Osuszacz Pneumatyczny: Zasada Działania i Wybór
- Szczegóły
Każdy, kto ma do czynienia ze sprężonym powietrzem, musiał spotkać się także z uciążliwym problemem pojawiającej się wody. W niniejszym artykule chcemy przybliżyć Wam najważniejsze aspekty doboru i stosowania tych produktów. W tym artykule po części wracamy do tego wszystkiego, ale i przede wszystkim skupiamy się na zasadzie działania osuszaczy wykorzystywanych w procesie dostarczania sprężonego powietrza. Zacznijmy jednak od początku.
Osuszacz sprężonego powietrza jest niezbędnym urządzeniem w instalacji pneumatycznej. Służy do usuwania wody. Poznaj różnice pomiędzy dostępnymi rodzajami osuszaczy i dowiedz się, jak wybrać najlepszy dla twojego procesu produkcyjnego. W niniejszym artykule chcemy przybliżyć Wam najważniejsze aspekty doboru i stosowania tych produktów.
Sprężone powietrze to medium, które wykorzystuje się w wielu zakładach przemysłowych. Trudno się temu dziwić, skoro jest bezpieczne, niezawodne, a do tego jeszcze ogólnie dostępne. Ponadto stanowi doskonałą alternatywę dla energii elektrycznej. Może służyć do bardzo szerokiego zastosowania.
Dlaczego Ważne Jest Używanie Powietrza Suchego?
Wilgoć obecna w sprężonym powietrzu to niewidzialny wróg instalacji pneumatycznej. Nawet niewielka ilość wody w układzie obniża efektywność urządzeń i skraca ich żywotność. Może prowadzić do korozji elementów metalowych, osadzania się kamienia i zanieczyszczeń w przewodach, uszkodzeń zaworów i siłowników, a w konsekwencji - do kosztownych przestojów produkcji. Krople wody, dostające się do lakieru i na lakierowaną powierzchnię, łatwo mogą zniszczyć efekt naszej pracy.
Profesjonalny osuszacz sprężonego powietrza zapobiega szkodliwemu wpływowi wody na funkcjonowanie instalacji. Stosując to nowoczesne rozwiązanie można przede wszystkim uniknąć przerwania kosztownych procesów produkcji, a także serwisowania elementów instalacji. Również tym sposobem można uniknąć potrzeby zakupu nowego sprzętu, co mogłoby wiązać się z awarią obecnego.
Przeczytaj także: Instrukcja krok po kroku: Osuszacz w Solaris Urbino
Obecność wody w sprężonym powietrzu jest zjawiskiem naturalnym, a wynika z obecności pary wodnej w powietrzu atmosferycznym. Jak wspomnieliśmy na wstępie, największym zagrożeniem dla pracy elementów pneumatyki jest skroplona woda. Powoduje ona uszkodzenia uszczelnień, korozję części, wypłukuje smary. Po zmieszaniu wody z olejem powstaje szkodliwa ciecz, nazywana kondensatem.
Główne czynniki wpływające na zawartość wody w sprężonym powietrzu:
- temperatura i wilgotność względnej powietrza atmosferycznego,
- temperatura punktu rosy, czyli moment, w którym skrapla się np.
Technologie Osuszania Sprężonego Powietrza
Do urządzeń uzdatniających sprężone powietrze zalicza się osuszacz sprężonego powietrza. Mowa tu o urządzeniach skutecznie i sprawnie eliminujących wodę i parę wodną z powietrza, które jest emitowane przez sprężarkę. Jak zapewne każdy zdaje sobie sprawę, wilgoć w przewodach instalacji sprężonego powietrza może prowadzić do wielu strat. Wywołuje korozję osprzętu, przyczynia się do zamarzania zewnętrznych przewodów, a w konsekwencji tego, do awarii całej instalacji. Tak więc woda stanowi duże zagrożenie dla wielu urządzeń elektrycznych i maszyn. Na szczęście istnieją metody, dzięki którym można tę wilgoć wyeliminować.
Obecnie na rynku mamy dostęp do kilku rodzajów osuszaczy sprężonego powietrza. Zasada działania każdego z nich jest nieco inna. Wyróżnia się następujące technologie osuszania: chłodnicze, adsorpcyjne, tandemowe, membranowe. Ważnym parametrem tych urządzeń jest temperatura, w której dochodzi do rozpoczęcia procesu skraplania pary wodnej przy aktualnym ciśnieniu roboczym. Zależnie od tego, do jakich celów ma być przeznaczony osuszacz, powinien spełniać określone wymagania co do danej zawartości. Znając wymagania urządzenia, posługując się specjalną tabelą, można wyczytać temperaturę punktu rosy.
