离开压缩机的空气又热又脏又湿，这会损坏下游设备并缩短其使用寿命，包括阀门、气缸和气动工具。因此，在压缩空气离开系统之前，必须对其进行清洁和润滑。这就是 FRL 发挥作用的地方！ FRL 将过滤器、调节器和润滑器组合成一个组件，以保持空气压缩机系统处于最佳工作状态。
1. 什么是气动系统中的 FRL？
2. FRL 单元如何工作?
3. FRL 单元的类型？
4. 如何选择合适的FRL组件?
FRL 具有三个主要组成部分：
航空过滤器
压力调节器
润滑器
每个组件都有其作用，支持更大的空气压缩机系统。我们将在以下部分中详细解释这些角色。
空气过滤器可清洁压缩空气。它过滤空气，捕获固体颗粒（灰尘、污垢、铁锈），并分离压缩空气中的任何液体（水、油）。过滤器安装在调节器、润滑器、方向控制阀以及气缸和气动马达等空气驱动装置上游的管路中。
压力调节器可降低和控制压缩空气系统中的气压，包括。调节器通常也称为 PRV（减压阀）。
理想情况下，无论输入压力和下游流量要求如何变化，压力调节器都能保持恒定的输出压力。实际上，输出压力受到初级压力和流量变化的影响。
压力调节器用于控制压力以：
气动工具
气枪
空气计量设备
气缸
空气轴承
气动马达
喷涂装置
流体系统
空气逻辑阀
气雾润滑系统
大多数其他流体动力应用
通用调节器有泄压型和非泄压型两种。泄压调节器可以从高压调节到低压。即使在死胡同的情况下，释放调节器也可以排出多余的下游压力。这种压力释放会产生很大的嘶嘶声，这是完全正常的。
经过类似调整的非泄压调节器将不允许下游压力逸出。相反，需要以其他方式释放滞留的空气，例如通过操作下游阀门。
必须确定下游设备的流量和压力要求，以正确选择适合应用的调节器。
润滑器将控制量的工具油添加到压缩空气系统中，以减少移动部件的摩擦。大多数气动工具、气缸、阀门、气动马达和其他气动设备都需要润滑以延长其使用寿命。
使用航空润滑器可以解决传统润滑方法（例如黄油枪或油）所出现的润滑过多或过少的问题。航空润滑器还为所使用的工具提供合适的润滑剂。
一旦润滑器调整完毕，气动设备就会获得精确计量的润滑剂。唯一需要的维护是定期补充润滑器储液器。
向系统添加润滑还会“冲走”以蒸气形式流经系统的压缩机油。添加到系统中的矿物油可防止合成压缩机油积聚在系统组件上。当系统中不使用润滑器时，应安装聚结过滤器以去除压缩机油气溶胶。
下游流量要求决定了润滑器的尺寸。因此，分析气流的使用情况并在确定需要多少气流后选择润滑器非常重要。
第 1 步：过滤
首先，进入的空气流过过滤器，过滤器去除灰尘颗粒、污垢和水分等物质。过滤元件保留固体颗粒，而分离器则去除水滴。只有在干净、干燥的空气通过的情况下才能保存这些部件。
步骤2：调节压力
从那里，过滤后的空气进入调节器，调节器始终将其保持在恒定的压力水平。这样做是为了根据波动进行必要的调整，从而根据气动工具/机器的需要将输出压力保持在最佳值。如果想要精确地操作工具或机器，操作员需要保持一致的压力。
步骤3：润滑空气
在最后一步中，空气进入润滑器，与油混合，形成雾状油膏（Westbrook）。当用油润滑时，滑动表面遇到可能导致过热效应的摩擦力和磨损活动的机会较小。它使 FRL 气动装置寿命更长。
通过清理气动系统中的压缩空气、对其进行调节并向系统添加润滑剂，可以提高效率，最大限度地减少维护要求并提高系统性能。
FRL 单位有两种可能的组合：FL 单位和 RL 单位。让我们一一讨论；
通用型
聚结（除油）
去除蒸汽
通用过滤器去除水和颗粒，聚结过滤器去除油，蒸汽去除过滤器去除油蒸汽和气味。
航空润滑器有两种类型之一：
油雾
微雾
油雾航空润滑器用于简单的重型应用，例如单一工具、气缸和阀门。微雾润滑器适用于具有多个润滑点、多个气缸或阀门的应用。
在油雾润滑器中，观察罩中可见的所有油滴都直接添加到气流中，这导致相对较大的油滴流向下游。
在微雾润滑器中，观察罩中可见的油滴被雾化并收集在碗中油上方的区域中。较小、较轻的颗粒被吸入气流并流向下游。因此，观察罩中的可见油滴通常只有 10% 通过下游。
