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空气轴承供气系统中储气罐的应用

      牧风科技所研制的各类静压空气轴承产品(如:气浮垫、气浮导轨、空气轴承气浮主轴、空气轴承转台空气轴承)均需由气源系统进行供气。牧风科技提供的标准气源系统主要包括:空气压缩机、储气罐、过滤器、冷干机等四类设备。

储气罐在现场应用中主要有以下功能:缓冲、降温、除水和储能。
空气轴承使用的气源系统标准配置方式如下图所示: 
空气轴承 供气系统 空压机 储气罐
1、空压机。
2、前置储气罐的主要功能:缓冲、降温、除水、除油。
3、前置过滤器的主要功能:去除部分液态水、油以及直径大于1μm的颗粒物。不管是其它壳管式冷干机还是冷冻式冷干机,前置过滤器都是必配的,否则,一旦管路上的铁锈以及其它颗粒物进入蒸发器,都会大大降低冷干机的工作效率,甚至损坏蒸发器。
4、冷干机的主要功能:首先,去除大部分水蒸汽,将压缩空气中含水量降到要求的范围内(即ISO8573.1 要求的露点值);其次,将压缩空气中的油雾、油蒸气冷凝,部分被冷干机气水分离器分离排出。
5、后置过滤器的主要功能:去除压缩空气中的油雾浓度到更高u标准,同时去除大于0.01 微米的颗粒物和大于0.003PPM的油液含量(正常情况下,后置过滤器处几乎是没有液态水排出的,如果有,则说明冷干机内部的汽水分离器或者排水阀有问题)。
6、后置储气罐的主要功能:储能、缓冲。防止过滤器堵塞后造成气压的不稳。根据不同的用气要求选配合理的储气罐,一般为前置储气罐的2倍。
 
空气轴承系统对油分含量的要求相当严格,建议配两支后过滤器(精密过滤器+活性炭过滤器)除尘、除油---水分已由冷干机处理掉;最好再配置吸附式干燥器及绝对过滤器。

建议配置:压缩机、前置储气罐、前置过滤器、冷干机、后置过滤器、后置储气罐。

储气罐的应用
空压机气体如果一出来就进入储气罐,通过储气罐、过滤器、再到干燥机。由于空压机压缩空气在储气罐的作用下,空气通过储气罐时高速的气流撞击到储气罐壁使其产生汇流,在储气罐内使温度快速下降,使大量的水蒸气得到液化,从而去除大量的水份及油份,从而减轻冷干机的大量负荷(在这里大家可以做个试验:在储气罐里有压缩空气时,把下面的排污阀打到全开,让气体从排污阀流出,不用多久,就会出现两种可能:
①排污阀很冷,并可以看到有冰块排出;
②储气罐里因为冰堵也会出现剩下3-4公斤的压力排不出来。在这就可以看出储气罐的冷却量)在压缩空气经过储气罐时,由于储气罐能储存一定量的空气,且输出之压比较平稳,平稳气流经过过滤器而对过滤器过滤性能也大大提高,是过滤器的使用寿命也得到延长,在精密过滤器后的储气罐主要起到缓冲和储能作用,使气源的空气稳定平稳的输出。

正确的管路配置应该是:空压机→储气罐→初级过滤器→冷干机→精密过滤器→储气罐→用气设备。
       储气罐的配置要求
      
1、塑韧性要高:筒体材质塑韧性要好,受力均匀,应力分布合理,筒体上需开设有安全信号孔,确保安全。
       2、耐腐蚀性要好:内筒采用耐腐蚀性好的材料,且进行消除应力热处理,无硫化氢应力腐蚀。
      
3、抗疲劳性要好:最好采用有限元进行疲劳分析设计,确保设备抗疲劳性。
       震动对储气罐的影响
      
因为在气流的扰动下,普通储气罐内壁对粒子的粘附、释放、沉降、撞击等情况频频发生,而且这种情况又取决于气体压力、粒子的固有密度、粒子的形状和大小,压缩机的运转状态等等因素。
      
在气罐既不进气又不出气的静态状况下,大于1μm的粒子在不到16小时的时间内,就完全沉降到气罐底部,而0.1μm的粒子几乎要在两周的时间内才能完全沉降。在运作过程中动态气体状况下,罐内粒子始终是悬浮的,而且,粒子浓度分布是不均匀的,重力沉降使得罐顶的粒子浓度,远远低于罐底部的粒子浓度,而扩散作用使得气罐壁附近有着较低的粒子浓度,撞击过程主要发生在气罐进、出口,此刻罐内释放的粒子基本集中在撞击点附近,尤其是悬浮粒子中比较重的粒子液不可能移动到气罐的顶部。气罐本身是粒子的集散地,也可以说是粒子的污染源,这样的设备设置在站房系统的末端,将会导致站房内各种净化手段失去意义,当储气罐设置在压缩机冷却器后、各种干燥、净化设备前,不管什么原因产生的罐内粒子,都可以由后面的净化设备予以除去。

合理设置洁净的压缩空气系统,储气罐可使气动工具能够平稳、正常的工作,就应当使用无脉冲、无波动的压力气体做为动力源。而压缩空气储气罐,就是克服活塞压缩机运行造成的气体脉冲和压力波动,以及分离凝结水和贮存压缩空气等。
对于螺杆压缩机、离心压缩机,储气罐首先是储气,其次为分离凝结水。当在短时间内有大用气负荷时,可由储气罐提供辅助气量补充供应,使管网中压力下降波动不大,从而使压缩机启动频率或负荷调节频率,始终处于允许的、合理的范围之内,所以,储气罐是站房工艺系统的重要组成部分。

       对于压缩空气系统的储气罐,应设置在压缩机(冷却器)、除油器后、冷冻干燥前的位置上,而不应像普通压缩空气系统那样,放在站房管道系统的最末端。当然,如果有条件牧风科技在设计供气系统时会建议客户在最末端再增加一个储能罐才是最好的选择。

 

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