Giáo trình Điều khiển điện khí nén (Nghề: Điện tử công nghiệp - CĐ/TC) - Trường Cao đẳng Nghề Đồng Tháp

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:145

Thêm vào BST

Báo xấu

25
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Điều khiển điện khí nén với mục tiêu giúp các bạn có thể hiểu được về hệ thống khí nén, logic điều khiển, phương pháp điều khiển, thiết lập mạch điều khiển điện khí nén. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Điều khiển điện khí nén (Nghề: Điện tử công nghiệp - CĐ/TC) - Trường Cao đẳng Nghề Đồng Tháp

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐỒNG THÁP KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ GIÁO TRÌNH MÔN HỌC: ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN KHÍ NÉN NGHỀ: ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG/ TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định Số 257 /QĐ-TCĐNĐT ngày 13 tháng 7 năm 2017 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Nghề Đồng Tháp) Đồng Tháp, năm 2017
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 1
LỜI GIỚI THIỆU Để thực hiện biên soạn giáo trình đào tạo nghề Điện tử Công nghiệp ở trình độ Cao đẳng, giáo trình mô đun Điều khiển điện khí nén là một trong những giáo trình đào tạo chuyên ngành được biên soạn theo nội dung chương trình khung. Nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức và kỹ năng chặt chẽ với nhau, logíc. Khi biên soạn, nhóm biên soạn đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới có liên quan đến nội dung chương trình đào tạo và phù hợp với mục tiêu đào tạo. Trong quá trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu cũng như khoa học và công nghệ phát triển có thể điều chỉnh thời gian và bổ sung những kiên thức mới cho phù hợp. Trong giáo trình, chúng tôi có đề ra nội dung thực tập của từng bài để người học cũng cố và áp dụng kiến thức phù hợp với kỹ năng. Tuy nhiên, tùy theo điều kiện cơ sở vật chất và trang thiết bị có thề sử dụng cho phù hợp. Với các nội dung sau: Bài 1: Giới thiệu hệ thống khí nén Bài 2: Thực hành điều khiển các khí cụ khí nén Bài 3: Thiết kế và lắp mạch điều khiển hai xy lanh tùy động theo thời gian Bài 4: Thiết kế và lắp mạch điều khiển hai xy lanh tùy động theo hành trình. Bài 5: Thiết kế và lắp mạch điều khiển hai xy lanh theo biểu đồ trạng thái Bài 6: Thiết kế và lắp mạch điều khiển hai xy lanh theo tầng Bài 7: Thiết kế và lắp mạch điều khiển ba xy lanh theo tầng Mặc dù đã cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng được mục tiêu đào tạo nhưng không tránh được những khiếm khuyết. Rất mong nhận được đóng góp ý kiến của người sử dụng, người đọc để nhóm biên soạn sẽ hiện chỉnh hoàn thiện hơn sau thời gian sử dụng. Đồng Tháp, ngày tháng năm 2017 Tham gia biên soạn Chủ biên: 2
MỤC LỤC  Trang LỜI GIỚI THIỆU ...............................................................................................2 BÀI 1: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG KH N N. .................................................9 1. Máy nén khí. ...........................................................................................9 1.1. Nguyên tắc hoạt động và phân loại máy nén khí. ................................9 1.2. Máy nén khí kiểu píttông .................................................................. 