第11章 气源系统和气源后处理系统

1、 第第11章章 气源系统和气源后处理系统气源系统和气源后处理系统 11.1气源系统气源系统 在气压传动系统中，气源系统由气压发生器在气压传动系统中，气源系统由气压发生器 (空气压缩机空气压缩机)、后冷却器、油水分离器、储气罐和传输管路五部分组成。后冷却器、油水分离器、储气罐和传输管路五部分组成。 11.1.1 气压发生器气压发生器(空气压缩机空气压缩机) 目前在气压传动中使用最广的空气压缩机主要是活塞式空气压目前在气压传动中使用最广的空气压缩机主要是活塞式空气压缩机和螺杆式空气压缩机。缩机和螺杆式空气压缩机。 （1）活塞式空气压缩机）活塞式空气压缩机 1）活塞式空气压缩机的工作原理）活塞式空气

2、压缩机的工作原理 活塞式空气压机通常分为单级活塞式空气压缩机和两级活塞式活塞式空气压机通常分为单级活塞式空气压缩机和两级活塞式空气压缩机。空气压缩机。 单级活塞式空气压缩机的工作原理如图单级活塞式空气压缩机的工作原理如图11-1所示。所示。1-连杆；连杆；2-活塞；活塞；3-排气阀；排气阀；4-进气阀；进气阀；5-气缸气缸图图11-1单级活塞式空气压缩机单级活塞式空气压缩机 在图在图11-1中，由曲柄滑块机构带动活塞上下往复运动。当活塞中，由曲柄滑块机构带动活塞上下往复运动。当活塞向下运动时，压缩缸容积快速增加，缸内压力小于大气压力，排气向下运动时，压缩缸容积快速增加，缸内压力小于大气压力，排

3、气阀被关闭，空气从进气阀吸入缸内；当活塞达到最下位，反程阀被关闭，空气从进气阀吸入缸内；当活塞达到最下位，反程向上运动时，进气阀被关闭，排气阀被推开，压缩空气从阀门向上运动时，进气阀被关闭，排气阀被推开，压缩空气从阀门排出。排出。 两级活塞式空气压缩机可由两个压缩缸或三个压缩缸组成。由两级活塞式空气压缩机可由两个压缩缸或三个压缩缸组成。由两个压缩缸组成的两级活塞式空气压缩机的工作原理如图两个压缩缸组成的两级活塞式空气压缩机的工作原理如图11-2所示。所示。 1-一级活塞；一级活塞；2-中间冷却器；中间冷却器；3-二级活塞二级活塞11-2两级活塞式空气压缩机两级活塞式空气压缩机 从图从图11-2

4、可见，两级活塞式空气压缩机是由两级压缩缸组合而可见，两级活塞式空气压缩机是由两级压缩缸组合而成。在两级活塞式空气压缩机中，第一级压缩缸将压缩空气经中间成。在两级活塞式空气压缩机中，第一级压缩缸将压缩空气经中间冷却器输送到第二级压缩缸时，可将压缩空气压缩到冷却器输送到第二级压缩缸时，可将压缩空气压缩到0.3 MPa左左右，然后，再由第二级压缩缸对外输出压力更高的压缩空气。右，然后，再由第二级压缩缸对外输出压力更高的压缩空气。 二级活塞式空气压缩机第一级压缩缸吸气时，第二级压缩缸对二级活塞式空气压缩机第一级压缩缸吸气时，第二级压缩缸对外输出压缩空气，两缸互不相通；但是，当第一级压缩缸压气时，外输出

5、压缩空气，两缸互不相通；但是，当第一级压缩缸压气时，第二级压缩缸则在同时吸气，两缸相互连通。为了使第一级压缩缸第二级压缩缸则在同时吸气，两缸相互连通。为了使第一级压缩缸在两缸相互连通的状态下能对第二级压缩缸施压，所以第一级压缩在两缸相互连通的状态下能对第二级压缩缸施压，所以第一级压缩缸的体积较大，第二级压缩缸体积较小。缸的体积较大，第二级压缩缸体积较小。 ）由活塞式空气压缩机组成的简单气源系统）由活塞式空气压缩机组成的简单气源系统 为了便于气源可自由转移，通常将活塞式空气压缩机与气源系为了便于气源可自由转移，通常将活塞式空气压缩机与气源系统的其余各部件组合成一个可便于移动的整体，且简称为活塞式

6、空统的其余各部件组合成一个可便于移动的整体，且简称为活塞式空压机，如图压机，如图11.3所示。所示。图图11-3活塞式空压机的外观活塞式空压机的外观(a)单级活塞式空压机单级活塞式空压机 (b)两级活塞式空压机两级活塞式空压机 图图11-3所示的两种便于移动的活塞空气压缩机虽然结构都非常所示的两种便于移动的活塞空气压缩机虽然结构都非常紧凑，但仍然都是可直接为气动系统提供普通工业用气的气源系统。紧凑，但仍然都是可直接为气动系统提供普通工业用气的气源系统。图图11-4可移动两级活塞式空压机的组成可移动两级活塞式空压机的组成 图图11-4所示为图所示为图11-3中的两级活塞式空压机的结构组成。其中的

