Zawór Filtra Powietrza na Przewodzie: Budowa i Zasada Działania
- Szczegóły
Układy pneumatyczne w pojazdach kolejowych, poza zasilaniem urządzeń hamulcowych, są również wykorzystywane do zasilania innych odbiorników pneumatycznych, które wykorzystują powietrze do swojego działania.
Są nimi np.: syreny pneumatyczne, piasecznice, odbieraki prądu, styczniki elektropneumatyczne, urządzenia sanitarne, drzwi, elementy mechaniki zespołów samowyładowczych wagonów towarowych itp.
W większości przypadków stosowany jest układ pneumatyczny NADCIŚNIENIOWY. W niektórych kolejach wysokogórskich, ze względu na występujące tam wyższe ciśnienie powietrza atmosferycznego można spotkać zastosowanie układu pneumatycznego PRÓŻNIOWEGO. W niniejszym opisie omówiony będzie układ wykorzystujący nadciśnienie powietrza.
W skład układu zasilania sprężonym powietrzem wchodzą poniżej opisane układy:
- Układ wytwarzania i przygotowania powietrza, czyli układ odpowiedzialny za wyprodukowanie sprężonego powietrza.
- Układ magazynowania powietrza służy do gromadzenia powietrza wytworzonego w sprężarkach.
- Układ rozprowadzania powietrza to instalacja pneumatyczna służąca do rozprowadzenia powietrza po pojeździe trakcyjnym jak i składzie pociągu.
Układ Wytwarzania i Przygotowania 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.
Przeczytaj także: Zastosowanie zaworów 4-drogowych w osmozie
W elektrycznych pojazdach trakcyjnych, w których do odbioru energii zastosowane są dachowe odbieraki prądu stosuje się dodatkowo sprężarki pomocnicze pantografów.
W związku ze sterowaniem pneumatycznym odbierakami prądu w przypadku braku ciśnienia w głównym układzie pneumatycznym elektrycznego pojazdu trakcyjnego nie jest możliwe ich podniesienie.
Załączenie sprężarki głównej w celu napełnienia układu pneumatycznego sprężonym powietrzem jest z kolei możliwe tylko przy zasilaniu energią z sieci trakcyjnej.
Sprężarki główne zasilane są najczęściej energią elektryczną z przetwornic pokładowych.
Z tego powodu pojazdy wyposaża właśnie się w dodatkowe sprężarki, które zasilane są z baterii akumulatorów pojazdu trakcyjnego w wyniku czego mogą pracować niezależnie od pracy przetwornic pokładowych w tym braku zasilania trakcyjnego.
Przeczytaj także: Międzykołnierzowe zawory zwrotne SOCLA
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
Istnieje kilka rodzajów sprężarek, m.in. wyporowe, przepływowe i rotacyjne. Na różnicach pomiędzy poszczególnymi urządzeniami skupimy się w przyszłym tygodniu. Na ten moment należy wiedzieć, że każda sprężarka spręża powietrze do określonego poziomu.
Przeczytaj także: Osuszacz powietrza ECAM - zasada działania
Sprężarki Tłokowe
W tych sprężarkach sprężanie powietrza realizują tłoki zamontowane przez korbowody na wale korbowym i 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. W tych drugich cylindry mają wyłożenie teflonowe, dzięki czemu nie potrzebują smarowania olejem dla zapewnienia niezawodnej pracy tłoków.
W zależności od potrzeby wydajności na pojazdach trakcyjnych mogą występować jedna lub dwie sprężarki główne.
W lokomotywie serii ET41 (elektrowóz dwusekcyjny) są w sumie aż 4 sprężarki.
Sprężarki tłokowe mogą być jedno lub wielostopniowe.
Na przykładzie sprężarki tłokowej dwustopniowej w pierwszym cylindrze sprężania następuje sprężenie powietrza do mniej więcej połowy wartości ciśnienia znamionowego.
Następnie rozgrzane w wyniku sprężania powietrze przepływa przez chłodnicę międzystopniową np.
W elektrycznych pojazdach trakcyjnych napęd sprężarki realizuje silnik elektryczny napędzający wał korbowy tłoków.
W tym przypadku tłoki sprężarki pracują cały czas, gdy uruchomiony jest silnik spalinowy. Natomiast sprężanie zostaje załączane dedykowanym zaworem ciśnieniowym, w momencie gdy nastąpi spadek ciśnienia w układzie pneumatycznym.
W tym rozwiązaniu wydajność sprężarki, a więc szybkość sprężania powietrza jest zależna od aktualnej prędkości obrotowej silnika spalinowego. W nowoczesnych pojazdach takich układów nie stosuje się na rzecz napędów elektrycznych z silnikami asynchronicznymi.
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. Wał wirnika silnika elektrycznego połączony jest z wałem śruby głównej bloku sprężającego.
Sprężarki Spiralne
Sprężarki spiralne działają na zasadzie dwóch spiral, w których jedna porusza się ruchem mimośrodowym względem drugiej.
Sprężarki spiralne są rzadko stosowane stąd ich bardziej szczegółowy opis zostanie tu pominięty.
Układ Przygotowania Powietrza
Powietrze wykorzystywane w układzie pneumatycznym pojazdów kolejowych musi spełniać odpowiednie parametry jakościowe, tak by zapewnić prawidłową, niezawodną pracę urządzeń pneumatycznych w tym układu hamulców pneumatycznych.
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.
Filtr 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 (np. w przedziale technicznym lokomotywy), to jej praca powoduje wytworzenie podciśnienia w tej przestrzeni ze względu na zasysanie dużej ilości powietrza do sprężania.
W efekcie tego zdarza się, że np. gdy sprężarka pracuje, to ciężko jest zamknąć drzwi prowadzące z przedziału technicznego do kabiny maszynisty, gdyż wytworzone podciśnienie wywołane zasysaniem powietrza przez układ dolotowy sprężarki z całej kubatury lokomotywy stwarza duży opór przy ich zamykaniu.
Dlatego też można spotkać rozwiązania, w których do filtra powietrza sprężarki, powietrze doprowadzane jest dedykowanym kanałem połączonym czerpnią zlokalizowaną w poszyciu nadwozia.
To jednak wymaga zastosowania specjalnego rodzaju czerpni z konstrukcją, zabezpieczającą przed przedostawaniem się do układu dolotowego sprężarki powietrza o nadmiernej ilości wilgoci i zanieczyszczeń.
Kanał doprowadzjący powietrze dolotowe do filtra w celu uniknięcia wytwarznaia podciśnienia w otaczającej strefie.
Na wlocie do jednostki uzdatniającej medium, jakim jest powietrze przechodzi przez filtr. W filtrze uwalniane jest ono od zanieczyszczeń. W filtrze, ze względu na jego budowę, niewielki element kierujący, zwany także kierownicą, wprowadza powietrze w ruch wirujący.
Powietrze przepływa przy tym z zewnątrz do środka filtra przepływając przez niego do następnego elementu uzdatniającego.
W przypadku bardzo wrażliwych elementów w układach pneumatycznych należy stosować dokładne filtrowanie. W filtrach takich powietrze przepływa od wewnątrz na zewnątrz.
Dokładne filtrowanie powietrza powinno się jednak stosować tylko wówczas, gdy jest to naprawdę niezbędne.
Należy się stosować do zasady „filtrować, tyle, ile trzeba, a nie ile można”
Dodatkowym zadanie filtra polega na tym, aby usunąć wytrącającą się ewentualnie z powietrza wodę. Tak jak cząsteczki pyłu, woda gromadzi się W dolnej części filtra.
Dzięki temu, że większość korpusów jest wyposażona w przezroczyste korpusy, łatwo określić ilość wody i zanieczyszczeń, które gromadzą się w filtrze
Gdyby w filtrze gromadziła się woda, należy ją regularnie usuwać. Można to uczynić przez ręczne odkręcenie śruby spustowej. Jeżeli w filtrze zbiera się dużo wody, to można zastosować automatyczne opróżnianie zbiornika z kondensatu.
W zależności od rodzaju budowy stosuje się pływak, który przy określonym poziomie wody otwiera zawór spustowy lub opróżniacz kondensatu otwierający się samoczynnie przy każdym włączeniu lub wyłączeniu układu pneumatycznego.
Pozostałe Elementy Układu Przygotowania Powietrza
Schłodzenie powietrza jest konieczne, gdyż praca sprężarki powoduje jego nagrzewanie na skutek sprężania. W związku z tym w układzie zastosowane są układy chłodnicze.
W starszych rozwiązaniach stosowane są układy chłodzenia niewymuszonego. Polega to na poprowadzeniu rur np. pod nadwozie pojazdu w formie wężownicy, gdzie schłodzenie powietrza następuje na skutek jazdy - pęd powietrza wokół pojazdu owiewając wężownice schładza sprężone powietrze w nich biegnące.
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.
tags: #zawór #filtra #powietrza #na #przewodzie #budowa
