كيف تحمي وحدات معالجة الهواء المعدات الهوائية من التلوث؟

كيف وحدات معالجة الهواء حماية المعدات الهوائية: الإجابة المباشرة

الهواء المضغوط الخارج من الضاغط الصناعي النموذجي ليس نظيفًا على الإطلاق. فهو يحمل قطرات الماء والبخار، ورذاذ زيت الضاغط، وجزيئات الصدأ وقشور الأنابيب، والغبار الجوي، والكائنات الحية الدقيقة - كل ذلك عند ضغوط وسرعات تدفع هذه الملوثات إلى عمق فتحات الصمامات، وتجويف الأسطوانات، ومنافذ الأجهزة. وحدات معالجة الهواء الصناعية لعلم الخصائص الميكانيكية اعتراض هذا التلوث عند حدود النظام، وتحويل الهواء المضغوط الخام إلى وسط متحكم فيه ونظيف ومكيف بشكل صحيح تم تصميم المكونات الهوائية للعمل عليه.

الملوثات الأربعة الرئيسية في أنظمة الهواء المضغوط

إن فهم ما هو موجود في الهواء المضغوط غير المعالج هو الأساس لاختيار الخيار المناسب وحدات معالجة الهواء . تسبب كل فئة من الملوثات نوعًا مختلفًا من الضرر للمعدات الهوائية وتتطلب آلية معالجة مختلفة لإزالتها.

الجسيمات الصلبة

يحتوي الهواء الجوي المسحوب إلى الضاغط على الغبار وحبوب اللقاح وجزيئات الكربون والحطام المعدني. بمجرد ضغطها، تتركز هذه المواد الصلبة بنسبة الضغط — عادةً 7:1 إلى 10:1 في الأنظمة الصناعية - مما يعني أن نظام الهواء المضغوط بنسبة 10:1 يوفر عشرة أضعاف كتلة الجسيمات لكل متر مكعب مقارنة بالهواء الجوي. داخل صمام هوائي مع خلوص التخزين المؤقت 5-15 ميكرومتر ، حتى الجسيمات الدقيقة تسبب التهديف والتسرب والفشل في نهاية المطاف في التحول.

الماء السائل وبخار الماء

الماء هو الملوثات الأكثر ضررًا والأكثر وفرة في معظم أنظمة الهواء المضغوط. عند رطوبة نسبية 100% و7 بار، يمكن أن يحمل الهواء عند 20 درجة مئوية تقريبًا 1.2 جرام ماء لكل متر مكعب . عندما يبرد الهواء في الأنابيب الموجودة أسفل الضاغط، يتكثف هذا الماء في قطرات تتراكم في نقاط منخفضة، وتدخل تجاويف الصمامات، وتسريع تآكل الأسطح الحديدية. يعد تلف الصقيع في التركيبات الخارجية أو غير المدفأة، واستحلاب مواد التشحيم، وتورم الختم الناتج عن ملامسة الماء لفترة طويلة، كلها عواقب مباشرة للرطوبة غير المدارة.

الهباء الجوي النفط والبخار

تقوم الضواغط اللولبية الترددية والدوارة المشحمة بالزيت بحقن كمية صغيرة من مادة التشحيم في غرفة الضغط. حتى بعد المبردات اللاحقة للضاغط والفواصل، يتم ترحيل الزيت 1-5 مجم/م3 يعتبر نموذجيًا في الأنظمة غير المصفاة. يلوث هذا الزيت المعدات النهائية، ويتفاعل مع أختام المطاط الصناعي ليسبب التورم أو التصلب اعتمادًا على التوافق، وفي تطبيقات الأغذية أو الأدوية أو أشباه الموصلات يخلق خطرًا غير مقبول لتلوث المنتج.

تقلب الضغط

يتقلب ضغط خرج الضاغط مع دورات الطلب، وينخفض ضغط النظام عبر خطوط التوزيع الطويلة. يتم تصنيف المحركات الهوائية وصمامات التحكم لنطاقات ضغط تشغيل محددة - عادةً 4-6 بار للمكونات القياسية. يؤدي ارتفاع الضغط فوق القيم المقدرة إلى تسريع تآكل الختم ويمكن أن يتسبب في تشقق جسم الصمام؛ تؤدي الضغوط الأقل من الحد الأدنى إلى تقليل قوة المحرك وتسبب أوقات دورات غير متناسقة. وبالتالي فإن الضغط غير المنظم مدمر بطريقته الخاصة مثل التلوث الجسدي.

