Cum protejează unitățile de tratare a aerului echipamentele pneumatice de contaminare?

Cum Unități de tratare a aerului Protejați echipamentele pneumatice: răspunsul direct

Aerul comprimat care părăsește un compresor industrial tipic este departe de a fi curat. Transportă picături de apă și vapori, aerosoli de ulei de compresor, particule de rugină și de țevi, praf atmosferic și microorganisme - toate la presiuni și viteze care împinge acești contaminanți adânc în orificiile supapelor, găurile cilindrilor și porturile pentru instrumente. Unități industriale de tratare a aerului pentru pneumatică interceptați această contaminare la limita sistemului, transformând aerul comprimat brut într-un mediu controlat, curat și corect condiționat pe care componentele pneumatice sunt proiectate să funcționeze.

Cei patru principali contaminanți din sistemele de aer comprimat

Înțelegerea a ceea ce este prezent în aerul comprimat netratat este baza pentru alegerea corectă Unități de tratare a aerului . Fiecare clasă de contaminanți cauzează un tip distinct de daune echipamentelor pneumatice și necesită un mecanism de tratare diferit pentru a-l îndepărta.

Particule solide

Aerul atmosferic aspirat într-un compresor conține praf, polen, particule de carbon și resturi metalice. Odată comprimate, aceste solide se concentrează prin raportul de compresie - de obicei 7:1 până la 10:1 în sistemele industriale - adică un sistem de aer comprimat 10:1 furnizează de zece ori masa de particule pe metru cub comparativ cu aerul atmosferic. În interiorul unei supape pneumatice cu un joc de bobină de 5-15 µm , chiar și particulele fine provoacă zgârieturi, scurgeri și eventual eșec de deplasare.

Apă lichidă și vapori de apă

Apa este cel mai dăunător și cel mai abundent contaminant în majoritatea sistemelor de aer comprimat. La 100% umiditate relativă și 7 bar, aerul la 20°C poate transporta aproximativ 1,2 grame de apă pe metru cub . Pe măsură ce aerul se răcește în conductele din aval de compresor, această apă se condensează în picături care se acumulează în punctele joase, pătrund în cavitățile supapelor și accelerează coroziunea suprafețelor feroase. Deteriorările cauzate de îngheț în instalațiile exterioare sau neîncălzite, emulsionarea lubrifianților și umflarea etanșării din cauza contactului extins cu apa sunt toate consecințele directe ale umidității negestionate.

Aerosoli de ulei și vapori

Compresoarele cu șurub și piston lubrifiate cu ulei injectează o cantitate mică de lubrifiant în camera de compresie. Chiar și după postrăcitoare și separatoare ale compresorului, transportul de ulei de 1–5 mg/m³ este tipic în sistemele nefiltrate. Acest ulei contaminează echipamentele din aval, reacționează cu etanșările din elastomer pentru a provoca umflarea sau întărirea în funcție de compatibilitate, iar în aplicațiile alimentare, farmaceutice sau semiconductoare creează un risc inacceptabil de contaminare a produsului.

Fluctuația presiunii

Presiunea de ieșire a compresorului fluctuează odată cu ciclurile de cerere, iar presiunea sistemului scade pe liniile de distribuție lungi. Actuatoarele pneumatice și supapele de control sunt evaluate pentru anumite intervale de presiune de funcționare - de obicei 4-6 bari pentru componente standard. Picurile de presiune peste valorile nominale accelerează uzura etanșării și pot provoca fisurarea corpului supapei; presiunile sub minimul reduc forța actuatorului și provoacă timpi de ciclu inconsecvenți. Prin urmare, presiunea nereglementată este la fel de dăunătoare în felul său ca și contaminarea fizică.

Cum Each Component of an FRL Unit Works

The Unitate FRL pentru sisteme pneumatice combină trei etape funcționale - Filtru, Regulator și Lubrificator - într-un lanț de tratament secvenţial care abordează fiecare categorie de contaminare în ordinea corectă. Unele configurații adaugă o a patra etapă (filtru coalescent sau micro-filtru) pentru aplicații mai solicitante.

Etapa 1 — Filtru: Îndepărtarea solidelor și a apei în vrac

Filtrul de aer comprimat folosește acțiune centrifugă și un element de filtru pentru a îndepărta contaminanții. Aerul care intră intră într-un deflector de rotație care dă un vârtej centrifugal, aruncând picături de apă și particule mai mari pe peretele vasului prin forța centrifugă. Acestea se adună în vas și sunt drenate - fie manual printr-o supapă de scurgere, fie automat printr-o scurgere cu plutitor. Apoi, aerul trece printr-un element de filtru cu un grad de pori definit:

• Filtru de uz general de 40 µm: Îndepărtează apa în vrac, depunerile de țevi și particulele grosiere - alegerea standard pentru majoritatea instrumentelor și dispozitivelor de acționare pneumatice
• Filtru standard de 5 µm: Necesar pentru supapele de control direcțional cu orificii mici și supapele proporționale sensibile
• Filtru coalescent de 0,01 µm: Îndepărtează aerosolii de ulei și particulele submicronice - specificate pentru aerul de instrumente, contactul cu alimentele și mediile farmaceutice

Etapa 2 — Regulator: Stabilizarea presiunii din aval

Regulatorul de presiune menține o presiune constantă, reglabilă în aval, indiferent de fluctuațiile presiunii din amonte. O diafragmă de detectare conectată la circuitul din aval detectează orice abatere de presiune și ajustează o supapă cu clapetă pentru a compensa. Regulatoare moderne în Unități industriale de tratare a aerului pentru pneumatică menține presiunea în aval în interior ±0,05 bar a punctului de referință într-un interval de debit de la zero la debitul nominal total - asigurându-vă că actuatoarele primesc forță constantă pe parcursul fiecărui ciclu al mașinii.