7、两级活塞式空压机的结构组成。其中，气压发生器是两级活塞式空压机；后冷却器是飞轮风扇片对弯中，气压发生器是两级活塞式空压机；后冷却器是飞轮风扇片对弯曲的可散热型输气管道进行风冷；为了简化结构，省略了油水分离曲的可散热型输气管道进行风冷；为了简化结构，省略了油水分离器，采用储气罐取代了油水分离的作用；供气口外的气管即为传输器，采用储气罐取代了油水分离的作用；供气口外的气管即为传输管路。管路。 便于移动的活塞空气压缩机结构紧凑，转移方便，价格便宜，便于移动的活塞空气压缩机结构紧凑，转移方便，价格便宜，使用非常广泛。但活塞式空气压缩机的噪音很大，所以通常都安装使用非常广泛。但活塞式空气压缩机的噪音很大

8、，所以通常都安装在离用气设备较远的场所。在离用气设备较远的场所。（2）螺杆式空气压缩机）螺杆式空气压缩机 1）螺杆式空气压缩机的工作原理）螺杆式空气压缩机的工作原理 螺杆式空气压缩机的基本结构和外观如图螺杆式空气压缩机的基本结构和外观如图11-5所示。螺杆式空所示。螺杆式空气压缩机的基本工作原理与液压传动中的螺杆泵基本相同，即利用气压缩机的基本工作原理与液压传动中的螺杆泵基本相同，即利用螺杆啮合面之间的多个密闭工作腔来实现不断的吸气和压气。螺杆啮合面之间的多个密闭工作腔来实现不断的吸气和压气。 螺杆式空气压缩机有干式和含油式两种，螺杆中不含油即为干螺杆式空气压缩机有干式和含油式两种，螺杆中不含

9、油即为干式，螺杆中含油即为含油式。为了保护螺杆，目前大部分螺杆式空式，螺杆中含油即为含油式。为了保护螺杆，目前大部分螺杆式空气压缩机均采用含油式。由于含油螺杆式空气压缩机压缩的不仅是气压缩机均采用含油式。由于含油螺杆式空气压缩机压缩的不仅是空气，而且混合着大量的润滑油，即油气混合体。所以在含油螺杆空气，而且混合着大量的润滑油，即油气混合体。所以在含油螺杆式空气压缩机的螺杆输出口都配置有专用的油气分离装置。式空气压缩机的螺杆输出口都配置有专用的油气分离装置。 油气分离装置不同于油水分离器，油水分离器分离出来的是水、油气分离装置不同于油水分离器，油水分离器分离出来的是水、油污和杂质，要排卸掉；而油

10、气分离装置分离出来的是清洁的润滑油污和杂质，要排卸掉；而油气分离装置分离出来的是清洁的润滑油，要回收后循环再用。油，要回收后循环再用。 由螺杆式空气压缩机组成的气源系统通常把空气压缩机、油气由螺杆式空气压缩机组成的气源系统通常把空气压缩机、油气分离装置、后冷却器和油水分离器组合在一起，全部安放在图分离装置、后冷却器和油水分离器组合在一起，全部安放在图11-5 (a) 外观图中的方箱中，在方箱外再配置储气罐。外观图中的方箱中，在方箱外再配置储气罐。 由含油螺杆式空气压缩机组成的气源系统如图由含油螺杆式空气压缩机组成的气源系统如图11-6所示。所示。 ）由螺杆式空气压缩机组成的气源系统）由螺杆式空

11、气压缩机组成的气源系统图图11-6含油螺杆式空气压缩机气源系统的基含油螺杆式空气压缩机气源系统的基本组成 螺杆式空气压缩机的噪音很小，且输出流量大，排气压力脉动螺杆式空气压缩机的噪音很小，且输出流量大，排气压力脉动小，无易损件，寿命长，效率高，常用于对压缩空气质量要求较高小，无易损件，寿命长，效率高，常用于对压缩空气质量要求较高的场合的场合 （3）空气压缩机的重要辅件）空气压缩机的重要辅件空气过滤器空空气过滤器空图图11-7空气过滤器原理图空气过滤器原理图 为了防止将空气中的灰尘和杂物吸入空气压缩机，在空气压为了防止将空气中的灰尘和杂物吸入空气压缩机，在空气压缩机的吸气口都必须配置空气过滤器，

12、它不仅可以延长空气压缩机缩机的吸气口都必须配置空气过滤器，它不仅可以延长空气压缩机的使用寿命和维修周期，而且可以使空气得到一定程度的初始净化。的使用寿命和维修周期，而且可以使空气得到一定程度的初始净化。 空气过滤器的基本结构如图空气过滤器的基本结构如图11-7所示：空气从进气口进入过所示：空气从进气口进入过滤器体内后，首先经过一个环形消声通道，消除吸气噪音，然后经滤器体内后，首先经过一个环形消声通道，消除吸气噪音，然后经滤芯过滤再从出气口进入空气压缩机。为了便于清除滤芯上的灰滤芯过滤再从出气口进入空气压缩机。为了便于清除滤芯上的灰尘和杂物，过滤器上都安有清理盖；过滤器的滤芯材料大部分和液尘和杂

13、物，过滤器上都安有清理盖；过滤器的滤芯材料大部分和液压过滤器的纸质滤芯相同压过滤器的纸质滤芯相同 11.1.2后冷却器后冷却器 空压机输出的压缩空气温度可高达空压机输出的压缩空气温度可高达120180，如此高温，不，如此高温，不仅气动控制元件和一些非金属气管承受不了，而且高温压缩空气中仅气动控制元件和一些非金属气管承受不了，而且高温压缩空气中含有呈气态的大量水分和油雾，会阻碍气动系统的正常运行，所以含有呈气态的大量水分和油雾，会阻碍气动系统的正常运行，所以在空气压缩机出口必须安装后冷却器，一方面使空压机输出的高温在空气压缩机出口必须安装后冷却器，一方面使空压机输出的高温压缩空气冷却到可安全使用

