Koalescencinių filtrų parinkimas: Alyvos šalinimas ir dalelių filtravimas.

Užterštas suslėgtas oras apie save nepraneša - jis paprasčiausiai sunaikina jūsų pneumatinę sistemą po vieną komponentą. 💧 Alyvos aerozoliai padengia vožtuvų lizdus ir sukelia užstrigimą. Submikroninės dalelės išgraužia cilindrų angas ir pagreitina sandariklių dėvėjimąsi. O inžinierius, kuris nurodė “filtrą”, neskirdamas dalelių filtravimo ir alyvos koalescencijos, skirtumą atranda tik tada, kai pradeda plaukti garantinės pretenzijos.

Trumpas atsakymas: dalelių filtrai pašalina kietus teršalus - dulkes, vamzdžių apnašas, rūdis ir vandens lašelius - mechaniškai sulaikydami ir inerciškai atskirdami iki nustatyto mikronų dydžio, o koalescenciniai filtrai yra skirti alyvos aerozoliams ir alyvos garams, priverčiant submikroninius alyvos lašelius susijungti į didesnius lašelius, kurie išteka gravitaciniu būdu, todėl tai iš esmės skirtingi prietaisai, skirti skirtingiems taršos tipams ir dažnai naudojami kartu nuosekliai.

Džonas, suspausto oro sistemų inžinierius didelėje automobilių dažų apdailos gamykloje Štutgarte, Vokietijoje, prieš oro tiekimą į purškimo kabiną buvo įrengęs 40 mikronų bendrosios paskirties dalelių filtrus ir nuolat susidurdavo su dažų sukibimo sutrikimais, kuriuos lemdavo oro srauto užterštumas alyva. Jo dalelių filtrai pašalindavo matomas šiukšles, bet praleisdavo 0,3-0,8 mikrono dydžio alyvos aerozolius. Įdėjus 0,01 mikrono koalescencinį filtrą už esamo dalelių filtro, buvo visiškai pašalinta alyvos tarša ir per vieną gamybos savaitę buvo išspręsta dažų atmetimo problema. Du filtrai kainavo mažiau nei vienas atmestas transporto priemonės kėbulas. 🛠️

Turinys

• Kuo skiriasi dalelių filtrų ir koalescencinių filtrų veikimas?
• Kokie yra pagrindiniai dalelių filtravimo ir alyvos koalescencijos efektyvumo skirtumai?
• Kada reikia koalescencinio filtro vietoj kietųjų dalelių filtro arba papildomai prie jo?
• Kaip parinkti ir parinkti tinkamo dydžio filtrų derinį savo suspausto oro sistemai?

Kuo skiriasi dalelių filtrų ir koalescencinių filtrų veikimas?

Kiekvieno tipo filtre esantis atskyrimo mechanizmas iš esmės skiriasi, o šio skirtumo supratimas yra kiekvienos teisingos suslėgto oro filtravimo specifikacijos pagrindas. 🔍

Dalelių filtrai, kuriuose kietosios dalelės ir skysto vandens lašeliai sulaikomi ant giluminio arba paviršinio filtro elemento, kurio dydis atitinka tam tikrą mikronų dydį, naudojant mechaninį sulaikymą, inercinį sutankinimą ir difuziją - viskas, kas didesnio dydžio, sulaikoma, o kas mažesnio - praleidžiama. Koalescenciniuose filtruose naudojamas visiškai kitoks mechanizmas: jie verčia oro srautą per ploną pluošto matricą, kurioje submikroniniai alyvos lašeliai susiduria su pluoštais, prilimpa ir palaipsniui jungiasi su gretimais lašeliais, kol tampa pakankamai dideli, kad gravitacijos veikiami galėtų nutekėti žemyn - pašalinami alyvos aerozoliai, kurie yra daug kartų mažesni už bet kokį praktiškai naudojamą mechaninį dalelių filtrą.

Kaip veikia dalelių filtras

Suspausto oro dalelių filtras praleidžia oro srautą per filtro elementą - paprastai sukepintas polietilenas¹, borosilikatinio stiklo pluošto arba nerūdijančio plieno tinklelio, kuris fiziškai blokuoja daleles, didesnes už jo porų dydį. Prieš elementą išcentrinis pirminis separatorius arba pertvaros plokštė pašalina skystąjį vandenį. Pagrindinės veikimo charakteristikos:

