轮胎充氮机的结构与使用操作

1.结构类型与原理

轮胎充氮机有中空纤维膜式（膜分离）制氮和变压吸附式（碳分子筛分离）制氮两种形式。

（1）中空纤维膜分离制氮原理 膜分离制氮机利用气体分子成分的选择渗透性和分散性，达到气体分离纯化的目的。当压缩空气通过膜管时，空气中的各种气体成分在纤维膜中的渗透速度是不同的，纤维膜管分离器结构如图7-45所示。像氧气、二氧化碳等气体可以很快通过膜壁渗透出去，而分子颗粒大的氮气等不能渗透，由纤维膜管另一端排出。图7-46所示为膜分离制氮机的结构示意图。膜的两侧必须有压力差才能将混合气体分离，因此压力是这一过程不可少的条件。空气首先经空气压缩机加压，再经过滤器进入膜管，氧气、二氧化碳等气体从膜管中渗出，滞留在膜管分离器的氮气被富集，由出口排出。

图7-45 纤维膜管分离器的结构

图7-46 膜分离制氮机的结构图

图7-47 变压吸附式制氮机的结构

（2）变压吸附式制氮原理 变压吸附式制氮是一项从空气中分离出氮气的高新技术，简称PSA（Pressure Swin Adsorption）制氮。机中的碳分子筛是一种颗粒吸附剂，它是以煤为主要原料，经研磨、氧化、成型、碳化，并经过特殊成型处理加工而成，表面和内部布满孔穴，呈黑色。由于氧气和氮气在分子筛吸附剂微孔内的扩散速度不同，当空气经过分子筛时，直径较小的氧分子、二氧化碳分子快速向微孔内扩散，并优先被分子筛吸附，剩下直径较大的氮分子被富集。变压吸附的原理是在吸附平衡的情况下，任何一种吸附剂在吸附同一气体时，气体压力越高，则吸附量越大；反之压力越低，吸附量越小。PSA制氮设备的核心部分是碳分子筛，空气压力升高时，碳分子大量吸附氧气、二氧化碳和水分，当压力降至常压时，碳分子筛对氧气、二氧化碳和水分的吸附量很小。因此采用减压解析再生的操作，可使分子筛重复使用。变压吸附制氮系统衰减比膜制氮慢（使用寿命8～10年），对空气洁净度要求没有膜制氮要求严格。由于采用变压吸附式原理为间歇生产，所以设备结构复杂，动作频繁，通常在开机20min后才可获得氮气。

变压吸附式制氮设备主要由A、B两只装有碳分子筛的吸附塔和程控阀组及电控系统组成，如图7-47所示。当经三级精密（F1、F2、F3）过滤的压缩空气通过A塔时，氧气等被碳分子筛所吸附，而氮气通过并流出，进入氮气储存罐。当A塔内分子筛吸附饱和时便切换到B塔进行上述吸附过程，同时对A塔进行减压再生。所谓再生就是将吸附塔内气体由消声器排出从而使压力迅速降至常压，使分子筛吸附的氧分子等从吸附塔内释放出来。变压吸附整个过程由计算机控制系统自动控制，可根据氮储气罐的压力自动开机或关机，并能实现充气、抽真空一体化。

2.使用操作(www.xing528.com)

(1)制氮、充气

1)接通空压机电源，起动空压机，使其压力达到686.5kPa以上，

2）接通充氮机电源，起动充氮机，当氮气压力高于392.3kPa时，即可向轮胎充气。

3）充氮机会根据设定的氮气压力自动起动或关闭。

(2)抽真空

1)按下“抽真空”按钮，真空泵开始工作。

2）在真空泵工作过程中，若再次按下“抽真空”按钮，则无论真空压力是否达到设定值，真空泵都将停止工作并转换至充气状态。

3）在达到设定的真空压力后，真空泵关闭，系统切换至充气状态。

(3)使用注意事项

1)设备周围空气的氧气含量较高容易引起火灾，所以应确保设备周围空气流通，禁止火种接近。

2）吸入过量的氮气会引起窒息，应严防氮气泄漏，注意工作的安全性。