14、的温度（通常在压缩空气冷却到可安全使用的温度（通常在40左右），同时，在左右），同时，在压缩空气的后冷却过程中，可将压缩空气中的很大一部分水蒸气和压缩空气的后冷却过程中，可将压缩空气中的很大一部分水蒸气和油雾冷凝成水滴和油滴，使压缩空气得到初步净化。油雾冷凝成水滴和油滴，使压缩空气得到初步净化。 后冷却器有风冷式和水冷式两大类。图后冷却器有风冷式和水冷式两大类。图11-8所示为风冷式后冷所示为风冷式后冷却器。它是靠风扇产生的冷风，吹向带散热片的热气管，为高温压却器。它是靠风扇产生的冷风，吹向带散热片的热气管，为高温压缩空气降温。水冷式后冷却器如图缩空气降温。水冷式后冷却器如图11-9所示。它是

15、通过冷却水沿热所示。它是通过冷却水沿热空气反方向流动，来降低压缩空气的温度。空气反方向流动，来降低压缩空气的温度。 后冷却器下部都安装有自动排水装置，后冷却器下部都安装有自动排水装置，,用以排除后冷却器内用以排除后冷却器内凝结出的部分水分和油污。凝结出的部分水分和油污。 1-风扇马达；风扇马达；2-热交换器；热交换器；3-风扇风扇 1-外壳；外壳；2-冷却水管；冷却水管；3-自动排水器自动排水器图图11-8风冷式后冷却器风冷式后冷却器 图图11-9水冷式后冷却器水冷式后冷却器 11.1.3油水分离器油水分离器 油水分离器可更进一步分离出经后冷却器初步净化后，在压缩油水分离器可更进一步分离出经后

16、冷却器初步净化后，在压缩空气中仍然残留的水分、油污和杂质。空气中仍然残留的水分、油污和杂质。 油水分离器的结构形式有环形回转式、撞击挡板式、离心旋转油水分离器的结构形式有环形回转式、撞击挡板式、离心旋转式、水浴式及以上形式的组合，其主要工作原理是利用气流在急速式、水浴式及以上形式的组合，其主要工作原理是利用气流在急速回转过程中产生的离心撞击回转过程中产生的离心撞击或者将气流水洗等方式，使或者将气流水洗等方式，使水分、油污和其他杂质从压水分、油污和其他杂质从压缩空气中分离出来，达到进缩空气中分离出来，达到进一步净化压缩空气的目的。一步净化压缩空气的目的。 图图11-10所示即为一撞击所示即为一撞

17、击折回和环形回转组合形式的折回和环形回转组合形式的油水分离器。油水分离器。图图11-10油水分离器结构示意图油水分离器结构示意图（a）结构示意图）结构示意图 （b）图形符号）图形符号 11.1.储气罐储气罐 储气罐是气压传动系统中必不可少的的重要组件，一般为圆筒储气罐是气压传动系统中必不可少的的重要组件，一般为圆筒状焊接结构。状焊接结构。 储气罐有立式和卧式两种，以立式居多，立式储气罐的外观图储气罐有立式和卧式两种，以立式居多，立式储气罐的外观图和储气罐的职能符号如图和储气罐的职能符号如图11-11所示。所示。（a） （b） 图图11-11储气罐储气罐 (a) 外观；外观； (b) 职能符号职

18、能符号 1-安全阀；安全阀； 2-压力表；压力表； 3-检修盖；检修盖； 4-排水阀；排水阀； 5-压力继电器压力继电器 (1）储气罐在气动系统中的作用）储气罐在气动系统中的作用储气罐在气动系统中的主要作用如下。：储气罐在气动系统中的主要作用如下。： 可消除空气压缩机输出的气流压力的快速脉动，保证供气的可消除空气压缩机输出的气流压力的快速脉动，保证供气的连续性和平稳性。连续性和平稳性。 可储存一定量的压缩空气，以备系统出现故障时应急使用。可储存一定量的压缩空气，以备系统出现故障时应急使用。 可进一步冷却压缩空气的温度，分离压缩空气中的水分、油可进一步冷却压缩空气的温度，分离压缩空气中的水分、油

19、污和杂质。污和杂质。 （2）储气罐的基本配置）储气罐的基本配置储气罐需要配置如下元件（可参见图储气罐需要配置如下元件（可参见图11-4）。）。 1) 安全阀安全阀 储气罐是压力容器，必须要配置安全阀，以保证储气罐的使用储气罐是压力容器，必须要配置安全阀，以保证储气罐的使用安全。图安全。图11-12所示为安全阀的基本工作原理。所示为安全阀的基本工作原理。 (a) (b) (c)图图11-12安全阀的工作原理安全阀的工作原理(a) 关闭状态；关闭状态； (b) 开启状态；开启状态； (c) 职能符号职能符号 图中，安全阀的输入口图中，安全阀的输入口P通过管接头与储气罐内直接相通，当通过管接头与储气

20、罐内直接相通，当储气罐内的空气压力小于安全阀的调定压力时，弹簧力使阀芯紧压储气罐内的空气压力小于安全阀的调定压力时，弹簧力使阀芯紧压在阀座上，处于关闭状态，如图在阀座上，处于关闭状态，如图11-12（a）所示。当储气罐内的空）所示。当储气罐内的空气压力大于安全阀的调定压力时，阀芯上移，压缩空气从气压力大于安全阀的调定压力时，阀芯上移，压缩空气从R口排入口排入大气，处于开启状态，如图大气，处于开启状态，如图11-12（b）所示。由于安全阀的工作原）所示。由于安全阀的工作原理与液压系统中的溢流阀很相似，所以有时称安全阀为溢流阀。理与液压系统中的溢流阀很相似，所以有时称安全阀为溢流阀。 安全阀使用时

