Оборудование для осушения и очистки воздуха

Современная станция подготовки сжатого воздуха на СТОА, схема которой показана на рис. 12.1, позволяет получать практически сухой воздух при любых условиях окружающей среды круглый год. Иногда вся представленная схема подготовки воздуха монтируется в едином блоке с компрессором и включает следующие элементы: компрессор, предварительный охладитель сжатого воздуха до комнатной температуры, сепаратор конденсата (влаго-отделитель), ресивер, устройство для автоматического или ручного слива конденсата из ресивера и дренажный клапан, пред-фильтр для удаления частиц и капель воды, рефрижераторный осушитель воздуха, абсорбционный собственно фильтр, фильтр тонкой очистки, фильтр-поглотитель, сепаратор конденсата паров воды и масла.

Практика эксплуатации пневмосистем в автосервисных предприятиях позволяет сформулировать следующие рекоменда-

4 5 6 7 Н 9 1011

Комплексная компрессорная станция подготовки сжатого воздуха

Рис. 12.1. Комплексная компрессорная станция подготовки сжатого воздуха:

/ — компрессор; 2 — предварительный охладитель воздуха (до комнатной температуры); 3 — циклонный сепаратор конденсата; 4 — ресивер; 5 — дренажный клапан ресивера; 6 — керамический предфильтр; 7 — осушитель воздуха; 8 — собственно фильтр (адсорбционный); 9 — фильтр тонкой очистки;

10 — фильтр поглотитель; 11 — сепаратор конденсата паров воды и масла

ции по правилам грамотной эксплуатации оборудования для подготовке и очистке сжатого воздуха:

  • • входящий воздух должен иметь как можно более низкую температуру, а забор воздуха в компрессор желательно обеспечить с улицы (зимой это понизит концентрацию влаги в 4...5 раз);
  • • воздух в ресивере необходимо хранить при максимально возможном для установленного компрессора давлении;
  • • желательно установить стационарный компрессор в хорошо вентилируемом прохладном помещении;
  • • в случае если ресивер нагревается выше 30...40 °С, необходимо установить параллельно с основным дополнительный ресивер и разместить его на улице;
  • • небольшие переносные компрессоры непосредственно перед началом работы желательно выносить на улицу (особенно зимой) — это позволит сжимать холодный воздух с низким абсолютным содержанием влаги и ускорять процесс конденсации влаги в ресивере;
  • • фильтры-поглотители следует размещать в точках пневмосети, имеющих максимальное давление и минимальную температуру;
  • • при использовании редуктора для понижения давления фильтр должен быть установлен до редуктора, а не после, так как в противном случае эффективность влагоотделения падает в 3...4 раза;
  • • необходимо регулярно проверять состояние фильтрующих элементов керамических влагоотделителей, не снабженных индикатором, и вовремя промывать замаслившиеся элементы;
  • • не следует допускать повышенного расхода воздуха из-за утечек в шлангах и соединениях, так как количество влаги в магистрали прямо пропорционально количеству воздуха, сжатого компрессором;
  • • в случае невозможности снизить количество влаги в сети необходимо непосредственно к окрасочному пистолету подсоединить дополнительный влагоотделитель, это позволит исключить грубые дефекты окраски, создаваемые крупными каплями воды;
  • • использование окрасочных пистолетов с минимальным расходом воздуха снижает общее количество сконденсированной влаги.

Все элементы комплексной станции подготовки сжатого воздуха выполняют определенные функции и имеют специфические конструктивные особенности.

Предварительный охладитель воздуха служит для принудительного охлаждения сжатого воздуха до комнатной температуры, что обеспечивает конденсацию приблизительно 60 % влаги в виде тумана и сравнительно крупных капель. Он устанавливается непосредственно после компрессора и представляет собой радиатор, рассчитанный на максимальное давление, создаваемое компрессором. Обдув производится мощным электрическим вентилятором. Установка охладителя особенно полезна в тех случаях, когда сам компрессор имеет небольшой ресивер или долгое время работает с максимальной производительностью и сильно нагревается. Основные технические характеристики охладителей сжатого воздуха приведены в табл. 12.3.

После охладителя устанавливается циклонный сепаратор масловодяного конденсата (рис. 12.2, а).

