常用气动元件和图形符号

苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣1三联件过滤器通常与减压阀和油雾器组合，以形成三联件。正确选择过滤器对确保气动系统高效可靠工作具有重要作用。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣2减压阀由于气源空气压力往往比每台设备实际所需要的压力高些，同时压力波动值比较大，因此需要用减压阀将其压力减到每台设备所需要的压力。减压阀的作用是将输出压力调节在比输入压力低的调定值上，并保持稳定不变。减压阀也称调压阀。气动减压阀与液体减压阀一样，也是以出口压力为控制信号的。减压阀的溢流结构有溢流式、非溢流式和恒量排气式三种a）非溢流式b）溢流式c）恒量排气式减压阀的溢流结构苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣3减压阀溢流式减压阀是当减压阀的输出压力超过调定压力时，气流能从溢流孔中排出，维持输出压力不变；非溢流式减压阀没有溢流孔，使用时回路中要安装一个放气阀（下图)，以排出输出侧的部分气体，它适用于调节有害气体的压力；恒量排气式始终有微量气体从逼流阀座上的小孔排出。非溢流式减压阀的应用1一减压阀2一放气阀苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣4减压阀右图为直动式减压阀的结构原理图。如顺时针旋转手柄1，经过调压弹簧2、3，推动膜片4和阀杆5下移，使阀心7也下移，打开阀口便有气流输出。同时，输出气压经阻尼孔6在膜片4上产生向上的推力。这个作用力总是企图把阀口关小，使输出压力下降，这样的作用称为负反馈。当作用在膜片上的反馈力与弹簧力相平衡时，减压阀便有稳定的压力输出。直动式减压阀的结构原理图12345768苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣5减压阀当减压阀输出负载发生变化，如压力增高，则输出端压力将膜片向上推，阀心7在复位弹簧8的作用下向上移，减小阀口开度，使输出压力下降，直至达到调定的压力为止。反之，当输出压力下降时，阀的开度增大，流量加大，使输出压力上升直到调定值，从而保持输出压力稳定在调定值上。阻尼孔的主要作用是提高调压精度，并在负载变化时，对输出的压力波动起阻尼作用，避免产生振荡。当减压阀进口压力发生波动时，输出压力也随之变化并直接通过阻尼孔作用在膜片下部，使原有的平衡状态破坏，改变阀口的开度，达到新的平衡，保持其输出压力不变。逆时针旋转手柄；调压弹簧放松，膜片在输出压力作用下向上变形，阀口变小，输出压力降低。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣6减压阀压力特性减压阀的压力特性是在一定的流量下，输出压力和输入压力之间的函数关系（可查手册）。对比减压阀的压力特性曲线可知，当输出压力较低、流量适当时，减压阀的稳压性能最好。当输出压力较高、流量太大或太小时，减压阀的稳定性能较差。流量特性流量特性表示输入压力为定值时，输出流量和输出压力之间的函数关系（可查手册）。根据减压阀的流量特性曲线，输入压力一定时，输出压力越低，流量变化引起输出压力的波动越小。减压阀的结构直接影响阀的调压精度。对于直动式减压阀来说，弹簧刚度越小，调压精度越高。但弹簧刚度不能太小，要与阀工作压力和公称流量相适应；膜片直径越大，调压精度越好，但又不能太大，以免影响弹簧刚度和阀结构的大小；在保证密封的前提下，应尽量减少阀心上密封圈产生的摩擦力以便提高调压精度。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣7减压阀为使气动控制系统能正常工作，选用减压阀时应考虑下述一些问题：1、根据所要求的工作压力、调压范围、最大流量和稳压精度来选择减压阀。减压阀的公称流量是主要参数，一般与阀的接管口径相对应。稳压精度高时应选用先导式精密减压阀。2、在易燃、易爆等人不宜接近的场合，应选用外部先导式减压阀。但遥控距离不宜超过30m。3、减压阀一般都用管式连接，特殊需要也可用板式连接。减压阀常与过滤器、油雾器联用，若此则应考虑采用气动二联件或三联件，以节省空间。4、为了操作方便，减压阀一般都是垂直安装，且按阀体箭头指向接管，不能将方向装错。安装前要做好清洁工作。5、减压阀不用时应旋松手柄，以免阀内膜片因长期受力而变形。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣8油水分离器油水分离器的作用是分离压缩空气中凝聚的水分、油分和灰尘等杂质，使压缩空气得到初步净化。