21、有两点需要引起注意：安全阀使用时有两点需要引起注意： 储气罐的工作压力不由安全阀控制，而是由压力继电器控储气罐的工作压力不由安全阀控制，而是由压力继电器控制，安全阀的调定压力比压力继电器的调定压力要高。所以，在正制，安全阀的调定压力比压力继电器的调定压力要高。所以，在正常的工作状态下，安全阀不动作。只有当压力继电器出现故障，电常的工作状态下，安全阀不动作。只有当压力继电器出现故障，电动机不能自动关断，空气压缩机无止境地给储气罐充压，当压力达动机不能自动关断，空气压缩机无止境地给储气罐充压，当压力达到安全阀的调定压力时，安全阀才会被打开，从到安全阀的调定压力时，安全阀才会被打开，从R口排气，同时

22、发口排气，同时发出强烈的排气尖叫声。出强烈的排气尖叫声。 安全阀的排气口很小，所以只能起短时安全保护作用，主要起安全阀的排气口很小，所以只能起短时安全保护作用，主要起安全报警作用，完全不起调压作用，它与液压传动中溢流阀的功能安全报警作用，完全不起调压作用，它与液压传动中溢流阀的功能和作用和作用差异很大差异很大。 安全阀是用来保护压力容器的专用配件，出厂时通常都已安全阀是用来保护压力容器的专用配件，出厂时通常都已调好并打上了铅封，在一般情况下，不容许普通工作人员随意拆修调好并打上了铅封，在一般情况下，不容许普通工作人员随意拆修和调节。和调节。 2) 压力继电器压力继电器 压力继电器是控制储气罐压

23、力大小的重要器件。压力继电器是控制储气罐压力大小的重要器件。 压力继电器有上限压力和下限压力两个控制点：上限压力可压力继电器有上限压力和下限压力两个控制点：上限压力可根据工作要求适当调定，通常调定为根据工作要求适当调定，通常调定为0.80.9Mpa；下限压力通常；下限压力通常比上限压力低比上限压力低0.Mpa左右（左右（ 略为略为0.50.6 Mpa ），它是由压力），它是由压力继电器的自身结构继电器的自身结构确定确定的的，不能调节，不能调节 。 当储气罐的上限压力达到调定的当储气罐的上限压力达到调定的0.80.9MPa时，压力继电时，压力继电器会自动关断，空气压缩机停止运动，终止向储气罐充气

24、。随后，器会自动关断，空气压缩机停止运动，终止向储气罐充气。随后，由于储气罐中的压缩空气越用越少，压力不断降低，当压力下降到由于储气罐中的压缩空气越用越少，压力不断降低，当压力下降到储气罐的下限压力储气罐的下限压力0.50.6MPa时，压力继电器又会自动吸合，启时，压力继电器又会自动吸合，启动空气压缩机，重新为储气罐充气。当压力充到动空气压缩机，重新为储气罐充气。当压力充到0.80.9MPa后，后，压力继电器又自动关断。压力继电器又自动关断。 由于压力继电器在开启和关断时存在着约由于压力继电器在开启和关断时存在着约0.Mpa的压力差，的压力差，所以能避免电动机的频繁启动，保证了电动机的使用安全

25、。然而，所以能避免电动机的频繁启动，保证了电动机的使用安全。然而，正因为储气罐内需要存在这样的压力差，所以储气罐输出的压缩空正因为储气罐内需要存在这样的压力差，所以储气罐输出的压缩空气压力的波动幅度很大，最高可达气压力的波动幅度很大，最高可达0.80.9MPa，最低只有，最低只有0.50.6MPa。 3) 压力表压力表 储气罐上的压力表有以下两个作用。储气罐上的压力表有以下两个作用。 在调节压力继电器时，可用于观察储气罐内的压力大小。在调节压力继电器时，可用于观察储气罐内的压力大小。 气动系统工作时，可起监视作用（当储气罐中的压力超过了气动系统工作时，可起监视作用（当储气罐中的压力超过了1MP

26、a，安全阀还未报警，应立即关断电源，检查安全阀和压力继，安全阀还未报警，应立即关断电源，检查安全阀和压力继电器）。电器）。 4) 泄气换向阀泄气换向阀 活塞式空气压缩机的压力继电器是一种非常特殊的专用压力继活塞式空气压缩机的压力继电器是一种非常特殊的专用压力继电器，在它里面安装有一个特殊的部件，即泄气换向阀（螺杆式空电器，在它里面安装有一个特殊的部件，即泄气换向阀（螺杆式空气压缩机因螺杆啮合面之间的密闭工作腔较小，所以压力继电器里气压缩机因螺杆啮合面之间的密闭工作腔较小，所以压力继电器里没有泄气换向阀）。没有泄气换向阀）。 泄气换向阀的作用是：当储气罐中的上限压力达到了调定值后，泄气换向阀的作