В сепараторе поток воздуха закручивается за счет косых прорезей и вследствие этого достаточно крупные капли воды и масла отбрасываются к стенкам, по мере накопления стекая вниз. Поскольку в сепараторе отсутствуют движущиеся и сменяемые детали, срок его службы неограничен. Конденсат автоматически удаляется из донной части сепаратора при снижении давления в магистрали до величины менее 50 МПа.

Ресивер служит для накопления охлажденного сепарированного воздуха, для демпфирования пиковых нагрузок и сглаживания пульсаций давления в сети. В нем процесс конденсации тумана на стенках продолжается тем интенсивнее, чем больше объем ресивера, следовательно, больше время контакта сжатого воздуха со стенками. Как правило, ресиверы снабжают устройством для

Таблица 12.3. Основные характеристики охладителей сжатого воздуха

Подача, л/мин

Диаметр резьбового соединения, дюйм

Масса, кг

Габаритные размеры (Д х Ш х В), мм

600

1

19

490 х 630 х 290

1200

1

20

1800

1,5

29

560 x 710 x 230

2400

1,5

32

3000

2

49

800 х 800 х 480

3900

2

51

4800

2

53

7200

2

97

800 х 1100 х 940

9600

2,5

120

1200 х 1200 х 1000

Конструкция циклонного сепаратора конденсата (а) и керамического

Рис. 12.2. Конструкция циклонного сепаратора конденсата (а) и керамического

предфильтра (б):

  • 1 манометр; 2 — корпус фильтра; 3 — керамический фильтрующий элемент;
  • 4 — автомат для удаления конденсата

автоматического или ручного удаления конденсата и дренажным краном. Основные технические характеристики ресиверов для накопления сжатого воздуха приведены в табл. 12.4.

Таблица 12.4. Основные характеристики ресиверов для накопления сжатого воздуха

Вместимость, л

Диаметр резьбового соединения, дюйм

Давление, МПа

Габаритные размеры (диаметр х длина), мм

270

1

0,11

560 х 1700

500

2

0,11

660 x 2100

800

2

0,11

750 х 2090

1000

2

0,10

860 х 2350

2000

2

0,10

1060 х 2820

Многоступенчатая система фильтрации воздуха после ресивера в зависимости от требуемой степени очистки воздуха оснащается соответствующим дополнительным оборудованием, в которое входят:

  • • керамический предфильтр (рис. 12.2, б), предназначенный для понижения концентрации масляного тумана и предотвращения образования крупных капель воды. Он изготавливается методом порошковой металлургии или из керамики с ячейками размером 3...10 мкм. Срок службы фильтрующего элемента неограничен, поскольку в случае засорения его можно промыть в маслорастворяющей жидкости. Устанавливается сразу после ресивера;
  • • адсорбционный фильтр, улавливающий частицы до 1 мкм, расположен за предфильтром. Выполняется из керамики или полимерного материала;
  • • фильтр тонкой очистки, изготавливаемый только из полимерных материалов, позволяет улавливать частицы до 0,01 мкм;
  • • фильтр-поглотитель на базе активированного угля.

По разности давлений воздуха на входе и выходе фильтра судят о степени его загрязненности. Поэтому высококачественные фильтры обязательно оснащены манометром или датчиком. Предусматривается также система конденсатоотвода.

Обычно на фильтре обозначается его пропускная способность, а первая буква маркировки указывает на назначение: 0 — предфильтр, Р — собственно фильтр, Н — фильтр тонкой очистки, С — фильтр-поглотитель. В идеальном случае должны присутствовать все четыре ступени фильтрации, хотя при подготовке воздуха для окрасочного оборудования в фильтрах С нет необходимости. Основные технические характеристики фильтров очистки сжатого воздуха представлены в табл. 12.5.

При проектировании комплексной станции подготовки сжатого воздуха следует учитывать то, что хорошо осушенный и очищенный сжатый воздух пригоден для окрасочных работ, но не годится для пневмоинструмента, для нормальной работы которого необходимо присутствие определенного количества масла в воздухе для смазки трущихся деталей инструмента.

