Магистральные фильтры сжатого воздуха.
Очистка сжатого воздуха это необходимая мера для удаления из него твердых частиц и масла. При подаче в компрессор обычный воздух содержит около 1,8 миллиардов частиц пыли. Помимо пыли, в сжатый воздух после работы компрессора могут поступать эмульсии и пары масла, которые его также загрязняют. В связи с этим возникает необходимость его очистки. Очистка сжатого воздуха осуществляется с помощью системы фильтров, которые устанавливаются в пневматическую систему или магистраль, отсюда и название таких фильтров – магистральные.
Выбор фильтров для очистки сжатого воздуха
Выбирая магистральные фильтры для очистки сжатого воздуха, необходимо исходить из следующих факторов:
1. Степень загрязнения сжатого воздуха. Если в сжатом воздухе присутствуют твердые частицы и масляные эмульсии лучше всего подойдут фильтры, имеющие волоконные картриджи, если же необходимо устранить из сжатого воздуха различные испарения и запах - надо ориентироваться на фильтры которые имеют в составе активированный уголь.
2. Пропускная способность фильтра. Необходимо отталкиваться от максимальной производительности самого компрессора, и закладывать «небольшой запас прочности».
3. Требования к степени очистки воздуха. В зависимости от сферы применения сжатого воздуха могут быть разные требования к степени его очистки. Поэтому необходимо исходить из требований по классу чистоты воздуха.
Принцип работы магистральных фильтров.
Для начала необходимо отметить, что конструкция магистральных фильтров достаточно проста, все они, как правило, состоят из двух составных частей:
- Собственно фильтр, который представляет собой металлический или пластиковый корпус в виде цилиндра;
- Сменный картридж, который состоят из фильтрующего материала для задержки пыли, твёрдых частиц, и эмульсий масла.
В пневматической линии магистральные фильтры устанавливаются между компрессором и пневматическом оборудовании, которое является потребителем сжатого воздуха.
Принцип работы магистральных фильтров построен на действии центробежной силы. Во время работы компрессора, сжатый воздух поступает в магистральный фильтр, в котором загрязняющие частицы со скоростью движутся по спирали, затем они выбиваются из общего потока сжатого воздуха, оседают на фильтрующем элементе (картридже) и забираются системой отвода конденсата. Магистральные фильтры, в зависимости от степени очистки воздуха могут очистить воздух от различных примесей практически на 100%.
Однако необходимо отметить, что степень очистки сжатого воздуха может быть разной, поэтому производители ведущих товарных марок (OMI, Comprag, Sotras, OmegaAir) имеют строгую классификацию воздушных фильтров в зависимости от степени очистки сжатого воздуха (его класса – Таблица № 1).
Таблица № 1 Качество сжатого воздуха.
Ведущие мировые производители магистральных фильтров, как отмечалось выше, имеют свою классификацию фильтров исходя из степени очистки сжатого воздуха от масла и твердых частиц.
Такая классификация может состоять от 12 до четырех этапов. Рассмотрим классификацию степени очистки воздуха на примере популярных в России магистральных фильтров OMI.
- Фильтр предварительной (грубой) очистки.
- Фильтр основной очистки.
- Фильтр тонкой очистки.
- Микрофильтр.
- Фильтр, удаляющий пары и запахи.
Фильтр предварительной (грубой) очистки серии DF– задерживает твердые частицы до 10 мкм, что относит такой сжатый воздух к 7 классу по ISO8573-1. Такой фильтр еще называют предфильтром. Он устанавливается после ресивера, перед рефрежираторным осушителем и призван защитить оборудование от достаточно крупных твердых частиц и капель масла содержащихся в сжатом воздухе. В нем применяется керамический фильтрующий элемент, который имеет хорошую устойчивость к влаге.
Фильтр основной очистки серии QF, в принципе решает ту же задачу что и фильтр грубой очистки, однако он способен задерживать твердые частицы уже до 5 мкм, что относит его к 3 классу очистки воздуха по ISO8573-1. Устанавливается он после фильтра предварительной очистки. Имеет отличную фильтрующую способность при повышенных температурах - до 90 С)
Фильтр тонкой очистки серии PF – задерживает частицы свыше 1 мкм, включая капли масла. Этот фильтр, используя механизмы ударного воздействия, улавливания и коалесцирования, заставляет жидкие частицы субмикронного размера, проходящие через фильтрующий патрон изнутри, сталкиваться и образовывать более крупные частицы, которые затем улавливаются и скапливаются на дне корпуса фильтра. Максимальное остаточное содержание масла на выходе из фильтра составляет 0,1 мг/м3. Обычно устанавливается на выходе из рефрижераторного осушителя и используется для предотвращения коррозии трубопроводов, а также как предварительный фильтр перед микрофильтром. По ISO8573-1 фильтр обеспечивает 2 класс чистоты по твердым частицам и 2 класс по содержанию масла.