27、用是：当储气罐中的上限压力达到了调定值后，活塞式空气压缩机的压力继电器在自动关断的同时，还会利用内部活塞式空气压缩机的压力继电器在自动关断的同时，还会利用内部的机械结构，将泄气换向阀打开，把压缩缸和输气管道中的压力气的机械结构，将泄气换向阀打开，把压缩缸和输气管道中的压力气体全部泄掉，使电动机能在空载状态下重新启动，为电动机提供必体全部泄掉，使电动机能在空载状态下重新启动，为电动机提供必须具备的须具备的后续后续启动条件。当储气罐中的工作压力下降到下限值，压启动条件。当储气罐中的工作压力下降到下限值，压力继电器重新启动时，又会自动将泄气换向阀恢复到关断状态。力继电器重新启动时，又会自动将泄气换向

28、阀恢复到关断状态。 泄气换向阀泄气时，会发出轻微的泄气声。如果听不到这种泄泄气换向阀泄气时，会发出轻微的泄气声。如果听不到这种泄气声，说明泄气换向阀已坏，压缩缸里仍充满了压缩空气。在很多气声，说明泄气换向阀已坏，压缩缸里仍充满了压缩空气。在很多时候，活塞式空气压缩机的驱动电动机就是因为这一小小的故障，时候，活塞式空气压缩机的驱动电动机就是因为这一小小的故障，在满负荷状态下重复启动而烧毁。在满负荷状态下重复启动而烧毁。 5) 进气口单向阀进气口单向阀 进气口单向阀是为了在空气压缩机停止工作进气口单向阀是为了在空气压缩机停止工作的的时间段，防止储时间段，防止储气罐中的压缩空气倒流。气罐中的压缩空气

29、倒流。 6) 出气口截止阀出气口截止阀 出气口截止阀主要是为了在维修传输管路和设备时关断气源。出气口截止阀主要是为了在维修传输管路和设备时关断气源。 (7)排污阀排污阀 排污阀用于定期排除储气罐中的积水、油污和杂质。排污阀用于定期排除储气罐中的积水、油污和杂质。 8) 检修盖检修盖 检修盖用于对储气罐内部进行检修和清理（检修盖常见于立式检修盖用于对储气罐内部进行检修和清理（检修盖常见于立式储气罐，卧式储气罐通常没有检修盖）。储气罐，卧式储气罐通常没有检修盖）。 11.1. 传输管路传输管路 （1）配管方式）配管方式 如果一个储气罐仅供一台设备用气，只需用一条传输管路将气如果一个储气罐仅供一台设

30、备用气，只需用一条传输管路将气源送到用气点，方法也较简单。源送到用气点，方法也较简单。 如果一个储气罐供多台设备用气，传输管路应分成主管路和分如果一个储气罐供多台设备用气，传输管路应分成主管路和分支管路。所有设备共用的送气管路部分称为主管路。由主管路分送支管路。所有设备共用的送气管路部分称为主管路。由主管路分送给各设备的管路称为分支管路。给各设备的管路称为分支管路。 主管路可设计成终端管路和环状管路两种形式；主管路可设计成终端管路和环状管路两种形式；图图11-13 终端管路终端管路 图图11-14 环形管路环形管路 终端管路如图终端管路如图11-13所示。它由一条主管路向各分支管路送气，所示。

31、它由一条主管路向各分支管路送气，系统简单，经济性好。在管路中，除储气罐有一个总截止阀外，每系统简单，经济性好。在管路中，除储气罐有一个总截止阀外，每一条分支管路上都应安装一个分截止阀，以便在设备安装和维修时一条分支管路上都应安装一个分截止阀，以便在设备安装和维修时能关断气源。另外，管路应在流动方向上有一定斜度（通常为能关断气源。另外，管路应在流动方向上有一定斜度（通常为1：100）；在管路的最低处应设置排水器，便于排除管路中的积水。）；在管路的最低处应设置排水器，便于排除管路中的积水。 环状管路如图环状管路如图11-14所示。它由多路进行网状送气，可靠性高，所示。它由多路进行网状送气，可靠性高

32、，压力损失小，但投资较大。环状管路除了和终端管路一样，需配备压力损失小，但投资较大。环状管路除了和终端管路一样，需配备总截止阀和分截止阀外，环网间也要用截止阀分开，便于管路检修。总截止阀和分截止阀外，环网间也要用截止阀分开，便于管路检修。同样，为了便于排水，管路也应在流动方向上有一定斜度，并在最同样，为了便于排水，管路也应在流动方向上有一定斜度，并在最低处设置排水器。低处设置排水器。 （2）传输管路的材料）传输管路的材料 在气动系统中，传输管路的气管有金属管和非金属管两种。在气动系统中，传输管路的气管有金属管和非金属管两种。 常用的金属管主要是镀锌钢管和不锈钢管，且主要用于主管路。常用的金属管

33、主要是镀锌钢管和不锈钢管，且主要用于主管路。 非金属管有硬尼龙管、软尼龙管和聚氨脂管。非金属管经济，非金属管有硬尼龙管、软尼龙管和聚氨脂管。非金属管经济，轻便，拆装容易，工艺性好，不生锈，流动摩擦阻力小，所以在气轻便，拆装容易，工艺性好，不生锈，流动摩擦阻力小，所以在气动系统中被大量使用。动系统中被大量使用。 11.2气源后处理系统气源后处理系统 气源系统输出的压缩空气虽然进行了很大程度的净化，但压气源系统输出的压缩空气虽然进行了很大程度的净化，但压缩空气的质量仍然很差：一是压力的波动幅度太大，根本谈不上稳缩空气的质量仍然很差：一是压力的波动幅度太大，根本谈不上稳定。二是通过主管路长距离送气后