Таблица 12.5. Основные характеристики фильтров очистки сжатого воздуха

Тип фильтров

Диаметр резьбового соединения, дюйм

Пропускная способность, л/мин

Керамические (степень очистки 3 мкм)

3/8

400

1/2

800

3/4

1600

1

2500

1

3600

1,5

6000

2

7000

2

9000

2

12 000

Адсорбционные (степень очистки 0,01 мкм)

3/8

400

1/2

800

3/4

1600

1

2500

1

3600

1,5

6000

2

7000

2

9000

2

12 000

Окончание табл. 12.5

Тип фильтров

Диаметр резьбового соединения, дюйм

Пропускная способность, л/мин

На основе активированного угля (степень очистки 0,003 мкм)

3/8

400

1/2

800

3/4

1600

1

2500

1

3600

1,5

6000

2

7000

2

9000

2

12 000

Необходимое насыщение воздуха маслом обеспечивается специальными устройствами — лубрикаторами, работающими по принципу обычного пульверизатора. Часто используют упрощенные модели лубрикаторов, подключаемые к входу самого инструмента. Однако более целесообразно оснащать станцию подготовки сжатого воздуха стационарными лубрикаторами с регулируемым дозированием масла, а воздух для работы инструмента, не требующего смазки (обдувочных пистолетов, пистолетов для подкачки шин, шлифовального и прочего инструмента малярного участка), забирать от разъема, установленного до лубрикатора.

В целях обеспечения удобства монтажа, эксплуатации и технического обслуживания станции подготовки сжатого воздуха и пневмомагистрали проектируют по модульному принципу. Все элементы блока устройств подготовки сжатого воздуха (рис. 12.3) можно использовать самостоятельно. Они имеют собственную присоединительную резьбу, позволяющую легко перестраивать блок, менять его конфигурацию и состав за счет применения промежуточных элементов, соединяющих между собой отдельные аппараты.

Поскольку сжатый воздух, расширяясь в оборудовании и инструменте, охлаждается независимо от условий среды, выделяется дополнительный конденсат. Поэтому для значительного понижения влажности применяют осушители сжатого воздуха раз-

I

Рис. 12.3. Блок устройства подготовки сжатого воздуха:

/ — фильтр; 2 — регулятор давления; 3 — лубрикатор

личных типов: адсорбционные, мембранные и рефрижераторные. На практике наибольшее распространение получили осушители рефрижераторного типа с расходом воздуха до 1000 л/ч. Они экономичны, а точка росы 30 °С, как правило, достаточна в большинстве случаев применения.

Осушители воздуха рефрижераторного типа служат для понижения влажности и позволяют удалить до 95...97 % всего конденсата паров воды и масла, тогда как системы, не оборудованные таким осушителем, позволяют удалить не более 80 % конденсата. Идеальное место рефрижераторного осушителя — после керамического предфильтра, перед адсорбционным фильтром. Это объясняется тем, что 1 м3 воздуха содержит более 100 млн твердых частиц диаметром 3 мкм, которые при малой скорости потока воздуха в рефрижераторе служат центрами конденсации влаги и способствуют возникновению крупных капель воды. Но эти же частицы, разогнанные до скорости 100 м/с в окрасочном пистолете, действуют на сопло как абразив, резко сокращая срок его службы.

Рефрижераторные осушители содержат собственно рефрижератор, два теплообменника, влагоотделитель и систему конден-сатоотвода. Влажный воздух, контактируя с испарителем рефрижератора и первым (основным) теплообменником, охлаждается, и влага, которая выпадает в виде крупных капель росы, легко улавливается влагоотделителем. Во втором теплообменнике уже осушенный воздух нагревается, охлаждая при этом входящий влажный воздух. Это позволяет при относительно невысокой мощности компрессора постоянно поддерживать в первом теплообменнике температуру на уровне 20...30 °С, сберегая до 40... ...50 % энергии.

Основные технические характеристики импортных рефрижераторных осушителей сжатого воздуха приведены в табл. 12.6.

Таблица 12.6. Основные характеристики осушителей воздуха компании ПАС (Италия)

Модель

осушителя

Подача, л/мин

Масса, кг

Габаритные размеры (Д х Ш х В), мм

DRY 3

350

34

450 х 540 х 505

DRY 5

550

37

О

m

X

о

in

X

о

m

DRY 8

850

39

in

о

ш

X

о

in

X

о

m

DRY 11

1100

41

in

о

m

X

о

in

X

о

m

DRY 18

1800

43

450 X 540 X 505

DRY 23

2300

45

in

о

m

X

о

in

X

о

m

DRY 31

3100

57

540 x 670 x 635

DRY 43

4300

76

590 x 820 x 805

DRY 52

5200

94

590 x 820 x 805

Величина подачи осушителя (табл. 12.6) приведена для нормальных условий. Однако реальные условия работы компрессорной станции, как правило отличаются от нормальных. Поэтому для правильного подбора осушителя необходимо учитывать специальные поправочные коэффициенты в зависимости от рабочего давления, температуры воздуха на входе и от точки росы.