其结构形式有环形回转式、撞击并折回式、离心旋转式、水浴式及各种形式的组合使用等。撞击和环形回转式油水分离器经常采用的是使气流撞击并产生环形回转流动的油水分离器，其结构如图所示。其工作原理是：当压缩空气由进气管4进入分离器壳体以后，气流先受到隔板2的阻挡，被撞击而折回向下(见图中箭头所示流向)；之后又上升并产生环形回转，最后从输出管3排出。与此同时，在压缩空气中凝聚的水滴、油滴等杂质，受惯性力的作用而分离析出，沉降于壳体底部，由放油、水阀6定期排出。为提高油水分离的效果，气流回转后上升的速度不能太快，一般不超过lm／s。通常油水分离器的高度H为其内径D的3.5~5倍。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣9油水分离器撞击和环形回转式油水分离器1—支架2—隔板3—输出管4—进气管5—橱板6—放油、水阀苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣10过滤器过滤器输入输出123541—旋风叶子2—滤芯3—存水杯4—挡水板5—手动排水阀苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣11过滤器压缩空气从输入口进入后，被引入旋风叶子1，旋风叶子上有很多成一定角度的缺口，迫使空气沿切线方向运动产生强烈的旋转。夹杂在气体中较大的水滴、油滴等，在惯性作用下与存水杯3内壁碰撞，并分离出来沉到杯底；而微粒灰尘和雾状水气则在气体通过滤芯2时被拦截而滤去，洁净的空气便从输出口输出。为防止气体旋涡将杯中积存的污水卷起而破坏过滤作用，在滤芯下部设有挡水板4。此外，为保证分水滤气器正常工作，必须将污水通过手动排水阀5及时放掉。某些人工排水不便的场合，可采用自动排水式分水滤气器。存水杯由透明材料制成，便于观察内部情况。滤芯多为铜颗粒烧结成形，耐高温耐冲洗且过滤性能稳定，当污泥过多时，可拆下用酒精清洗。此种过滤器应尽可能安装在能使空气中的水分变成液态或能防止液体进入的部位。它除可安装在气源系统中，亦可安装在气动设备的压缩空气入口处。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣12空气干燥，冷冻干燥法进入干燥器的空气首先进入热交换器冷却，经初步冷却的空气中析出的水份和油份经分离器排出。然后，空气再进入致冷器，这使空气进一步冷却到2~5℃，使空气中含有的气态水份、油份等由于温度的降低而大量进一步地析出，经分离器排出。冷却后的空气再进入热交换器加热输出苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣13空气干燥，冷冻干燥法在压缩空气冷却过程中，致冷机的作用是将输入的气态致冷剂压缩并冷却，使其变为液态，然后将致冷剂过滤、干燥后送入毛细管或自动膨胀阀中，使致冷剂变为低压、低温的液态输出到致冷器中。致冷剂进入致冷器冷却空气的同时，吸收了压缩空气的热量后转变为气态，然后再进入致冷机，重复上面的热交换过程苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣14空气干燥，吸收干燥法吸收干燥法是一个纯化学过程。在干燥罐中，压缩空气中水分与干燥剂发生反应，使干燥剂溶解。液态干燥剂可从干燥罐底部排出。根据压缩空气温度、含湿量和流速，必须及时填满干燥剂。与吸附干燥法相比较。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣15空气干燥，吸附干燥法吸附干燥法可获得最低露点（可达-90℃）。在吸附干燥法中，压缩空气中水分被吸附剂吸收，从而达到干燥压缩空气的目的。这种方法所用吸附剂可再生。与吸收干燥法相比较。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣16油雾器通常压缩空气是干燥和无油的。对于某个气动系统来说，有些地方需要润滑的压缩空气，有些地方则不需要，因此，应对压缩空气的润滑进行限制。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣17油雾器当压缩空气通过油雾器时，其在油室与视油器之间产生一个压降，该压降使油液经吸油管上升，并经喷嘴引射到压缩空气中，油滴被雾化，随压缩空气流出。必须仔细调节油滴数。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣18溢流减压阀不论进气压力是否波动，减压阀都可以保持工作压力恒定不变。当耗气量增加时，工作压力降低，在调压弹簧作用下，减压阀阀口开大。