Filtry Reduktory Sprężonego Powietrza w Pneumatyce: Zasada Działania i Dobór
- Szczegóły
Sprężone powietrze znalazło szerokie zastosowanie w wielu dziedzinach, od zasilania urządzeń po zastosowania w aparaturze anestezjologicznej i respiratorach. Aby zapewnić jego prawidłowe działanie, niezbędne jest odpowiednie przygotowanie, obejmujące filtrację, odolejanie, osuszanie oraz redukcję ciśnienia.
Filtracja Sprężonego Powietrza
Filtracja sprężonego powietrza polega na usunięciu z niego przede wszystkim cząstek stałych, wody i większych drobin oleju. Wkłady filtrujące posiadają określoną dokładność oczyszczania, standardowo przyjmuje się 40 μm, co odpowiada piątej klasie czystości, wystarczającej dla prawidłowego działania armatury pneumatycznej. W przypadku bardziej precyzyjnych elementów, dokładność filtracji powinna być wyższa i, według norm ISO 8573-1:2010, posiadać 3 klasę czystości powietrza. Kolejnym etapem jest odolejanie, a następnie osuszenie powietrza, czyli pozbawienie go cząsteczek wody. Jeśli chodzi o zastosowanie w przemyśle, wilgotność powietrza nie powinna przekraczać 21%.
Filtrowanie powietrza polega na tym, że powietrze wchodzi do filtra poprzez ruch wirowy, a następnie przechodzi przez wkład filtracyjny, gdzie zanieczyszczenia zostają odseparowane. Finalnie, czyste powietrze wydostaje się drugim otworem z filtra.
Rodzaje Filtrów Ciśnieniowych:
- Filtry wstępne: Eliminują zgrubne zanieczyszczenia, filtracja na poziomie 20-50 mikronów, montowane zaraz za sprężarką.
- Filtry dokładne: Przygotowują powietrze dla danych aplikacji, montowane przy samych punktach poboru sprężonego powietrza, filtracja na poziomie 5-0,01 mikrona.
- Filtry liniowe: Montowane tam, gdzie nie ma miejsca na standardowe filtry, często stosowane przed narzędziami pneumatycznymi, filtracja na poziomie 20-30 mikronów.
Reduktory Ciśnienia Powietrza
Reduktor ciśnienia powietrza to kolejny istotny element zespołu przygotowania powietrza. Ma za zadanie utrzymać stałe ciśnienie w układzie pneumatycznym, redukując wyższe ciśnienie wejściowe do wymaganego niższego poziomu. Zawór redukcyjny reguluje się samoczynnie, dzięki zastosowaniu ciśnienia różnicowego.
Nawet, jeśli budowa poszczególnych reduktorów różni się od siebie, zasada ich działania pozostaje taka sama. Przy pomocy popychacza i sprężyny, powietrze przesuwa grzybek, w kierunku zależnym od zastanego ciśnienia. Jeśli ciśnienie nie ma możliwości zneutralizować siły pochodzącej od sprężyny, wówczas grzybek popychany jest ku dołowi. Jeśli zaś osiągnie pożądaną wartość, grzybek zamknie przepływ powietrza. Ciśnienie wyjściowe obniżane jest poprzez otwór znajdujący się w membranie. Pod wpływem zmniejszenia nacisk sprężyny, ciśnienie w zbiorniku i pod membraną podnosi ją, a sprężone powietrze trafia do atmosfery.
Przeczytaj także: Zastosowanie Filtrów Powietrza
W przypadku, gdy dany reduktor powietrza nie posiada upustu ciśnienia, wówczas otwory znajdujące się w grzybku i popychaczu doprowadzają ciśnienie zgodne z tym, które znajduje się pod membraną. Tym sposobem ograniczone zostaje oddziaływanie ciśnienia wejściowego na ustawioną wielkość ciśnienia wylotowego.