كيف Each Component of an FRL Unit Works

ال وحدة FRL للأنظمة الهوائية تجمع بين ثلاث مراحل وظيفية - الفلتر والمنظم والمشحم - في سلسلة معالجة متسلسلة تعالج كل فئة من فئات التلوث بالترتيب الصحيح. تضيف بعض التكوينات مرحلة رابعة (مرشح اندماجي أو مرشح صغير) للتطبيقات الأكثر تطلبًا.

المرحلة 1 - الفلتر: إزالة المواد الصلبة والمياه السائبة

ال compressed air filter uses centrifugal action and a filter element to remove contaminants. Incoming air enters a spin deflector that imparts a centrifugal swirl, throwing water droplets and larger particles to the bowl wall by centrifugal force. These collect in the bowl and are drained — either manually via a drain valve or automatically via a float drain. The air then passes through a filter element with a defined pore rating:

• مرشح للأغراض العامة 40 ميكرومتر: يزيل الماء السائب، ورواسب الأنابيب، والجسيمات الخشنة - وهو الخيار القياسي لمعظم الأدوات والمحركات التي تعمل بالهواء المضغوط
• مرشح قياسي 5 ميكرومتر: مطلوب لصمامات التحكم الاتجاهية ذات الفتحات الصغيرة والصمامات التناسبية الحساسة
• مرشح اندماج 0.01 ميكرومتر: يزيل رذاذ الزيت والجسيمات دون الميكرونية - المخصصة لهواء الأجهزة، وملامسة الطعام، والبيئات الصيدلانية

المرحلة الثانية - المنظم: تثبيت الضغط في اتجاه مجرى النهر

ال pressure regulator maintains a constant, adjustable downstream pressure regardless of upstream pressure fluctuations. A sensing diaphragm connected to the downstream circuit detects any pressure deviation and adjusts a poppet valve to compensate. Modern regulators in وحدات معالجة الهواء الصناعية لعلم الخصائص الميكانيكية الحفاظ على الضغط المصب داخل ± 0.05 بار من نقطة الضبط عبر نطاق التدفق من الصفر إلى التدفق المقدر الكامل - مما يضمن حصول المحركات على قوة متسقة طوال كل دورة للآلة.

نطاقات ضغط المنظم عادة ما تكون 0.05-1.0 بار لمنظمات الأجهزة الدقيقة و 0.5-10 بار للمنظمات الصناعية القياسية. يجب ضبط الضغط الثانوي على الحد الأدنى للقيمة التي يتطلبها التطبيق - فالضغط العالي غير الضروري يؤدي إلى تسريع تآكل الختم وزيادة استهلاك الطاقة.

المرحلة 3 - أداة التشحيم: حماية المكونات المتحركة

لا تتطلب جميع الدوائر الهوائية التشحيم، إذ تستخدم العديد من الصمامات والمشغلات الحديثة موانع تسرب ومحامل ذاتية التشحيم. عندما يتم تحديد التشحيم، يقوم جهاز التشحيم بالرذاذ بإدخال رذاذ زيتي تم قياسه بدقة في تيار الهواء باستخدام مبدأ الفنتوري. يؤدي تسارع الهواء عبر فنتوري إلى إنشاء منطقة ضغط منخفض تقوم بسحب الزيت إلى أعلى الأنبوب الرئيسي وتفتيته إلى قطرات من 1-5 ميكرومتر — صغيرة بما يكفي لتبقى محصورة في تدفق الهواء وتنتقل إلى المحامل السفلية، وبكرات الصمامات، وجدران الأسطوانات.

معدل تغذية زيت التشحيم قابل للتعديل، عادة في نطاق 1-10 قطرات في الدقيقة في قبة البصر لمعدلات التدفق القياسية. يعد التشحيم الزائد أحد الأخطاء الشائعة في الإعداد - حيث يتراكم الزيت الزائد في تجاويف الصمامات، ويسد المنافذ التجريبية في صمامات الملف اللولبي، ويلوث مواد المعالجة. معدل التغذية الصحيح هو الحد الأدنى الذي يحافظ على تكوين الفيلم المناسب عند المكون النهائي الأكثر تطلبًا.

طرق محددة لوحدات معالجة الهواء لإطالة عمر المعدات الهوائية

ال protective effect of وحدات معالجة الهواء على المعدات النهائية يمكن قياسه عبر كل نوع مكون رئيسي في نظام هوائي. ويوضح التفصيل التالي كيف يتسبب التلوث في الفشل وكيف يمنعه العلاج.

