Filtr Ciśnienia Powietrza: Budowa, Zasada Działania i Zastosowanie
- Szczegóły
Układy pneumatyczne w pojazdach kolejowych, poza zasilaniem urządzeń hamulcowych, wykorzystywane są również do zasilania innych odbiorników pneumatycznych, takich jak syreny, piasecznice, odbieraki prądu, urządzenia sanitarne, drzwi i inne. W większości przypadków stosowany jest układ pneumatyczny NADCIŚNIENIOWY. W niniejszym opisie omówiony będzie układ wykorzystujący nadciśnienie powietrza.
Układ Wytwarzania i Przygotowania Powietrza
W skład układu zasilania sprężonym powietrzem wchodzi układ wytwarzania i przygotowania powietrza, odpowiedzialny za produkcję sprężonego powietrza. Głównymi elementami tego układu są sprężarki. Każdy kolejowy pojazd trakcyjny wyposażony jest w sprężarki główne, które wytwarzają powietrze dla potrzeb zasilania układu pneumatycznego pojazdu trakcyjnego jak również całego składu pociągu.
W elektrycznych pojazdach trakcyjnych, stosuje się dodatkowo sprężarki pomocnicze pantografów. Sprężarki pomocnicze umożliwiają wytworzenie sprężonego powietrza potrzebnego do podniesienia odbieraków prądu w przypadku braku ciśnienia w układzie pneumatycznym pojazdu trakcyjnego. Po podniesieniu odbieraków prądu i zasilaniu przetwornic pokładowych napięciem sieciowym możliwe jest uruchomienie sprężarek głównych i wytworzenie sprężonego powietrza w ramach głównego układu pneumatycznego pojazdu. Gdy układ główny pneumatyczny pojazdu jest zasilony sprężonym powietrzem odbieraki prądu są już z niego zasilane.
Sprężarka główna to urządzenie mechaniczno-pneumatyczne służące do sprężania powietrza wykorzystywanego do zasilania układów pneumatycznych.
Rodzaje Sprężarek
Istnieją różne rodzaje sprężarek, w tym:
Przeczytaj także: Jak wymienić filtr powietrza w Oplu Astrze?
- Sprężarki tłokowe: W tych sprężarkach sprężanie powietrza realizują tłoki poruszające się ruchem posuwisto-zwrotnym w cylindrach. W sprężarkach tłokowych wielocylindrowych, cylindry mogą mieć układ widlasty (V), rzędowy pionowy lub poziomy. Sprężarki tłokowe mogą być olejowe i bezolejowe.
- Sprężarki śrubowe: W sprężarkach śrubowych powietrze sprężane jest za pośrednictwem specjalnych śrub ślimakowych (głównej i pomocniczej) obracających się w komorze sprężania. Napęd sprężarek śrubowych realizują silniki elektryczne.
- Sprężarki spiralne: Sprężarki spiralne działają na zasadzie dwóch spiral, w których jedna porusza się ruchem mimośrodowym względem drugiej. Sprężarki spiralne są rzadko stosowane.
Układ pneumatyczny zabezpieczony jest zaworami bezpieczeństwa. Gdyby ciśnienie w instalacji osiągnęło zbyt dużą wartość, nastąpi samoczynne otwarcie zaworu bezpieczeństwa, by nie doprowadzić do sytuacji niebezpiecznej.
Układ Przygotowania Powietrza
Powietrze wykorzystywane w układzie pneumatycznym pojazdów kolejowych musi spełniać odpowiednie parametry jakościowe. W związku z tym, w ramach układu zasilania sprężonym powietrzem konieczne jest stosowanie układu przygotowania powietrza. Układ ten odpowiada za oczyszczenie, schłodzenie, osuszenie i odolejenie sprężonego powietrza.
