气动技术概况与系统组成

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1、Welcome to general Pneu products introduction,2007-8-3,内容,气动技术概况及系统组成 气源处理单元 阀 气动驱动器 真空元件,气动技术概况及系统组成,什么是气动技术? 气动（PNEUMATIC）是“气动技术”或“气压传动与控制”的简称。气动技术是以空气压缩机为动力源，以压缩空气为工作介质，进行能量传递或信号传递的工程技术，是实现各种生产控制、自动控制的重要手段。,各种传动与控制方式的比较,气动技术的优点,气动装置结构简单,轻便,安装维护简单;压力等级低,使用安全. 工作介质是取之不尽,用之不竭的空气,排气处理简单,不污染环境,成本低. 输出

2、力及工作速度的调节非常容易. 可靠性高,使用寿命长. 利用空气的可压缩性,可储存能量,实现集中供气,远距离输送;可短时间释放能量,以获得间歇运动中的高速响应;可实现缓冲;对冲击负载及过载有较强的适应能力,在一定条件下,可使气动装置有自保持能力. 全气动控制具有防火,防爆,耐潮的能力.特定条件下可在高温场合使用.,气动技术的缺点,由于空气具有可压缩性,气缸的运行速度易受负载的变化而变化. 配管,配线复杂. 气缸在低速运动时,由于摩擦力占据推力的比例较大,气缸的低速稳定性不如液压缸. 输出力比液压缸小.,Festo产品的发展趋势,高质量 高精度 高速度 小型化 智能化,电磁阀的寿命可达500-10

3、00百万次,确保100%的通电持续率,气缸的寿命可达10,000Km以上 气缸的重复精度可达0.30.02mm,电磁阀的切换精度误差小于0.2ms,电磁阀的空气质量等级可达1.1.1 (ISO 8573-1) 高速电磁阀响应时间可达2ms,切换频率可达330Hz,气缸的运行速度可达17m/s 元件制成超薄、超短、超小型，最小宽度为1.6mm矩形活塞 计算机远程控制+可编程控制器(PLC)+传感器+气动元件,Festo 产品的发展趋势,模块化 以阀岛为例，各功能单元实现了高度模块化,MPA 阀岛的模块化选项可超过 1040 种！,举例：,Festo 产品的发展趋势,系统化 减少配线、配管和元件，

4、节省空间，简化拆装，提高工作效率,直线模块,抓放装置,装配系统,举例：,Festo 产品的发展趋势,高效低耗,快速阀 MH 切换速度快！ 流量大！ 高速精确控制喷射！,举例：,Festo产品主要应用领域,汽车行业 食品和包装行业 电子行业 过程处理行业,Festo产品主要应用领域汽车行业,作为汽车行业的合作伙伴，Festo 产品能出色完成汽车生产过程中的各种任务。例如： 在冲压车间安全可靠地抓取钢板 为喷漆车间提供洁净的气源 确保装配线平稳运行 Festo 与许多知名汽车生产厂商建立了良好的合作关系（如戴姆勒克莱斯勒、德国大众和美国通用公司等）。,Feso 气动产品用于机器人焊接钳,Feso

5、气动肌腱用于汽车门框弯曲装置,Festo产品主要应用领域食品和包装行业,食品行业 Festo 气动产品能满足食品行业的特殊要求： 符合严格卫生标准 可用于腐蚀性环境 耐高浓度清洗剂,易清洗型 15 型阀岛 CDVI,包装行业 Festo 提供的各种解决方案能满足包装行业的不同需求： 结构紧凑，节省空间 效率高 应用灵活 模块化结构,易清洗型标准气缸 CDN,奶酪生产设备,灌装系统,冰淇淋冷冻系统,咖啡包装设备,可用于食品行业的气管,Festo产品主要应用领域电子行业,半导体生产 前工序（晶元加工）： Festo 铝制和不锈钢气缸及电磁阀可用于洁 净室 后工序（测试、装配和包装）： Festo

6、小型驱动器、电磁阀和阀岛可用于各 种设备 轻型装配 Festo 小型气动元件可用于小型电子设备的 生产装 配机器,Festo 小型滑块驱动器用于半导体装配设备,Festo 小型电磁阀用于电子设备的装配机器,Festo产品主要应用领域过程处理行业,Festo直线驱动器DLP用于阀门的开关和流量控制,工业用水处理系统,废水处理系统,水处理 Festo 驱动器、阀岛和气源处理等元 件可用于水处理 Festo 驱动器能适应污水处理厂、雨 水汇集区、泵站或下水道处理系统 等恶劣环境。 化学和石化工业 Festo 单作用驱动器、防爆电磁阀和阀岛以及防爆控制柜等能对球阀和蝶阀进行驱动和控制，满足该行业对安全