• 🔵 Atskyrimo mechanizmas: Mechaninis perėmimas ir inercinis smūgis
• 🔵 Veiksmingas nuo: Kietosios dalelės, vamzdžių apnašos, rūdys, vandens lašeliai, vabzdžiai
• 🔵 Mažiausias pašalintų dalelių dydis: Apibrėžiamas pagal mikronų skaičių - paprastai 5 µm, 25 µm arba 40 µm bendriesiems filtrams.
• 🔵 Alyvos aerozolių šalinimas: ❌ Nėra - 0,01-1 µm dydžio alyvos aerozoliai praeina pro visus standartinius dalelių elementus
• 🔵 Slėgio kritimas: Nuo mažo iki vidutinio - didėja, kai elementas apkraunamas sugautomis dalelėmis
• 🔵 Techninė priežiūra: Elemento keitimas, kai diferencinis slėgis viršija 0,5-0,7 bar

Kaip veikia koalescencinis filtras

Per koalescencinį filtrą oro srautas radialiai praleidžiamas per borosilikatinio stiklo mikropluošto elementą, kurio pluošto skersmuo yra 0,5-6 mikronai. Submikroninio dydžio alyvos lašeliai ant pluošto patenka trimis mechanizmais - tiesioginio sulaikymo, inercinio sutankinimo ir Brauno difuzija² - ir po to palaipsniui susilieja, nes užfiksuoti lašeliai susijungia su gretimais lašeliais pluošto paviršiuje. Kai koalescenciniai lašeliai pasiekia pakankamą dydį (paprastai 50-200 mikronų), jie sunkio jėga nuteka žemyn į surinkimo indą. Pagrindinės veikimo charakteristikos:

• 🟢 Atskyrimo mechanizmas: Pluošto surinkimas + koalescencija + gravitacinis drenažas
• 🟢 Veiksmingas nuo: Alyvos aerozoliai, alyvos rūkas, submikroniniai alyvos lašeliai
• 🟢 Mažiausias pašalintų alyvos lašelių dydis: 0,01 µm didelio efektyvumo klasėms (AO/AA klasė)
• 🟢 Kietųjų dalelių šalinimas: ⚠️ Limited - koalescenciniai elementai pažeidžiami dėl kietųjų dalelių apkrovos
• 🟢 Likutinės alyvos kiekis: Iki 0,003 mg/m³, jei naudojami didelio efektyvumo koalescenciniai elementai
• 🟢 Techninė priežiūra: Elemento keitimas, kai diferencinis slėgis viršija 1,0 bar

⚠️ Kritinė įrengimo taisyklė: Prieš koalescencinį filtrą suslėgto oro linijoje visada turi būti įrengtas dalelių filtras. Kietosios dalelės greitai apkrauna ir apnuogina koalescencinius elementus, todėl labai sutrumpėja jų tarnavimo laikas ir padidėja eksploatavimo sąnaudos. Dalelių filtras apsaugo koalescencinį elementą - koalescencinis elementas pašalina alyvą, kurios dalelių filtras negali paliesti.

"Bepto Pneumatics" tiekia tiek bendrosios paskirties dalelių filtrus, tiek didelio efektyvumo koalescencinius filtrus su visais standartiniais prievadų dydžiais nuo G1/8″ iki G2″, taip pat modulinius kombinuotus filtrų mazgus, kad užimtų mažiau vietos. 💡

Kokie yra pagrindiniai dalelių filtravimo ir alyvos koalescencijos efektyvumo skirtumai?

Dalelių filtrų ir koalescencinių filtrų našumo parametrai matuojami visiškai skirtingais mastais, nes jie šalina visiškai skirtingų tipų taršą naudodami visiškai skirtingus fizikinius mechanizmus. ⚙️

Kietųjų dalelių filtro našumas apibrėžiamas pagal mikronų skaičių - didžiausią pro elementą prasiskverbiančių dalelių dydį, o koalescencinio filtro našumas apibrėžiamas pagal likutinio alyvos kiekio rodiklį mg/m³ etaloninėmis sąlygomis. Šių dviejų parametrų negalima lyginti ar pakeisti: 0,01 mikronų dalelių filtro reitingas nereiškia, kad filtras pašalina alyvos aerozolius, o 0,003 mg/m³ alyvos kiekio reitingas nereiškia, kad koalescencinis filtras pašalina kietąsias daleles.

"Head-to-Head" palyginimas: Dalelių filtras ir koalescencinis filtras

ISO 8573-1 Suslėgto oro kokybės klasės

Suprasti ISO 8573-1⁴ kokybės klasės leidžia nurodyti savo filtrų derinį pagal tarptautiniu mastu pripažintą standartą:

Kada reikia koalescencinio filtro vietoj kietųjų dalelių filtro arba papildomai prie jo?