Поправочные коэффициенты для выбора осушителя в зависимости от рабочего давления:

Рабочее давление, МПа.................

............. 0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

Коэффициент.................................

............. 0,54

0,67

0,77

0,85

0,93

Рабочее давление, МПа.................

............. 0,7

0,8

0,9

0,1

0,11

Коэффициент.................................

............. 1,0

1,06

1,11

1,15

1,18

Рабочее давление, МПа.................

............. 0,12

0,13

0,14

0,15

0,16

Коэффициент.................................

............. 1,21

1,23

1,25

1,27

1,28

Поправочные коэффициенты для выбора осушителя в зависимости от температуры воздуха на входе:

Температура воздуха на входе, °С ............. 30 35 40 45

Коэффициент.............................................. 1,20 1,0 0,82 0,67

Поправочные коэффициенты для выбора осушителя в зависимости от точки росы:

Точка росы, °С ............. 3 4 5 6 7 8 9 10

Коэффициент............... 1,0 1,02 1,05 1,07 1,1 1,12 1,15 1,18

Рассмотрим пример выбора осушителя воздуха для следующих условий: объемная подача компрессора на выходе 3000 л/мин; рабочее давление компрессора 0,9 МПа; температура воздуха на входе 20 °С; температура воздуха на выходе компрессора 45 °С; точка росы 3 °С.

Поправочные коэффициенты (на основании приведенных выше данных) для указанных условий будут составлять 1,11; 0,95; 0,67; 1,0.

Необходимая пропускная способность осушителя воздуха с учетом поправочных коэффициентов для заданной точки росы будет равна объемной подаче компрессора, деленной на все поправочные коэффициенты поочередно:

3000/0,95/0,67/1,0 = 4246 л/мин.

Ближайшее значение искомой подачи воздуха осушителя соответствует модели с подачей 4300 л/мин, это модель DRY 43.

Таким образом, пропускная способность осушителя не всегда соответствует объемной подаче компрессора, и это необходимо учитывать при выборе элементов системы подготовки сжатого воздуха. Действительно, для нормальных условий подошла бы модель DRY 31 с пропускной способностью 3100 л/мин. Как правило, потребитель ошибочно именно так и подбирает осушитель, который в этом случае не способен обеспечить необходимую точку росы.

Линии подготовки сжатого воздуха, кроме рассмотренных элементов (с точки зрения окружающей среды), должны включать еще один обязательный элемент — сепаратор конденсата. При объемной подаче компрессора 1000 л/мин выход конденсата во всех элементах системы может составлять 20...30 л за рабочую смену. Сепаратор конденсата позволяет разделить масловодяную эмульсию (конденсат) на техническую воду, которую допустимо сливать в канализацию, и отработанное масло, утилизируемое обычным путем.

Контрольные вопросы

  • 1. Какие включения содержит окружающий воздух, попадающий в компрессор?
  • 2. Как влияют влага и твердые включения на работу пневмоинструмента и окрасочных пистолетов?
  • 3. Какие существуют методы осушения и очистки сжатого воздуха?
  • 4. Какая аппаратура и оборудование применяются на автосервисных предприятиях для осушения и очистки сжатого воздуха?
  • 5. Из каких элементов состоит многоступенчатая система фильтрации сжатого воздуха?
  • 6. Каково назначение сепаратора конденсата паров воды и масла в составе комплексной компрессорной станции подготовки сжатого воздуха?
  • 7. Чего нельзя делать при обслуживании пневмомагистрали автосервисного предприятия в соответствии с требованиями охраны окружающей среды?
  • 8. Каковы назначение лубрикаторов и принцип их действия?
  • 9. Какими аппаратами комплектуются блоки устройств подготовки сжатого воздуха?
  • 10. Какой пневмоинструмент применяется на малярном участке автосервисного предприятия?
 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >