氣控系統干燥處理優化分析

李文艷 孫巖波 劉煒

摘要：氣控系統是工程機械經常使用的控制方式，具有易于實現，成本低廉等優勢。空氣壓縮后的氣體水分密度增大，容易積水，含水的壓縮空氣會對設備的氣路系統造成損害。因此需通過干燥元器件對其進行干燥。通過對比優選元器件，同時合理設計干燥系統，可有效去除系統內用氣水分。防止凍堵等故障出現。

關鍵詞：氣控；干燥

0 前言

氣控系統是工程機械經常使用的控制方式，具有易于實現，成本低廉等優勢，使用介質空氣作為介質，通過增加氣體壓力實現控制。空氣是一種混合氣體，它是由氮氧等氣體和水蒸氣等組成，壓縮后的氣體水分密度增大，容易積水，且體積縮小，溫度升高，含有飽和水蒸汽的壓縮空氣流經管道、貯氣筒和各氣路閥，受到散熱作用，就會凝結成水。

含水的壓縮空氣會對設備的氣路系統造成損害：一是金屬件銹蝕，橡膠件老化腐蝕，導致氣路堵塞、漏氣，設備不能正常工作，特別是氣包銹蝕后容易爆炸傷人；二是冬季，氣路系統內的水結冰，會凍結閥件，堵塞氣路，導致設備不能正常使用，甚至可能會引起安全事故。

1.分析氣控系統水分凝結過程及因素

氣控系統是個綜合性系統，通過壓縮機將大氣中的空氣壓縮至所需壓力，存儲在氣包中，供元器件使用，使用過程中壓力降低，再循環補充，整個過程中介質空氣參與多個做功過程。因此去除空氣中的水分也涉及氣體降溫、除冷凝水、除水蒸氣、防止水凝結等多個環節，步驟先后要符合實際才能起到最佳干燥效果。

首先壓縮機壓縮空氣時會產生大量熱量，因此被壓縮的空氣源越潔凈，越干燥越好。其次被壓縮的高溫氣體在傳輸、存儲過程中會逐漸冷卻，氣體中的水蒸氣逐漸凝結，參與冷卻凝結的氣控回路越長，凝結水分對系統造成的危害就越大，當出現凍堵故障時，檢修排查的難度也就越大。所以需要快速對壓縮后的熱控氣進行冷卻，并收集排除凝結水，才能達到干燥氣控系統的目的。東北、西部地區晝夜溫差大，環境溫度變化也會造成氣控系統內水蒸氣的凝結，因此也要有相應方法予以解決。

2.干燥元器件選型分析

2.1干燥器

干燥器（圖1）的工作原理是，通過藥劑對來自空壓機的壓縮空氣進行吸附干燥，防止管路銹蝕，干燥劑具有再生能力，干燥器底部自帶加熱器能防止排氣口結冰，同時具備壓力調節能力。目前國產干燥器價格幾十塊錢到上千元不等，質量也參差不齊，進口干燥器使用壽命更長，相應價格較貴。無論選用國產還是進口元器件，在使用過程中都要定期檢查，更換藥劑，確保工作狀態最佳。

2.2冷卻器

冷卻器用于快速冷卻空壓機輸出的高溫氣體。通常有冷卻盤管、冷凝器等種類。其中冷卻盤管是利用盤管外表面，大面積金屬表面與室溫交換熱量，實現冷卻；冷凝器（圖2）是通過內部螺旋通道，利用離心力分離氣體中的水分，氣體通過外表面散熱鰭片散熱后輸出，分離出來的水分堆積在底部，伴隨部件用氣后產生的壓差，自動排出。經試驗，冷凝器效果優于冷卻盤管，如條件允許，或設備使用環境濕度較高，可同時使用兩種元件，冷卻盤管應安裝在泠凝器前端，且高于冷凝器，便于及時排出管內凝結水。

2.3 防凝器

酒精防凝氣工作原理是，酒精揮發至氣路系統中，降低凝點，減少水分產生；同時酒精具有吸水性，可以起到一定干燥作用。 酒精揮發、吸水都會降低酒精濃度，增大酒精容量可以增強處理性能，同時延長使用壽命。根據設備用氣量適當選型酒精罐容量，由于酒精揮發量小于吸水量，所以應定期更換酒精。

2.4三聯件

氣路三聯件是集成元器件，多用于室內設備氣壓系統處理，也可用于控制元件前端的用氣二次處理，提高系統使用安全系數。三聯件具有調壓、潤滑、干燥處理功能。

3.氣控系統干燥回路設計

4.系統使用維護

每班使用后應手動排放空氣濾清器下部的水，同時排放干凈所有氣包內的水和系統內的壓縮空氣。定期檢查氣控干燥系統各元器件功能是否正常。是否需要補充或更換損耗件。