Klausimas nėra, ar rinktis dalelių filtrą, ar koalescencinį filtrą - daugumoje pramoninių suslėgto oro sistemų teisingas atsakymas yra abu filtrai, įrengti tinkama seka. 🏭

Be dalelių filtro, koalescencinio filtro reikia ir tada, kai jūsų įrenginys tiesiogiai liečiasi su maistu, gėrimais ar vaistais, kai dažoma purškiamuoju būdu ar atliekama paviršiaus apdaila, kai naudojami jautrūs prietaisai ar analitinė įranga, kai dėl alyvos užteršimo išbrinksta sandarikliai ar užstringa vožtuvai, arba kai dėl alyvos užteršimo atmetamas produktas, nesilaikoma teisės aktų reikalavimų ar sugadinama įranga, o tai viršija filtravimo išlaidas.

Programos, kurioms reikalingas koalescencinis filtravimas

• ✅ Purškiamasis dažymas ir miltelinis dažymas - alyva sukelia žuvies akių defektus ir sukibimo sutrikimus
• ✅ Maisto ir gėrimų perdirbimas - tiesioginis oro sąlytis su produktu ar pakuote.
• ✅ Vaistų gamyba - GMP atitikties reikalavimams užtikrinimui reikia ISO 8573-1 1 arba 2 klasės
• ✅ Prietaisų oro tiekimas - alyva padengia jutiklio membranas ir užkemša tiksliąsias angas.
• ✅ Kvėpavimo oro sistemos - naftos aerozoliai kelia tiesioginį pavojų sveikatai
• ✅ Lazerinio pjovimo pagalbinės dujos - alyva užteršia optiką ir pjovimo lęšį.
• ✅ Tekstilės ir pluošto apdorojimas - naftos dėmių produktas visam laikui
• ✅ Elektronikos surinkimas - alyvos nuosėdos sukelia PCB taršą ir lydmetalio defektus

Taikymo sritys, kuriose pakanka vien dalelių filtravimo

• ✅ Standartiniai pneumatiniai cilindrai su alyva suteptu oro tiekimu - alyva yra tikslinga.
• ✅ Bendrieji pneumatiniai įrankiai nekritinėse programose.
• ✅ Pneumatinis transportavimas ne maisto birių medžiagų
• ✅ Prispaudimo ir laikymo grandinės be sąlyčio su produktu
• ✅ Vožtuvo įjungimas nekritinių procesų kontrolėje.

Susipažinkite su Marija, Bazelio (Šveicarija) farmacijos pakuočių bendrovės, dirbančios pagal sutartį, kokybės direktore. Jos suslėgto oro sistema aptarnauja ir bendrąsias pneumatines pavaras, ir tiesioginio sąlyčio su produktu lizdinių plokštelių pakavimo linijas tame pačiame gamyklos tinkle. Jos filtravimo architektūroje naudojamas centrinis 5 µm dalelių filtras kompresoriaus išėjime, 1 µm dalelių filtrai kiekvienoje gamybos zonoje ir specialūs 0,01 µm koalescenciniai filtrai kiekviename kontaktinių linijų naudojimo taške - taip pasiekiamas ISO 8573-1 1 klasės alyvos kiekis kontaktiniuose taškuose ir išlaikomas ekonomiškas 4 klasės filtravimas bendrųjų pavarų grandinėse. Jos pakopinio filtravimo strategija paskutinį FDA auditą praėjo be nė vienos suspausto oro kokybės pastabos. 😊

Kaip parinkti ir parinkti tinkamo dydžio filtrų derinį savo suspausto oro sistemai?

Aiškiai apibrėžus abu filtrų tipus, norint parinkti tinkamą filtrų derinį ir nustatyti jo dydį, reikia atlikti keturis inžinerinius etapus, kurių metu oro kokybės reikalavimai ir sistemos srautai paverčiami išsamia filtravimo specifikacija. 🔧

Norėdami parinkti tinkamą filtrų derinį, nustatykite reikiamą ISO 8573-1 oro kokybės klasę kiekviename naudojimo taške, identifikuokite visus taršos šaltinius suslėgto oro sistemoje, pasirinkite filtrų klases ir eiliškumą, reikalingus tikslinei kokybės klasei pasiekti, tada nustatykite kiekvieno filtro dydį pagal faktinį srauto greitį esant darbiniam slėgiui, kad slėgio kritimas neviršytų leistinų ribų.

