在气动系统中,压缩机吸入总含有一定量水蒸气的环境空气。将空气压缩到100 psi左右的过程会提高空气的温度,但也会提高露点和持水能力。任何随后的下游冷却都可能导致一些水蒸气凝结。气动系统中的液态水会产生腐蚀和细菌滋生等问题,这反过来又会导致控制迟缓或部件故障。因此,干燥机经常需要缓解水的问题。
在典型的系统中,空气从压缩机流向后冷却器,后冷却器降低温度,引起冷凝并除去大部分水。有时会安装聚结过滤器来去除额外的水。但如果电路需要进一步处理,空气干燥器是必须的。在压缩空气到达关键部件或过程之前,它们可以去除大部分或全部的水。下面是主要的类型。
冷冻干燥器通过冷却压缩空气温度并引起冷凝来去除水分。内部的水分分离器收集液态水并将其送到排水管。冷冻干燥机通常产生的空气压力露点在35至40°f之间,它们往往用于一般的工厂操作。它们可能不适合需要极其干燥空气的更关键的过程,它们也不是为温度低于冰点的电路设计的。
冷冻干燥机被认为是相当经济的购买和操作。他们分为两类,骑自行车和非骑自行车。顾名思义,一种是间歇性运行,另一种是连续运行。用户应该考虑循环烘干机,它只在满足需求时才会通电,从而减少电力消耗和能源成本。
除湿干燥机工作原理不同——它们从气流中吸附水分并在可逆过程中吸附到干燥剂材料上。它们产生的露点低,所以在冰点以下的条件下或当工艺过程需要极其干燥的空气时,它们是一个很好的选择。两种类型是无热的和加热的。
无热干燥剂干燥机在两个相邻的容器中放置干燥剂,分别称为干燥塔和再生塔。满载水分的压缩空气流入干燥塔,在那里它通过并结合到多孔干燥剂。极度干燥的空气,压力露点为-40至-100°F,从烘干机中排出。
这个吸附过程也会产生热量,通常会使空气温度升高20°f。为了从干燥剂中去除水分,大约15%的干燥空气从第一个塔被输送到第二个再生塔。在那里,干燥的压缩空气在通过干燥剂时膨胀到大气压力,并在吸附热引起的较高空气温度的帮助下将水从干燥剂中吸走。然后从系统中排出潮湿的空气。干燥机在干燥和再生操作之间定期循环,因此一个塔总是干燥进入的空气。
加热干燥剂干燥机,顾名思义,在电路中有一个加热器。就像无热的版本一样,一个塔中的干燥剂从流动的空气中去除水分。由此产生的压力露点可以再次从-40到-100°f。第二个塔再生用过的干燥剂。阀门分流大约8%的空气离开干燥塔,并通过加热器。然后,干燥的热空气经过再生塔中的干燥剂,释放先前捕获的水分。潮湿的空气通常通过消声器排到外面。
在权衡无热干燥剂干燥机和加热干燥剂干燥机的优点时,请记住经济学。产生压缩空气的成本可以是相当大的,加热干燥机使用大约50%的压缩空气再生。另一方面,加热器需要大量的电力。因此,用户应该检查应用程序的细节,以确定哪种类型的操作成本更低。
一种相关类型的干燥剂干燥机是压缩热干燥机。这些是特殊版本的干燥剂烘干机,可重复使用无油空气压缩机产生的热量,并且非常节能。在HOC干燥机中,来自压缩机的热(通常高于300°F)高压空气首先进入再生塔,并从干燥剂中释放水分。然后气流离开并通过后冷却器,将空气温度降低到100°F左右,并除去一些水。然后,冷空气穿过干燥塔,以大约-40°F的露点退出。
HOC干燥机与无油压缩机相结合,产生高质量的无水和无油的压缩空气,适用于食品,饮料和制药制造应用。与冷藏和传统干燥剂干燥剂相比,HOC干燥剂的成本更高。然而,由于它们是由压缩机的废热提供动力,HOC干燥机的运营成本是最低的。
膜烘干机依靠特殊工程膜材料的选择性渗透性,以及烘干机内部的压力差。空气中的小水分子可以通过膜上的微孔;较大的氮分子和氧分子则不能。
烘干机由一个装满了一束中空膜管的圆柱形容器组成。在实际操作中,未经处理的压缩空气进入干燥机并流经管道。此外,管道外的体积,但在容器内部本身是在大气压力下,创造了一个压差跨管壁。入口空气通过管道,压差只让水分子通过膜,干燥空气离开机组。
一定比例的干燥“净化”空气(通常为10 - 20%)在管道外循环,将水蒸气带走。根据设计的不同,压力露点可以从40°左右到-40°F。
膜式干燥机结构紧凑,重量轻,不需要动力,没有活动部件,因此操作成本低,不需要例行维护。这些设备通常推荐用于使用点应用,靠近电气或爆炸危险,以及在偏远地区。
对于任何类型的烘干机,专家建议在上游安装标准和聚合过滤器。这可以防止颗粒、油和液态水进入烘干机,保持高效率,并有助于确保长寿命。
另一个建议是不要过分指定烘干机。在尽可能低的露点操作压缩空气系统的每个部分很少是必要的,是昂贵的,几乎总是浪费。另一方面,不要吝啬干燥和指定露点太高。水对系统的破坏同样昂贵。专家说,用户应该只提供每种应用所需的干燥程度,特别是当不同的工艺或机器不同时。而且,像任何系统一样,在指定烘干机时,要考虑前期和运营成本、流速和性能。
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