10 2. Thiết bị xử lý khí nén. .......................................................................... 16 2.1. Yêu cầu về khí nén............................................................................ 16 2.2. Các phương pháp xử lý khí nén. ....................................................... 17 2.3. Bộ lọc. ............................................................................................... 20 3. Thiết bị phân phối khí nén. .................................................................. 25 3.1. Bình trích chứa. ................................................................................. 26 3.2. Mạng đường ống ............................................................................... 26 4. Cơ cấu chấp hành. ................................................................................ 31 4.1. Xy-lanh ............................................................................................. 31 4.2. Động cơ khí nén ................................................................................ 37 BÀI 2: THỰC HÀNH ĐIỀU KHIỂN CÁC KH CỤ KH N N. ................ 42 1. Các phần tử khí nén. ............................................................................ 42 1.1. Van đảo chiều. .................................................................................. 43 1.2. Van tiết lưu: ..................................................................................... 55 1.3. Van chắn. .......................................................................................... 57 1.4. Van áp suất. ....................................................................................... 59 2. Biểu diễn phần tử logic của khí nén..................................................... 64 2.1. Phần tử NOT. .................................................................................... 64 2.2. Phần tử OR và NOR ......................................................................... 65 2.3. Phần tử AND và NAND ................................................................... 66 3
2.4. RS-Flipflop:....................................................................................... 68 2.5. Phần tử thời gia. ................................................................................ 69 3. Các phần tử điện khí nén. ..................................................................... 74 3.1. Van đảo chiều điều khiển bằng nam châm điện. .............................. 74 3.2. Các phần tử điện................................................................................ 77 BÀI 3 : THIẾT KẾ VÀ LẮP MẠCH ĐIỀU KHIỂN HAI XY LANH TÙY ĐỘNG THEO THỜI GIAN............................................................................. 83 1. Thiết kế mạch điều khiển khí nén. ...................................................... 83 1.1. Thiết kế mạch điều khiển trên phần mềm. ........................................ 83 1.2. Lắp mạch và vận hành điều khiển..................................................... 87 2. Thiết kế mạch điều khiển điện khí nén. ............................................. 90 2.1. Thiết kế mạch điều khiển trên phần mềm. ........................................ 90 2.2. Lắp mạch và vận hành điều khiển..................................................... 90 BÀI 4: THIẾT KẾ VÀ LẮP MẠCH ĐIỀU KHIỂN HAI XY LANH TÙY ĐỘNG THEO HÀNH TRÌNH. ....................................................................... 94 1. Thiết kế mạch điều khiển khí nén. ...................................................... 94 1.1. Thiết kế mạch điều khiển trên phần mềm. ........................................ 94 1.2. Lắp mạch và vận hành điều khiển..................................................... 95 2. Thiết kế mạch điều khiển điện khí nén. .............................................. 98 2.1. Thiết kế mạch điều khiển trên phần mềm. ........................................ 98 2.2. Lắp mạch và vận hành điều khiển..................................................... 99 BÀI 5: THIẾT KẾ VÀ LẮP MẠCH ĐIỀU KHIỂN HAI XY LANH THEO BIỂU ĐỒ TRẠNG THÁI............................................................................... 103 1. Thiết kế mạch điều khiển khí nén. .................................................... 103 1.1. Thiết kế mạch điều khiển trên phần mềm. ...................................... 103 1.2. Lắp mạch và vận hành điều khiển................................................... 112 2. Thiết kế mạch điều khiển điện khí nén. ............................................ 115 2.1. Thiết kế mạch điều khiển trên phần mềm. ...................................... 115 2.2. Lắp mạch và vận hành điều khiển................................................... 117 4
BÀI 6: THIẾT KẾ VÀ LẮP MẠCH ĐIỀU KHIỂN HAI XY LANH THEO TẦNG.121 1. Thiết kế mạch điều khiển khí nén. .................................................... 121 1.1. Thiết kế mạch điều khiển trên phần mềm. ...................................... 121 1.2. Lắp mạch và vận hành điều khiển. ................................................. 124 2. Thiết kế mạch điều khiển điện khí nén. ............................................ 127 2.1. Thiết kế mạch điều khiển trên phần mềm. ...................................... 127 2.2. Lắp mạch và vận hành điều khiển. ................................................. 129 BÀI 7: THIẾT KẾ VÀ LẮP MẠCH ĐIỀU KHIỂN BA XY LANH THEO TẦNG .............................................................................................................. 133 1. Thiết kế mạch điều khiển khí nén. .................................................... 133 1.1. Thiết kế mạch điều khiển trên phần mềm. ...................................... 133 1.2. Lắp mạch và vận hành điều khiển. ................................................. 135 2. Thiết kế mạch điều khiển điện khí nén. ............................................ 138 2.1. Thiết kế mạch điều khiển trên phần mềm. ...................................... 138 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 143 5
GIÁO TRÌNH MÔN HỌC/MÔ ĐUN Tên môn học/mô đun: Điều khiển điện khí nén. Mã môn học/mô đun: MĐ25 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của môn học/mô đun: - Vị trí: mô đun này bố trí dạy sau mô đun MĐ17, MĐ19, MĐ20 và môn học MH13 - Tính chất: là mô đun thực hành chuyên môn. - Ý nghĩa và vai trò của môn học/mô đun: Đất nước Việt Nam trong công cuộc công nghiệp hoá - hiện đại hoá, lĩnh vực tự động hóa ngày càng được ứng nhiều trong sản xuất. Việc ứng dụng điện khí nén trong các khu công nghiệp, khu chế xuất ngày càng nhiều. Vì vậy việc tìm hiểu đặc tính, cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống sử dụng điện khí nén rất cần thiết cho học sinh, sinh viên học ngành Điện tử Công nghiệp. Mục tiêu của môn học/mô đun: Sau khi hoàn tất mô đun này, học viên có năng lực: - Kiến thức: Hiểu được về hệ thống khí nén, logic điều khiển, phương pháp điều khiển, thiết lập mạch điều khiển điện khí nén. - Kỹ năng: Hình thành kỹ năng lập chương trình điều khiển. Đọc được các sơ đồ điều khiển điện - khí nén, thiết lập và vận hành được các mạch điều khiển điện khí nén. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: R n luyện tính c n thận, chính xác, chủ động, sáng tạo và khoa học, nghiêm túc trong học tập và trong công việc. Nội dung của môn học/mô đun: Thời gian (giờ) Lý Thực Số Kiểm tra Tên các bài trong mô đun thuyết hành, thí TT Tổng (th ờng nghiệm, số xuyên, thảo luận, định kỳ) bài tập 6
1 Bài 1: Giới thiệu hệ thống khí 2 2 nén 1. Máy nén khí. 2. Thiết bị xử lý khí nén. 3. Thiết bị phân phối khí nén. 4. Cơ cấu chấp hành 2 Bài 2: Thực hành điều 8 4 4 khiển các khí cụ khí nén 1. Các phần tử khí nén. 2. Biểu diễn phần tử logic của khí nén 3. Các phần tử điện khí nén. 3 Bài 3: Thiết kế và lắp mạch 8 4 4 điều khiển hai xy lanh tùy động theo thời gian 1. Thiết kế mạch điều khiển khí nén. 2. Thiết kế mạch điều khiển điện khí nén. 4 Bài 4: Thiết kế và lắp mạch 12 2 10 điều khiển hai xy lanh tùy động theo hành trình. 1. Thiết kế mạch điều khiển khí nén. 2. Thiết kế mạch điều khiển điện khí nén. Kiểm tra 2 2 7
5 Bài 5: Thiết kế và lắp mạch 12 1 11 điều khiển hai xy lanh theo biểu đồ trạng thái 1. Thiết kế mạch điều khiển khí nén. 2. Thiết kế mạch điều khiển điện khí nén. 6 Bài 6: Thiết kế và lắp mạch 12 1 11 điều khiển hai xy lanh theo tầng 1. Thiết kế mạch điều khiển khí nén. 2. Thiết kế mạch điều khiển điện khí nén. Kiểm tra 2 2 7 Bài 7: Thiết kế và lắp mạch 13 1 12 điều khiển ba xy lanh theo tầng 1. Thiết kế mạch điều khiển khí nén. 2. Thiết kế mạch điều khiển điện khí nén. 8 Thi hết môn 4 4 Cộng 75 15 52 8 8
BÀI 1: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG KH N N Mã bài : MĐ25-01 * Giới thiệu - Hệ thống khí nén được ứng dụng nhiều trong điều khiển dân dụng và công nghiệp, với hệ thống dể chế tạo, an toàn và độ tin cậy cao. * Mục tiêu của bài - Kiến thức: Giải thích được nguyên lý hoạt động và ứng dụng của các loại máy nén. - Kỹ năng: Thực hiện được các kỹ năng: Vận hành máy nén khí, bộ lọc, cơ cấu chấp hành, phân tích được các quá trình xử lý khí nén. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: R n luyện tính chính xác, chủ động, sáng tạo và khoa học, nghiêm túc trong học tập và trong công việc. Nội dung chính: 1. Máy nén khí. 1.1. Nguyên tắc hoạt động và phân loại máy nén khí. 1.1.1. Nguyên tắc hoạt động - Nguyên lý thay đổi thể tích Không khí được dẫn vào buồng chứa, ở đó thể tích của buồng chứa sẽ nhỏ lại. Như vậy theo định luật Boy - Mariotte, áp suất trong buồng chứa sẽ tăng lên. Các lọai máy nén khí hoạt động theo nguyên lý này như kiểu pit - tông, bánh răng, cánh gạt... - Nguyên lý động năng Không khí được dẫn vào buồng chứa, ở đó áp suất khí nén được tạo ra bằng động năng bánh dẫn. Nguyên tắc hoạt động này tạo ra lưu lượng và công suất rất lớn. Máy nén khí hoạt động theo nguyên lý này như máy nén khí kiểu ly tâm. 1.1.2. Phân loại: - Theo áp suất: * Máy nén khí áp suất thấp p ≤ 15 bar. * Máy nén khí áp suất cao p > 15 bar. * Máy nén khí áp suất rất cao p ≥ 300 bar. 9