Budowa Reduktora Ciśnienia Powietrza:
- Element odpowiedzialny za skuteczną redukcję ciśnienia (zwykle zawór grzybkowy)
- Tłok (lub membrana)
- Element obciążający (np. sprężyna)
Podstawowym zadaniem reduktora jest utrzymanie stałego ciśnienia wyjściowego, obniżając ciśnienie do wymaganego poziomu. Mechanizm działania jest prosty: grzybek przemieszcza się w górę lub w dół, regulując ciśnienie w zależności od ustawień i zapotrzebowania na powietrze. Reduktor działa automatycznie, utrzymując stałe ciśnienie w systemie, niezależnie od zmian w przepływie powietrza.
Jak Działa Filtroreduktor?
Filtroreduktor łączy funkcje filtra powietrza i reduktora ciśnienia w jednym urządzeniu.
Filtr Powietrza:
Korpus filtra tworzy cyklonowe działanie napływającego powietrza, osadzając wodę i cięższe cząstki na dnie miski. Przegroda zapobiega zassaniu zanieczyszczeń z powrotem do strumienia powietrza. Powietrze jest następnie przetłaczane przez element filtrujący o określonej wielkości oczek (np. 40 mikronów).
Reduktor Ciśnienia:
Pokrętło sterujące działa wbrew sprężynie, która obciąża zespół membrany. Membrana naciska na trzpień zaworu, umożliwiając przepływ powietrza z portu wlotowego do wylotowego. Gdy ciśnienie po obu stronach siedziska jest równe, siedzisko zamyka się. Zapotrzebowanie w dół powoduje spadek ciśnienia, otwarcie gniazda i ponowny przepływ powietrza, aż ciśnienie zostanie ponownie wyrównane.
Przeczytaj także: Porady dotyczące wyboru filtra do oczyszczacza
Jak Wybrać Reduktor Ciśnienia Powietrza?
Wybór najlepszego reduktora ciśnienia powietrza powinien uwzględniać kilka podstawowych parametrów:
- Typ i wielkość przyłącza gwintowanego
- Zakres ciśnienia roboczego
- Charakterystykę przepływu i regulacji
- Rodzaj materiału (plastik, aluminium, mosiądz, stal nierdzewna)
- Rodzaj medium
- Ciśnienie wejściowe i zakres regulacji
- Minimalna i maksymalna temperatura pracy
Najczęściej wybierane są reduktory ciśnienia oferujące ciśnienie wejściowe na poziomie 40 bar, które dobrze sprawdzają się w warunkach domowych i warsztatowych. Popularne są reduktory ciśnienia 1” i ½”. Chcąc kupić reduktor ciśnienia powietrza do pistoletu lakierniczego, warto zdecydować się na model z filtrem. Jeśli regulator ciśnienia ma być przeznaczony do urządzenia, w którym na bieżąco trzeba będzie kontrolować poziom ciśnienia roboczego, konieczny będzie manometr. Ważna jest również przepustowość, dopasowana do potrzeb urządzenia końcowego oraz zakres regulacji ciśnienia wyjściowego.
Ustawianie Reduktora Ciśnienia w Kompresorze
Regulatory ciśnienia powietrza umożliwiają precyzyjne dostosowanie ciśnienia za pomocą śruby nastawnej. Obracanie śruby zgodnie z ruchem wskazówek zegara zwiększa ciśnienie, a przeciwnie - obniża je. Precyzyjne ustawienie jest kluczowe dla bezpiecznego i niezawodnego działania instalacji.
Zespoły Przygotowania Sprężonego Powietrza
Zespoły przygotowania sprężonego powietrza, składające się z filtra, reduktora i smarownicy, są kluczowe dla efektywnego funkcjonowania układów pneumatycznych. Filtry oczyszczają powietrze, reduktory zapewniają redukcję ciśnienia, a smarownice wykonują operację smarowania powietrza mgiełką olejową. Stosowanie smarownic zależy od aplikacji.
Funkcje Elementów Bloku Przygotowania Powietrza:
- Filtry: Oczyszczają powietrze, zatrzymując substancje zanieczyszczające i częściowo olej.
