Навіщо потрібні блоки підготовки повітря та як вони влаштовані

Значення підготовки стисненого повітря для промислових виробництв

Як і тиск, так і ступінь чистоти стисненого повітря впливає на увесь робочий процес, бо може пошкоджити встановлене обладнання і потягнути за собою зупинку виробництва. Необроблене стиснене повітря також напряму створює ризик забруднення та відбракування продукції, особливо якщо мова йде про харчову та фармацевтичну промисловість. Тому стиснене повітря не повинно містити шкідливих забруднень та домішок, а тиск має бути обмежений згідно технічного паспорту обладнання. Саме для цього і використовуються блоки підготовки повітря.

Огляд блоків підготовки повітря та їх компонентів

Зазвичай під блоком підготовки повітря мається на увазі пристрій, що складаться з одного фільтр-регулятору з манометром та лубрикатором (маслорозпилювачем). Але також в його склад можуть додаватись блоки для розгалудження, комплекти фільтрів та клапанів. Встановлюють таку збірку, як правило, безпосередньо перед пневмоінструментом чи пневмоциліндром, куди подається повітря.

Фільтр-регулятор

Стандартний фільтр-регулятор повітря поєднує в собі два основних пристрої — власне, повітряний фільтр-вологовідділювач і механічний регулятор тиску повітря. Оскільки головною характеристикою такого виробу є продуктивність, то для його виготовлення застосовуються складові з ідентичними характеристиками — однаковою різьбою для підключення, розраховані на один й той самий діапазон робочого тиску й витрати повітря.

Опис та принцип роботи фільтра-регулятора

Принцип роботи фільтр-регулятора полягає в наступному:

• Очищення повітря. Повітря, що всмоктується компресором і проходить по системі повітряпроводам  до пневматичного обладнання, може містити різні забруднення: пил, частки компресорного мастила, воду. Вода у фільтрі-регуляторі видаляється з повітря подібно тому як це відбувається в центрифузі — конструкція має спеціальну форму, що змушує повітря розкручуватись й рухатись по колу, а у цей час наявні там дрібні краплі викидує з потоку. Після цього повітря також проходить пористий бронзовий чи поліпропіленовий фільтроелемент, де застрягають тверді часточки. Якість фільтрування у такий спосіб визначається розміром пор й вимірюється в мікронах (мкм). Чим менше число мікрон — тим якісніше фільтрування. 
• Регулювання тиску. Робочий тиск повітря, що надходить у систему пневматичного обладнання, має бути під контролем для забезпечення безпеки та ефективності роботи обладнання. Фільтр-регулятори зазвичай оснащені механічними манометрами, які показують вихідне значення тиску. Поворот рукоятки змінює силу притискання внутрішньої пружини клапану, що впливає на те, наскільки великим буде прохідний отвір через і, відповідно, рівень вихідного тиску. 

Функції фільтра-регулятора

Фільтр-регулятор повітря є пристроєм, який заміщує окремі регулятори тиску та фільтри. Він виконує кілька функцій:

1. Вологовідділення. Під час охолодження повітря волога в ньому конденсується в дрібні краплини, які можуть транспортуватись повітрям до кінцевого обладнання, вимивати змащення та вести та окислення частин обладнання. Для того, щоб видалити воду, всередині фільтра-регулятора є зона сепарації, де створюється рух повітря по спіралі. Дрібні краплини конденсату відділяються від повітря, подібно тому, як це працює в центрифугах.
2. Фільтрування повітря. Також у фільтр-регуляторі знаходиться фільтрувальний матеріал, який забезпечує механічне очищення повітря від забруднень — він пропускає молекули повітря на вихід, але утримує пил, дрібне сміття, бруд, часточки відпрацьованого компресорного мастила та інші домішки, які можуть нашкодити пневматичним компонентам.
3. Регулювання тиску.. Оскільки рівень тиску необхідно знижувати безпосередньо перед пневмоінструментом, то це робиться на фільтрі-регуляторі, який оснащений для цього манометром та рукояткою.
4. Захист від зворотного потоку. Конструкція фільтра-регулятора повітря перебачає скидання надмірного тиску з виходу в атмосферу і унеможливлює протікання повітря у зворотній бік — з виходу на вхід. Це запобігає випадковому руху пневматичних компонентів при вимиканні системи.

Маслорозпилювач

Опис та принцип роботи маслорозпилювача

Маслорозпилювач також часто називають лубрикатором. Це пристрій, який використовується для впорскування та розпилення рідкого мастила у повітря, яке транспортує його до внутрішніх поверхонь елементів і в результаті змащує деталі зсередини.

Розпилювач складається з корпусу у якому є отвір для заливання мастила у чашу для зберігання. Всередині чаші розташована трубка, по якій мастило всмоктується та вприскується у потік повітря. Принцип роботи лубрикатора заснований на використані тяги від потоку стисненого повітря, що проходить повз форсунку, тож пристрій подаватиме мастило лише в необхідні періоди — тоді, коли будуть йти витрати повітря. З форсунки мастило підхоплюється повітрям у вигляді дуже дрібних часточок.

Для регулювання лубрикатор має прозоре віконце, яке дозволяє спостерігати за крапанням мастила і коригувати частоту падіння капель, а відповідно і порції мастила, що потрапляють у повітря. Для зменшення чи збільшення змащення необхідно крутити гвинт дроселю у відповідну сторону.

Функції маслорозпилювача

Пневматичний лубриктор виконує наступні функції:

• Подача мастила під час роботи обладнання (коли є витрати повітря)
• Розділення мастила на краплі та розпилення їх у потоці повітря
• Регулювання кількості мастила, що подається

Хоча сам лубрикатор сумісний з різними видами мастил, необхідно використовувати лише ті марки, що рекомендуються виробниками обладнання, до якого надається змащення. Для пневматичних механізмів рекомендованим мастилом є турбінне, із рівнем в'язкості 32 мм²/сек, яке при продажі позначають за ISO як VG32.

Інтеграція фільтра-регулятора та маслорозпилювача в єдиний блок підготовки повітря

Фільтр-регулятор та маслорозпилювач є окремими пристроями, проте для зручності та компактностні їх об'єднують в блок підготовки повітря за допомогою спеціалізованих деталей-кріплень. Типовий блок підготовки повітря зазвичай складається лише з цих пристроїв. Такі модулі інколи позначають абревіатурою FRL (filter-regulator-lubricator).

Вибір конкретного блоку FRL напряму залежить від вимог якості повітря, тиску та витрат. Однак також важливо враховувати зручність обслуговування та інші фактори, такі як періодичність вимикання системи. Наприклад, як ми писали вище, під час роботи фільтр-регулятор прибирає з повітря конденсат, тож він накопичується в чаші пристрою, звідки його потрібно звідти зливати. Різні моделі фільтрів-регуляторів передбачають різні способи скидання конденсату — ручний, напівавтоматичний та автоматичний. Отож, якщо пневмосистема має працювати 24/7, то важливо буде БПП з повністю автоматичним зливом конденсату.

Також FRL може бути виконаний у вигляді компактного блоку з одним входом для повітря але кількома виходами. Наприклад, з відвідним блоком який дає вихід для підключення пневматичного обладнання яке має змащуватись мастилом, та другим, де повітря має бути чистим.

Подібні комбінації скорочують число компонентів і спрощують встановлення та підключення обладнання, що дозволяє заощадити не лише час, а і кошти на обслуговування та ремонт.

Схеми та конфігурації підготовки повітря

Для підготовки повітря використовуються значно більше пристроїв, ніж вищезгадані фільтр-регулятор з лубрикатором. Блок підготовки повітря встановлюють вже перед самою подачею у пневмоінструмент чи циліндр — як безпосередньо на місці, так і у шафі управління. Але частина підготовки повітря відбувається одразу після компресора. Залежно від вимог обробки стисненого повітря використовують наступні елементи:

• Ресивери — використовуються для зберігання стисненого повітря та компенсації перепадів тиску. Вони можуть бути вертикальними чи горизонтальними.
• Охолоджувачі — використовуються для охолодження стисненого повітря перед його використанням. Вони можуть бути повітряними чи водяними.
• Сепаратори-вологовідділювачі — призначені для відокремлення вологи від стисненого повітря. Вони можуть бути рефрижераторними чи адсорбційними.
• Осушувачі — використовуються для видалення вологи зі стисненого повітря. Вони можуть бути рефрижераторними чи адсорбційними.
• Фільтри повітря — призначені для очищення повітря від пилу, бруду та інших дрібних частинок. Вони можуть бути механічними або електростатичними та можуть мати різний ступінь очищення.
• Регулятори використовуються для регулювання тиску повітря в системі. Вони можуть бути прострі з ручним та манометром чи електричним управлінням.
• Мастильні пристрої — використовуються для змащення пневматичних пристроїв, що працюють на стиснутому повітрі. Вони можуть бути автоматичними або ручними.

Конкретна конфігурація блоків підготовки повітря залежить багатьох чинників, включаючи вимоги якості повітря, потреби у проміжному зберіганні стиснутого повітря, рівень вологості довкілля тощо.

Переваги інтегрованих блоків підготовки повітря

Інтегровані блоки підготовки повітря (або блоки керування повітрям) поєднують кілька функцій в одному компактному пристрої. Ось деякі з переваг, які вони надають:

1. Економія місця. Інтегровані блоки займають менше місця, ніж кілька окремих компонентів, що є особливо важливим для установок з обмеженим простором.
2. Зручність монтажу. Встановлення одного інтегрованого блоку потребує менше часу та зусиль, ніж встановлення кількох окремих компонентів.
3. Поліпшена ефективність. Інтегровані блоки дозволяють забезпечити більш ефективну роботу системи вентиляції, оскільки всі компоненти налаштовані та узгоджені один з одним.
4. Зниження витрат. Використання інтегрованих блоків може знизити витрати на обслуговування та заміну окремих компонентів.
5. Поліпшена якість повітря. Інтегровані блоки дозволяють проводити більш ефективну фільтрацію повітря та контролювати вологість, що сприяє покращенню якості повітря у приміщенні.
6. Легкість управління. Інтегровані блоки забезпечують більш зручний та простий спосіб керування системою вентиляції та підтримки заданих параметрів повітря.

Вибір оптимального блоку підготовки повітря для різноманітних застосувань

Вибір оптимального блоку підготовки повітря залежить від конкретного застосування, оскільки різні промислові та комерційні процеси можуть вимагати різні параметри якості повітря. При виборі блоку підготовки повітря слід враховувати вимоги щодо якості повітря для конкретного процесу.

Встановлення, налаштування та обслуговування блоків підготовки повітря

Встановлення, налаштування та обслуговування БПВ потребують певних знань та навичок, щоб забезпечити їх ефективну та безпечну роботу.

Вимоги до встановлення та налаштування

Встановлення БПВ:

• Виберіть місце для встановлення БПВ. Це має бути місце, де є достатній простір для встановлення та обслуговування обладнання.
• Перевірте відповідність електричної напруги та частоти живлення з вимогами БПВ.
• Підготуйте відповідні трубопроводи та кріплення для встановлення БПВ.
• Встановіть БПВ відповідно до інструкцій виробника та забезпечте надійне кріплення.

Налаштування БПВ:

• Перевірте наявність правильного тиску повітря на вході БПВ.
• Встановіть потрібний рівень тиску на виході з БПВ за допомогою регулятора тиску.
• Налаштуйте рівень зволоження, якщо БПВ обладнано зволожувачем.
• Перевірте роботу фільтрів та замініть їх у разі потреби.
• Регулярне технічне обслуговування та заміна компонентів.

Обслуговування БПП, яке має відбуватись регулярно:

• Перевіряйте робочий тиск на вході та виході з БПП.
• Перевіряйте стан фільтрів, очищуйте та замінюйте їх у разі потреби.
• Слідкуйте за наявністю мастила, якщо БПП обладнаний лубрикатором (маслорозпилювачем).
• Перевіряйте працездатність кранів та клапанів безпеки та заміняйте їх за потреби.
• Проводьте періодичний технічний огляд та обслуговування БПП відповідно до рекомендацій виробника.

Блок підготовки повітря для пневмоінструменту

Блок підготовки повітря пневмоінструменту — це пристрій, який використовується для очищення, регулювання та змащування стисненого повітря, яке постачається до пневмоінструменту.