Oczyszczanie Powietrza
Oczyszczenie powietrza realizowane jest przez zastosowanie filtrów powietrza na dolocie do sprężarki, które eliminują zabrudzenia pochodzące z atmosfery. W przypadku gdy sprężarka zabudowana jest wewnątrz przestrzeni technicznej pojazdu, to jej praca powoduje wytworzenie podciśnienia w tej przestrzeni ze względu na zasysanie dużej ilości powietrza do sprężania. Dlatego też można spotkać rozwiązania, w których do filtra powietrza sprężarki, powietrze doprowadzane jest dedykowanym kanałem połączonym czerpnią zlokalizowaną w poszyciu nadwozia.
Schładzanie Powietrza
Schłodzenie powietrza jest konieczne, gdyż praca sprężarki powoduje jego nagrzewanie na skutek sprężania. W związku z tym w układzie zastosowane są układy chłodnicze. Najpopularniejszym obecnie rozwiązaniem w tym zakresie jest stosowanie chłodzenia wymuszonego poprzez zastosowanie specjalnych chłodnic zintegrowanych ze sprężarkami lub w formie niezależnych modułów chłodzących, napędzanych silnikiem elektrycznym.
Osuszanie Powietrza
Osuszanie powietrza jest bardzo istotne z punktu widzenia prawidłowej pracy układu pneumatycznego. Chodzi o wyeliminowanie wilgoci z powietrza. Aby powietrze było suche, w układzie przygotowania powietrza stosuje się układy wytrącające wodę. W celu osuszenia powietrza za sprężarką stosuje się osuszacze adsorpcyjne. Osuszacz taki działa na zasadzie adsorpcji na zimno. Składa się z jednego lub dwóch identycznych pojemników (komór), wypełnionych środkiem osuszającym. Tym środkiem jest najczęściej zeolit, czyli materiał glinokrzemianowy.
Przeczytaj także: Wymiana osłony filtra powietrza w Fiacie 126p
Odolejenie Powietrza
Odolejenie powietrza to proces eliminujący ze sprężonego powietrza drobinki oleju który mógł się do niego dostać z układu smarowania olejowego sprężarki. Nowoczesne sprężarki oraz osuszacze mają zintegrowane w swojej konstrukcji pułapki i filtry olejowe. W układzie stosowane są również dedykowane urządzenia odolejające tzw. odolejacze.
Układ Magazynowania Powietrza
Układ magazynowania powietrza służy do gromadzenia powietrza wytworzonego w sprężarkach. Sprężone powietrze jest magazynowane w zbiornikach głównych, które zabudowane są w pojazdach trakcyjnych w ich wnętrzu lub na zewnątrz. Ciśnienie w tych zbiornikach osiąga wartość 0,7 - 0,8 MPa (7-8 bar) lub w niektórych przypadkach 1 MPa (10 bar).
W układzie pneumatycznym pojazdu stosowane są również zbiorniki takie jak: pomocnicze, sterujące, wyrównawcze, dodatkowe, rozrządcze itp. Wszystkie zbiorniki wyposażone są w elementy do odwadniania, czyli do okresowego spuszczania z nich nagromadzonej w nich wody. Odwadnianie realizowane może być ręcznie przez kurki odwadniające lub automatycznie poprzez automatyczne odwadniacze.
Układ Rozprowadzania Powietrza
Układ rozprowadzania powietrza to instalacja pneumatyczna służąca do rozprowadzenia powietrza po pojeździe trakcyjnym jak i składzie pociągu. Sprężone powietrze ze zbiorników głównych przekazywane jest do przewodu zasilającego, skąd jest rozprowadzone do odbiorników pneumatycznych w tym do zasilania układu hamulcowego.
Zasadniczo w pojazdach kolejowych zastosowane są dwa najważniejsze przewody pneumatyczne:
Przeczytaj także: Instrukcja krok po kroku: Osuszacz w Solaris Urbino
- PRZEWÓD ZASILAJĄCY (PZ): zwany też przewodem pomocniczym, służy do zasilania sprężonym powietrzem wszystkich odbiorników pneumatycznych w składzie pociągu.
- PRZEWÓD GŁÓWNY (PG): zwany też przewodem hamulcowym, odpowiada za transmisję sygnałów pneumatycznych z układu sterującego hamulcem do zaworów rozrządczych poszczególnych pojazdów składu pociągu.
Na łączeniach pojazdów kolejowych, zastosowane są sprzęgi pneumatyczne. W skład sprzęgu pneumatycznego wchodzi kurek odcinający, wąż oraz głowica łączeniowa.
Filtry Sprężonego Powietrza
Wybór odpowiedniego filtra sprężonego powietrza może znacząco wpłynąć na wydajność i efektywność systemu pneumatycznego. Filtry sprężonego powietrza odgrywają kluczową rolę w zapewnieniu wysokiej jakości powietrza, usuwając zanieczyszczenia, które mogą negatywnie wpływać na wydajność urządzeń oraz jakość końcowego produktu. Filtracja odbywa się zwykle wieloetapowo - począwszy od usuwania większych cząstek, aż po eliminację drobnych zanieczyszczeń.
Funkcje Filtrów Sprężonego Powietrza
- Ochrona urządzeń zasilanych sprężonym powietrzem
- Usuwanie cząstek stałych, wilgoci i oleju
- Zapewnienie efektywnego i niezawodnego działania systemów pneumatycznych
- Zwiększenie żywotności maszyn
Rodzaje Filtrów Sprężonego Powietrza
- Filtry wstępne
- Filtry dokładne (pre-filtry, mikrofiltry, filtry węglowe)
- Filtry wysokociśnieniowe
- Filtry liniowe
- Filtry ze stali szlachetnej
- Filtry do wody
Wymiana Filtrów Sprężonego Powietrza
Filtr sprężonego powietrza należy wymieniać regularnie, aby zapewnić optymalną wydajność i ochronę urządzeń. Częstotliwość wymiany zależy od kilku czynników, takich jak rodzaj używanego filtra, warunki pracy oraz intensywność eksploatacji systemu. Zazwyczaj zaleca się kontrolę i ewentualną wymianę filtrów co 3 do 6 miesięcy.
Dobór Filtrów Sprężonego Powietrza
Przy doborze filtra ciśnieniowego należy uwzględnić kilka charakterystycznych parametrów, takich jak:
- Wielkość przyłącza
- Rodzaj spustu (automatyczny lub ręczny)
- Precyzja filtracji
Zanieczyszczenia w Sprężonym Powietrzu
Używanie sprężonego powietrza wiąże się koniecznością właściwego przygotowywania i obróbki medium przez procesy osuszania, odolejenia czy eliminację zanieczyszczeń w różnych formach. Czystość sprężonego powietrza definiują wymogi branżowe. Brudne powietrze w układach pneumatyki prowadzi do szybszej eksploatacji mechanicznej elementów i komponentów w nich się znajdujących.
Przed filtracją powietrza, sprężone powietrze posiada płynne, gazowe i stałe zanieczyszczenia, tj.:
- Wodę
- Cząstki stałe
- Olej
Eżektor
Eżektor (zwany też inżektorem lub ejektorem) to urządzenie wykorzystujące strumień sprężonego powietrza do wytworzenia podciśnienia. Działa na zasadzie efektu Venturiego - kiedy przez zwężkę przepływa gaz, następuje obniżenie ciśnienia w jej obrębie, co pozwala na zasysanie dodatkowego medium.
Zastosowanie Eżektorów
- Przyssawki próżniowe
- Przenoszenie drobnych elementów
- Pakowanie
Zalety Eżektorów
- Prostota budowy
- Niski poziom awaryjności
- Kompaktowe wymiary
Poniższa tabelka pokazuje orientacyjne zależności w typowym eżektorze jednostopniowym:
| Ciśnienie zasilania [bar] | Przepływ powietrza [l/min] | Maks. Podciśnienie [%] |
|---|---|---|
| 2 | 50 | -40 |
| 4 | 100 | -60 |
| 6 | 150 | -80 |
tags: #waz #od #ciśnienia #powietrza #filtra #budowa