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣19溢流减压阀若工作压力增大，则中间膜片打开，压缩空气就经阀体上的溢流孔排出。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣20压缩空气产生及传输考虑到气动系统中的压力损失，气源的压力为6.5～7bar。为降低气动系统成本，常把气动元件工作压力调定为5～6bar。贮气罐用来消除系统压力波动，稳定输出压力。在气源中，排污装置应安装在主干管道的最低点。压缩空气主干管道应远离空气压缩机。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣21活塞式压缩机活塞式压缩机已被广泛应用。对于把空气压缩至较高压力的场合，常需多级空气压缩机。第一级压缩吸入的空气，并将空气引入中间冷却器进行冷却，然后在进入下一级继续压缩。讨论活塞式压缩机的优缺点。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣22轴流式空气压缩机气体沿着平行于轴流式空气压缩机旋转轴的方向流动，在进气导流叶片排作用下，气体产生很高速度，而当气体流过轴流式空气压缩机的每一级时，气体的流动速度就逐渐减慢，从而使气体的压力得到提高。能转变为压力能。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣23压缩空气分配为方便供气管道网维护和扩展，建议采用开关阀将供气管道网分成若干个独立子系统。借助T形接头和气路板（带快插接头），各分支可根据需要安装排污装置。为排放冷凝水，主干管道应向下倾斜1～2%。分水排水器应安装在管道网最低点。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣24绝对压力和表压力绝对压力从绝对零标记处算起，低于大气压力的压力属真空范围。大气压力是波动的，其波动量约为100kPa（1bar）。表压力是大气压力以上的压力，其并不是一个绝对值。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣25后冷却器后冷却器安装在空压机排气口处的管道上。它的作用是将空压机排出的压缩空气温度由120~180℃降至40~50℃，使压缩空气中的油雾和水汽迅速达到饱和而大部分析出，凝结成水滴和油滴，以便经油水分离器排出。后冷却器上应装有自动排水器，以排除冷凝水和油滴等杂质。后冷却器分为风冷式和水冷式两种，且都已形成系列产品。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣26消音器吸收型消声器吸收型消声器主要依靠吸声材料消声，其结构见图3~23。消声罩2为多孔的吸声材料，一般用直径0.2~0.3mm的聚苯乙烯颗粒烧结而成。当消声器的直径大于20mm时，多采用铜珠烧结以增加强度。其消声原理是，当有压气体通过消声罩时，气流受阻，声能量被部分吸收转化为热能，从而降低了噪声强度。吸收型消声器结构简单，有良好的消除中、高频噪声的性能，消声效果大于20dB。气动系统的排气噪声主要是中、高频噪声，尤其是高频噪声较多。因此，采用这种消声器是合适的。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣27消音器膨胀干涉型消声器膨胀干涉吸收型消声器苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣28消音器膨胀干涉型消声器它的原理是使气体膨胀互相干涉而消声。这种消声器呈管状，其直径比排气孔大得多，气流在里面膨胀、扩散、反射和互相干涉，从而消弱了噪声强度。这种消声器结构简单，排气阻力小，主要用于消除中、低频，尤其是低频噪声。它的缺点是结构较大，不够紧凑。膨胀干涉吸收型消声器它是前两种消声器的组合应用，其结构如图3-24所示。在消声套内壁敷设吸声材料，气流从斜孔引入，在A室扩散、减速并被器壁反射到B室，气流束相互撞击、干涉，进一步减速而使噪声减弱；然后气流在经消声材料及消声套上的孔排入大气时，噪声再一次被削弱。这种消声器的效果较前两种好，低频可消声20dB，高频可消声45dB。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣29压力顺序阀预先设定压力，当12口压力达到设定压力时，2口有信号输出。顺序阀是依靠气路中压力的变化来控制执行元件按顺序动作的压力阀。顺序阀的动作原理与溢流阀基本一样，所不同的是溢流阀的出口为溢流口，输出压力为零。而顺序阀相当于二个控制开关，当进口的气体压力达到顺序阀的调整压力而将阀打开时，阀的出口输出二次压力。苏州工业园区职业技术学院@吴卫