34、，随着压缩空气的温度逐步降为定。二是通过主管路长距离送气后，随着压缩空气的温度逐步降为室温，压缩空气中的水含量又会趋向一新的饱和状态。所以，从气室温，压缩空气中的水含量又会趋向一新的饱和状态。所以，从气源系统输出的压缩空气必须经气源后处理系统处理之后，才能供仪源系统输出的压缩空气必须经气源后处理系统处理之后，才能供仪器、仪表和自动控制系统用气。器、仪表和自动控制系统用气。 气源后处理系统通常都安放在气源后处理系统通常都安放在分支传输分支传输管路终端的用气设备旁管路终端的用气设备旁边，它由空气干燥器和气动三联件组成。边，它由空气干燥器和气动三联件组成。 11.2.1空气干燥器空气干燥器 空气干燥

35、器主要用于清除因主管路长距离送气，压缩空气的温空气干燥器主要用于清除因主管路长距离送气，压缩空气的温度进一步降低，在压缩空气中所凝聚的水分。度进一步降低，在压缩空气中所凝聚的水分。空气干燥器的干燥形式很多，目前最常用的主要是冷冻式空气空气干燥器的干燥形式很多，目前最常用的主要是冷冻式空气干燥器和吸附式空气干燥器。干燥器和吸附式空气干燥器。 （1）冷冻式空气干燥器）冷冻式空气干燥器 冷冻式空气干燥器如图冷冻式空气干燥器如图11-15所示。所示。图图11-15冷冻式空气干燥器冷冻式空气干燥器（a）外观图；）外观图； （b）原理图；）原理图； （c）职能符号）职能符号（a） （b） （c） 冷冻式空

36、气干燥器有三个内腔，一是热交换器，二是冷却器，冷冻式空气干燥器有三个内腔，一是热交换器，二是冷却器，三是空气过滤器。冷却器是冷冻式空气干燥器的主腔，腔里充有被三是空气过滤器。冷却器是冷冻式空气干燥器的主腔，腔里充有被冷冻机冷冻到接近冷冻机冷冻到接近的冷却水；热交换器因为有冷气管通过，所的冷却水；热交换器因为有冷气管通过，所以温度低于室温，却高于冷却器的冷却水温。以温度低于室温，却高于冷却器的冷却水温。 压缩空气的送气管先进入热交换器预冷，然后再经冷却器将压压缩空气的送气管先进入热交换器预冷，然后再经冷却器将压缩空气冷却到缩空气冷却到。压缩空气在冷却过程中凝结出来的水分，。压缩空气在冷却过程中凝

37、结出来的水分，可从空气过滤器中的自动排水器排出。然后，经空气过滤器过滤后，可从空气过滤器中的自动排水器排出。然后，经空气过滤器过滤后，再一次进入热交换器，对压缩空气预热，使压缩空气的水含量远离再一次进入热交换器，对压缩空气预热，使压缩空气的水含量远离饱和状态后，再送往饱和状态后，再送往“气动三联件气动三联件”。 （2）吸附式空气干燥器）吸附式空气干燥器 吸附式空气干燥器是利用具有吸附性能的吸附剂吸附式空气干燥器是利用具有吸附性能的吸附剂 (如硅胶、活如硅胶、活性氧化铝、分子筛等性氧化铝、分子筛等)来吸附空气中水蒸气的一种空气净化装置。来吸附空气中水蒸气的一种空气净化装置。其工作原理如图其工作原

38、理如图11-16所示所示 4321OFFON6热 空 气ONOFF5干 燥 空 气1 前 置 过 滤 器 ；2 吸 附 剂 ；3 加 热 器 ；4 风 扇 ；5 吸 附 剂 ；6 截 止 阀潮 湿 空 气图图11-16 吸附式干燥器的工作原理吸附式干燥器的工作原理 在图在图11-16中，前置过滤器用于过滤压缩空气中的部分灰尘，中，前置过滤器用于过滤压缩空气中的部分灰尘，过滤后的压缩湿空气再经截止阀进入吸附剂斗，利用吸斗中的过滤后的压缩湿空气再经截止阀进入吸附剂斗，利用吸斗中的吸附剂吸除空气中的水分，最后，经过截止阀将压缩空气送往吸附剂吸除空气中的水分，最后，经过截止阀将压缩空气送往“气气动三联

39、件动三联件”。 吸附式空气干燥器通常有两个吸附剂斗，可在一个斗吸附时，吸附式空气干燥器通常有两个吸附剂斗，可在一个斗吸附时，对另一个进行干燥处理。如图中利用风扇和加热器产生的热风，对另一个进行干燥处理。如图中利用风扇和加热器产生的热风，对吸附剂斗进行干燥。两个吸附剂斗的吸附和干燥过程可通过手对吸附剂斗进行干燥。两个吸附剂斗的吸附和干燥过程可通过手动换向阀和手动截止阀进行相互转换。动换向阀和手动截止阀进行相互转换。 吸附剂有一定的使用寿命，所以要经常予以更换。吸附剂有一定的使用寿命，所以要经常予以更换。 11.2.2 气动三联件气动三联件 气动三联件是任何气动控制系统都不可缺少的极为重要的气动气

40、动三联件是任何气动控制系统都不可缺少的极为重要的气动组合件，它由过滤器、减压阀和油雾器组成，减压阀通常都配有压组合件，它由过滤器、减压阀和油雾器组成，减压阀通常都配有压力表，如图力表，如图11-17所示。所示。 （1）过滤器）过滤器 气动三联件中的过滤器是为了更彻底地清除压缩空气中的水分、油污和杂气动三联件中的过滤器是为了更彻底地清除压缩空气中的水分、油污和杂质，其基本结构如图质，其基本结构如图11-18所示。所示。入口出口1234561导流板；2滤芯；3挡水板；4滤杯；5杯罩； 6排水阀(a)(b)(c)图图11-18 空气过滤器空气过滤器(a) 外观；外观； (b) 结构；结构； (c)

