Процессы современного производства в значительной степени зависят от сжатого воздуха — эффективного и простого в обращении источника энергии. Так, изделия промышленного производства, к примеру, пакуются или транспортируются посредством систем сжатого воздуха. Но этот источник энергии требует наличия воздушных компрессоров. Современные методы производства и обработки предъявляют высокие требования к безопасности, функциональности, надёжности воздушных компрессоров. Затраты на сжатый воздух во многом определяются затратами энергии компрессора. Также немалую роль в работе компрессора исполняет фильтр. Рассмотрим, как работают фильтры современных воздушных компрессоров.
СОДЕРЖИМОЕ ПУБЛИКАЦИИ :
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.
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.
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.
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.).
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.
Фильтр + интеграция в резервуар давления
Следующие условия характерны для сжатия окружающего воздуха применительно к стандартному производству:
- Содержание масла в сжатом воздухе снижается через предварительное разделение.
- Максимальное содержание масла после предварительного выпуска не должно превышать значения 5 г/нм3.
- Достаточный уровень масла (около 0,5 диаметра сепаратора)
- Отсутствие прямого потока в сепаратор.
- Локальные пиковые нагрузки (с уменьшением давления) или рост нагрузки (увеличение давления) не должны превышать заданные диапазоны.
- Линия сбора масла должна быть достаточно большой, чтобы обеспечивался возврат выделенного объёма масла.
Характеристики современных фильтров:
- Непрерывная рабочая температура: макс. 100 ° C, в течение коротких периодов: макс. 120 ° C
- Падение давления (500 часов): <0,3 бар
- Остаточное содержание масла (500 часов): <3 мг / Нм³
- 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.