Intervalele de presiune ale regulatorului sunt de obicei 0,05–1,0 bar pentru regulatoarele de instrumente de precizie și 0,5-10 bar pentru regulatoarele industriale standard. Presiunea secundară trebuie setată la valoarea minimă cerută de aplicație — presiunea inutil de mare accelerează uzura etanșării și crește consumul de energie.

Etapa 3 — Lubrificator: Protejarea componentelor în mișcare

Nu toate circuitele pneumatice necesită lubrifiere - multe supape și actuatoare moderne folosesc garnituri și rulmenți auto-lubrifianți. Acolo unde este specificată lubrifierea, lubrifiatorul cu ceață introduce un aerosol de ulei dozat cu precizie în fluxul de aer folosind un principiu venturi. Aerul care accelerează prin venturi creează o zonă de joasă presiune care atrage uleiul într-o țeavă verticală și îl atomizează în picături de 1–5 µm — suficient de mic pentru a rămâne antrenat în fluxul de aer și pentru a ajunge la rulmenții din aval, bobinele supapelor și pereții cilindrilor.

Viteza de alimentare cu ulei de lubrifiere este reglabilă, de obicei în intervalul de 1-10 picături pe minut la cupola de vedere pentru debite standard. Supra-ungerea este o eroare obișnuită de configurare - excesul de ulei se acumulează în cavitățile supapelor, blochează porturile pilot ale supapelor solenoide și contaminează materialele procesului. Viteza de avans corectă este minimul care menține formarea adecvată a peliculei la cea mai solicitantă componentă din aval.

Modalități specifice în care unitățile de tratare a aerului prelungesc durata de viață a echipamentului pneumatic

Efectul protector al Unități de tratare a aerului pe echipamentul din aval este măsurabil pentru fiecare tip de componente majore dintr-un sistem pneumatic. Următoarea defalcare arată modul în care contaminarea cauzează eșecul și modul în care tratamentul o previne.

Supape de control direcțional

Solenoidele și supapele direcționale acționate manual sunt printre cele mai sensibile componente la contaminare din orice circuit pneumatic. Jocul dintre bobina supapei și alezajul este de obicei 3–8 µm — mai îngust decât un păr uman. Contaminarea cu particule în acest gol provoacă scoruri care permit scurgeri pe terenurile bobinei, degradarea vitezei de comutare și irosirea aerului comprimat. Apa din corpul supapei corodează suprafața alezajului, creând rugozitate care provoacă înțeparea bobinei - supapa nu reușește să se deplaseze sub forța normală a solenoidului, provocând întreruperi ale ciclului mașinii. Studiile efectuate în instalații industriale au arătat că aerul filtrat și reglat reduce frecvența de înlocuire a supapelor cu 60–75% comparativ cu alimentarea nefiltrată.

Cilindri și actuatori pneumatici

Garniturile cilindrului - de obicei inelele O din poliuretan sau cauciuc nitrilic și garniturile cu buze - sunt degradate de emulsii apă-ulei, lubrifianți incompatibili chimic și depuneri de particule de pe suprafața găurii. Un alezaj al cilindrului marcat de contaminarea cu particule va dezvolta scurgeri de derivație a etanșării pistonului care reduce forța actuatorului, încetinește durata ciclului și, în cele din urmă, permite o bypass completă a aerului care împiedică actuatorul să atingă punctul final al cursei. Aerul filtrat corespunzător cu lubrifiere adecvată menține rugozitatea suprafeței găurii în limitele toleranțelor de proiectare, datele de teren indicând o Creștere de 2–4 ori a intervalului de înlocuire a etanșării când este furnizat aer curat și lubrifiat.

Scule și motoare acționate cu aer

Motoarele și polizoarele pneumatice cu palete funcționează la viteze mari de rotație – adesea 8.000-25.000 rpm — cu jocul paletelor măsurat în micrometri. Apa din curentul de aer provoacă umflarea paletelor, coroziunea camerei rotorului și pitting-ul căii de rulare a rulmentului. Contaminarea cu particule cauzează uzura accelerată a paletelor și pierderea eficienței motorului. An Unitate FRL pentru sisteme pneumatice poziționat imediat în amonte de o sculă pneumatică prelungește semnificativ durata de viață a sculei și menține puterea constantă pe tot parcursul intervalului de service al sculei.

