Повторно-кратковременный режим работы компрессоров. Горячая вакуумная регенерация сжатого воздуха

   миниСтерство образования и науки российской федерации

   Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

   «Восточно-Сибирский  государственный технологический  университет»

   Кафедра «Автомобили» 
 
 
 
 

   РЕФЕРАТ

   по  дисциплине «Гидравлические и пневматические системы автомобилей и гаражного оборудования»

   на  темы по пневмоприводу:

   1. Повторно-кратковременный режим работы компрессоров;

   2. Горячая вакуумная регенерация сжатого воздуха;

   3. Потребление сжатого воздуха пневмоинструментом. 
 
 
 
 
 

                                                                                        Выполнил: Ст. гр. 437   

           Жамсаранов Т.А.

                                                                             Проверил: Раднатаров В.Ц. 
 
 
 
 
 

   Улан-Удэ

     2010

   Содержание: 

1. Повторно-кратковременный  режим работы компрессора...............................3
2. Горячая вакуумная регенерация сжатого воздуха. ...........................................4
3. Потребление сжатого воздуха пневмоинструментом......................................9
4. Список использованных источников....................... ....................... ................12

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Повторно-кратковременный  режим работы компрессора.

   При использовании  повторно-кратковременного, или, как  его также иногда называют, прерывистого режима, реле давления или датчик давления, ориентируясь на значение сетевого давления pn, переключает компрессор между двумя фазами: фазой полной нагрузки L2 и фазой ожидания L0. Фаза холостого хода при использовании этого режима отсутствует.

   Схема работы компрессора в повторно-кратковременном  режиме следующая:

   1. Сетевое  давление p_n растет до уровня давления выключения p_max. Компрессор переходит в фазу ожидания L0.

   2. Сетевое  давление p_n падает до уровня давления включения p_min. Компрессор переходит в фазу полной нагрузки L2.

   Из  всех схем работы компрессора, повторно-кратковременный  режим отличается самым меньшим  энергопотреблением. Износ компрессора  при нем, однако, достаточно высок. Уменьшить  число включений/выключений можно путем установки воздушного ресивера большего объема.

   Повторно-кратковременный  режим является типичным режимом  работы поршневых компрессоров.

   

     
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Горячая вакуумная регенерация сжатого воздуха. 

   Как известно, недостатком адсорбционных  осушителей сжатого воздуха с холодной регенерацией являются достаточно значительные потери осушенного сжатого воздуха, расходуемого на регенерацию адсорбента. Осушители с горячей регенерацией позволяют использовать для регенерации адсорбента атмосферный воздух.

   При этом, при горячей регенерации  под небольшим избыточным давлением (когда нагретый атмосферный воздух подается в регенерируемый адсорбер с помощью воздуходувки) приходится все равно расходовать некоторую  часть сжатого воздуха для  проведения следующей за нагревом фазы охлаждения адсорбента.

   Для полного исключения потерь сжатого  воздуха при регенерации адсорбента, компания «Зандер»(ZANDER) предлагает свое уникальное, запатентованное решение – адсорбционные осушители с горячей вакуумной регенерацией серии «Концепт»(Concept WVM). Осушители WVM не тратят никакого количества сжатого воздуха – как нагрев, так и охлаждение производятся с помощью вакуумного насоса, втягивающего атмосферный воздух в адсорбер под давлением ниже атмоферного (через включенные при нагревании или выключенные при охлаждении нагревательные элементы). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Принцип работы

   

   Рис 2. Принцип работы осушителя

   Принцип работы осушителей серии WVM проиллюстрирован на Рис 2. (на ней, схематично показана адсорбция влаги в левом адсорбере, и проходящая одновременно с ней регенерация в правом адсорбере). В отличие от осушителей с холодной регенерацией, при которой извлечение влаги из адсорбента производится путем продувания, под давлением чуть выше атмосферного, через регенерируемый адсорбер части осушенного воздуха, в осушителях серии WVM используется более эффективная схема регенерации.

   Нагрев: Вакуумный насос создает вакуум в верхней части регенерируемого адсорбера, благодаря чему атмосферный воздух, предварительно прошедший через внешний теплоэлектронагреватель, поступает в нижнюю часть адсорбера и проходит через адсорбер снизу вверх. Включение и выключение нагревательных элементов осуществляется по показаниям датчика температуры, установленного сразу после ТЭНа – в результате, температура регенерационного воздуха поддерживается в заданных пределах. Компания «Зандер»(ZANDER) использует ступенчатые системы нагрева с 2 или 3 раздельно включаемыми комбинациями нагревательных элементов, что позволяет, как достичь большей плавности изменений температуры, так и снизить токовую нагрузку на пользовательскую энергосистему. Типичной температурой подачи воздуха регенерации для силикагелей, используемых «Зандер»(ZANDER), является +160...+180 °C.

   В отличие от осушителей с холодной регенерацией, подача воздуха для регенерации производится в том же направлении, как и сжатого воздуха в фазе адсорбции, т.е. снизу вверх – благодаря этому, нижний слой влагостойкого адсорбента, содержащий в себе наибольшее количество задержанной в предыдущей фазе адсорбции влаги, подвергается более интенсивному нагреву. За счет большей влагопоглотительной способности горячего воздуха он способен извлекать из адсорбента влагу со значительно большей эффективностью, регенерируя не только поверхностные, как у осушителей c холодной регенерацией, но и глубинные слои зерен адсорбента – что позволяет использовать и их для поглощения влаги. Поэтому, время полного цикла адсорбции/регенерации у осушителей этого типа составляет несколько часов.

