Фильтр и сепаратор масла воздушного компрессора

Фильтр и сепаратор масла воздушного компрессора

Процессы современного производства в значительной степени зависят от сжатого воздуха — эффективного и простого в обращении источника энергии. Практически все широко известные изделия промышленного производства пакуются или транспортируются посредством систем сжатого воздуха. Между тем организация систем сжатого воздуха требует наличия воздушных компрессоров. Современные методы производства и обработки предъявляют высокие требования к безопасности, функциональности, надёжности и экономии при работе компрессоров систем сжатого воздуха. Затраты на сжатый воздух во многом определяются затратами энергии компрессора. А энергетическая составляющая связана с фильтрующими решениями, которые гарантируют высокую экономичность. Рассмотрим, как работают современные фильтры компрессоров, участвующих в производстве сжатого воздуха.

Цепь фильтрации воздушного компрессора

Структурная схема компрессора сжатия воздуха традиционно имеет замкнутый масляный контур. Тем не менее, техника обычно оснащается тремя фильтрами. Внедрение фильтров обусловлено необходимостью удаления пыли, взвешенных частиц и продуктов масляной деградации. Кроме того, фильтры используются для отделения части масла, требуемого для охлаждения воздуха в процессе сжатия, с последующим возвратом этого масла в контур.

Классическая схема фильтрации
Классическая схема фильтрации на три ступени: 1 – масса загрязнений на входе; 2 – первая ступень фильтра; 3 – результат очистки первой ступенью; 4 – воздушный компрессор; 5 – вторая ступень фильтра; 6 – результат очистки 2; 7 – третья ступень фильтра; 8 – результат очистки

Первая функция реализуется с помощью воздушного и масляного фильтров. Вторая — через масляный сепаратор (маслоотделитель). Несмотря на то, что задачи отдельных фильтров четко разделены, существуют определенные зависимости, которые требуют тщательной точной настройки.

Таким образом, частицы из окружающего воздуха могут поступать в систему через впускной канал, проходить очиститель воздуха, ступень сжатия и загрязнять масло. Поэтому, отделяя:

  • продукты деградации масла,
  • взвешенные частицы,

масляный фильтр, расположенный ниже по течению, дополнительно должен отделять частицы, захваченные с воздухом и не отделённые на входе.

Схема эффективного сепаратора
Схема эффективного сепаратора, правда, зачастую применяемого для фильтрации топлива: 1 – разделительный элемент; 2 – ядро разделителя; 3 – отстойник; 4 – ядро коагулятора; 5 – элемент коагулятора

Аналогичная концепция применима к сепаратору, который не только отделяет масло от сжатого воздуха, но также фильтрует частицы, содержащиеся в составе масла. Такие частицы состоят из массы, прошедшей масляный фильтр вместе с добавлениями к сжатому воздуху в камере сжатия. Поэтому необходимо учитывать полную цепь фильтрации, очевидно — система фильтрации настолько сильна, насколько слаба составляющая этой системы.

Разделение воздуха / масла в компрессорах

Винтовые компрессоры с масляной смазкой представляют собой управляемый и плавный способ получения низко-импульсного сжатого воздуха, пригодного для использования в промышленных целях. Экономическая эксплуатация винтовых компрессоров обеспечивается за счёт использования современных компонентов. Разделители воздуха / масла и разделительные сепараторы характеризуются:

  • низким перепадом давления,
  • высокой эффективностью разделения,
  • компактным дизайном,
  • устойчивой эксплуатационной надежностью в течение всего времени работы.

Принцип работы сепараторов масла

Воздушно-масляные сепараторы, а также сепараторы частиц функционируют в соответствии с принципом коалесценции. Винты компрессора сжимают газ, при этом для уплотнения пары винтов и отвода тепла, в камеру компрессора с винтами впрыскивается масло и, соответственно, переносится сжатым газом в резервуар.

