Zespół przygotowania sprężonego powietrza: do czego służy i jakie są jego zastosowania?

16 października, 2019 1:11

Sprężone powietrze wytwarzane przez kompresory i sprężarki nie nadaje się bezpośrednio do stosowania w profesjonalnych układach sterowania pneumatycznego. Jest zanieczyszczone, dlatego wymaga tzw. przygotowania. Jak to zrobić profesjonalnie? O tym mówi nasz obszerny poradnik.

Przygotowanie powietrza – czym jest?

To zespół niezbędnych czynności które pozwalają na dostarczenie medium roboczego o odpowiedniej jakości do każdego układu pneumatycznego.

Czego dowiesz się z tego artykułu?

➡️ Czym charakteryzuje się powietrze?
➡️ Jakie zanieczyszczenia znajdują się w sprężonym powietrzu?
➡️ Na czym polega przygotowanie sprężonego powietrza?
➡️ Klasa czystości sprężonego powietrza – dlaczego jakość jest ważna?
➡️ Jakie funkcje spełnia sprężone powietrze?
➡️ Z jakich elementów składa się zespół przygotowania sprężonego powietrza?
➡️ Nowoczesne stacje przygotowania powietrza, czym różnią się od rozwiązań standardowych?
➡️ Jakie są zasady doboru zespołów przygotowania sprężonego powietrza?
➡️ Jakie mogą być skutki złego przygotowania sprężonego powietrza?

Czym charakteryzuje się powietrze?

Powietrze atmosferyczne jest powszechnie stosowane w pneumatyce. Po sprężeniu przez kompresory staje się ekologicznym tzw. czynnikiem roboczym stanowiącym źródło energii na elementów napędowych i sterujących. Powietrze atmosferyczne to mieszanina gazów (azot 78%, tlen 21%, pozostałe gazy ok. 1%, para wodna).

Zawartość pary wodnej zależy od wielu czynników fizycznych i jej zawartość silnie się zmienia. Jest oczywiste, że powietrze atmosferyczne zawiera także zanieczyszczenia: pyły, kurz, cząstki stałe organiczne i nieorganiczne, które dostają się do sprężarek i kompresorów.

Zanieczyszczenia w sprężonym powietrzu

Zanieczyszczenia znajdujące się w sprężonym można podzielić, ze względu na ich powstawanie, na dwie grupy:

⏺️ zanieczyszczenia naturalnie zawarte w powietrzu atmosferycznym zasysanym przez sprężarki;
⏺️ zanieczyszczenia które pojawiają się w procesie sprężania i przesyłania (głównie olej ze sprężarek tłokowych, drobiny zużytych uszczelnień, rdza i inne zanieczyszczenia pochodzące z rur instalacji pneumatycznej).

Warto zauważyć, że źródłem zanieczyszczeń mogą być elementy, które celowo stosuje się w niektórych układach pneumatycznych, chodzi tu o smarownice sprężonego powietrza wprowadzające do układu tzw. mgłę olejową.

Ze względu na fizyczny charakter zanieczyszczeń mamy do czynienia z:

⏺️ zanieczyszczeniami stałymi (np. pyły, dym, kurz, pyłki roślin)
⏺️ zanieczyszczeniami płynnymi (głównie woda i kondensat wody i oleju).

Uwalnianie się zanieczyszczeń stałych może następować na drodze chemicznej (korozja, zgorzeliny, cząstki starzejących się części gumowych i z tworzyw sztucznych) lub na drodze mechanicznej (ścieranie się części ruchomych w sprężarkach, zaworach, siłownikach, napędach).

Wszystkie te zanieczyszczenia dostając się do elementów pneumatyki mogą powodować niewłaściwą ich pracę lub mogą zakłócać przebieg procesów technologicznych i produkcyjnych w których wykorzystuje się sprężone powietrze.

Na czym polega przygotowanie sprężonego powietrza i gdzie jest ono realizowane?

Przygotowanie sprężonego powietrza (lub inaczej uzdatnianie) to proces polegający na wytworzeniu medium roboczego o parametrach (klasie czystości) odpowiednich dla prawidłowego działania układów pneumatycznych. Sprowadza się to do:

⏺️ usunięcia zanieczyszczeń stałych (filtracja),
⏺️ usunięcia wody (osuszanie),
⏺️ usunięcia oleju lub kondensatu woda-olej (odolejanie),
⏺️ ustawienia odpowiedniego ciśnienia w instalacji pneumatycznej (za pomocą reduktorów, zaworów redukcyjnych lub regulatorów ciśnienia).

Przygotowanie sprężonego powietrza odbywa się bezpośrednio za kompresorem (przygotowanie w sprężarkowni lub tzw. filtracja przemysłowa) lub bezpośrednio przed układami sterującymi i wykonawczymi znajdującymi się w maszynach i urządzeniach.

Klasa czystości sprężonego powietrza, czyli jakość przede wszystkim

Każde urządzenie pneumatyczne wymaga odpowiednich parametrów medium roboczego. Parametry i wymagania są zwykle podawane przez producentów elementów pneumatyki w formie tzw. klasy czystości lub podawana jest zalecana dokładność filtracji, możliwość stosowania powietrza tzw. suchego lub smarowanego mgłą olejową.

Jakość sprężonego powietrza definiuje norma ISO 8573-1:2010, w której znajdują się różne klasy jakości sprężonego powietrza. Norma ta określa maksymalny dopuszczalny poziom zanieczyszczeń dla każdej z klas. Poniższa tabela ilustruje klasy jakości sprężonego powietrza:

Jakie funkcje spełnia sprężone powietrze?

Sprężone powietrze w układach pneumatycznych spełnia kilka podstawowych funkcji:

⏺️ przenoszenie energii,
⏺️ przesyłanie sygnałów sterujących,
⏺️ odprowadzanie ciepła,
⏺️ w niektórych zastosowaniach doprowadza czynnik smarujący ⏺️ wytwarzany przez smarownice sprężonego powietrza do uszczelnień i powierzchni ruchowych dla zmniejszenia zużycia części elementów pneumatyki

Zestaw przygotowania powietrza: z jakich elementów się składa?

Zestawy przygotowania sprężonego powietrza (stacje przygotowania powietrza, bloki przygotowania powietrza) mogą być zbudowane z kilku podstawowych elementów:

⏺️ filtr,
⏺️ zawór redukcyjny lub filtroreduktor,
⏺️ smarownica.

Zespoły przygotowania powietrza występują w różnych rozwiązaniach konstrukcyjnych np. dwuelementowe (zobacz) lub trzyelementowe (zobacz), ale zwykle zachowywana jest kolejność filtr>zawór redukcyjny>smarownica. Dotyczy to oczywiście podstawowych zestawów stosowanych w maszynach i urządzeniach.

W rozwiązaniach bardziej wymagających stosuje się rozbudowane stacje przygotowania sprężonego powietrza w których występują dodatkowe elementy pneumatyki zwiększające ich funkcjonalność.

Nowoczesne stacje przygotowania powietrza, czym różnią się od rozwiązań standardowych?

Zaprezentowane powyżej zespoły przygotowania sprężonego powietrza stanowią podstawowe wyposażenie montowane głównie bezpośrednio przed odbiornikami pneumatycznymi.

Konieczność stosowania rozbudowanych stacji przygotowania powietrza wymuszają także ogólne zasady bezpiecznej eksploatacji układów pneumatycznych wynikające z postanowień normy PN-EN ISO 4414 “Napędy sterowania pneumatyczne – Ogólne zasady i wymagania bezpieczeństwa dotyczące układów i ich elementów zharmonizowanej z Dyrektywą 2006/42/WE”.

Dla profesjonalnych rozwiązań podstawowe zestawy przygotowania powietrza są niewystarczające i należy używać bardziej rozbudowanych systemów uzdatniania, które wyposażone są w dodatkowe elementy:

  • zawory rozdzielające 3/2 sterowane elektrycznie (zobacz),
  • zawory kulowe ręczne 3/2 (zobacz).
  • zawory powolnego startu (Soft-start – zobacz)
  • kostki rozdzielające (zobacz) do podłączenia np. przekaźnika pneumo-elektrycznego (zobacz) lub przetwornika ciśnienia (zobacz)

Jakie są zasady doboru zespołów przygotowania sprężonego powietrza?

