Levegő-előkészítő egységek

Levegőszűrés - levegőszűrő egységek

A szűrő feladata, hogy a szilárd szennyeződéseket és a kondenzátumokat eltávolítsa a felhasználni kívánt sűrített levegőből.

FONTOS! A rendszerbe beépített általános szűrők (50 ... 0,01 mikron) a levegő páratartalmát nem tudják befolyásolni, csak a szilárd szennyeződéseket szűrik meg a szűrési finomságuknak megfelelően. Az a vízmennyiség, amely megjelenik a szűrőpoharakban, a rendszerben csepp formájába összegyűlt párát tartalmazza, de ez elenyésző mennyiség a sűrített levegőben lévő oldott páratartalomhoz képest.

Annak ellenére, hogy a sűrített levegőt előállító berendezés rendelkezik rendszerszűrővel, további szűrőegységekre lehet szükségünk az alábbiak miatt:

• a csővezetékrendszerben kialakuló szennyeződést valamint a vízcsepp formájában kicsapódott kondenzátumot is szükséges kiszűrni a rendszerből


• az egyes vezérlő- és működtetett elemeknek eltérő szűrési finomságú levegőre van szükségük


• bizonyos feladatok esetén nemcsak a kondenzátumot és a szennyező részecskéket kell kiszűrni, hanem élelmiszeripari felhasználáshoz, aktívszén- szűrőket alkalmaznak, amelyekhez további elő- és finomszűrésre van szükség

A pneumatikában jellemzően a centrifugál rendszerű levegőszűrő egységek terjedtek el.

Centrifugál rendszerű levegőszűrő

1. szűrőpohár
2. szűrőelem
3. szűrőegység háza
4. kondenzátum leeresztő szelep

A szűrőegységbe áramló sűrített levegő, a belső kialakításának köszönhetően az áramló levegő forgásba jön. A forgás következtében létrejövő centrifugális erő hatására a vízcseppek és a nagyobb szilárd részecskék a pohár falának ütközve kiválnak és a szűrőedény alján összegyűlnek.

A sűrített levegő áthalad a szűrőelemen, amely tovább tisztítja a benne lévő szűrőbetét szűrési finomságának megfelelően.

A szűrőpohár alján összegyűlt kondenzátumot le kell ereszteni, amely történhet automatikus vagy kézi működtetésű leeresztő szelepen keresztül.

Az automatikus működésű leeresztő-szelep úszós rendszerű, amely a pohárban lévő kondenzátum szintjének megfelelően lép működésbe.

Automata kondenzátum leeresztő szelep

1. szintérzékelő úszó
2. szelepház
3. rugó
4. záróelem
5. szűrőpohár
6. kézi leeresztő

Amikor a szűrőegység nincsen nyomás alatt, akkor a záróelem (4) nyitott állapotban van, így a pohár (5) alján összegyűlt kondenzátum távozik a szűrőből. Az egység üzembe helyezéskor, 1,5 bar nyomáson a szelep lezár.

A szűrőegység működése során, a pohár alján összegyűlt kondenzátum-szint növekedésekor megemeli az úszót (1), amelynek hatására az úszó tetején lévő kis szelepen keresztül a sűrített levegő működteti a záróelemet. A pohárban lévő túlnyomás hatására a levegővel kifújja a kondenzátumot. A kondenzátum szintje visszaesik, így a szelep újra lezár.

Az automata működésű leeresztő-szelepek manuálisan is működtethetők. Ehhez a kézi leeresztőt el kell csavarni, amelynek hatására a záróelem kinyit és a kondenzátum távozik a pohárból.

Az automata működés előfeltétele, hogy a kézi leeresztőt jobb oldali véghelyzetbe - automatikus állásban - kell állítani.

A leeresztő szelepre csatlakoztatott műanyag cső segítségével elvezethetjük aleeresztésre kerülő kondenzátum.

Annak megfelelően, hogy milyen elvárásokat kell teljesíteni a rendszerben a levegőszűrésre vonatkozóan, különböző kialakítású és anyagú szűrőegységeket és szűrőelemeket alkalmazunk.

A standard pneumatikus alkalmazásokhoz a szűrőegységek szűrési finomsága 5 ... 50 µm között van.

Standard pneumatikus alkalmazások esetén az alábbi tisztasági osztályú sűrített levegő javasolt: ISO 8573-1:2010 [7:4:4]

• szilárd részecskék koncentrációja: 5-10 mg/m³
• szűrési finomság: 20 ... 50 µm

Standard - azonban magasabb követelményű - pneumatikus alkalmazások esetén: ISO 8573-1:2010 [6:4:4]

• szilárd részecskék koncentrációja: maximum 5 mg/m³
• szűrési finomság: 5 µm

A szűrési finomság alapján különböző szűrőegységeket különböztetünk meg:

• általános szűrő
  • szűrési finomság: 5 µm, 20 µm, 50 µm
  • szűrőelem anyaga: szinterbronz, cellpor
• előszűrő
  • szűrési finomság: 0,3 µm
  • szűrőelem anyaga: papír alumínium vázon
• finom szűrő
  • szűrési finomság: 0,01 µm
  • szűrőelem anyaga: borszilikát alumínium vázon
• aktívszén szűrő
  • szűrőelem anyaga: adszorpciós aktívszén

Szűrő egység (KFIL)

Szűrési finomság: 5 µm

Előszűrő egység (KPFI)

Szűrési finomság: 0,3 µm, 2. osztály (ISO 8573-1)

olajtartalom: 0,1 mg/m³

Finomszűrő egység (KCFI)

Szűrési finomság: 0,01 µm, 1. osztály (ISO 8573-1)

olajtartalom: 0,01 mg/m³

Aktívszén-szűrő egység (KAFI)

Szűrési finomság: nincs megadva, 0. osztály (ISO 8573-1)

olajtartalom: 0,005 mg/m³

Szűrőbetétek élettartama

A szűrőbetéteket addig lehet használni, míg a pórusok nagy része el nem tömődik. Az eltömődés abban nyilvánul meg, hogy a szűrőbetéten nagyobb nyomáskülönbségre van szükség ugyanakkora tömegáramú levegő áthaladása érdekében.

Δp = p1 - p2

Nyomáskülönbség jelző manométer (ráépíthető a KPFI és KCFI típusokra)

Minél szennyezettebb a szűrőbetét, annál nagyobb a szűrőegység bemenő és a kimenő oldala között mérhető nyomáskülönbség.

Működés: 0 ... 0,5 bar tartományban méri a nyomáskülönbséget, amiből látható a szűrőbetét eltömődésének a mértéke.

Nyomásszabályozás - nyomásszabályozó egységek

A sűrített levevő hálózatban az üzemi nyomás jellemzően 6 ... 10 bar között van, melynek értéke a levegőfogyasztásnak köszönhetően kisebb-nagyobb mértékbeningadozik.

A folyamatosan szükséges levegőmennyiséget, ezáltal a rendszerben lévő nyomást nyomásszabályozó egységgel biztosíthatjuk.

A sűrített levegő hatékonyabb felhasználása érdekében a nyomást pontosan a felhasználás által megkívánt értékre kell beállítani, mivel minden pneumatikusberendezésnek megvan az optimális üzemi nyomásszintje.

Optimális, ha a sűrített levegőt magasabb nyomáson tároljuk, de a felhasználás helyén, az alkalmazás igénye alapján, alacsonyabb nyomásra csökkentjük a sűrített levegőt.

A nyomásszabályozó szelep feladata, a szabályozott nyomás (szekunder nyomás) állandó értéken tartása, a bemeneti nyomás (primer nyomás), valamint a levegő- felhasználás változásaitól függetlenül.

A nyomásszabályzóknak két alapkivitelük van:

• tehermentesített
• tehermentesítés nélküli

A tehermentesített kivitelű nyomásszabályzók a rendszer kimenetének túlnyomása esetében, elereszti a szabályozott oldali levegőt. Erre akkor van szükség, amikor a szabályozott oldalon megnő a nyomás. Az ilyen irányú kiáramlás a nyomásszabályozó áteresztési kapacitásához képest elhanyagolható mértékű.

A tehermentesítés nélküli kivitel a kimeneti oldalt nem képes leereszteni. Az ilyen típusú nyomáscsökkentőket elsősorban gázok szabályozásárakor alkalmazunk, hogy elkerüljük, annak a légkörbe jutását.

Nyomásszabályzó, szekunder oldali leszellőzéssel (tehermentesített kivitel)

1. rugótér ház
2. forgató gomb
3. rugó
4. membrán
5. szelepszár a szeleptányérral
6. ellennyomó rugó
7. szelepház

A nyomás szabályozása a membrán (4) segítségével történik. A membrán alsó felületére a kimenő nyomás (szabályozott nyomás), felső felületére a forgató gombbal (2) előfeszíthető, rugó (3) által meghatározott erő hat.

Levegő elvételkor a kimenő nyomás csökkenni kezd és a rugóerő által működtetett szelepszár (5) nyitja a tányérszelepet.

A szelepszár esetleges lengését levegő vagy jelen esetben rugócsillapítás (6) küszöböli ki.

A fogyasztás csökkenésekor kimenő nyomás növekszik, a membrán a rugóerő ellenében elmozdul. Ekkor az átömlő keresztmetszet a tányérszelepnél csökken, illetve teljesen zár.

Amennyiben a szabályozott térben megnő a nyomás, akkor a kialakult túlnyomást kell leengedni. Ilyenkor a rugóerő a kisebb, ezért a rugó összenyomódik és kinyílik a leeresztő csatorna, melyen keresztül a túlnyomás a szabadba áramlik. (tehermentesített kivitel)

A kimenő nyomás értékét manométer mutatja.

FONTOS! A nyomásszabályozás a pneumatikában tulajdonképpen mennyiségi szabályozás, mert a beáramló levegő mennyisége növeli a nyomást a szabályozott térben addig, amíg egyensúly nem alakul ki a rugóerő és a nyomásból származó erő között.

Levegő olajozás - olajozó egységek

A pneumatikus rendszer vezérlő- és végrehajtó elemei nem rendelkeznek külön olajozó rendszerrel, ezért a mozgó alkatrészek megfelelő kenéséről gondoskodni kell, hogy a működtetett gép túlzott mértékű mechanikai ellenállás és kopás nélkül tudjon hosszú távon is üzemelni.

A szükségtelenül nagymértékű ellenállás, plusz energiafogyasztást, a fokozott kopás pedig idő előtti elhasználódást eredményez.

A gyártók körében a törekvés az, hogy az egyes elemek ne igényeljenek külön olajozást. Ezt egyedi tömítési rendszerekkel, a súrlódó felületek megfelelő kialakításával, alapanyag kiválasztásával, valamint a felületek élettartam-kenésével érhetik el.

Ezek olyan speciális kenőanyagok, amelyek hosszútávon biztosítják a munkahengerek és szelepek számára a megfelelő kenést. Azonban az élettartam-kenés csak megfelelően előkészített sűrített levegő esetén fejti ki hatását.

Egy nem megfelelően előkészített sűrített levegővel történő alkalmazás esetén a levegőben lévő nedvesség hosszabb távon egyszerűen kimossa a kenőanyagot. Ugyaneza jelenség egy olyan rendszer esetén ahol kezdetben alkalmazták az olajköd kenést, azonban a későbbiekben nem használják. A kezdeti időszakban az olajköd megfelelő kenést biztosít a súrlódó felületek számára, azonban egyidejűleg ki is mossa az élettartam-kenést az elemekből.

Örök érvényű a kérdés: "alkalmazzuk-e az olajködkenő berendezést vagy sem?"

Ezt mindig az alkalmazástól függően kell meghatározni.

Bizonyos élelmiszeripari berendezések esetén nem megengedett az olajködkenés alkalmazása...

Nehézipari körülmények között, ahol a munkahengerek nagy terhelésnek és magasabb hőmérsékletnek vannak kitéve, intenzívebben jelentkezik a súrlódás, ezért nagyon is ajánlott a ködolajozás alkalmazása.

A kenés ilyen formája nagyon előnyös, mivel a sűrített levegővel az olajköd eljut a pneumatikus egységek belsejének minden pontjába.

A pneumatikus rendszerekben elterjedt olajozó egység a Venturi elven működik.

A nyomáskülönbség (nyomásesés), mely a levegő átáramlása során a fúvóka előttitérben lévő és a fúvókánál fellépő nyomások között jelentkezik, megindítja az olajáramlást. A nyomáskülönbség az olajat a tartályból felszívja és porlasztva az átáramló levegőbe továbbítja.

A sűrített levegő az olajozón a bemenettől a kimenet felé áramlik keresztül. A ház belső kialakításában létrejövő keresztmetszet csökkenés nyomásesést hoz létre. Ennek megfelelően a csatornában és a csepegtetőtérben vákuum jön létre. A létrejött vákuum az összekötő csövön keresztül olajat szív fel a tartályból és porlasztva az áramló levegőbe továbbítja.

Olajködkenő

1. olajozó tartály
2. olajcsepp adagoló, csepegtető tér
3. ház
4. automata olajfelszívó gomb

Egyes olajozó egységek esetén az olajat üzem közbeni olajfelszívó funkcióval látnak el.

A tartály alján lévő csatlakozáshoz egy műanyag csövet kell rögzíteni, amelyen keresztül a gomb (4) megnyomásával automatikusan felszívja az olajat, megtöltve ezzel az olajtartályt.

Levegőelőkészítő egységek ábrázolása, jelölése szimbólumokkal

Levegőszűrő egység

Nyomásszabályzó egység

Olajozó egység

Szűrő-nyomásszabályzó egység manométerrel

Levegőelőkészítő egység (szűrő, szabályzó, olajozó)

3/2-es kézi működtetésű bekapcsoló szelep

3/2-es elektromos vezérlésű bekapcsoló szelep

Lágyfeltöltő szelep

Elektromos vezérlésű lágyfeltöltő egység

Az nem elegendő, hogy az léghálózati rendszerben a kompresszor után be van építve egy rendszerszűrő és egy központi nyomásszabályzó. Az egyes gépeknek, berendezéseknek, eszközöknek eltérő paraméterekkel rendelkező (beállított nyomás, szűrési finomság, olajozás mértéke/szükségessége) sűrített levegőre van szükségük.

A helyi levegő-előkészítést végzik a moduláris rendszerű levegőelőkészítők, biztosítva a beépített szelepek, munkahengerek, eszközök megbízható működését.

A következő fejezetben a technológia szelepekről lesz szó...