Воздушно-масляный сепаратор
Современный сепаратор: 1 – вход газа; 2 – выход газа; 3 – манометр; 4 – муфта; 5 – тангенциальный слот; 6 – центрифуга отделения частиц; 7 – спиральное отделение частиц; 8 – очищенный поток; 9 – слив; 10 – кран; 11 – контрольное стекло; 12 – отсев более мелких частиц

После предварительного осаждения небольшие капли масла остаются в сжатом газе. Воздушно-масляные сепараторы используются для соединения мелких капель в более крупные, которые затем собираются и возвращаются в масляный контур. Такой подход минимизирует расход масла в компрессоре, ограничивает попадание в сеть сжатого воздуха.

Агрегация масляных капель

Разделители воздуха / масла и сепараторы частиц состоят из спирали с флисовой средой, расположенной концентрично внутри спирали (своеобразный предварительный разделитель). Спираль и предварительный разделитель сообщаются перфорированной трубкой.

Поскольку воздух, подлежащий фильтрованию, проходит через среду разделения по спирали, мелкие капли масла отделяются, в то время как сжатый газ проходит без потерь. Оказавшиеся в среде предварительной фильтрации, мелкие капли масла объединяются в более крупные образования.

Сжатый воздух свободно выходит через отводящую сторону спирали, в то время как агломерированное масло либо стекает под силой тяжести в трубу, устойчивую к давлению, либо удерживается в ёмкости после сепаратора. Повышенное давление в резервуаре позволяет возвращать масло в контур через линию улавливания.

Факторы, влияющие на коалесценцию

На функцию сепаратора, осуществляющую слияние капель масла (коалесценция), оказывают влияние различные физические эффекты и характеристики сжимаемого газа, а также используемого масла (температура, вязкость и т. д.).

Коалесцирующие элементы
Элементы масло-воздушных фильтров, благодаря которым добиваются получения эффекта коалесценции с высокой степенью производительности по массе

Интеграцией воздушно-масляных сепараторов в резервуар давления компрессора обеспечиваются наилучшие возможности разделения при низком перепаде давления до фильтра. Современные воздушно-масляные сепараторы, выполненные на основе передовых технологий разделения, способны увеличивать плотность мощности, поэтому более компактны, чем устаревшие разработки.

Практически все воздушно-масляные сепараторы нового типа имеют два фланцевых уплотнения в стандартной комплектации. Этим обеспечивается надежная герметизация между крышкой воздушно-масляного сепаратора и резервуара под давлением.

Все металлические части воздушного / масляного сепаратора новой конструкции имеют одинаковый электрический потенциал. Сепаратор воздух / масло для предотвращения электростатических зарядов может подключаться к заземлению компрессора через фланец.

Интеграция в резервуар давления

Следующие условия характерны для сжатия окружающего воздуха применительно к стандартному производству:

  1. Содержание масла в сжатом воздухе снижается через предварительное разделение.
  2. Максимальное содержание масла после предварительного выпуска не должно превышать значения 5 г/нм3.
  3. Достаточный уровень масла (около 0,5 диаметра сепаратора)
  4. Отсутствие прямого потока в сепаратор.
  5. Локальные пиковые нагрузки (с уменьшением давления) или рост нагрузки (увеличение давления) не должны превышать заданные диапазоны.
  6. Линия сбора масла должна быть достаточно большой, чтобы обеспечивался возврат выделенного объёма масла.

Характеристики современных фильтров:

  1. Непрерывная рабочая температура: макс. 100 ° C, в течение коротких периодов: макс. 120 ° C
  2. Падение давления (500 часов): <0,3 бар
  3. Остаточное содержание масла (500 часов): <3 мг / Нм³
  4. Срок службы: 500 — 4 000 часов (в идеальных условиях, в зависимости от применения)

Обслуживание фильтров и сепараторов

Необходимо соблюдать руководство по техническому обслуживанию. Например, рекомендуется лёгкая смазка уплотнения перед установкой и частичный поворот (на ¼ — ½ оборота) штока фильтра после установки.

В зависимости от соответствующего применения, содержание остаточного масла в сжатом воздухе может регулироваться правилами. При необходимости сжатый газ следует обрабатывать подходящими фильтрами.

Если воздушные / масляные сепараторы используются в условиях сильно изменяющейся окружающей среды, необходимо дополнительное тестирование оборудования.


 


Добавить комментарий

Внимание: Спам не пройдёт. Работает фильтрация комментариев. *