Senzori de presiune și instrumente

Traductoarele de presiune, debitmetrele și senzorii de poziție cu interfețe pneumatice sunt componentele cele mai vulnerabile la contaminarea cu ulei și particule. O particule de 0,5 µm adăpostite în portul de detectare al unui traductor de presiune cu a ±0,1% specificație de precizie la scară completă poate provoca o eroare de măsurare suficient de mare pentru a declanșa alarme false sau decizii incorecte privind ciclul mașinii. Aerul de calitate instrument - filtrat la 0,01 µm cu conținut de ulei sub 0,01 mg/m³ - este obținut prin adăugarea unui filtru coalescent în aval de ansamblul FRL standard.

ISO 8573 Clasele de calitate a aerului și modul în care acestea ghidează selecția tratamentului

ISO 8573-1 oferă cadrul recunoscut la nivel internațional pentru specificarea calității aerului comprimat. Acesta definește curățenia în trei dimensiuni - particule solide, conținut de apă și conținut de ulei - fiecare pe o scară de la Clasa 0 (cel mai curat) la Clasa X (nespecificată). Selectarea corectă Unități industriale de tratare a aerului pentru pneumatică începe cu identificarea clasei de calitate ISO 8573 cerută de echipamentele cele mai sensibile din circuit.

Majoritatea circuitelor pneumatice industriale generale sunt deservite în mod adecvat de aer din clasa 3–4, care poate fi realizată cu un filtru standard de 5 µm și o combinație de uscător cu agent frigorific. Aerul de clasa 1–2 pentru instrumente sensibile sau aplicații igienice necesită filtrare coalescentă și uscare prin adsorbție - o specificație care conduce selecția în mai multe etape Unități industriale de tratare a aerului pentru pneumatică mai degrabă decât doar un ansamblu FRL de bază.

Dimensionarea și instalarea corectă a unităților de tratare a aerului

A specificat corect Unitate de tratare a aerului care este supradimensionat, subdimensionat sau prost instalat nu va oferi protecția nominală. Următoarele instrucțiuni abordează cei mai critici parametri de instalare.

Potrivirea debitului

Fiecare componentă FRL este evaluată pentru un debit maxim la o presiune de referință - de obicei exprimată în Nl/min (litri normalizați pe minut) sau SCFM. Căderea de presiune în unitate la debitul maxim al sistemului nu trebuie să depășească 0,1–0,15 bar pentru o combinație filtru-regulator. Depășirea acestei limite înseamnă că unitatea este subdimensionată: eficiența reală de filtrare scade pe măsură ce viteza aerului prin element crește, iar separarea apei prin acțiune centrifugă devine mai puțin eficientă. Dimensiunea întotdeauna se bazează pe fluxul de cerere de vârf, nu pe debitul mediu.

Orientare și poziție de instalare

Unitățile FRL trebuie instalate cu vasul atârnând vertical în jos pentru a permite scurgerea condensului colectat prin gravitație. Montarea la un unghi mai mare decât 5° față de verticală împiedică funcționarea corectă a mecanismului de scurgere și riscă reantrenarea apei colectate în fluxul de aer. Ansamblul trebuie să fie poziționat cât mai aproape de punctul de utilizare, pe cât posibil — țevile lungi între FRL și echipament permit scăderi de temperatură care provoacă condens suplimentar în aval de filtru.

Managementul scurgerii bolului

Scurgerile manuale necesită atenție zilnică sau pe ture în medii umede sau sisteme cu debit mare. Scurgerile automate cu flotor elimină această cerință de întreținere, dar trebuie inspectate trimestrial pentru blocarea prin acumularea de particule. În sistemele în care volumele de condens sunt mari – în special în climatele calde, umede sau cu postrăcitoare cu performanțe slabe – un vas de mare capacitate sau un prefiltru separat cu scurgere de volum mare ar trebui să preceadă ansamblul principal FRL pentru a preveni revărsarea vasului care forțează apa în aval.

Intervalele de înlocuire a elementului filtrant

Elementele filtrante se încarcă progresiv cu particule acumulate. Un element încărcat mărește căderea de presiune, reduce capacitatea de curgere și – dacă încărcarea atinge punctul de străpungere – poate fragmenta și trece contaminarea în aval, în loc să o rețină. Ca instrucțiune generală, elementele trebuie înlocuite atunci când scăderea presiunii peste filtru depășește 0,1 bar deasupra liniei de bază a elementului curat , sau pe un program bazat pe timp de 6-12 luni în medii industriale tipice, oricare dintre acestea se întâmplă mai întâi. Mediile cu o mare contaminare (turtorie, exploatare, prelucrarea lemnului) pot necesita modificări trimestriale ale elementelor.

Selectarea unității de tratare a aerului potrivite pentru aplicația dvs

Alegerea potrivită Unități industriale de tratare a aerului pentru pneumatică necesită potrivirea specificațiilor produsului cu condițiile reale de funcționare și cu sensibilitatea echipamentului aplicației. Tabelul de mai jos oferă un cadru de selecție în funcție de tipul de aplicație.

Întrebări frecvente despre unitățile de tratare a aerului