41、职能符号职能符号 （2）减压阀）减压阀 通过过滤器的最后净化，基本上保证了压缩空气的清洁程度，通过过滤器的最后净化，基本上保证了压缩空气的清洁程度，但是，压缩空气的压力波动并没有得到解决，所以必须配置减压阀，但是，压缩空气的压力波动并没有得到解决，所以必须配置减压阀，为系统提供安全和稳定的工作压力。为系统提供安全和稳定的工作压力。 在气压传动中，系统的工作压力都是由在气压传动中，系统的工作压力都是由“气动三联件气动三联件”中的减中的减压阀调定的，所以，压阀调定的，所以，“气动三联件气动三联件”中的减压阀是气动系统中极为中的减压阀是气动系统中极为重要的稳压元件。重要的稳压元件。 减压阀有直动型和

42、先导型两种。减压阀有直动型和先导型两种。 图图11-19所示为一直动型减压阀的基本工作原理。所示为一直动型减压阀的基本工作原理。 图图11-19直动溢流减压阀直动溢流减压阀1-调压弹簧；调压弹簧；2-溢流阀；溢流阀；3-膜片；膜片；4阀杆；阀杆；5反馈导管；反馈导管；6主阀；主阀；7溢流口；溢流口；8主阀弹簧主阀弹簧 初始时，因调压弹簧初始时，因调压弹簧1的调定压力很小，主阀的调定压力很小，主阀6被阀芯中的弹簧推到最上位，减压阀被阀芯中的弹簧推到最上位，减压阀的进气阀门处关闭状态，如图的进气阀门处关闭状态，如图11-19（a）所示。）所示。 若将旋钮向下调节，通过调压弹簧若将旋钮向下调节，通过

43、调压弹簧1，推动膜片，推动膜片3、阀杆、阀杆4和主阀和主阀6一起下移，于是进一起下移，于是进气阀门被打开，在输出口有气压气阀门被打开，在输出口有气压p2输出，如图输出，如图11-19（b）所示。同时，输出的气压）所示。同时，输出的气压p2一一方面经反馈导管方面经反馈导管5作用在膜片作用在膜片3上，产生向上的推力；一方面还可在输出通道内对主阀上，产生向上的推力；一方面还可在输出通道内对主阀6产产生一下压力。生一下压力。当输出气压当输出气压p2的上推力上升到与调压弹簧的上推力上升到与调压弹簧1的的调定压力调定压力相互平衡时，相互平衡时，减压阀减压阀输出口的压缩空气在通过溢流阀输出口的压缩空气在通过

44、溢流阀2流入大气的不断调节过程中，流入大气的不断调节过程中，输出压力输出压力p2便会稳定在某便会稳定在某一调定值。调压弹簧一调定值。调压弹簧1向下调节的幅度越大，调压弹簧向下调节的幅度越大，调压弹簧1的下压力越大，减压阀输出的压的下压力越大，减压阀输出的压力力p2越高。越高。 若反过来将旋钮向上调节，使调压弹簧若反过来将旋钮向上调节，使调压弹簧1适当放松，此时，因作用在膜片适当放松，此时，因作用在膜片3下面的输出下面的输出压力压力p2大于调压弹簧大于调压弹簧1的下压力，所以会推动膜片的下压力，所以会推动膜片3离开平衡位置而向上变形。离开平衡位置而向上变形。在膜片在膜片3离离开平衡位置向上变形的

45、过程中，一方面可将溢流阀开平衡位置向上变形的过程中，一方面可将溢流阀2完全打开，输出口的部分压缩空气可完全打开，输出口的部分压缩空气可经溢流口经溢流口7排入大气；一方面又可在主阀弹簧排入大气；一方面又可在主阀弹簧8的作用下，使进气阀门减小，于是的作用下，使进气阀门减小，于是输出压输出压力力p2随之下降。当输出压力随之下降。当输出压力p2下降到与调压弹簧下降到与调压弹簧1的的调定压力调定压力相互平衡后，减压阀的输出相互平衡后，减压阀的输出压力便会稳定在某一新的较低调定值。压力便会稳定在某一新的较低调定值。 若因某种外界干扰，使出口压力下降，则输出的气压若因某种外界干扰，使出口压力下降，则输出的气

46、压p2经反馈导管经反馈导管5作用在膜片作用在膜片3上上的推力也会随之下降，膜片的推力也会随之下降，膜片3因失去平衡向下移动，因失去平衡向下移动，将溢流阀将溢流阀2完全关闭，并推动主阀完全关闭，并推动主阀6使使进气阀门增大，输出压力进气阀门增大，输出压力p2便会随之增大，膜片便会随之增大，膜片3又会回复到原有的平衡状态。又会回复到原有的平衡状态。 图图11-20所示为一先导型减压阀的基本工作原理，它由先导所示为一先导型减压阀的基本工作原理，它由先导阀和主阀两部分组成。阀和主阀两部分组成。 图图11-20先导型减压阀先导型减压阀 1-固定节流孔；固定节流孔； 2-喷嘴；喷嘴； 3-挡板挡板; 4-

