Filtr na zaworze wylotowym w sprężarce powietrza: Zasada działania i rodzaje
- Szczegóły
Sprężone powietrze jest szeroko stosowane w przemyśle przede wszystkim jako nośnik energii. Ponieważ do produkcji sprężonego powietrza powietrze pobierane jest z otoczenia, zawiera ono zanieczyszczenia, takie jak kurz, pył, drobinki oleju i wilgoć, które mogą powodować szkody w urządzeniach i systemach pneumatycznych (siłownikach pneumatycznych, układach optycznych, itp.). Zanieczyszczenia w powietrzu atmosferycznym są głównym wrogiem systemów dystrybucji sprężonego powietrza i powodują zużycie i korozję wszystkich komponentów. Dlatego też, filtracja sprężonego powietrza to proces usuwania zanieczyszczeń z powietrza sprężanego przez sprężarkę. Wysoka jakość sprężonego powietrza jest więc kluczowym czynnikiem wpływającym na wydajność, niezawodność i długotrwałe funkcjonowanie urządzeń pneumatycznych - praktycznie każda instalacja sprężonego powietrza wyposażona jest w system filtrów: wstępnych, dokładnych, ultradokładych.
Norma ISO 8573-1 określa klasy jakości dla różnych zastosowań, które są reprezentowane przez trzy cyfry. Na przykład dla powietrza w warsztacie norma określa jakość 4-4-5. Producenci filtrów wskazują normy, zgodnie z którymi testowane są filtry. Norma ISO 12500 definiuje uniwersalne metody testowania dla producentów filtrów sprężonego powietrza.
Rodzaje filtrów do sprężonego powietrza
Istnieją różne rodzaje filtrów do sprężonego powietrza, w tym:
- Filtry wstępne
- Filtry dokładne
- Filtry koalescencyjne
- Filtry absolutne
- Separator cyklonowy
Filtry wstępne
Filtry wstępne są pierwszym etapem uzdatniania sprężonego powietrza, mającym na celu usunięcie większych cząstek zanieczyszczeń, takich jak kurz, pyły, oleje, rdza i inne. Ich głównym zadaniem jest ochrona późniejszych etapów filtracji i urządzeń pneumatycznych przed zanieczyszczeniami, które mogą wpłynąć na ich wydajność i żywotność.
Budowa:
Przeczytaj także: Sędziszów Filtr Powietrza do Astry H - Testy i Opinie
- Obudowa: zwykle wykonana z aluminium lub stali nierdzewnej, odporna na korozję i działanie wysokich ciśnień.
- Element filtracyjny: wykonany z materiałów o dużej przepustowości, takich jak włókna szklane, celuloza, poliester lub włókna metalowe.
Skuteczność filtrów wstępnych: Skuteczność filtrów wstępnych zależy od wielkości cząstek zanieczyszczeń oraz konstrukcji i materiałów użytych w elemencie filtracyjnym. Filtry wstępne mają zwykle zdolność do usuwania cząstek o średnicy od 1 do 40 mikrometrów, choć niektóre modele mogą być skuteczne w usuwaniu cząstek o średnicy nawet do 0,1 mikrometra. Istotnym parametrem charakteryzującym skuteczność filtrów wstępnych jest współczynnik retencji, określający procent cząstek, które są zatrzymywane przez filtr.
W przypadku filtrów wstępnych, istotnym aspektem jest również utrzymanie niskiej straty ciśnienia w całym systemie. Strata ciśnienia w filtrze wstępnym może wynosić od 0,1 do 0,5 bara, w zależności od konstrukcji i zastosowanych materiałów.
Parametry techniczne:
- Zakres przepustowości: określa maksymalny przepływ powietrza przez filtr, zwykle wyrażony w m³/min lub m³/h.
- Maksymalne ciśnienie robocze: określa maksymalne ciśnienie, przy którym filtr może bezpiecznie pracować.
- Temperatura robocza: określa zakres temperatur, w których filtr może prawidłowo funkcjonować.
- Współczynnik retencji: określa zdolność filtra do zatrzymywania cząstek o określonym rozmiarze.
Konserwacja filtrów wstępnych polega głównie na regularnym czyszczeniu i wymianie elementów filtracyjnych oraz opróżnianiu zaworu spustowego. Filtry wstępne różnią się między sobą pod względem konstrukcji, materiałów i parametrów roboczych. Ceny filtrów wstępnych na rynku polskim zależą od producenta, modelu, parametrów roboczych oraz materiałów użytych w konstrukcji.
Filtry dokładne
Filtry dokładne mają na celu uzyskanie wysokiej jakości powietrza poprzez usunięcie drobnych cząstek zanieczyszczeń o średnicy nawet do 0,01 mikrometra. Filtry dokładne składają się z obudowy, elementów filtracyjnych oraz zaworu spustowego. Elementy filtracyjne zwykle wykonane są z włókien szklanych, poliestru, polipropylenu lub innych materiałów o wysokim współczynniku retencji.