Typy Osuszaczy i Zasady Działania
Osuszacze powietrza odgrywają kluczową rolę w aplikacjach przemysłowych, będąc nieodzownym elementem systemów sprężonego powietrza. W tym wpisie na blogu przyjrzymy się bliżej, czym jest osuszacz sprężonego powietrza, jak działa oraz jakie rodzaje osuszaczy są dostępne, aby pomóc Ci wybrać najlepsze rozwiązanie dla Twoich potrzeb. Osuszacz sprężonego powietrza to urządzenie, często wykorzystywane razem z systemami sprężonego powietrza, które ma za zadanie usunąć parę wodną ze sprężonego powietrza. Osuszacz sprężonego powietrza ma za zadanie dehumidyzować, czyli “suszyć” powietrze, skutecznie usuwając parę wodną. Jest to kluczowy proces w przemyśle produkcyjnym, motoryzacyjnym i energetycznym, gdzie wilgoć w powietrzu może prowadzić do korozji, rdzy, a nawet awarii urządzeń.
Osuszacze Ziębnicze
Osuszacze sprężonego powietrza ziębnicze są najbardziej popularnym i najtańszym rozwiązaniem przemysłowym. Występują zarówno jako urządzenia indywidualne, jak i stanowiące część sprężarek. Osuszacz ziębniczy działa na zasadzie obniżania punktu rosy sprężonego powietrza (standardowo do ok. +3°C), poprzez jego schładzanie przy pomocy czynnika chłodzącego.
Przeczytaj także: Osuszacze wilgoci - ranking
Osuszacze ziębnicze są najczęściej używanym typem osuszaczy. Działają one podobnie do domowych lodówek, chłodząc wchodzące powietrze do punktu, w którym wilgoć kondensuje. Ta woda jest następnie odprowadzana, pozostawiając suche powietrze. Rezultatem jest suche sprężone powietrze, pozbawione wilgoci, gotowe do użycia w różnych narzędziach i maszynach bez ryzyka uszkodzeń spowodowanych przez wodę.
Zasada działania osuszacza kondensacyjnego opiera się na odpowiednio dopasowanym układzie chłodniczym:- Sprężarka chłodnicza odpowiada za przepływ czynnika chłodniczego (freonu).
- Sprężony gaz dociera do skraplacza, gdzie dochodzi do jego ochłodzenia i przejścia ze stanu gazowego w stan ciekły.
- Skroplony czynnik przepływa przez filtr freonu, a następnie do zaworu rozprężającego, gdzie ulega rozprężeniu i odparowaniu, powodując spadek temperatury w wymienniku ciepła.
- Ciepłe sprężone powietrze styka się z wychłodzonym układem freonowym, co prowadzi do wykroplenia pary wodnej, która jest odprowadzana przez spust kondensatu.
Podstawową zaletą urządzeń przeznaczonych do osuszania technologią chłodniczą jest niski koszt utrzymania. Trzeba natomiast mieć na uwadze to, że kiedy użytkownik potrzebuje uzyskać niski punkt rosy, osuszacz nie spełni tego oczekiwania.
Osuszacze Adsorpcyjne
Osuszanie sprężonego powietrza jest jednym z najważniejszych etapów przygotowania sprężonego powietrza. Osuszacz adsorpcyjny posiada dwie kolumny wypełnione adsorbentem. Podczas pracy w jednej kolumnie następuje osuszanie przepływającego powietrza, natomiast w drugiej adsorbent jest regenerowany na zimno lub gorąco. Bardzo ważne jest, aby powietrze na wejściu osuszacza było pozbawione oleju.
Działanie osuszacza adsorpcyjnego wykorzystuje reakcję chemiczną, polegającą na wiązaniu wody z ciekłym lub stałym środkiem absorbującym wilgoć (absorbentem). Jest to proces nieodwracalny i wymaga użycia znacznych ilości kosztownego absorbentu. Zastosowano w nich metodę fizyczną polegającą na wiązaniu wody na powierzchni ciała stałego (np. dwutlenku krzemu), nazywanego desykantem lub złożem.
Osuszacz adsorpcyjny, znany również jako osuszacz chemiczny, to urządzenie wykorzystywane do usuwania wilgoci ze sprężonego powietrza lub gazów poprzez proces adsorpcji. W przeciwieństwie do kondensacji, która jest podstawą działania osuszaczy chłodniczych, adsorpcja polega na fizycznym lub chemicznym wiązaniu cząsteczek wody na powierzchni stałego materiału, zwanego adsorbentem.
Przeczytaj także: Jak naprawić błąd E5 w osuszaczu powietrza Ralf?