47、上气室；上气室；5-中气室；中气室； 6-下气室；下气室； 7-阀杆；阀杆； 8-排气孔；排气孔； 9-进气阀口进气阀口 当气流从左端进入阀体后，一部分先导气流可经固定节流孔当气流从左端进入阀体后，一部分先导气流可经固定节流孔1进入中气室进入中气室5，经喷嘴，经喷嘴2、挡板挡板3、孔道、孔道A，流向下气室流向下气室6，并可经孔道，并可经孔道B与输出口相通。与输出口相通。由于节流孔由于节流孔1的存在，可将的存在，可将中气室中气室5与阀体的进气压力与阀体的进气压力p1隔离，在喷嘴隔离，在喷嘴2和挡板和挡板3下部（即中气室下部（即中气室5）形成一个具有稳）形成一个具有稳定压力的气室，而且这一稳压气室

48、（即中气室定压力的气室，而且这一稳压气室（即中气室5）的稳定压力，可由调压弹簧）的稳定压力，可由调压弹簧10调节喷嘴调节喷嘴2与挡板与挡板3的距离（的距离（即一节流缝隙）即一节流缝隙）调定。调定。 若向下转动手柄，调节喷嘴与挡板的距离，中气室若向下转动手柄，调节喷嘴与挡板的距离，中气室5内的压力会随喷嘴与挡板间距离内的压力会随喷嘴与挡板间距离的减小而增大，于是，气室的减小而增大，于是，气室5的压力可通过膜片向下推动阀芯，打开进气节流口的压力可通过膜片向下推动阀芯，打开进气节流口9，气流，气流则可通过节流口则可通过节流口9流到流到输出口。同时，输出口的气压一方面可经孔道输出口。同时，输出口的气压

49、一方面可经孔道B反馈到下气室反馈到下气室6，向，向上推动与气室上推动与气室5之间的膜片，一方面还可在输出通道内对阀芯产生一下压力。当输出口之间的膜片，一方面还可在输出通道内对阀芯产生一下压力。当输出口气气压的上推力上升到与气室压的上推力上升到与气室5的调定压力相互平衡时，的调定压力相互平衡时，减压阀输出口的压缩空气在通过膜片减压阀输出口的压缩空气在通过膜片与阀杆与阀杆7之间的节流缝隙，从阀杆之间的节流缝隙，从阀杆7中心孔、排气孔中心孔、排气孔8流入大气的不断调节过程中，输出口流入大气的不断调节过程中，输出口的的压力便会稳定在某一调定值。压力便会稳定在某一调定值。 若若输出口输出口的压力因某种干

50、扰降低时，膜片随之下移，的压力因某种干扰降低时，膜片随之下移，将膜片与阀杆将膜片与阀杆7之间的节流缝隙之间的节流缝隙完全关闭，同时通过阀杆完全关闭，同时通过阀杆7向下推动阀芯，使向下推动阀芯，使进气节流口进气节流口9开大，开大，输出口输出口的压力随之上升，的压力随之上升，并重新稳定到原调定值。并重新稳定到原调定值。 压减阀在使用时需要特别注意的是：由于储气罐的压力波动压减阀在使用时需要特别注意的是：由于储气罐的压力波动幅度很大，为了保证压减阀输出压力的稳定性，压减阀的调定压力幅度很大，为了保证压减阀输出压力的稳定性，压减阀的调定压力一定要小于或等于储气罐压力波动值的下限。一定要小于或等于储气罐

51、压力波动值的下限。 (3)油雾器油雾器 在气动系统中，很多部件在工作中都需要油液润滑，而压缩空在气动系统中，很多部件在工作中都需要油液润滑，而压缩空气没有润滑能力，所以除禁止使用油液润滑的特定设备（如药品和气没有润滑能力，所以除禁止使用油液润滑的特定设备（如药品和食品等）外，通常都在减压阀后装有油雾器。食品等）外，通常都在减压阀后装有油雾器。 油雾器以压缩空气为动力，可以将润滑油喷射成雾状，并混合油雾器以压缩空气为动力，可以将润滑油喷射成雾状，并混合于压缩空气中，使压缩空气具有润滑气动元件的能力。油雾器的基于压缩空气中，使压缩空气具有润滑气动元件的能力。油雾器的基本结构如图本结构如图11-21

52、所示。所示。ab1234输入输出c5(a)(b)768910(c)1立杆；2截止阀阀芯；3弹簧；4阀座；5储油杯；6吸油管；7单向阀；8节流阀；9视油器；10油塞图图11-21 普通型油雾器普通型油雾器(a)、(b) 结构；结构； (c) 职能符号职能符号 油雾器有一个很重要的小管，就是吸油管。如图油雾器有一个很重要的小管，就是吸油管。如图11-21（b）中所示。吸油管从油）中所示。吸油管从油雾器的最下面，通过单向阀，一直贯穿到油雾器的最上面，经节流阀拐头向下，在透雾器的最下面，通过单向阀，一直贯穿到油雾器的最上面，经节流阀拐头向下，在透明的视油器中露出了端口。视油器是密闭的，当油雾器在工作时，可以从透明的视明的视油器中露出了端口。视油器是密闭的，当油雾器在工作时，可以从透明的视油器中看到吸油管端口在不时地向下滴油。油器中看到吸油管端口在不时地向下滴油。 吸油管能实现吸油和喷油吸油管能实现吸油和喷油的的原因是因为在立杆中有两个细小的孔道原因是因为在立杆中有两个细小的孔道a和和b。图。图11-21（a）是图）是图11-21（b）的中间剖视图，在图）的中间剖视图，在图11-21（a）中，）中，a孔正对着油雾器进气口的孔正对着油雾器进气口的气流方向，且通往储