صمامات التحكم الاتجاهية

تعد الصمامات اللولبية والصمامات الاتجاهية التي يتم تشغيلها يدويًا من بين المكونات الأكثر حساسية للتلوث في أي دائرة هوائية. عادة ما يكون الخلوص بين بكرة الصمام والتجويف 3-8 ميكرومتر - أضيق من شعرة الإنسان. يتسبب التلوث الجسيمي في هذه الفجوة في تسجيل نقاط تسمح بالتسرب عبر أراضي التخزين المؤقت، مما يؤدي إلى انخفاض سرعة التبديل وإهدار الهواء المضغوط. يؤدي الماء الموجود في جسم الصمام إلى تآكل سطح التجويف، مما يؤدي إلى خشونة تسبب احتكاك البكرة - يفشل الصمام في التحول تحت قوة الملف اللولبي العادية، مما يتسبب في انقطاع دورة الماكينة. أظهرت الدراسات التي أجريت في المنشآت الصناعية أن الهواء المفلتر والمنظم يقلل من تكرار استبدال الصمام بنسبة 60-75% مقارنة بالإمدادات غير المصفاة.

الأسطوانات الهوائية والمحركات

تتحلل أختام الأسطوانات - عادةً الحلقات الدائرية وأختام الشفة المصنوعة من مطاط البولي يوريثين أو النتريل - بواسطة مستحلبات زيت الماء، ومواد التشحيم غير المتوافقة كيميائيًا، وتسجيل الجسيمات لسطح التجويف. سيؤدي تجويف الأسطوانة الناتج عن التلوث بالجسيمات إلى حدوث تسرب تجاوز لختم المكبس مما يقلل من قوة المحرك، ويبطئ أوقات الدورات، ويسمح في النهاية بتجاوز الهواء بالكامل مما يمنع المشغل من الوصول إلى نقطة نهاية الشوط. يحافظ الهواء المفلتر بشكل صحيح مع التشحيم المناسب على خشونة سطح التجويف ضمن تفاوتات التصميم، مع الإشارة إلى البيانات الميدانية زيادة بمقدار 2-4× في الفاصل الزمني لاستبدال الختم عندما يتم توفير الهواء النظيف المشحم.

أدوات ومحركات تعمل بالهواء

تعمل المحركات والمطاحن الهوائية بسرعات دوران عالية — غالبًا 8000-25000 دورة في الدقيقة - مع خلوص ريشة تقاس بالميكرومتر. يتسبب الماء الموجود في تيار الهواء في تورم الريشة، وتآكل حجرة الدوار، وتأليب مجرى القناة. يؤدي تلوث الجسيمات إلى تآكل سريع للريشة وفقدان كفاءة المحرك. ان وحدة FRL للأنظمة الهوائية يؤدي وضعه على الفور في أعلى أداة الهواء إلى إطالة عمر خدمة الأداة بشكل كبير ويحافظ على خرج طاقة ثابت طوال فترة خدمة الأداة.

مجسات الضغط والأجهزة

تعتبر محولات الضغط، وأجهزة قياس التدفق، وأجهزة استشعار الموضع ذات الواجهات الهوائية هي المكونات الأكثر عرضة للتلوث بالزيت والجسيمات. يوجد جسيم بحجم 0.5 ميكرومتر في منفذ الاستشعار لمحول طاقة الضغط مع أ ±0.1% مواصفات الدقة واسعة النطاق يمكن أن يتسبب في حدوث خطأ في القياس كبير بما يكفي لإطلاق إنذارات كاذبة أو اتخاذ قرارات غير صحيحة بشأن دورة الماكينة. يتم الحصول على هواء بجودة الأجهزة - تمت تصفيته إلى 0.01 ميكرومتر مع محتوى زيت أقل من 0.01 ملجم/م³ - عن طريق إضافة مرشح اندماج أسفل مجموعة FRL القياسية.

فئات جودة الهواء ISO 8573 وكيفية توجيه اختيار العلاج

يوفر المعيار ISO 8573-1 الإطار المعترف به دوليًا لتحديد جودة الهواء المضغوط. وهو يحدد النظافة في ثلاثة أبعاد - الجسيمات الصلبة، ومحتوى الماء، ومحتوى الزيت - كل منها على مقياس من الفئة 0 (الأنظف) إلى الفئة X (غير محدد). اختيار الصحيح وحدات معالجة الهواء الصناعية لعلم الخصائص الميكانيكية يبدأ بتحديد فئة الجودة ISO 8573 التي تتطلبها المعدات الأكثر حساسية في الدائرة.

