空气发生器的核心模块——压缩机、干燥系统与过滤模块,通过“压缩-净化-干燥”三位一体流程协同工作,将环境空气转化为高纯度、稳定压力的洁净气体,其工作原理与协同机制如下:
压缩机:动力核心,提升气体密度
压缩机是空气发生器的“心脏”,通过机械力将环境空气压缩至0.4-1.0MPa压力范围。实验室及精密工业用设备多采用无油涡旋式或活塞式压缩机,利用自润滑材料(如聚四氟乙烯涂层)避免润滑油污染,确保产气初始油含量低于0.01mg/m³。压缩过程通过提高单位体积空气密度,为后续净化提供充足气源,同时需根据下游需求匹配排气量(如气相色谱用发生器排气量通常为0.5-2L/min),避免能耗浪费或压力波动。
干燥系统:深度除水,保障气体纯度
干燥系统是“净化瓣膜”,通过两级干燥实现深度除水:
冷冻干燥:利用制冷技术将压缩空气降温至2-10℃,使水蒸气凝结为液态水排出,可去除80%以上的水分;
吸附干燥:采用活性氧化铝或分子筛作为吸附剂,对残留水分进行深度吸附,使出口空气露点降至-40℃以下,满足精密仪器对干燥度的严苛要求。吸附剂需定期再生,通过反向吹洗或加热解析恢复吸附能力,避免吸附饱和导致的水分穿透。
过滤模块:多级拦截,去除杂质油分
过滤模块是“滤清屏障”,通过三级过滤系统进一步提纯气体:
初级过滤:采用5μm孔径的玻璃纤维滤膜,拦截粒径≥1μm的颗粒物;
高效过滤:通过HEPA过滤拦截0.01μm以上的微粒,确保输出气体洁净度达到ISO8573-1:2010标准的Class0级;
油雾过滤:利用活性炭与疏水膜的协同作用,将残留油分控制在0.001mg/m³以下。过滤器需根据压差变化及时更换,当进出口压差超过0.1MPa时,表明滤膜已堵塞,需立即更换以避免压力损失。
协同机制:闭环控制,稳定输出
三大模块通过压力传感器、电磁阀与调压阀的联动,形成闭环控制系统:
压缩机将空气压缩至设定压力后,气体依次进入预过滤系统、干燥模块与多级过滤器;
干燥后的气体进入不锈钢储气罐稳压,压力调节阀将输出压力稳定在设定值(误差≤±0.01MPa);
PLC控制器实时监测输出压力、流量及气体纯度,通过自动排水、故障预警、远程监控等功能,确保系统稳定运行。