Dobór zespołów przygotowania powietrza jest bardzo istotny z punktu widzenia prawidłowej eksploatacji układu pneumatycznego i powinien uwzględniać:

⏺️ wartość wymaganego przepływu sprężonego powietrza (wielkość gwintu przyłączeniowego zespołu),
⏺️ wymagany zakres filtracji i rodzaj wkładu filtrującego filtra (standardowo 5 lub 20 μm),
⏺️ wymagany zakres ciśnienia wejściowego oraz ciśnień pracy (wyjściowych) dla reduktora lub filtro-reduktora,
⏺️ sposób montażu oraz zastosowane elementy mocujące,
⏺️ konieczność lub brak konieczności stosowania smarownicy sprężonego powietrza.

☑️ Może zainteresuje Cię podobny temat: zawór powolnego startu

Jakie mogą być skutki złego przygotowania sprężonego powietrza?

Większość nowoczesnych elementów pneumatyki ma wysokie wymagania dotyczące jakości sprężonego powietrza. Dotyczy to zwłaszcza zaworów rozdzielających i wysp zaworowych, których elementy posiadają miniaturowe otwory technologiczne doprowadzające sprężone powietrze np. do zaworów wspomagających. Nieprawidłowe stany pracy elementów pneumatycznych, których źródłem jest zanieczyszczenie powietrza, można podzielić na dwa rodzaje:

⏺️ zakłócenia, powodujące stopniowe pogorszenie stanu technicznego urządzeń lub stopniowe pogorszenie parametrów procesu produkcyjnego,
⏺️ awarie, powodujące uszkodzenia urządzeń pneumatycznych lub zmianę parametrów procesu produkcyjnego która uniemożliwia jego kontynuowanie.

Przykładowymi zakłóceniami pracy elementów pneumatyki związanymi ze złym przygotowaniem powietrza są.

⏺️ spadek siły działania siłownika pneumatycznego, którego przyczyną może być spadek ciśnienia w sieci zasilającej lub uszkodzenie uszczelnień,
⏺️ zmniejszenie prędkości ruchu siłownika,
⏺️ spowolniona reakcja siłownika, której przyczyną może być spadek ciśnienia zasilania lub wadliwa praca zaworu sterującego,
⏺️ błędne wskazania układów pomiarowych,
⏺️ zabrudzenie kondensatem lub olejem powierzchni przedmiotu „przedmuchiwanego” sprężonym powietrzem,
⏺️ niewłaściwe oczyszczenie przestrzeni roboczej z zanieczyszczeń technologicznych, którego przyczyną może być zbyt niskie ciśnienie zasilające lub wadliwa praca zaworów sterujących.

Zespół sprężonego powietrza – co warto zapamiętać?

Zespoły przygotowania sprężonego powietrza to niezbędne elementy które należy stosować w każdym układzie pneumatyki w celu zapewnienia prawidłowej pracy elementów pneumatyki, a także dla prawidłowego przebiegu procesów produkcyjnych i technologicznych.

Przy zakupie zespołów przygotowania powietrza zawsze należy pamiętać o wyposażeniu dodatkowym takim jak:

  • elementy mocujące,
  • elementy złączne i gwintowane,
  • przewody pneumatyczne itp.

Oferujemy także materiały eksploatacyjne do zespołów przygotowania powietrza w tym olej do smarownic, wkłady filtrujące, membrany do zaworów redukcyjnych.

Podsumowanie:

W ofercie Air-Com Pneumatyka-Automatyka znajdziecie Państwo szeroki asortyment zarówno elementów indywidualnych służących do przygotowania sprężonego powietrza jak również zespoły dwu i trzyelementowe.

Rozwiązania, które oferuje firma skierowane są zarówno dla profesjonalnych zastosowań, gdzie istotne są markowe produkty przeznaczone np. dla producentów maszyn i urządzeń, jak również dla każdego użytkownika mającego styczność z pneumatyką.

Zespół sprężonego powietrza – film poradnikowy

Udostępnij I Zachowaj I Podziel się specjalistyczną wiedzą

Komentarze

Chcesz do nas dołączyć?

Zobacz kim jesteśmy i poznaj aktualne oferty pracy