压缩空气清洁、容易获得且使用简单，但如果浪费，它可能会成为您应用中最昂贵的能源形式。不受监管或不正确的压力设置可能会导致压缩空气需求增加，从而导致能源消耗增加。
压力过高还会增加设备磨损，导致更高的维护成本和更短的工具寿命。根据经验，工作压力每增加 2 psig，压缩能源成本就会增加 1%。
需要使用点 FRL（过滤器、调节器和润滑器）来确保每个工具或流程都能以适当的压力接收清洁、润滑的压缩空气，以提供最佳性能。
可靠性是使用压缩空气最重要的原因之一，而适当的过滤是最大限度提高可靠性和使用寿命的关键。不幸的是，压缩空气可能携带冷凝水、压缩机残留的油、航空公司内产生的固体杂质（管垢和铁锈）以及周围空气中的其他磨损颗粒。这些污染物可能会在每个使用点引起问题，应通过安装合适的过滤器来去除。
污染物颗粒尺寸以微米 (μm) 为单位测量，代表百万分之一米或 0.000039 英寸。过滤器根据其元件捕获的最小颗粒尺寸进行评级。例如，虽然额定值为 40 至 60 µm 的过滤器足以保护大多数工业应用，但许多使用点过滤器的额定值为 5 µm。请注意，更精细的额定值会增加通过过滤器的压降，相当于压缩空气的能源成本更高。
例如，更精细的过滤器堵塞得更快，也会增加压降。 （换句话说，虽然过滤器比必要的更细不会损害下游部件，但它们会对空气系统的运营成本产生负面影响。）
许多过滤器制造商将使用与压力和流量相关的曲线来定义预期的压力损失和纳污能力。因此，应根据可接受的压降和管道连接尺寸来选择颗粒去除过滤器。
通过此类过滤器的典型压降在 1 至 5 psig 之间。因此，在去除率相同的情况下，与较小过滤器相比，较大尺寸的过滤器会产生较小的初始压力损失，并提供较长的使用寿命。
大多数使用点过滤器声称可以去除冷凝水，通常是通过其入口端的旋风分离器。然而，此类过滤器的除水效率很大程度上取决于进入的空气速度。因此，这些过滤器必须符合预期的气流，而不是可接受的压降。
如果过滤器旨在去除水分，则应提供自动浮子式排水装置，以定期去除滤杯中积聚的液体。通常，此类过滤器具有透明的聚碳酸酯碗，可以轻松目视检查集水槽液位。
许多化学物质会侵蚀这种塑料材料，并且它仅在压力低于 150 psig 和温度在 40° 至 120° F 之间时表现良好。如果过滤器可能面临超出这些限制的条件，则需要使用金属滤杯。如果过滤器与合成压缩机润滑油一起使用，则还需要金属碗，合成压缩机润滑油通常含有对聚碳酸酯有害的化学物质。
压缩气流中的大部分油和一些冷凝水将以雾或气溶胶的形式存在，可以通过标准空气过滤器的开口。用于仪器、喷漆和散装物料输送的空气经常需要去除此类液滴，聚结型过滤器将完成这项工作。
通过此类过滤器的气溶胶残留量通常表示为油与空气重量的百万分之一 (ppm)，范围从 1 到低至 0.01 ppm。聚结过滤器通常可以去除比要捕获的最小固体颗粒的标称尺寸小得多的气溶胶。有些型号提供双级过滤；第一阶段去除固体颗粒以保护第二阶段的聚结元件。
由于所有聚结过滤器对气流产生更显着的限制，因此压力损失将高于传统压缩空气过滤器。聚结过滤器具有基于压力和流量的初始（或干）压降和工作（或饱和）压降。因此，这种过滤器的有效去除效率很大程度上取决于通过过滤器组件的空气速度。
根据可接受的油残留量、预期气流速率和管道连接尺寸来选择聚结过滤器。例如，额定浓度为 0.1 ppm 的聚结过滤器通常具有 2 至 5 psig 之间的清洁湿压降。额定值为 0.01 ppm 的高效过滤器在使用过程中一旦变湿或完全饱和，可导致压力降低高达 10 psig。
一旦确定了任何压缩空气应用的最小合适工作压力，就必须以恒定压力供应空气，无论上游流量和压力波动如何。因此，在航空公司中安装适当的调节器或减压阀至关重要。
空气调节器是一种特殊阀门，可将供应压力降低至下游气动设备高效运行所需的水平。安装在上游的过滤器将保护调节器的内部通道免受损坏。
空气调节器有多种类型，最简单的类型使用不平衡提升阀。这种设计采用了调节弹簧，没有单独的隔膜室，并且是非泄放式的。转动调节螺钉会压缩弹簧，迫使隔膜移动，从而推动提升阀以露出孔口。