- Theo nguyên lý hoạt động: * Máy nén khí theo nguyên lý thay đổi thể tích: Máy nén khí kiểu pít - tông, máy nén khí kiểu cánh gạt, máy nén khí kiểu root, máy nén khí kiểu trục vít. * Máy nén khí tua - bin: Máy nén khí kiểu ly tâm và máy nén khí theo chiều trục. 1.2. Máy nén khí kiểu píttông 1.2.1. Máy nén khí pít – tông một cấp: Nguyên lý hoạt động của máy nén khí kiểu pít - tông một cấp được biểu diễn trong hình 1.1. Hình 1.1. Nguyên lý hoạt động của máy nén khí kiểu pít - tông 1 cấp. Máy nén khí kiểu pít - tông một cấp có thể hút được lưu lượng đến 10 3 m /phút và áp suất nén từ 6 đến 10 bar. 1.2.2. Máy nén khí pít – tông hai cấp Hình 1.2. Máy nén khí kiểu Piston nhiều cấp 10
Để có thể tạo ra được nguồn cung cấp khí nén áp suất cao hơn người ta thiết kế máy nén khí nhiều cấp nối tiếp). Trước hết không khí được hút và nén bởi một máy nén Piston, sau khi được làm nguội sẽ được đưa vào nén tiếp ở máy nén Piston thứ hai sau đó khí nén sẽ được đưa sang bình chứa, qua thiết bị xử lý qua hệ thống đường ống cung cấp khí nén cho các thiết bị sử dụng. Máy nén khí kiểu pít - tông hai cấp có thể nén đến áp suất 15 bar. Loại máy nén khí kiểu pít - tông một cấp và hai cấp thích hợp cho hệ thống điều khiển bằng khí nén trong công nghiệp. Máy nén khí kiểu pít - tông được phân loại theo cấp số nén, loại truyền động và phương thức làm nguội khí nén. Ngoài ra người ta còn phân loại theo vị trí của pít - tông. Khi nén khí ở áp suất cao luôn có một lượng nhiệt rất lớn tỏa ra, do đó nhất thiết phải có bộ làm nguội trung gian. Những máy nén khí kiểu Piston nhiều cấp có thể làm nguội bằng quạt gió hoặc nước. * Tùy thuộc vào áp suất cần thiết c thể phân ra: Một cấp duy nhất, áp suất có thể đạt 12 bar. Hai cấp, áp suất đạt 30 bar. Ba cấp và hơn, áp suất có thể đạt hàng trăm bar. Không khí sau khi qua bộ phận lọc khí 1 được nén ở thân máy nén khí 2 , sau đó khí nén được đ y vào bình chứa trung gian 3 . Sau khi được làm mát ở bộ phận làm mát 4 , khí nén vào bình chứa khí nén 5 . Bình chứa khí nén 5 Van điện từ 6 làm thông khí bằng ống dẫn nằm ở giữa thân máy nén khí 2 và van một chiều gắn trước bình chứa khí nén 5 , sau khi áp suất trong bình chứa (5) đã đạt mức quy định. 11
Hình 1.3. Sơ đồ cấu tạo máy nén khí kiểu Pittong nhiều cấp Truyền động cho thân máy nén khí 2 là truyền động đai 7 từ động cơ điện 8 với quạt gió 9 . Quạt gió 9 cùng với bánh đai truyền 10 có tác dụng như là bộ phận tạo ra luồng không khí làm mát. Động cơ điện 8 và thân máy nén khí 2 được đặt trên khung giảm chấn 11 , giàn khung 12 cùng với bộ phận giảm chấn 13 . Độ căng của đai truyền được điều chỉnh bằng bộ phận 14 . Công tắc tự chọn 15 có thể thực hiện được 2 chức năng điều khiển. Ngừng hoạt động khi đạt được phạm vi của áp suất yêu cầu và ngừng hoạt động khi chạy không tải. Trường hợp ngừng hoạt động khi đạt được phạm vi áp suất yêu cầu bằng rơ le áp suất 16 , trong đó phạm vi áp suất yêu cầu, ví dụ từ 6,5 bar - 8,5 bar. Khi áp suất trong bình chứa 5 đạt được mức 8,5 bar thì động cơ điện 8 ngừng hoạt dộng và khi áp suất trong bình chứa giảm xuống mức 6,5 bar thì động cơ điện 8 lại tiếp tục hoạt động. Trong trường hợp điều khiển mà động cơ điện 8 đóng, mở trên 12 lần/giờ, thì tốt nhất nên sử dụng bình chứa phụ. Trường h p ng ng ho t đ ng hi ch y h ng t i: Khi áp suất trong bình chứa 5 đạt được 8,5 bar, thì động cơ vẫn chạy không tải, nhờ điều chỉnh rơ le thời gian v thời gian ch y h ng t i à 3 ph t) sau 3 thì động cơ điện mới ngừng hẳn. Sau khi áp suất trong bình chứa giảm xuống 6,5 bar thì động cơ điện tiếp tục hoạt động. u điểm : Cứng vững, hiệu suất cao, kết cấu, vận hành đơn giản Khuyết điểm : Tạo ra khí nén theo xung, thường có dầu, ồn. 12