   На  выходе воздуха регенерации из адсорберов (или, что то же самое, на его входе в вакуумный насос) установлен еще один датчик температуры, по показаниям которого система управления определяет, насколько осушен адсорбент: чем больше влаги все еще содержится в адсорбенте, тем сильнее, по отношению к температуре подачи, будет падать температура регенерационного воздуха по мере его прохождения через адсорбер. Обычно, в наших осушителях показателем надлежащей регенерации адсорбента служит рост температуры на выходе регенерируемого адсорбера до значения +98...+110 °C. Насыщенный забранной из адсорбента влагой регенерационный воздух выводится в атмосферу – при установке осушителей в небольших помещениях, обычно организуют отвод этого воздуха на улицу.

   Охлаждение: После завершения фазы регенерации адсорбента, проходящей при высокой температуре пропускаемого через регенерируемый адсорбер воздуха, возникает необходимость в охлаждении адсорбента. В отличие от осушителей других производителей, где охлаждение адсорбента реализовано с помощью продувания через регенерируемый адсорбер части сжатого воздуха с последующим выведением его в окружающую среду, в осушителях «Зандер»(ZANDER) данная фаза реализована иначе, а именно путем продувания через нагретый адсорбент не нагретого воздуха из внешней среды (при выключенном нагревателе) – при этом какие-либо потери сжатого воздуха отсутствуют. Как и в фазе нагрева, система управления отслеживает изменение температуры протягиваемого через адсорбер воздуха на его выходе по показаниям верхнего датчика температуры.

   Набор давления: и нагрев, и последующее охлаждение адсорбента проводятся под небольшим вакуумом. После того, как адсорбер был нагрет, и затем охлажден, во избежание резких перепадов давления необходимо поднять в этом адсорбере давление до уровня рабочего, присутствующего в системе сжатого воздуха. Для этого, в осушителях WVM предусмотрен перепускной клапан на трубе небольшого сечения, соединяющей между собой два адсорбера осушителя. Рост давления контролируется системой управления по датчикам давления, установленным на обоих адсорберах – впрочем, давление в адсорберах контролируется и во всех других фазах работы.

   Переключение  адсорберов и режим ожидания: после  того, как были проведены нагрев и охлаждение адсорбера, и давление в нем было поднято до уровня рабочего, этот адсорбер готов к началу работы, т.е. адсорбированию влаги. Однако, переключение потока происходит не всегда сразу: вначале, система управления определяет, по датчику температуры точки росы, степень насыщенности влагой находящегося в режиме адсорбции адсорбера. Если температура точки росы сжатого воздуха на его выходе все еще ниже запрограммированной, завершивший регенерацию и уже находящийся под давлением адсорбер переходит в режим ожидания – он будет введен в работу только тогда, когда температура точки росы в другом адсорбере поднимется до установленного предела. Разумеется, все это время осушитель не потребляет никакой значительной мощности – и ТЭНы, и вакуумный насос остаются в выключенном состоянии.

   Сброс давления: После того, как рабочая нагрузка была переведена на только что отрегенерированный адсорбер, требуется начать регенерацию выведенного из работы адсорбера. Для этого, система управления производит сброс давления из этого адсорбера через фильтры-глушители, а затем начинает его нагрев.

   Примечание: Выше мы описали лишь общий принцип  работы осушителей WVM. Мы не акцентировали  внимание на особенностях конструктивной реализации частей осушителя, обеспечивающих его работу по этой схеме, или на особенностях управляющего алгоритма.

   Заключение: Так как осушители с горячей регенерацией вообще, и осушители серии WVM в частности, предназначены для осушения больших объемов сжатого воздуха на крупных промышленных предприятиях, даже относительно небольшие, в процентом отношении, потери сжатого воздуха, присутствующие у осушителей других производителей, приводят к значительным затратам на электроэнергию, требуемую для производства этого теряемого воздуха. В свете вышеизложенного, полное отсутствие потерь сжатого воздуха у осушителей серии WVM выглядит немалым преимуществом 

   Потребление сжатого воздуха  пневмоинструментом

   Пневматический инструмент по принципу действия можно условно разделить на три основных категории: инструменты ударного действия (отбойные молотки, пневмозубилы, пневмодолота и др.); инструменты ударно оборотной действия (пневмогайковерты, домкраты, перфораторы, ударные дрели и др.); инструменты вращательного действия (шлифовальные машины, дрели, рубанки, шуруповерты, пилы и др.).

   Принципиальной  разницы в применении пневматического или электрического инструмента нет. Они выполняют одну и ту же функцию.

   При этом может различаться частота  вращения и мощность. Однако специалисту, который работал с электрическим  инструментом, не придется переучиваться, если он возьмет в руки пневматический аналог.

   Производительность  обоих типов инструмента приблизительно одинакова. При этом пневматический инструмент позволяет добиться значительной мощности при меньших габаритах  и весе. Это обусловлено тем, что  в пневматической машинке отсутствующий электромотор – наиболее тяжелая и объемная часть электроинструмента. Компактность пневмомашины не только облегчает работу, но и позволяет упростить некоторые рабочие операции, например, обработать такие труднодоступные места, куда не подберется более габаритная электромашина.

   В пневмомашине сжатый воздух работает сразу, инерционные моменты отсутствуют. Это дает сокращение трудозатрат и рабочего времени. Гайковерт, который способен развивать килоньютон, намного облегчит жизнь механику. Это особенно очевидно на шиномонтаже.