气动产品,系统和机器需要干净的压缩空气才能高效可靠地运行。
压缩空气中的颗粒,水和油会缩短组件和系统的使用寿命以及功能。它们还会损害生产率和能源效率。知道如何达到适当的压缩空气质量,以及实现常见工业应用所需的推荐空气质量所需的过滤器,对于运转良好的工厂至关重要。
空气准备空气准备
有三个变量:压缩空气纯度,压缩空气量(流量)和气压。根据系统要求,协调这三个变量可确保较高的压缩空气质量,并构成选择合适的维修单元组件的基础。
所需的压缩空气纯度可提高气动系统的运行性能和效率,并可确保符合食品和饮料等行业的法律规范。流量主要由流量横截面和机器的设计尺寸决定。
通常,如果设计相同,则较大的组件将具有较高的流速。优化的工作压力可提高效率,程度地减少磨损并降低功耗。为了协调系统规格的压缩空气纯度,压缩空气量和压力,必须选择正确的单个组件。这些组件包括开关阀,增压阀,压力调节器,水分离器,过滤器和干燥单元。
为什么需要过滤?
大气中包含灰尘和污垢颗粒,更不用说以湿气形式存在的大量水分了。压缩机产生的空气将是高温,潮湿和肮脏的。因此,步是从除去水分开始滤除这些污染物。这通常是通过压缩机旁边的冷冻干燥机实现的,该干燥机将空气简单地冷却到刚好高于冰点(〜3˚c)并除去冷凝的液体。
如果没有滤除污染物,则不能长期保证系统组件(如阀门和气缸)的运行。压缩空气准备不充分会导致密封圈膨胀和过早磨损,并污染控制阀。因此,正确的压缩空气准备对于减少机器的停机时间和闲置时间以及减少维护和能源成本至关重要。
为了帮助所有人就空气质量用相同的语言进行交流,2010年建立了国际标准iso 8573,其中包含压缩空气质量的定义。空气质量由三种污染物的等级评定来定义:固体颗粒,冷凝水含量和油含量。等级范围为1-9,数字越小代表空气纯度越高。它规定了相应质量等级的允许污染水平和粒径。空气质量等级将帮助您确定需要哪种类型的过滤器或过滤器组合。
实践-常见应用的过滤
以下是一些具有相应空气质量等级和过滤类型的常见应用。
标准自动化组件,例如阀门和气瓶
•质量等级7.4.4–40 µm过滤器
比例阀,紧凑型阀,气动工具
•质量等级6.4.4–5 µm过滤器
主包装,减少气味和油蒸汽
•质量等级1.4。1-5、1和0.01 µm,以及活性炭过滤器
半导体行业,医药产品
•质量等级1.3.1—5、1和0.01 µm,以及活性炭,膜干燥机
所需的空气质量等级或过滤级别通常由标准行业准则或实践定义。大多数空气处理设备制造商可以提供参考文档,这些文档定义了不同应用和行业的空气质量要求。在确定了适用的理想空气纯度等级后,请选择最合适的过滤器和干燥器。以下提供了过滤器和干燥器的准则。
过滤器的类型以及何时使用
有多种类型的过滤器组件用于去除污染物,例如固体颗粒,液态水和水蒸气,油蒸气,气味剂,甚至细菌和病毒。对于大多数自动化应用,重点是去除固体颗粒和水。
分水器采用离心设计或聚结原理去除冷凝水。
•离心分离器在空气中引起旋转运动,迫使颗粒在径向向外运动中加速。一旦到达外部,它们就会排入碗中。离心分离器可有效去除大于5微米的水滴和灰尘。此过程无需维护。
•聚结分离器使空气从滤芯的内部流到外部。这些滤筒必须定期更换。
过滤器用于去除颗粒,冷凝物和油。
•粗颗粒过滤器的孔径为5至40 µm。空气流过离心分离器,然后通过过滤器元件。过滤器元件通常是烧结材料,例如聚乙烯或青铜。
•精细过滤器和微过滤器除去小于1 µm,0.01 µm的颗粒。空气从里到外流过滤芯。固体颗粒卡在滤芯中,堵塞了滤芯。诸如凝结物或油之类的流体颗粒会聚结或附着在较大的液滴上,这些液滴会飘散并被捕获在滤杯中。级联过滤器以避免过滤器元件过早阻塞很重要。例如,如果需要1 µm过滤,我们建议在上游使用5 µm过滤器,这样1 µm过滤器就不会被大颗粒堵塞。
•活性炭过滤器结合了碳氢化合物残留物,气味剂和油蒸气。它们用于食品包装和处理药品等应用中的气味。
•无菌过滤器可确保空气中不含细菌。
干燥机用于去除水蒸气,这些水蒸气超出了精细和微型聚结过滤器的能力,并根据可获得的压力露点进行分类。压力露点定义了压缩空气在不凝结水的情况下可以冷却到的温度。如果温度低于压力露点,则会形成冷凝水。即使随后升高温度,该冷凝水也会保留,并可能导致组件腐蚀。
•制冷干燥机通常位于工厂空气压缩机的下游。空气在冷却装置中被冷却至刚好冻结,并且排出的冷凝水被排出。所达到的压力露点约为3°c。为避免结露,建议压力露点必须比环境温度低10°c。对于工作温度从不低于13°c的系统来说,冷冻干燥机就足够了。
•膜式干燥机可将压力露点降低,例如降低20°c。空气纵向流过一束平行的中空纤维。在此过程中,水蒸气由于从纤维内部到外部的局部压降而扩散。使用吹扫空气将蒸气排出。由于使用吹扫空气,免维护膜干燥机具有一定量的恒定排气/空气消耗量。
•当要求压力露点为–40°至–70°c时,请使用吸附式干燥器。干燥机利用分子力将气体或蒸汽分子结合到干燥剂上,例如干燥剂珠粒。由于干燥剂是可再生的,因此需要两个腔室:一个干燥时,另一个干燥剂有时间进行冷或热再生。在具有冷再生的设备中,一些干燥的空气用于干燥粘合剂。当使用热再生时,水在加热时会蒸发。必须定期更换干燥剂,例如,在服务8,000小时后。