* Một số máy nén khí kiểu pittôngđ ợc sử dụng trong thực tế: Hình 1.4. Máy nén pittông công nghiệp Hình 1.5. Máy nén pittông áp suất thấp Hình 1.7. Máy nén khí xylanh Hình 1.6. Máy nén pittông bơm dầu đơn - Yêu cầu thực hành: Sử ng máy nén h pittong 1 cấp và 2 cấp Xác định các thông số của máy nén khi. Đo các thông số vận hành và đánh giá chất lượng: QUY TRÌNH THỰC HIỆN * BƯỚC 1: Kiểm tra vật tư, thiết bị, nơi thực hành. Nội dung Yêu cầu Ghi ch Đưa các máy Tài liệu rõ ràng, chính xác. i nh m nén khí vào vị trí Các máy nén khí được bố trí khoa c t nhất m t thực tập. tài iệu 13
học, rễ quan sát. Kiểm tra bộ đồ Sạch sẽ, khô ráo không rạn nứt, đảm i nh m nghề điện cầm tay. bảo an toàn về điện, dễ sử dụng trong quá m t trình lắp đặt dây điện. Kiểm tra bộ đồ Đủ về số lượng, đúng chủng loại. i nh m nghề cơ khí cầm Sạch sẽ, khô ráo không rạn nứt, dễ sử m t tay. dụng trong quá trình lắp đặt thiết bị. Kiểm tra máy Động cơ điện hoạt động đúng tốc độ, nén khí không tạo ra các tiêng ồn về cơ khí. Quá trình nén khí được đảm bảo. Khí nén sạch, khô ráo, không hở khí. Kiểm tra các Cấp nguồn khí và nguồn điện kiểm Đ m o van an toàn tra các yêu cầu: an toàn về điện - Kiểm tra độ chính xác. Đ m o - Kiểm tra quá trình đóng mở của các an toàn cho hệ van. thống h Kiểm tra nguồn Điện áp 220V/380V – 50Hz  5% điện Tiết diện dây đủ lớn phụ thuộc vào công suất của động cơ điện , chiều dài vừa đủ cắm, công tắc sạch sẽ đảm bảo an toàn kỹ thuật * BƯỚC 2. Xác định các thông số của máy nén khi: Nội dung Yêu cầu Ghi ch Xác định công suất Công suất Kw HP Cần ghi điện của máy nén khí. rõ. Xác định điện áp - Điện áp làm việc AC-220V hay Cần chỉ làm việc của máy nén AC-380V rõ. khí. 14
- Động cơ sơ cấp l pha hay 3 pha. - Tần số làm việc Hz Xác định dung tích Tính tới cm3. Cần chỉ của bình trích chứa khí. rõ. Xác định áp suất Áp suất dưới dạng Pa, Par… tối đa của máy nén khí Xác định kiểu máy - Máy nén khí kiểu pittông. Phân biệt nén nén khí . đúng loại máy nén khí. Xác định tên- Hãng sản xuất Cần chỉ Model của máy nén Năm sản xuất rõ khí. Kỹ mã hiệu hoặc tên gọi. * B ớc 3. Đo các thông số vận hành: Nội dung Yêu cầu Ghi chú Đo điện áp làm việc Điện áp định mức. Ghi i Điện áp lưới điện. Đo dòng điện của Dòng điện có giá trị đo được phải Ghi i, máy nén khí. đúng với thông số do nhà sản xuất chỉ rõ cung cấp. Đo áp suất của máy Đảm bảo áp suất trong phạm vi Ghi i nén khí. cho phép. * B ớc 4. Đánh giá chất l ợng: Nội dung Yêu cầu Ghi ch Đánh giá hoạt - Độ ồn của máy nén khí. Trình động của máy nén - Áp suất của máy nén khí. bày bằng khí giấy A4 - Các thông số dòng điện, điện áp của 15
máy nén khí. - Chỉ ra được chủng loại và kiểu máy nén khí. Th m mỹ Trình bày logic, khoa học, gọn gàng. An toàn và vệ Các thiết bị được gá lắp chắc chắn. sinh công nghiệp Dây điện được đấu nối chắc chắn không có nguy cơ rò rỉ điện, khí ra bên ngoài. 