Ako filtrovať stlačený vzduch

Čo znečisťuje stlačený vzduch? Kvalita stlačeného vzduchu podľa ISO 8573-1 Ako sa zbaviť nečistôt v stlačenom vzduchu? Výber správneho filtra Pozor na tlakové straty Kam inštalovať filtre stlačeného vzduchu Meranie nečistôt v stlačenom vzduchu

Čo znečisťuje stlačený vzduch?

Atmosférický vzduch nasávaný do kompresora obsahuje tri druhy nečistôt:

• Pevné častice: Až 140 až 150 miliónov znečisťujúcich častíc v každom kubickom metri vzduchu a v priemyselnej prevádzke ešte niekoľkonásobne viac. Väčšina týchto nečistôt (80 %) je menšia ako 2 μm, a sú tak príliš malé na to, aby sa zachytili vo vstupnom filtri kompresora (odstráni zvyčajne častice veľkosti 25 μm).
• Olej sa dostáva do stlačeného vzduchu z piestových aj skrutkových kompresorov, ktoré sú mazané olejom.
• Voda – vodná para vo vzduchu po ochladení v potrubí kondenzuje. O tom, kde sa vo vzduchu berie vlhkosť a ako sa jej zbaviť, sa dočítate v článku Prečo a ako sušiť vzduch.

Znečistený stlačený vzduch má nepríjemný zápach, a navyše sa „podpíše" na stave vášho zariadenia:

• Všetky tesnenia sa rýchlejšie opotrebujú a často ich musíte vymieňať.
• Trpia tiež ventily v riadiacich obvodoch.
• Nečistoty zo stlačeného vzduchu preniknú do tlmičov a zhoršujú ich funkciu.
• Postupne sa upchávajú otvory a trysky.
• Poškodia sa hotové výrobky a výrobné zariadenia – pevné častice môžu poškriabať povrchy a pod.

Kvalita stlačeného vzduchu podľa ISO 8573-1

Vodítkom pre kvalitu stlačeného vzduchu je norma ISO 8573-1. Kvalita stlačeného vzduchu je v norme popísaná siedmimi triedami 0 až 6 (tabuľka 1): Každá trieda má predpísaný maximálny obsah pevných častíc, vody a oleja. Pre rôzne aplikácie a prietoky sú požadované rôzne triedy čistoty.

Ako čistý musí byť stlačený vzduch pre rôzne aplikácie?

Pre rôzne prípady použitia stanovuje norma ISO 8573-1 triedy kvality, napríklad pre dielenský vzduch je normou nariadená kvalita 4-4-5. Toto trojčíslie udáva tri predpísané triedy kvality v tomto poradí:

• trieda kvality pre pevné častice,
• trieda kvality pre vodu (teplotu rosného bodu),
• trieda kvality pre olej.

V tabuľke č. 2 sú uvedené triedy kvality stlačeného vzduchu pre rôzne priemyselné aplikácie.

Ako sa zbaviť nečistôt v stlačenom vzduchu?

Pevné častice zachytí vhodný filter alebo dva aj viac filtrov za sebou. Prvou prekážkou pred vniknutím pevných častíc je vstupný filter kompresora, ten však odstráni častice o veľkosti 25 μm. Ďalšie filtre sa inštalujú pred sušičky alebo za ne.

Olej – môže byť vo vzduchu vo forme aerosólu alebo pary. Aerosól zachytí kvalitný štandardný filter. Olejovú paru zachytí filter s aktívnym uhlím. Účinnosť a životnosť aktívneho uhlia ovplyvňuje teplota stlačeného vzduchu a jeho vlhkosť.

Vodu zo stlačeného vzduchu dostaneme vhodnou sušičkou, ktorú zaradíme za kompresor. Podrobnosti a praktické rady pre sušenie vzduchu nájdete v článku Prečo a ako sušiť vzduch.

Než sa vydáte na nákup filtrov a sušičiek, odpovedzte si na otázky:

• Ako čistý musí byť stlačený vzduch pre účel, na ktorý ho používam?
  Úplne iné požiadavky sú na stlačený vzduch na použitie v dielni na čistenie súčastí alebo v stavebníctve, než napríklad na meranie či pneumatickú dopravu potravín. Triedy kvality pre svoju aplikáciu nájdete v norme ISO 8573-1 alebo v tabuľke 2.
• Ako čistý musí byť stlačený vzduch, aby nepoškodil valce, ventily a ďalšie prvky v rozvode?
  Znečistený stlačený vzduch používaný na pneumatický pohon manipulátorov, piestov a dopravníkov nesmie spôsobiť zadretie pneumatických valcov, upchatie trysiek a iné škody na zariadení.
• Ako čistý je stlačený vzduch, ktorý dodáva môj kompresor?
  Keď vzduch z kompresora nezodpovedá kvalite, ktorú vyžaduje aplikácia, je potrebné sa rozhodnúť pre vhodné filtre alebo jednotky na úpravu stlačeného vzduchu.