7、标准的严格要求。,石油化工的过程处理系统,气动系统的组成,气动回路案例,此情节纯属虚构,如有雷同,实属巧合 大一时：发现有条虫，整碗饭都倒了； 大二时：发现有条虫，把虫挑出来继续吃； 大三时：发现有条虫，当做没有虫一起吃了； 大四时：发现没有虫，抗议，没虫咋吃得下饭！ 读研时：发现同种虫，叹气，这样式太单一； 读博时：发现只有虫，感慨，学校伙食有改善了 谨以此片记忆这物价疯涨的年代,气源处理单元,空压机 后冷却器 储气罐 过滤器 干燥器 减压阀 油雾器 气管及接头 其他附件,不良空气质量,对气动装置的影响,对生产制造工艺的影响,为什么我们需要做气源处理?,什么是空气质量?,纷繁复杂的大气环境.

8、,压缩空气包含了所有的环境影响因素 ,从空压机输出的压缩空气中,含有大量的水份/油份和粉尘等污染物,对气动元器件的影响: 早期磨损 沉淀物 由微粒引起 腐蚀 速度变低 由湿气引起 洗去固有润滑 粘附微粒 由油引起 压力耗损 保养 停工 总体成本,固态微粒,湿气水份,油份,对气动装置的影响:,空气质量 固态微粒,固态微粒 研磨会产生密封损害（活塞，活塞杆） 带气动元件(如Mini阀)的小型结构堵塞,结果: 可靠性降低 使用寿命减少 速度降低,固态微粒分类标准 每立方米空气所含微粒质量mg/m 微粒大小m,固态微粒影响,固态微粒影响 阀活塞 问题: 泄漏/ 故障 原因: 固态微粒污染破坏了密封,空

9、气质量 湿气水份,湿气水份 管道金属生锈腐蚀 水结成冰,使小型结构堵塞 使润滑油变质及冲洗掉润滑脂,湿气水份分类标准 每立方米空气所含油质量g/m 压力露点,结果: 可靠性降低 使用寿命缩短,湿气水份影响 阀: CPE-24-M1H-3GL-3/8 问题: 使用4周后产生故障 原因: 湿度过高,湿气水份影响,空气质量 油份,油份 压缩机油会改变材料特性,损坏密封，它会引起气动元件故障、使用寿命减少 油会堵塞带气动元件的小型结构 冲走润滑脂,油份分类标准 每立方米空气所含油质量mg/m,结果: 可靠性降低 使用寿命减少,油份影响 干燥器: LDF 问题: 多个气动组件产生故障 原因: 压缩机油太

10、多,油份影响,对生产制造工艺的影响,造成的影响 气动元件 真空应用 移动部件 轴承 精密仪器仪表 清洁/ 防污染 冷却 食品/药品 电子半导体 摄影成像胶片成产 . 需要不同的空气质量!,对不同应用场合造成的影响,各个应用场合下对空气质量的要求,VDMA 推荐,各个应用场合下对空气质量的要求,VDMA 推荐,如何摆脱液体、微粒物质.,气源处理单元-达到所要求的空气质量要求,1.过滤器-LF*,空气质量等级: 最高可达1.7.2(ISO 8573-1) 主要性能指标: 流量特性 最大可达16,000 l/min; 分水效率 大于80%; 过滤精度 40m, 5m, 1m, 0.01m; 过滤效率

11、 最大可达99.9999% 备注: 过滤器只能除去压缩空气中的固态杂质、水滴和污油滴等， 不能除去气态油、水,过滤器 类型,分水式预滤器,水, 灰尘 40 . 5 m,凝聚式微过滤器,水, 灰尘, 油 0.01 m,活性碳过滤器,香料,水, 灰尘 50 m,气旋分离器,无菌过滤器,细菌, 微生物,分水式过滤器 基本原理,标准过滤器的基本原理 当压缩空气从过滤器的输入口流入后,气体及其所含的冷凝水/油滴/和固态杂质由导流板(旋风挡板)引入滤杯中,旋风挡板使气体沿切线方向旋转,空气中的冷凝水/油滴和颗粒大的固态杂质等质量较大的,受离心力作用被甩到滤杯内壁上,并流到底部沉积起来;然后,压缩空气流过滤

