燥处理,高分子中空膜为干燥元件,它具有水蒸汽容易渗透,而空气很难透过的特点,且水分子是在中空膜内外水蒸汽的分压力差的作用下,在膜内移动的,当湿空气从中空膜通过时,其外侧与大气压相通,故水蒸汽可透过膜到其外侧,从而在干燥机的出口可获得干燥空气。这种干燥器没有运动部件,安装使用方便,维修简单,寿命长。无需电源,重量较轻,成本低,工作时无冷凝水,除水率高,不用制冷剂,输出空气的大气压露点可达-20℃。最大特点是可与
收稿日期:2002-01-17
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前置过滤器(油雾分离器及微雾分离器)组合使用,结构尺寸较小,但流量较低,易阻塞,需定期更换高分子中空膜组件等缺点,考虑用户的要求,我们最终未选用该种空气干燥器。1.2 冷冻式空气干燥器
在湿空气的压力基本保持恒定的条件下,如温度下降,则空气的湿含量也会下降。冷冻式空气干燥器就是利用湿空气的这一性质工作的,它运用制冷技术,使压缩空气温度降低,迫使其中的水蒸汽及油雾汽凝聚成液态的水和油,从压缩空气中析出,然后再将压缩空气加热至环境温度输送出去,从而达到干燥的目的。其类型又分风冷式和水冷式两大类,由于凝结水在0℃以下要结冰的特性,压缩空气的出口露点一般不小于0℃,所以该种干燥器通常不能在低露点要求下使用,它适合于空气量大,压力露点温度为(2～10℃)的场合。1.3 吸附式空气干燥器
利用某些具有吸水性能的吸附剂(如合成沸石、硅胶等)来吸附压缩空气中的水分,降低压缩空气的露点温度。吸附剂在吸附了一定量的水分后将达到饱和状态,为了连续工作,干燥器采用两只填充吸附剂的干燥筒轮换工作,使吸附剂脱附(亦称再生),以实现连续供应干燥的压缩空气。再生的形式分为加热再生、无热再生两种。
1.3.1 加热再生式空气干燥器:就是利用加热方式使吸附剂达到再生,加热又有外加热、余热、内热和微热等多种方式。因有加热器和电气控制盘或外部热源,故结构尺寸增加,能耗增加,因此小型干燥设备已很少使用,适合于空气量大的场合。
1.3.2 无热再生式空气干燥器:是根据变压吸附原理,即吸附剂对水分具有高压吸附低压脱附的特性进行工作的。吸附是放热过程,解吸是吸热过程。吸附放出的热量,供给解吸时所需的热量,不需外供热量。简单解释无热再生式工作原理,就是利用10%～15%干燥后的成品气经限流孔板对活化的干燥剂进行反吹再生,除去所吸收的水份,经消音器放空排除。因没有加热器和电气控制盘,具有体积小,重量轻,结构简单,操作维护方便等优点,大气压露点可达-30℃～-50℃,最适合于处理空气量小,干燥程度要求高的场合。
根据用户希望气源干燥处理部分体积小、重量轻、使用方便、
灵活及维护保养容易的要求,我们选用的无2 本装置工作原理及动作过程
本装置是选用无热再生式空气干燥器对压缩空气进行处理的,如图1所示,压缩机1采用巨霸
压缩空气经其自身A6012无油直接传动式空压机、
的截止阀、主路过滤器2和油雾分离器3清除压缩空气中的油污和粉尘进入干燥装置进行处理。其动
作程序是:通过二位五通阀7从干燥筒T2的下部流入,通过干燥剂(合成沸石)层流到上部,空气中的水分在加压条件下被干燥剂吸收。干燥后的压缩空气,通过单向阀10大部分从输出口12输出,给产品充气(或给真空发生器提供正压源)。同时,小部分干燥空气,经固定节流口11,从干燥筒T1的顶部进入。因干燥筒T1通过二位五通阀7和二位二通阀4与大气相通,故这部分干燥的压缩空气迅速减压,流过干燥筒T1中原来吸收水分以达饱和状态的干燥剂层,干燥剂中的水分在低压下脱附,脱附出来的水分随空气排至大气,实现了不需外加热源而使用干燥剂再生的目的。通过电路中的计时电动机周期性地对二位五通电磁阀7和二位二通阀4进行切换,使干燥筒T2和T1定期交换工作,使干燥剂轮流干燥和再生,干燥的压缩空气即可连续输出。