يتم خدمة معظم الدوائر الهوائية الصناعية العامة بشكل مناسب عن طريق هواء الفئة 3-4، ويمكن تحقيق ذلك باستخدام مرشح قياسي 5 ميكرومتر ومجموعة مجفف التبريد. يتطلب الهواء من الفئة 1-2 للأجهزة الحساسة أو التطبيقات الصحية دمج الترشيح والتجفيف بالامتصاص - وهي المواصفات التي تدفع اختيار المراحل المتعددة وحدات معالجة الهواء الصناعية لعلم الخصائص الميكانيكية بدلاً من تجميع FRL الأساسي وحده.

تحديد حجم وحدات معالجة الهواء وتركيبها بشكل صحيح

المحدد بشكل صحيح وحدة معالجة الهواء لن يوفر الحجم الكبير أو الأصغر حجمًا أو سيئ التثبيت الحماية المقدرة. تتناول الإرشادات التالية معلمات التثبيت الأكثر أهمية.

مطابقة معدل التدفق

يتم تصنيف كل مكون من مكونات FRL لأقصى تدفق عند ضغط مرجعي - يتم التعبير عنه عادةً بـ Nl/min (لتر طبيعي في الدقيقة) أو SCFM. يجب ألا يتجاوز انخفاض الضغط عبر الوحدة عند الحد الأقصى لتدفق النظام 0.1-0.15 بار للحصول على تركيبة منظم التصفية. ويعني تجاوز هذا الحد أن الوحدة أصغر من الحجم: تنخفض كفاءة الترشيح الفعلية مع زيادة سرعة الهواء عبر العنصر، ويصبح فصل الماء عن طريق عمل الطرد المركزي أقل فعالية. يعتمد الحجم دائمًا على ذروة تدفق الطلب، وليس متوسط ​​التدفق.

اتجاه التثبيت والموقف

يجب تركيب وحدات FRL مع تعليق الوعاء عموديًا لأسفل للسماح بتصريف المكثفات المجمعة تحت الجاذبية. التثبيت بزاوية أكبر من 5° من العمودي يمنع آلية الصرف من العمل بشكل صحيح ويخاطر بإعادة تصريف المياه المجمعة إلى مجرى الهواء. يجب أن يتم وضع التجميع بالقرب من نقطة الاستخدام قدر الإمكان - حيث تسمح الأنابيب الطويلة الممتدة بين FRL والمعدات بانخفاض درجة الحرارة الذي يسبب المزيد من التكثيف أسفل الفلتر.

إدارة استنزاف الوعاء

تتطلب المصارف اليدوية اهتمامًا يوميًا أو على أساس الورديات في البيئات الرطبة أو الأنظمة عالية التدفق. تلغي المصارف العائمة الأوتوماتيكية متطلبات الصيانة هذه ولكن يجب فحصها كل ثلاثة أشهر بحثًا عن الانسداد بسبب تراكم الجسيمات. في الأنظمة التي تكون فيها أحجام المكثفات مرتفعة - خاصة في المناخات الدافئة والرطبة أو ذات المبردات اللاحقة ذات الأداء الضعيف - يجب أن يسبق وعاء كبير السعة أو مرشح مسبق منفصل مع تصريف كبير الحجم مجموعة FRL الرئيسية لمنع فيضان الوعاء الذي يدفع الماء إلى أسفل.

فترات استبدال عنصر التصفية

يتم تحميل عناصر التصفية تدريجيًا مع الجسيمات المتراكمة. يزيد العنصر المحمل من انخفاض الضغط، ويقلل من سعة التدفق، و- إذا وصل التحميل إلى نقطة الاختراق - يمكن أن يؤدي إلى تجزئة وتمرير التلوث في اتجاه مجرى النهر بدلاً من الاحتفاظ به. كمبدأ توجيهي عام، يجب استبدال العناصر عندما يتجاوز انخفاض الضغط عبر المرشح 0.1 بار فوق خط الأساس للعنصر النظيف ، أو على جدول زمني 6-12 شهرًا في البيئات الصناعية النموذجية، أيهما يحدث أولا. قد تتطلب البيئات عالية التلوث (المسبك، المحاجر، النجارة) تغييرات ربع سنوية في العناصر.

اختيار وحدة معالجة الهواء المناسبة لتطبيقك

اختيار المناسب وحدات معالجة الهواء الصناعية لعلم الخصائص الميكانيكية يتطلب مطابقة مواصفات المنتج لظروف التشغيل الفعلية وحساسية المعدات الخاصة بالتطبيق. يوفر الجدول أدناه إطار الاختيار حسب نوع التطبيق.

الأسئلة المتداولة حول وحدات معالجة الهواء