Proces adsorpcji składa się z dwóch faz:- Faza adsorpcji: Wilgotne powietrze przepływa przez zbiornik zawierający adsorbent (np. żel krzemionkowy, alumina aktywna, czy molekularne sita), który fizycznie lub chemicznie wiąże cząsteczki wody z powietrza.
- Regeneracja adsorbentu: Po osiągnięciu nasycenia adsorbentu wilgocią, osuszacz musi zostać zregenerowany, czyli odnowiony do stanu, w którym może ponownie adsorbować wilgoć. Regeneracja odbywa się poprzez podgrzewanie adsorbentu, co zazwyczaj realizowane jest za pomocą gorącego powietrza lub gazu.
Pozwala on uzyskać sprężone powietrze o najwyższej jakości. Trzeba natomiast liczyć się z wyższym kosztem działania. Przed ostatecznym podjęciem decyzji i dokonaniem zakupu należy zastanowić się, a następnie wybrać wersję z regeneracją na zimno lub na gorąco.
Osuszacze Membranowe
Osuszacze membranowe działają na zasadzie selektywnej permeacji. Osuszacze membranowe oferują unikatowe rozwiązanie do wyzwania suszenia sprężonego powietrza, wykorzystując specjalne materiały membranowe do oddzielania pary wodnej od powietrza. Proces ten nie wymaga zmian temperatury ani chemikaliów do usunięcia wilgoci, co czyni te systemy kompaktowymi i niezależnymi od źródeł zasilania. Są ciche i mają niewiele ruchomych części, co sprawia, że są niezawodne i wymagają minimalnej konserwacji.
Niewielkie rozmiary, bezobsługowa praca i brak konieczności zasilania elektrycznego sprawiają, że osuszacze membranowe można montować bezpośrednio przy punktach odbioru sprężonego powietrza. Dzięki swojej konstrukcji i wysokiej skuteczności, osuszacz membranowy znajduje zastosowanie tam, gdzie liczy się precyzja, niezawodność i kompaktowe rozwiązania. Sprawdza się doskonale m.in.
Osoby, które chcą stać się użytkownikami urządzeń wyróżniających się niskim zużyciem energii i możliwości regulowania punktu rosy (od +3ºC do -70ºC), powinny postawić na osuszacze membranowe. Co prawda są tanie w utrzymaniu, ale jednak zużywają sporo energii. Poza tym ich wydajność jest ograniczona.
Jak Wybrać Osuszacz Sprężonego Powietrza?
Wybór odpowiedniego osuszacza sprężonego powietrza jest kluczowym elementem projektowania lub usprawniania systemu sprężonego powietrza. Chociaż obecność wilgoci w instalacji kompresora jest nieunikniona, problemy, które ta wilgoć może powodować w dalszej części systemu, mogą być znaczące. Pozostawienie tej wilgoci w systemie jest niedopuszczalne, ponieważ może kontaminować produkty końcowe i uszkodzić narzędzia, układy pneumatyczne a oraz inne komponenty. Tutaj z pomocą przychodzą osuszacze sprężonego powietrza, które pomagają w suszeniu wilgotnego powietrza, chroniąc instalację przed negatywnymi skutkami wilgoci.
Wybór osuszacza wbrew temu, co się wydaje, nie jest taki oczywisty i łatwy. Jednym z kryteriów wyboru jest bez wątpienia norma ISO 8573-1. W ten sposób dokonuje się wybór rodzaju osuszacza. Następnie należy ustalić wydajność kompresorów. Trzeba koniecznie pamiętać, że rodzaj sprężarki ma znaczenie z uwagi na to, że każda z nich generuje różne ilości par olejowych i różną temperaturę sprężonego powietrza. W związku z tym bardzo często stosuje się filtry odolejające przed osuszaczami.
Kolejna bardzo ważna sprawa to, to, że osuszacze mogą pracować w określonej temperaturze otoczenia i temperaturze sprężonego powietrza. Chodzi mianowicie o to, że kiedy temperatura jest zbyt wysoka, to urządzenie nie spełnia swojej roli. Co więcej, może nawet ulec uszkodzeniu. Dokonując wyboru osuszacza, powinno się zwrócić uwagę na takie wydajność, spadek ciśnienia, a także koszty eksploatacji i zakupu. Wymieniając te czynniki, nie należy zapominać o oczekiwanym stopniu osuszenia.