2. Thiết bị xử lý khí nén. 2.1. Yêu cầu về khí nén Khí nén được tạo ra từ những máy nén khí chứa đựng rất nhiều chất b n theo từng mức độ khác nhau. Chất b n bao gồm bụi, hơi nước trong không khí, những phần tử nhỏ, cặn bã của dầu bôi trơn và truyền động cơ khí. Khí nén khi mang chất b n tải đi trong những ống dẫn khí sẽ gây nên sự ăn mòn, rỉ sét trong ống và trong các phần tử của hệ thống điều khiển. Vì vậy, khí nén được sử dụng trong hệ thống khí nén phải được xử lý. Tùy thuộc vào phạm vi sử dụng mà xác định yêu cầu chất lượng của khí nén tương ứng cho từng trường hợp cụ thể. Các lọai bụi b n như hạt bụi, chất cặn bã của dầu bôi trơn và truyền động cơ khí được xử lý trong thiết bị gọi là thiết bị làm lạnh tạm thời, sau đó khí nén được dẫn đến bình ngưng tụ hơi nước. Giai đoạn này gọi là giai đoạn xử lý thô. Nếu thiết bị xử lý giai đoạn này tốt thì khí nén có thể được sử dụng cho những dụng cụ dùng khí nén cầm tay, những thiết bị đồ gá đơn giản. Khi sử dụng khí nén trong hệ thống điều khiển và một số thiết bị đặc biệt thì yêu cầu chất lượng khí nén cao hơn. Hệ thống xử lý khí nén được phân thành 3 giai đoạn : - Lọc thô: dùng bộ phận lọc bụi thô kết hợp với bình ngưng tụ để tách hơi nước. - Phương pháp sấy khô: dùng thiết bị sấy khô khí nén để lọai bỏ hầu hết lượng nước lẫn bên trong. Giai đoạn này xử lý tùy theo yêu cầu sử dụng của khí nén. - Lọc tinh : lọai bỏ tất cả các lọai tạp chất, kể cả kích thước rất nhỏ. 16
Hình 1.8. Các giai đoạn xử lý khí nén 2.2. Các ph ơng pháp xử lý khí nén. Trong những lãnh vực đòi hỏi chất lượng khí nén cao, hệ thống xử lý khí nén được phân ra làm 3 giai đoạn: 2.2.1. Lọc thô: Khí nén được làm mát tạm thời khi từ trong máy nén khí ra để tách chất b n. Sau đó khí nén được đưa vào bình ngưng tụ để tách hơi nước. Giai đoạn lọc thô là giai đoạn cần thiết nhất cho vấn đề xử lý khí nén 2.2.2. Ph ơng pháp sấy khô: 2.2.2.1. Bình ng ng tụ làm lạnh bằng không khí: Khí nén được dẫn vào bình ngưng tụ. Tại đây khí nén sẽ được làm lạnh và phần lớn lượng hơi nước chứa trong không khí sẽ được ngưng tụ và tách ra. Làm lạnh bằng không khí, nhiệt độ khí nén trong bình ngưng tụ sẽ đạt được 0 0 trong khoảng từ 30 C đến 35 C. Làm lạnh bằng nước nước làm lạnh có nhiệt độ 0 0 là 10 C thì nhiệt độ khí nén trong bình ngưng tụ sẽ đạt được là 20 C 17
Hình 1.9. Nguyên lý hoạt động củ bình ngưng tụ bằng nước 2.2.2.2. Thiết bị sấy khô bằng chất làm lạnh Nguyên lý của phương pháp sấy khô bằng chất làm lạnh là: khí nén đi qua bộ phận trao đổi nhiệt khí – khí. Tại đây, dòng khí nén vào sẽ được làm lạnh sơ bộ bằng dòng khí nén đã được sấy khô và xử lý từ bộ ngưng tụ đi lên. Sau khi được làm lạnh sơ bộ, dòng khí nén vào bộ phận trao đổi nhiệt khí – chất làm lạnh. Quá trình làm lạnh sẽ được thực hiện bằng cách cho dòng khí nén 0 chuyển động đảo chiều trong những ống dẫn. Nhiệt độ hóa sương tại đây là 2 C. Như vậy lượng hơi nước trong dòng khí nén vào sẽ được ngưng tụ. Dầu, nước, chất b n sau khi được tách ra khỏi dòng khí nén sẽ được đưa ra ngoài qua van thoát nước ngưng tụ tự động 4 . Dòng khí nén được làm sạch và còn lạnh sẽ được đưa đến bộ phận trao đổi nhiệt 1 , để nâng nhiệt độ lên 0 khoảng từ 6 C đến 80C, trước khi đưa vào sử dụng. Chu kỳ hoạt động của chất làm lạnh được thực hiện bằng máy nén để phát chất làm lạnh 5 . Sau khi chất làm lạnh được nén qua máy nén, nhiệt độ sẽ tăng lên, bình ngưng tụ 6 sẽ có tác dụng làm nguội chất làm lạnh đó bằng quạt gió. Van điều chỉnh lưu lượng 8 và rơle điều chỉnh nhiệt độ 7 có nhiệm vụ điều chỉnh dòng lưu lượng chất làm lạnh hoạt động trong khi có tải, không tải và hơi quá nhiệt. 18