当压力向下游上升时，它作用在隔膜的下侧，平衡弹簧的力。提升阀节流孔口开口以限制流量，并产生所需的下游压力。提升阀下方的弹簧可确保阀门在没有流量时完全关闭。这是最便宜的空气调节器。
更大、更昂贵的调节器包含一个独立的隔膜室和暴露在输出压力下的吸气管。将隔膜与主气流隔离可最大限度地减少其磨损作用并延长阀门的使用寿命。
随着通过该调节器的流量增加，吸气管在隔膜室中产生稍低的压力。结果，隔膜向下偏转并打开孔口，而不会显着降低输出压力。
效果与增加调整设置相同。因此，当供应压力变化时，这种类型的调节器具有最小的下降（输出压力衰减）。下表比较了小隔膜和大隔膜如何发生这种差异。
这些调节器中的较大隔膜可提高响应和灵敏度。然而，随着通过调节器的排放流量在整个范围内增加，输出压力会下降。因此，必须在典型的流量条件下设置调节器所需的输出压力。
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小隔膜与大隔膜的供给压力
小隔膜与大隔膜的流量（以 scfm 为单位）
另一种类型的调节器包含平衡提升阀，但在其他方面具有与分离隔膜版本相同的总体结构。它有一个明显更大的孔口，以允许更大的气流。提动阀芯经过压力平衡以保持良好的稳定性。因此，输出压力波动的影响被抵消，从而提高了灵敏度和响应，并减少了下降。
最后，精密调节器通常采用多个隔离隔膜，按照平衡原理作用于挡板阀和喷嘴，并且通常以有限的流量和较小的连接端口制造。
为特定应用选择最佳类型的调节器首先需要在这些类型中进行选择。微型调节器通常是直动式、非泄放型，而大多数标准调节器属于自泄压、独立隔膜室类型。
下一个考虑因素是初级（未调节的供应）压力与所需的次级（输出）压力。
最后，必须选择所需的气流速率。调节螺丝有两种类型：防篡改、锁定 T 恤型或推锁、塑料旋钮型。第一种方法最好是一次性设置固定工作压力并保持不变。
然而，可调节旋钮样式（在模块化 FRL 上很常见）是一般用途的正确选择，无需工具即可调节工作压力。调节器还由阀体尺寸（孔口流量额定值）和连接尺寸来定义。
尽管对于任何给定的气流和压力，某些型号似乎可以接受，但在相同的操作条件下，较大机身尺寸的调节器将比较小机身型号产生更好的设置灵敏度和更少的下垂。
输出压力表是必不可少的，尽管许多制造商经常只将其作为一个选项提供。安装支架是另一个有用的选择。
许多气动系统组件和气动工具在使用油润滑时性能会更好。将油雾注入气流中可以持续润滑阀门、气缸和气动马达，以确保正常运行和较长的使用寿命。
将润滑器放置在管道的最后位置对于确保正确的润滑量到达每个设备非常重要。油太少会导致过度磨损并导致过早失效。另一方面，管道中过多的油会造成浪费，并且当排气将油带出工具和阀门时，会污染周围区域。
间歇性润滑可能是最糟糕的情况，因为油膜可能会变干并在设备内表面形成油泥或清漆。
航空公司润滑器计量油箱中的油进入移动的气流；当高速空气通过文丘里管时，它会将油向上吸过毛细管，然后滴入气流中。
移动的空气将油分解成雾（小液滴）或雾（大液滴），并将其带到下游进入气动装置。在典型的润滑器中，所有空气在低流量条件下都通过文丘里管。
在较高流量的情况下，弹簧加载的旁通阀打开，将文丘里管周围的多余流量引导到下游点，在那里它重新加入润滑流。手动调节阀设置油滴率，观察镜使操作员能够监控输出。填充塞提供了重新填充储液器的通道，通常由聚碳酸酯制成。对聚碳酸酯的预防措施与对空气过滤器的预防措施相同，适用于润滑器。
润滑器通常比同等尺寸的调节器或过滤器具有更大的流量范围，但它们的压降随着流量的增加而迅速增加。
润滑器可接受的标准压力损失为 3 至 7 psig。通常根据管道连接尺寸、油藏容量以及允许压力损失与流量的关系来选择润滑器。许多制造商公布了文丘里管正常运行的最低流量。
请记住在设置压力调节器时考虑到增加的下游压力损失。将其设置为所需的使用压力加上润滑器损失（下降）。
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