Микрофильтр серии HF позволяет задерживать остатки микрочастиц и масла размером свыше 0,01 мкм. Максимальное остаточное содержание масла на выходе из фильтра не превышает 0,01 мг/м3. Такой фильтр используется для защиты в пневмотранспорте, при покраске, а также для защиты систем пневмоуправления. Фильтрующий патрон имеет внутреннюю и внешнюю конструкции из перфорированной стали. Внешний корпус из ПВХ, выдерживает температуру воздуха до 120 °С и обеспечивает удаление накапливающейся жидкости на дно колбы. Данный фильтр обеспечивает 1 класс чистоты по твердым частицам и содержанию масла.
Фильтр, удаляющий пары и запахи серии CF содержит активированный уголь, который адсорбирует запахи и пары масла, такой фильтр позволяет осуществлять 100 % очистку воздуха. Максимальное остаточное содержание масла на выходе из фильтра составляет 0,003 мг/м3, что обеспечивает 1 класс чистоты воздуха, который можно использовать в пищевой, химической промышленности, в стоматологии и фармацевтике.
Для того чтобы получить высокое качество воздуха и продлить срок службы картриджей – сменных фильтрующих элементов, рекомендуется устанавливать магистральные фильтры последовательно.
Особенности использования картриджей.
Оценить эффективность работы фильтра можно с помощью дифференциального давления – это разница между давлением на входе в фильтр и давлением на выходе из него. Дифференциальное давление помогает определить степень загрязненности картриджа (сменного элемента), так как дифференциальное давление показывает степень сопротивления фильтра воздушному потоку. Чем выше величина дифференциального давления, тем сильнее загрязнен фильтрующий элемент. Определить величину дифференциального давления можно с помощью специального (дифференциального) манометра, который устанавливается на фильтр.
Необходимо отметить, что падение давления может произойти и даже при установке нового фильтра. В этом случае давление может упасть от 0,05 до 0,2 бар. Со временем, картридж фильтра загрязняется, а значит, размер дифференциального давления увеличивается. Принято считать, что замена сменного фильтра осуществляется если степень загрязнения фильтра «переходит красную зону» - шкала окрашенная в красный цвет на манометре фильтра. В этом случае дифференциальное давление, как правило, превышает 0,5 бар
Разумеется, что данный картридж можно использовать и дальше, однако в этом, случае, много электроэнергии будет расходоваться в пустую, так как пропускная способность фильтра резко снизиться из-за загрязнения.
Наряду с дифференциальным манометром, существуют и специальные устройства – индикаторы, которые цветом показывают уровень загрязнения фильтра.
Вместе с тем, скорость и степень загрязнения картриджа прямо пропорционально зависит от уровня интенсивности использования фильтра.
К тому же большое значение имеет и отвод конденсата из фильтра, который должен осуществляться своевременно, чтобы избежать излишнего загрязнения фильтрующего элемента. В связи с этим, магистральные фильтры могут быть двух типов:
- Фильтры с ручным клапаном слива конденсата.
Такие фильтры идут, как правило, в стандартном исполнении и слив конденсата осуществляется в «ручном режиме».
- Фильтры с автоматическим клапаном слива конденсата.
Фильтры с «автоматикой» позволяют, не следить каждый раз за уровнем конденсата, так как его слив осуществляется автоматически. Разница в решении отражена в цене, поскольку за «автоматику» необходимо будет доплатить.
Другим зачастую необходимым решением является наличие крепления у магистральных фильтров, поскольку их вес представляется значительным.
Сменные элементы магистральных фильтров в зависимости от интенсивности эксплуатации, при должном уровне обслуживания, могут заменяться 1-2 раза в год. Во всяком случае, для обеспечения максимальной эффективности в работе, рекомендуется заменять фильтрующий картридж каждые 3—4 тыс. рабочих часов.