4 žingsnių filtro parinkimo ir dydžio nustatymo vadovas

1 žingsnis: apibrėžkite reikiamą oro kokybės klasę

Nustatykite ISO 8573-1 kokybės klasę, reikalingą kiekviename jūsų sistemos naudojimo taške. Skirtingose tos pačios gamyklos srityse dažnai reikia skirtingų kokybės klasių - prieš pasirinkdami bet kokį filtrą sudarykite savo reikalavimų žemėlapį:

• Sąlytis su produktu / farmacija / maistu: 1-2 klasė (reikia koalescencijos)
• Dažymas purškiamuoju būdu / prietaisų oras: 2-3 klasė (reikia koalescencijos)
• Bendrosios pneumatinės pavaros: 3-4 klasė (pakanka dalelių filtro)
• Nekritiniai pneumatiniai įrankiai: 4-5 klasė (pagrindinis filtravimas)

2 žingsnis: nustatykite taršos šaltinius

Įvertinkite iš visų šaltinių į suspausto oro sistemą patenkantį užterštumą:

3 veiksmas: pasirinkite filtrų klases ir montavimo seką

Tinkama viso suspausto oro filtravimo traukinio montavimo seka yra tokia:

$\text{Dryer} \rightarrow \text{40 }\mu\text{m Dalelių filtras} \rightarrow \text{5 }\mu\text{m dalelių filtras} \rightarrow \text{Koalescencinis filtras (AO/AA)} \rightarrow \text{Panaudojimo vieta}$

Niekada nekeiskite šios sekos. Kiekvienas etapas apsaugo kitą - koalescencinis elementas yra pats brangiausias ir jautriausias, todėl, norint, kad jis tarnautų maksimalų laiką, į jį turi būti tiekiamas iš anksto filtruotas oras.

4 veiksmas: nustatykite kiekvieno filtro dydį pagal srauto greitį

Filtrų dydžiai nustatomi pagal gamintojo nominalų srautą etaloninėmis sąlygomis (paprastai 7 barai, 20 °C). Taikykite toliau nurodytą pataisą savo faktinėms darbo sąlygoms:

$Q_{\text{faktinis}} = Q_{\text{reitinginis}} \times \sqrt{\frac{P_{\text{operating}} + 1.013}{7 + 1.013}}$

Pasirinkite filtro korpuso dydį, kurio vardinis srautas, esant darbiniam slėgiui, viršija faktinį sistemos srautą ne mažiau kaip 20%. Dėl per mažo dydžio filtrų susidaro per didelis slėgio kritimas, padidėja energijos sąnaudos ir pagreitėja elemento apkrova, todėl energijos sąnaudos ir elemento keitimas kainuoja kur kas daugiau, nei filtrų korpusų dydžių kainų skirtumas.

💬 Chucko profesionalų patarimas: Dažniausiai pasitaikanti klaida, kurią pastebiu, yra ta, kad klientai pasirenka filtro klasę prieš patvirtindami kompresoriaus tipą. Jei turite kompresorių be alyvos, koalescencinis filtras pašalina alyvos aerozolių pėdsakus iš atmosferos įsiurbiamo oro ir kompresoriaus nusidėvėjimo, tačiau jis negali pašalinti alyvos garų, kurie visiškai išgaravo į oro srautą. Alyvos garams reikia aktyvintosios anglies adsorbcijos filtro, esančio už koalescencijos pakopos. Jei turite tepamą kompresorių, koalescencinis filtras yra privalomas, nepriklausomai nuo to, koks geras yra vidinis kompresoriaus alyvos separatorius, nes joks kompresoriaus alyvos separatorius nepasiekia 0,003 mg/m³ likučio, kurį užtikrina kokybiškas koalescencinis elementas. Pirmiausia sužinokite savo kompresoriaus tipą, tada pasirinkite filtrų rinkinį. Jei tai padarysite ne taip, kaip reikia, turėsite arba nereikalingą aktyvuotos anglies pakopą, arba netinkamą koalescencinę pakopą, o nei viena, nei kita klaida nėra pigi.

Išvada

Nesvarbu, ar jūsų suslėgto oro sistemai reikalinga tikslaus dalelių filtro apsauga nuo kietųjų dalelių, ar didelio efektyvumo koalescencinio elemento apsauga nuo mažesnio nei mikronų kiekio alyvos, ar visa filtravimo sistema, kurios iš tiesų reikia daugumai pramoninių įrenginių, filtro parinkimas pagal faktinius taršos šaltinius ir ISO 8573-1 kokybės tikslus yra inžinerinis sprendimas, kuris apsaugo kiekvieną pneumatinį komponentą, esantį už jo - "Bepto Pneumatics" tiekia visų standartinių dydžių ir klasių filtrus, paruoštus tiekti kaip suderintus mazgus su visa montavimo įranga. 🚀

DUK apie koalescencinių filtrų pasirinkimą