(一)终端管道: 在图3.16所示的典型终端管道系统中,为了有助于排水,管道应在流动方向上有1:100的斜度,这样就可适当排水。 在适当距离用两个长的清除直角弯头和一个装在低处的腿状排水管道,主管道就能达到最初的高度。 (二)环状管道 在图3.17所示的典型环状主管道系统中,压缩空气主要是从两边输入到达高的消耗点。这可减至最低的压力降。可是冷凝水会流向各个方向,因此必须提供足够的自动排水装置。 (三)分支管道 无论是终端管道还是环状管道,都需与分支管道相联,将压缩空气输送到气动设备上。如果系统不安装有效的后冷却器和空气干燥器,所有的工作管道将成为冷却表面,水和油会在整个管道长度上积聚。如图3.18a所示,分支管道从主管道的顶部引出,是为了防止主管道里的水流入分支管道内。而在管道底部积存的水必须排走,排水点是在气管的低处,安装相同的三通接头引出(图3.18b),排水可定期由人工完成或安装自动排水器完成。安装自动排水器花钱虽多,但节省人工操作时间,可解决人工排水时,因为忘了排放主管道内的冷凝水将会污染导致许多问题。 七、自动排水器 自动排水器分为浮子式排水器和电动排水器两种类型,如图3.19、图3.20所示。 (一)浮子式排水器 在图3.19所示的浮子式排水器中,管子导向浮子运动,且管子内部连接到大气是通过过滤器、溢流阀、弹簧压着的活塞和沿着手动操作杆的孔。 凝结物在水杯的底部聚集,当它上升到足以使浮子从浮子座上移开时,杯中的压力使活塞移动到右面位置打开排水器阀座放水。浮子因下降而切断作用在活塞上的输入空气。 溢流阀在浮子关闭喷嘴时限制滞留于活塞上的压力,当这一空气通过溢流阀起作用的泄漏口泄漏时,设定的值保证了恒定的活塞复位时间。 (二) 电机驱动的排水器 图3.20所示是自动排水器的一个类型,凸轮旋转,拨动杠杆操作截止阀,定期地排除凝结物。它具有在任何方位上都能工作的优点,并能很好地抵抗振动。因而,用于流动压缩机,公共汽车及卡车的气动系统中。 八、计算压缩空气主管道的大小 空气主管道的费用在压缩空气装置的最初费用中占很高比例,过小管子直径,尽管降低了费用,但会增加系统中空气的压力降,操作费用会增加并会超过使用较大直径管子的额外费用。安装费在总费用中占很大一部分,这费用对不同尺寸的管子差别很小,安装一个直径25mm的管子的费用与一个直径50mm的管子很接近,但是50mm管子的流量是四倍于25mm管子的流量。 在一死循环的环状管道系统中,任何输出点由两条管道途径供气,在确定管道尺寸时,这种双重供给应忽略不计,而假定在任何时刻空气只通过一个管道供给。 空气主管道和支路管道的尺寸是由空气速度的极限决定的,通常认为这个极限是6m/s,当支路的压力为6巴左右,长度上有好几米的情况下速度可达20m/s。从压缩机到支管道末端的压力降不应超过0.3巴,图3.21是我们决定管道直径的依据。 弯管和阀会形成附加摩擦阻力。这种摩擦阻力可换算成增加管道长度所产生的压力损失,表3.2给出了各种常用接头的换算长度。 表3.2 主要接头换算成管子长度表
例题一:确定管子的尺寸大小,通过16800L/m的自由空气,最大压力降不超过0.3巴的125米管子长度,两级压缩机在8巴时起动并在10巴时停止,平均是9巴。在125m长的管道上有30kPa压力降相,当于30kPa/125m=0.24Kpa/m, 查图3.21,从线性压力的9巴处画一条线,通过压力降0.24Kpa/m处,该线于参考钱相交于X处。连接X和 例题二:如果125m长的管子,在例题一所述的管道上有一定数量的管接头,例如有两个弯头,两个直角弯头,六个标准三通管接头和两个闸阀,问加大多少尺寸可把压力降限制在30kpa? 在表3.2中,在65mm直径一栏中,我们可以找到下列的相当长度尺寸。 两个弯头: 2×1.4=2.8m 两个900弯头: 2×0.8=1.6m 两个闸阀 : 2×0.5=1.0m 六个标准三通管接头: 6×0.7=4.2m 总共 9.6m 十二个接头对流动的阻碍大致相当于10m的附加管子长度,这样管子的有效长度就是135m,因而每米ΔP:30kPa/135m=0.22kPa/m。再参照图3.21,管子尺寸现在大约画在65mm内径(I.D)处,名义尺寸为65mm,实际内径为68mm的管子在这里是可以的。 注意:在新安装主管道时,在尺寸上应考虑将来发展的可能性。 九、管子的材料及管径判别 压缩空气的输送管道分为标准气体管(SGP)、不锈钢管、铜管和橡胶软管四种。主管道和分支管道一般都采用标准气体管,在要求耐腐蚀、耐热和刚性好的场合,可采用铜管。在一般气动设备上,普遍使用橡胶软管或强化塑料管,而在需要很大很直的大直径主管道时,采用不锈钢管。 标准气体管(SGP)通常是钢管或可锻铁管,可通过发黑或电镀锌耐腐蚀。这种类型的管子适于拧入可锻接头。对直径超过80mm的管子采用焊接法兰形式通常比车制螺纹更经济。标准碳钢气体管的技术参数和橡胶软管的技术参数见表3.3和表3. 4。 表3.3 标准碳钢气体管的技术参数
表3.4 橡胶软管的技术参数
十、聚氯乙烯(PVC)管、尼龙管及其连接 1) 聚氯乙烯(PVC)管、尼龙管 聚氯乙烯(PVC)管、尼龙管主要用于自动化设备、气动工具或其它管子易受到机械磨损的地方。这种胶管通常用于气动元件之间的连接,在工作温度限度内,它具有明显的安装优点,容易剪断和快速连接到压力接头或快换接头上。 如果在管子弯曲较大或需要稳定运动这种柔性要求更高的场合,可采用软尼龙或聚氨酯管,但它的最大安全工作压力相对比较低。 图3.22所示是日本SMS气动元件公司生产的T系列尼龙软管、PU软管的外形图。图3.23是T系列软管的爆破压力特性图,横坐标为软管使用温度范围,纵坐标为爆破压力。不同的软管,其爆破压力区别较大。选择时应予以注意。图3.24是软管的选择表,可依据实际的工作要求查此类表格进行选取。 (二)气动系统中的接头 在气动系统中,气动元件有多种方法连接,常见的有如下几种: 1.卡套式快速连接管接头 图3.25表示一个典型的卡套式快速连接管接头。管子易于推进,且会自动地卡牢和不漏气。卡套式管接头会在管子内部和外部产生一可靠保持力。当拧入锁紧螺母时,管子受到卡套的压迫。由于管子套进了管子,减少了内径,所以也增加了额外的流动损失。 2.一次快插式管接头(弯头) 图3.26所示的一次快插式管接头(弯头)。一次快插式管接头有很大的保持力,并且由于采用了特殊的侧面密封,确保了压力和真空的密封性。由于安装管子的内径与接头座内部流通截面相同,所以这种接头没有附加的流动损失。 3.自密封式管接头 自密封式管接头本身内置一个机械装置,所以 3/5 首页上一页12345下一页尾页 |