Wybierając osuszacz chłodniczy, trzeba zwrócić uwagę na następujące aspekty: wymagany punkt rosy, zużywana ilość sprężonego powietrza, maksymalny strumień powietrza, minimalne ciśnienie robocze, a także maksymalna temperatura na wlocie do osuszacza. Ponadto należy uwzględnić maksymalną temperaturę powietrza otaczającego, energooszczędność urządzenia, wymagane media, ilości dostępnego miejsca oraz koszt urządzenia.
Dla osoby, która nigdy nie miała do czynienia z osuszaczami może wydawać się, że ich wybór wcale nie jest trudny. Wystarczy zagłębić się w parametry tego urządzenia, aby zmienić zdanie. Nic w takim razie dziwnego w tym, że eksperci podkreślają, iż wyboru osuszacza powinien dokonywać ktoś, kto przede wszystkim orientuje się, na czym polegają poszczególne technologie osuszania.
Przed dokonaniem wyboru osuszacza należy sprawdzić, jakie trzeba spełnić wymagania, a mogą być różne, zależnie od rodzaju tego urządzenia.
| Typ Osuszacza | Zalecane Działania Przed Instalacją |
|---|---|
| Osuszacze chłodnicze | Przed osuszaczem trzeba zainstalować filtr odpylający, cyklon zainstalować przed tym filtrem, a za osuszaczem umieścić filtr odolejający. Należy zapewnić prawidłowe chłodzenie osuszacza. |
| Osuszacze adsorpcyjne | Przed osuszaczem należy zainstalować filtr odolejający, który powinien być poprzedzony filtrem odpylającym. Za osuszaczem powinien być zamontowany filtr odpylający. Dodatkowo trzeba zapewnić odpowiednią temperaturę otoczenia. |
| Osuszacze tandemowe | Przed osuszaczem powinien znajdować się cyklon. W tym przypadku również trzeba zagwarantować odpowiednią temperaturę otoczenia. |
Wybierając osuszacz, należy zwrócić uwagę na kilka kluczowych czynników, takich jak maksymalny przepływ powietrza w standardowych litrach na minutę, pożądany punkt rosy pod ciśnieniem, ciśnienie wlotowego sprężonego powietrza, temperatura wlotowego powietrza oraz temperatura otoczenia (i wody, jeśli kondensator jest chłodzony wodą). Zazwyczaj, osuszacze adsorpcyjne mogą zapewnić punkt rosy nawet do -40°C, co jest korzystne w wymagających aplikacjach, takich jak przewody narażone na zamarzanie, przemysł farmaceutyczny, przetwórstwo żywności oraz aplikacje wymagające wyjątkowo czystego powietrza. Osuszacze chłodzone zwykle osiągają punkt rosy na poziomie około 3, 4°C. Jednakże, osuszacze adsorpcyjne charakteryzują się wyższymi kosztami eksploatacji związanymi z zużyciem energii czy wymianą nośnika adsorpcyjnego.
Zastosowanie Sprężonego Powietrza w Różnych Branżach
Prawdą jest to, że sprężone powietrze jest powszechnie stosowane w przemyśle. Ponadto ma wiele zastosowań. Wbrew pozorom zapotrzebowanie na odpowiednio uzdatnione sprężone powietrze nieustannie rośnie. Główne zastosowania sprężonego powietrza to: napęd pneumatyczny, transport pneumatyczny, automatyka pneumatyczna, obróbka powierzchni, nośnik, powietrze warsztatowe, pakowanie.
Przykładowo w przemyśle spożywczym sprężone powietrze stosuje się podczas transportu produktów do wytwarzania azotu, obierania, krojenia i pakowania. W zakładach chemicznych wykorzystuje się je do oczyszczania, osuszania i przenoszenia produktów, tworzenia kurtyn powietrznych, wytwarzania azotu czy sterowania zaworami. W motoryzacji służy do pompowania opon, lakierowania i wielu innych prac, które wykonuje się przy użyciu narzędzi zasilanych powietrzem.
W przemyśle farmaceutycznym również wykorzystuje się sprężone powietrze. Przydaje się ono tam do oczyszczania i osuszania produktów, kontrolowania sprzętu podczas produkcji. Zakłady przemysłowe wykorzystują sprężone powietrze do uruchomienia różnego rodzaju narzędzi, urządzeń i sprzętu - sprzęty dźwigowe, do prac wykończeniowych, czyszczenia czy osuszania, ogrzewania i chłodzenia.
Trzeba mieć na uwadze to, że jeden osuszacz nie może służyć do zastosowania w każdym miejscu z uwagi na to, że sprężone powietrze musi być pozbawione w wymaganym stopniu zanieczyszczeń i wody. W związku z tym kupując osuszacz, trzeba dokonać właściwego wyboru.
tags: #osuszacz #pneumatyka #zasada #działania
