7.2.2气动辅助元件

气动辅助元件分为气源净化装置和其他辅助元件两大类。

1.气源净化装置

压缩空气净化装置一般包括后冷却器、油水分离器、储气罐、干燥器、过滤器等。

（1〕后冷却器

后冷却器安装在空气压缩机出口处的管道上。它的作用是将空气压缩机排出的压缩空气温度由1401〜1701降至401〜501。这样就可以使压缩空气中的油雾和水汽迅速达到饱和，使 其大部分析出并凝结成油滴和水滴，以便经油水分离器排出。后冷却器的结构形式有蛇形管式、 列管式、散热片式、管套式。

后冷却器的冷却方式有水冷和风冷两种方式。

①风冷式后冷却器。如图7-4(a)所示为风冷式后冷却器，其工作原理是压缩空气通过 一束束管道，由风扇产生的冷空气，强迫吹向管道，冷热空气在管道壁面进行热交换，被冷却 的压缩空气输出口温度大约比室温高15°C风冷式后冷却器能将压缩机产生的高温压缩空气冷 却到40°C以下，能有效除去空气中水分。它具有结构紧凑，重量轻，安装空间小，便于维修， 运行成本低等优点，但处理气量较少。

②水冷式后冷却器。如图7-4(b)所示为水冷式后冷却器，其工作原理是压缩空气在管 内流动，冷却水在管外水套中流动，在管道壁面进行热交换。水冷式后冷却器出口空气温度约 比冷却水的温度高10°C水冷式后冷却器散热面积比风冷式大许多倍，热交换均匀，分水效率 高。具有结构简单，使用和维修方便的优点，使用较广泛。

(2)油水分离器（除油器）

油水分离器〔如图7-5所示)安装在后冷却器出口管道上，它的作用是分离并排出压缩空 气中凝聚的油分、水分和灰尘杂质等，使压缩空气得 到初步净化。

(3)储气罐

储气罐的作用是储存一定数量的压缩空气；消除 压力波动，保证输出气流的连续性；调节用气量或以 备发生故障和临时需要应急使用；进一步分离压缩空 气中的水分和油分。对于活塞式空压机，应考虑在压 缩机和后冷却器之间安装缓冲气罐，以消除空压机输 出压力的脉动，保护后冷却器；而螺杆式空压机，输 出压力比较平稳，一般不必加缓冲气罐。

一般气动系统中的气罐多为立式，它用钢板焊接 而成，并装有放泄过剩压力的安全阀、指示罐内压力 的压力表和排放冷凝水的排水阀，如图7-6所示。

为了保证储气罐的安全及维修方便，应设置下列附件。

①安全阀。使用时应调整其极限压力比储气罐工作压力高10%

②清理检查用的人孔或手孔。

③指示储气罐内空气压力的压力表。

④储气罐底部应有用于排放油水等污染物的接管和阀门。

⑤储气罐空气进出口应装有闸阀。

(4）空气干燥器

空气干燥器的作用是用于除去压缩空气中的水分，得到干 燥空气。它在气动元件中是属于大型、高价的元件。

压缩空气中的水分，除了会对气动元件和配管产生腐蚀外， 对油漆、电镀和塑料制品表面的变质，气泡的产生，润滑油的

稀释，化学药品和食品的污染等也有很大的影响。因此在气源净化处理上，水分是应该与油分、 灰尘同等考虑的重要因素之一。在考虑气源净化时，应尽量安装空气干燥器。

根据除去水分的方法不同，工业上常用的干燥器有冷冻式干燥器、吸附式干燥器和高分子 隔膜式干燥器。

冷冻式空气干燥器的工作原理如图7-7所示，最初进人空气干燥器的是湿热空气，先在热 交换器中靠已除湿的干燥冷空气预冷却。然后进入冷却装置，被制冷剂冷却到2℃〜5℃以除湿。 最后，冷凝变成的水滴被分水排水器排走，而除湿后的冷空气进入热交换器，被入口进来的暖 空气加热，其湿度降低后由出口输出。

吸附式干燥器工作原理如图7-8所示，它有两个填满吸附剂的相同容器。潮湿空气从一个 吸附筒的上部流到下部，水分被吸附剂吸收而得到干燥；另一个吸附筒此时接通鼓风机，用加 热器产生的热风把饱和的吸附剂中的水分带走并排放人大气，使吸附剂再生。两个吸附筒定期 交换工作（5〜10min)使吸附剂吸水和再生，这样可得到连续输出的干燥压缩空气。

选择空气干燥器的基本原则如下。

①使用空气干燥器时，必须确定气动系统的露点温度，然后才能确定选用干燥器的类型和 使用的吸附剂等。

②决定干燥器的容量时，应注意整个气动系统所需流量大小以及输入压力、输入端的空气 温度。

③若用有油润滑的空气压缩机作气压发生装置，须注意压缩空气中混有油粒子，油能粘 附于吸附剂的表面，使吸附剂吸附水蒸气能力降低，对于这种情况，应在空气入口处设置除 油装置。

④干燥器无自动排水器时，需要定期手动排水，否则一旦混人大量冷凝水后，干燥器的干
燥能力会降低，影响压缩空气的质量。

冷冻式干燥器常见故障分析见表7-2。
表7-2 空气干燥器常见故障分析

⑴过滤器

过滤器的作用是进一步滤除压缩空气中的杂质。常用的过滤器有一次过滤器（也称简易过 滤器，滤灰效率为50%〜70%）； 二次过滤器（滤灰效率为70%〜99%）。

图7-9所示为一次过滤器结构图。气流由切线方向进人筒内，在离心力的作用下分离出液 滴，然后气体由下而上通过多片钢板、毛毡、硅胶、焦碳、滤网等过滤吸附材料，干燥。

图7-10所示为分水滤气器结构图。分水滤气器滤灰能力较强，属于二次过滤器。它和减压 阀、油雾器一起被称为气动三联件，是气动系统不可缺少的辅助元件。清洁的空气从筒顶输出。

其他辅助元件 〔1〕油雾器

油雾器是一种特殊的注油装置。它以空气为动力，使润滑油雾化后，注人空气流中，并随 空气进人需要润滑的部件，达到润滑的目的。油雾器常见故障分析见表7-4。

续表

（2）消声器

在气压传动系统中，汽缸、气阀等元件工作时，排气速度较高，气体急剧膨胀，会产生刺耳的噪声，噪声的强弱随排气的速度、排量和空气通道的形状而变化。

消声器就是通过阻尼或增加排气面积来降低排气速度和功率，从而降低噪声。

气动元件使用的消声器一般有三种类型，吸收型消声器、膨胀干涉型消声器和膨胀干涉吸收型消声器，常用的是吸收型消声器。

（3）管道连接件

管道连接件包括管子和各种管接头。有了管子和各种管接头，才能把气动控制元件、气动执行元件以及辅助元件等连接成一个完整的气动控制系统。因此，实际应用中，管道连接件是 不可缺少的。

管子可分为硬管和软管两种。在一些固定不动的、不需要经常装拆的地方，使用硬管。连 接运动部件和临时使用、希望装拆方便的管路应使用软管。硬管有铁管、铜管、黄铜管、紫铜 管和硬塑料管等；软管有塑料管、尼龙管、橡胶管、金属编织塑料管以及挠性金属导管等。常 用的是紫铜管和尼龙管。