1.巨霸A6012无油直接传动式空压机 2.主路过滤器 3.油雾分离器 4.二位二通阀 5.消音器 6.湿度指示器 7.二位五通阀 8.干燥筒T2 9.干燥筒T1 10.单向阀 11.单向节流阀的节流口 12.输出口
图1 干燥装置工作原理图
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3 本装置的特点
本文介绍干燥处理装置为我们研制的轻便可移动式气密性检查及气源干燥处理装置中的一部分,其主要特点有:
a.空压机、干燥处理装置及控制柜等都集成在一个手推车上,结构尺寸小,重量轻,操作方便。b.通过电路中的计时电动机,周期性对二位五通电磁阀7和二位二通阀4进行切换,使干燥筒T1和T2定期交换工作,使干燥剂轮流干燥和再生,干燥的压缩空气即可连续输出。
c.值得说明的是,本特定容器产品只有单入口,使用真空发生器代替真空泵,除具有总体结构尺寸更小,重量更轻外,设计一套控制系统,在仅提供一个正压气源便可循环对产品充正压和抽真空放气,达到了快速交换容器内空气,缩短干燥处理时间的目的。
净化设备,如需干燥的压缩空气就离不开空气干燥器。但在选择何种空气干燥器时应考虑用气设备对气源质量的要求以及干燥器的结构质量特点、经济性等诸多因素,并进行必要的技术经济比较,才能设计出好气源干燥处理装置。
本装置外形小,重量轻,运行方便,灵活,对近1m3的容器产品充干燥压缩空气和抽真空循环3～4次,即可达到容器产品内腔湿度不高于10%的要求,该装置已形成产品,具有一定新颖性和先进性,对需要提供正、负干燥气源的场合均可适用,具有推广价值。
参考文献:
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版社.
[3]SMC(中国)有限公司.现代实用气动技术[M].北京:
机械工业出版社.
4 结束语
凡是使用空气压缩机的地方都需要配套的气源
SGVAC上海曙光机械制造厂企业简介
上海曙光机械制造厂建于1957年,经过40余年的艰苦创业,发展成为一家在国内外享有盛誉的真空应用设备专业工厂。现有职工224人,占地面积25500m2,建筑面积21244m2。
60～70年代曾成功研制我国第一台高真空扩散泵、超高真空宇宙模拟试验装置和同步卫星试验装置、
直径2.2m大型光学镀膜机,氢原子钟主体、大型深冷液氦储存容器、无油超高真空抽气机组和无油超高真空镀膜机等真空设备,为我国国防建设、尖端科学的发展和工业技术进步作出卓越的贡献。获国务院、中央军委、部、市委办的嘉奖和表彰。
80年代,经过产品结构改造,开发出光学镀膜机、装饰镀膜机、制镜镀膜机、卷绕镀膜机、磁控溅射镀膜机、离子镀膜机、真空扩散焊接炉、真空仪表等系列产品。
近几年企业以社会化、市场化、现代化的观念为指导,狠抓市场开拓、科技创新、全面质量管理、竞争机制建设等,加大了科技投入,建立了产品试验研究中心和新产品计算机研究开发中心,产品开发全部采用CAD设计,加速了新产品技术发展。新研制的国内第一台JCJ-D1200大型磁控溅射卷绕镀膜机、CD-R光盘镀膜机、大型全不锈钢卷绕镀膜机和ZZ-1800K新系列卷绕镀膜机,其功能、质量与自动化程度全面达到90年代水平。2001年为适应市场需要又推出新一代的ZZ-2400系列大型卷绕镀膜机和具有当代先进水平,全自动,能够远程控制的ZZB-2500卷绕镀膜机。
目前产品已形成28个系列,100余个品种,广泛应用于国民经济各个领域并大量出口到东南亚、中东、中美洲、非洲、澳大利亚、法国、韩国等18个国家和地区。
厂长:孙 凯 电话:(021)58753088 [1**********]
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