Przeczytaj także: Jak wymienić filtr w Vespa LX 50?
Skuteczność filtrów dokładnych: Skuteczność filtrów dokładnych zależy od materiałów użytych do produkcji elementów filtracyjnych oraz wielkości porów.
Wybór filtrów dokładnych: Przy wyborze filtrów dokładnych należy uwzględnić takie czynniki jak wymagany poziom czystości powietrza, przepustowość, ciśnienie robocze oraz temperaturę pracy. Na rynku polskim dostępne są różne typy i modele filtrów dokładnych.
Ceny filtrów dokładnych na rynku polskim są zróżnicowane w zależności od producenta, modelu, parametrów technicznych oraz wielkości filtra.
Przykładowe ceny filtrów dokładnych kształtują się w granicach:
- Filtry o niskiej skuteczności (1 mikrometr): od 500 do 1500 zł.
- Filtry o średniej skuteczności (0,1 mikrometra): od 1000 do 2500 zł
- Filtry o wysokiej skuteczności (0,01 mikrometra): od 2000 do 5000 zł.
Warto jednak pamiętać, że ceny filtrów dokładnych mogą się różnić w zależności od źródła zakupu, promocji czy ofert specjalnych.
Przeczytaj także: Oczyszczacz Duux: konserwacja filtra
Filtry koalescencyjne
Filtry koalescencyjne są stosowane głównie w celu usuwania aerozoli oleju oraz wody ze sprężonego powietrza.
Budowa filtrów koalescencyjnych. Filtry koalescencyjne składają się z kilku warstw o różnych strukturach i materiałach. Najczęściej spotykaną konstrukcją jest zastosowanie filtru z wewnętrznego włókna szklanego lub syntetycznego, które zatrzymuje drobne cząsteczki oleju i wody. Następnie, na zewnątrz umieszcza się materiał o dużej porowatości, który pozwala na skondensowanie aerozoli na powierzchni i ich łączenie w większe krople.
Parametry techniczne:
- Zakres ciśnienia roboczego: zwykle od 1 do 16 barów.
- Zakres temperatury roboczej: zazwyczaj od 1 do 65 stopni Celsjusza.
- Efektywność filtracji: może sięgać nawet 99,999% dla cząsteczek większych niż 0,01 mikrometra.
Skuteczność filtrów koalescencyjnych zależy od wielu czynników, takich jak rozmiar i konstrukcja filtra, prędkość przepływu powietrza, ciśnienie robocze oraz właściwości zanieczyszczeń. Na rynku polskim dostępnych jest wiele modeli filtrów koalescencyjnych, różniących się konstrukcją, wielkością oraz zakresem zastosowań.
Filtry Absolutne
Filtry absolutne do sprężonego powietrza mają na celu usunięcie z powietrza wszelkich zanieczyszczeń na poziomie 0,01 mikrometra lub mniejszych, w tym cząstek stałych, ciekłych i mikroorganizmów. Budowa filtrów absolutnych opiera się na zastosowaniu membran filtracyjnych o mikroskopijnych porach, które są w stanie zatrzymać zanieczyszczenia na poziomie submikronowym.
Separator Cyklonowy
Separator cyklonowy do sprężonego powietrza ma spełniać w instalacji dwa zadania. Pierwsze to usunięcie z instalacji wykroplonego kondensatu, który płynie w rurociągu. Cyklonowy separator służy do usuwania stałych cząstek (pyłu, wiórów, kurzu) ze strumienia powietrza lub gazu. Działa na zasadzie siły odśrodkowej - zanieczyszczone powietrze wpływa do komory cyklonu, gdzie zostaje wprawione w ruch wirowy. W wyniku tego ruchu cięższe cząstki przemieszczają się w stronę ścian separatora, gdzie tracą prędkość i opadają do dolnego zbiornika, natomiast oczyszczone powietrze wypływa górną częścią urządzenia.
W zależności od zastosowania dostępne są różne konstrukcje cyklonów, m.in. z przepływem odwrotnym, bicylindryczne czy osiowe. W układach pracujących pod zmiennym obciążeniem szczególnie docenia się stabilizację przepływu, jaką potrafi wprowadzić separator cyklonowy do sprężonego powietrza, zwłaszcza gdy instalacja wymaga precyzyjnego utrzymania parametrów. Dzięki temu łatwiej utrzymać równowagę między zmiennym obciążeniem a stabilnością. W takich konfiguracjach często stosuje się także klasyczny separator cyklonowy, który pozwala uporządkować pracę kolejnych elementów systemu.
Jak Działa Separator Cyklonowy?
Kształt i geometria stożka - stożek dolny, wysokość stożka wewnętrznego („vortex breaker”) wpływają na zdolność separacji małych cząstek. Materiał wykonania - dla wiórów metalicznych i ostrych cząstek warto używać tworzywa odpornego na ścieranie, np.
Aby dobrać odpowiedni separator, sprawdź klasę czystości powietrza, której potrzebujesz - norma ISO 8573‑1 jest pomocna, definiuje bowiem poziomy cząstek, wilgoci i oleju. Zwróć też uwagę na spadek ciśnienia - im lepszy separator i większa powierzchnia filtracyjna, tym mniej oporu. Separator musi być dobrany do przepływu gazów przez sprężarkę, inaczej będzie ograniczał wydajność.
Dodatkowe Aspekty Filtracji
- Dokonaj wymiany filtra co roku lub gdy ciśnienie osiągnie 350 mbar. Dla kategorii A, co pół roku.
- Przy wyborze filtra zwróć uwagę na rodzaj wskaźnika sygnalizującego konieczność wymiany wkładu. Ten wskaźnik wskazuje moment, gdy wkład staje się zbyt zatkany.
Główne Aspekty Wyboru Korpusu Filtra
- Maksymalne parametry pracy: ciśnienie i temperatura.
- Wymagania dotyczące przepustowości: różne wersje filtrów są przeznaczone dla różnych poziomów przepływu.
- Materiał konstrukcyjny filtra, biorąc pod uwagę warunki pracy: Stal węglowa jest odpowiednia dla aplikacji wymagających minimalnej konserwacji.
Filtry specjalistyczne wyróżniają się od konwencjonalnych dodatkowym przyłączem do monitorowania ciśnienia oraz możliwością odprowadzenia z górnej lub dolnej strony za pomocą gwintu. Są one niezastąpione w specyficznych warunkach, takich jak przemysł spożywczy, chemiczny, farmaceutyczny, browarnictwo, biotechnologia czy szpitale. Są odporne na temperatury do 150 °C, a część z nich można sterylizować. Stalowe filtry sterylne przechodzą specjalny test DOP, który polega na sprawdzeniu szczelności przy użyciu aerozolu olejowego. Test gwarantuje, że filtr nie posiada żadnych przecieków. Spełniają one też normy amerykańskiej FDA w zakresie kontaktu z żywnością zgodnie z CFR art.
Sygnalizacja Zapchania Wkładu Filtra
W każdym układzie sprężonego powietrza należy walczyć ze spadkiem ciśnienia - spowodowanym przez każdą złączkę, osuszacz, ale także przez filtr. Zatkany filtr naturalnie obniży ciśnienie bardziej niż czysty, dlatego tak ważne jest monitorowanie wkładów filtracyjnych pod kątem zatkania i ich regularna wymiana.
Kolor wkładu filtra pozwala stwierdzić, czy jest on zatkany: zielony kolor wskazuje, że wkład jest czysty, kolor czerwony ostrzega, że wkład filtra jest zatkany. Stan wkładu filtra można poznać po różnicy między ciśnieniem wlotowym i wylotowym w filtrze, tj. ile strat ciśnienia powoduje filtr. Czerwone i zielone pola są zaznaczone na skali manometru.
Spust Kondensatu
Aby efektywnie odprowadzać kondensat, można zastosować specjalny odpieniacz kondensatu. Ręczne urządzenie do spuszczania kondensatu obsługuje się poprzez obrotowy trzpień i można je przytwierdzić do filtra lub zbiornika ciśnieniowego. Istnieje możliwość montażu urządzenia spuszczającego kondensat na zaworze bądź filtrze, z opcją jego włączania i wyłączania.
Pływakowy mechanizm automatycznego spuszczania kondensatu działa tak, że kiedy pływak osiągnie pewną wysokość, uruchamia proces odprowadzenia. Pływakowy system odpowietrzania monitoruje poziom kondensatu za pomocą pojemnościowego czujnika poziomu. Kiedy sensor zasygnalizuje nadmierny poziom kondensatu, aktywuje się zawór autonomiczny, który umożliwia jego odprowadzenie.
Tabela: Porównanie parametrów filtrów koalescencyjnych
| Parametr | Model 1 | Model 2 | Model 3 |
|---|---|---|---|
| Maksymalny przepływ powietrza | X m³/min | Y m³/min | Z m³/min |
| Maksymalne ciśnienie robocze | A barów | B barów | C barów |
| Zakres temperatury roboczej | D °C | E °C | F °C |
| Efektywność filtracji | 99,99% | 99,999% | 99,9% |
tags: #filtr #na #zaworze #wylotowym #w #sprężarce