- Reduktory: Zapewniają redukcję ciśnienia do wartości wymaganej w danym procesie.
- Smarownice: Smarują powietrze mgiełką olejową (nie zawsze konieczne).
Dla poprawnego działania układu, elementy bloku montuje się w kolejności: filtr - reduktor - smarownica, choć kolejność może się zmieniać w zależności od specyfiki aplikacji.
Przeczytaj także: Jak działają filtry górnoprzepustowe?
Redukcja Ciśnienia w Obwodach Pneumatycznych
Stosując reduktory ciśnienia, można utrzymać stałą wartość ciśnienia medium roboczego na wyjściu, niezależnie od zmian ciśnienia wejściowego i natężenia przepływu. Redukowanie ciśnienia roboczego wytwarzanego przez kompresor jest istotne z trzech powodów:
- Praca elementów wykonawczych pod wyższym ciśnieniem przyspiesza ich zużywanie się.
- Stabilizuje się wartość ciśnienia w układzie, zapobiegając wahaniom.
- Zmniejsza zapotrzebowanie instalacji na sprężone powietrze, co przekłada się na oszczędności energii elektrycznej.
Reduktory ciśnienia regulują przepływ sprężonego powietrza, zamykając się po osiągnięciu ustawionej wartości ciśnienia. Jeśli ciśnienie spadnie poniżej nastawionego poziomu, zawór ponownie umożliwia przepływ powietrza. Nadmiar ciśnienia jest uwalniany przez otwór odpowietrzający.
Rodzaje Reduktorów Ciśnienia
- Reduktory z manometrem i mocowaniem do ściany
- Reduktory kolektorowe (szeregowe)
- Reduktory precyzyjne
- Reduktory o dużych przepływach
Reduktory Kolektorowe:
Umożliwiają dostosowanie ciśnienia w każdym punkcie instalacji niezależnie. System reduktorów kolektorowych posiada „magistralę” ciśnienia wejściowego. Przykład: ciśnienie na wejściu 10 bar, ciśnienia wyjścia kolejno: 4 bary, 2 bary, 6 barów.
Reduktory Precyzyjne:
Używane do bardzo dokładnej regulacji ciśnienia w systemach sprężonego powietrza. Stosowane w laboratoriach, przemyśle elektronicznym, medycznym czy w produkcji urządzeń precyzyjnych. Charakteryzują się wysoką dokładnością, powtarzalnością, niskimi wahaniami ciśnienia i wysoką jakością wykonania.
Reduktory o Dużych Przepływach:
Znajdują zastosowanie tam, gdzie wymagane jest duże przepływy powietrza przy zachowaniu precyzyjnej kontroli ciśnienia. Stosowane w zakładach przemysłowych produkcji metali, przetwórstwie tworzyw sztucznych czy w przemyśle samochodowym.
Blok Przygotowania Sprężonego Powietrza (Kombi)
Blok przygotowania sprężonego powietrza to połączenie reduktora ciśnienia, filtra i smarownicy. Reduktor reguluje ciśnienie, filtr filtruje powietrze, a smarownica smaruje elementy w układzie pneumatycznym. Bloki kombi mają zintegrowaną budowę, co zmniejsza ich wagę i rozmiar.
Ważne parametry techniczne bloku kombi to przepływ, ciśnienie wejściowe oraz gradacja wkładu filtrującego. Należy zwrócić uwagę na strzałkę na korpusie, oznaczającą przepływ sprężonego powietrza.
Podsumowanie
Odpowiednie przygotowanie sprężonego powietrza, obejmujące filtrację, redukcję ciśnienia i smarowanie, jest kluczowe dla prawidłowego i efektywnego działania układów pneumatycznych. Wybór odpowiednich filtrów i reduktorów ciśnienia, dostosowanych do specyfiki danej aplikacji, pozwala na zapewnienie wysokiej jakości medium roboczego, minimalizację ryzyka awarii oraz przedłużenie żywotności całego systemu.
tags: #filtry #reduktor #sprężonego #powietrza #pneumatyka #zasada