12、芯,进一步清除颗粒较小的固态粒子,洁净的空气便从输出口输出. 去除固体污染物，使其降至40 m或 5 m 分离大量液体 (例如如果干燥失效) 普遍用于需将液态水、油和有害尘埃微粒从压 缩空气系统中分离的工业应用中。 也可用作凝结过滤器（分离油 ）的预过滤。,良好的微过滤器 (分离油)的基本原理 采用玻璃纤维层或者聚丙烯纤维层和泡沫塑料组成的多孔凝聚式滤芯.进入纤维层的空气悬浮物,由于惯性相互碰撞或粒子与纤维碰撞,被纤维吸附.更小的粒子因气体分子无规则的热运动而引起相互碰撞,粒子逐渐变大而进入泡沫塑料层,在重力作用下沉淀在杯子底部,继而被排除掉. 两种过滤成份等级: 提供1 m 和 0,01 m

13、 特殊设计，可将固体微粒、水、油雾过滤至0,01 m。 适合油过滤，过滤至0,01mg/m (等同DIN ISO class 1),凝结式过滤器 基本原理,空气进入,空气排出,活性碳过滤器 使用活性炭素纤维滤芯 用于分离油蒸汽及油味 在7 bar压力时，剩余油量最多为0,003 mg/m 。 活性碳过滤器通常与微过滤器成份结合使用。 典型应用: 食品处理和包装、制药、电子及半导体工业。,0.0003 ppm/wt 活性碳成份,杯罩 保护,透明罩,排水,压差指示器,吸收过滤器 基本原理,2.干燥器-LDF/LDM,为什么还需要干燥器? 让我们回忆下 最精细的过滤器能否过滤掉气态水份?能够达到什么

14、样的空气质量等级? 经过Festo吸附式干燥器,空气质量可达1.1.1(ISO 8573-1) 备注:需配备一入口0.01 m 超精细过滤器及一出口1 m 精细过滤器,空气湿度取决于压力。,空气湿度取决于温度 (露点)。,压力露点：水汽凝结成水时的温度。,7 m 大气空气体积产生 1 m 工作空气体积。 工作压力 7 bar (a) = 6 bar (g),基本概念:,空气干燥及其原理,浓缩,扩散,吸附,超浓缩,冷却干燥,隔膜干燥,吸附 （通过干燥剂）,吸附 （通过重建）,空气干燥及其原理,浓缩 冷却干燥 原理: 空气进入 进入空气热交换器 对空气热交换器进行冷却 冷凝压缩 自动冷凝排水 压缩

15、空气排出 等级: x.4.x (+3C 绝对压力露点). 达到绝对露点!,实例,空气干燥及其原理,扩散 隔膜干燥 原理: 湿空气从中空的分子膜纤维内部流过,空气中的水份透过分子膜向外壁析出,同时部分干燥空气与透过分子膜外壁的水份一起排除大气,使分子膜能连续的排除水份. 等级: x.3.x 或 x.4.x ( 15K 压力露点降低, 平均值)。 达到露点降低!,实例,空气干燥及其原理,隔膜式干燥器原理及示意图,特殊的高分子中空隔膜只让水蒸汽通过，空气中的氮气和氧气不能通过。当湿压缩空气进入中空隔膜时，在隔膜内外侧的水蒸气分压力差的作用下，仅水蒸气透过隔膜，进入中空隔膜的外侧，出口便得到干燥的压缩空气。利用部分出口的干燥压缩空气，透过极细的小孔降压，流向中空隔膜外侧，将水蒸气带出干燥器外。因中空隔膜外侧总处于低的水蒸气分压状态，故能不断进行除湿，不需设置排水器。,吸附 干燥剂干燥 原理: 吸附的过程是这样的，气体和液体分子被吸引并粘结在固体材料表面。 等级: 在标准流量时 x.2.x (-40C 绝对压力露点,根据要求可达-70)。 达到绝对露点!,干燥剂颗粒,出口过滤器,入口过滤器,阀,空气干燥及其原理,吸附式干燥器原理及示意图,无热再生式干燥器利用了吸附剂的变压吸附原理,即吸附剂压力高时吸附水份多,压力低时吸附水份少.,3.油雾器-LOE,为什么需要油雾器? 气动元件内部有许多