Výber správneho filtra

Vhodné filtre do svojho obvodu zvolíte z širokej ponuky
tu

Pri výbere filtra sa orientujte podľa troch parametrov:

1. Požadovaná kvalita vzduchu
   Akú kvalitu vzduchu musíte mať pre svoju dielňu či prevádzku, to je uvedené v norme ISO 8573-1.
   Niektoré príklady použitia nájdete v tabuľke 2. Podľa kvality zvolíte typ filtra (mikrofilter, filter s aktívnym uhlím...)
2. Tlak vzduchu na vstupe do filtra
   Podľa tlaku v obvode stlačeného vzduchu zvolíte vhodný model filtra.
3. Výkonnosť alebo objemový prietok vzduchu
   Filtre sú dimenzované podľa množstva vzduchu, ktorý nimi preteká. Toto množstvo (objemový prietok) je základným parametrom kompresora alebo sušičky a označuje sa ako výkon, výtlak alebo aj prietok.
   Udáva sa v litroch za minútu (l/min), niekedy však aj v m3/hod.
   To si ľahko prevediete: 1 m3/hod = 16,67×1 l/min. Pre objemový prietok sa používa mnoho iných jednotiek, napríklad litre za sekundu a pod. Aby ste sa pri prevode nepomýlili, môžete použiť aj online kalkulačku.

Triedy kvality v ponukách filtrov Pri výbere je potrebné dbať na to, aby mal vzduch po filtrácii taký obsah pevných častíc a oleja, aký vyžaduje naša aplikácia. V tabuľke 2 si nájdete svoju aplikáciu a v ponuke filtrov k nej nájdete zodpovedajúci filter. Dodávatelia uvádzajú triedy v popisoch filtrov – na obrázku 1 je prehľad filtrov spoločnosti Kompresory vzduchotechnika.

Pozor na tlakové straty

Každý filter (rovnako ako akýkoľvek iný prístroj, ako je sušička alebo armatúra) spôsobuje pokles tlaku, čo stojí peniaze. Nefiltrujte teda viac, než je nutné.

Tlakovú stratu síce ľahko vyrovnáme zvýšeným tlakom na výstupe kompresora, ale nie zadarmo. Zdvihne sa spotreba energie (o 6 až 10 % pri vzraste tlaku o 1 bar) a bohužiaľ nám s tlakom vzrastie aj teplota stlačeného vzduchu, a tým sa zvýši jeho vlhkosť.

• Najmenej znižujú tlak predfiltre a prachové filtre s hrubšou štruktúrou filtračných elementov.
• Jemné filtre na zachytenie oleja a vlhkosti majú väčšiu tlakovú stratu.
• V boji proti tlakovej strate pomôže aj pravidelná výmena vložiek filtrov. Zanesený filter znižuje tlak viac ako čistý.

Diferenčný manometer napovie ...
Tlakovú stratu si môžete skontrolovať na diferenčnom manometri, ktorý býva súčasťou niektorých filtrov.

Kam inštalovať filtre stlačeného vzduchu

• Pred sanie kompresora sa inštaluje vstupný filter a ten odfiltruje väčšie pevné častice, aby nepoškodili kompresor.
• Za dochladzovač a vzdušník je vhodné umiestniť hrubý filter, ktorý chráni sušičku hlavne pred pevnými časticami.
• Za kondenzačnú sušičku je možné zaradiť jemný filter na odstránenie zvyšného kondenzátu.
• Pred adsorpčnú sušičku je nutné zaradiť jemný filter, ktorý ju ochráni pred kontamináciou olejom. Až za sušičku sa zaradí hrubý filter.

Mikroporézne filtre s pravidelnými pórmi (predfilter, hrubý filter)

Tento typ filtra zachytí pevné častice zo stlačeného vzduchu pred sušičkou. Poradí si s pevnými časticami od 3 μm, ale len minimálne s olejom, vodou a jemnými časticami. Vo filtroch sú vymeniteľné filtračné vložky – duté valce z poréznych spekaných bronzov, keramiky, polyetylénu alebo polypropylénu.

Mikrofiltre s neusporiadanými mikrovláknami (hrubý filter) Pokiaľ stlačený vzduch, ktorý prejde kondenzačnou sušičkou, nie je dostatočne čistý, zaradíme za sušičku filter z neusporiadaných mikrovlákien, ktorý dokáže znížiť obsah oleja vo vzduchu až na 0,01 mg/m3 a zachytáva pevné častice väčšie ako 0,01 μm (obrázok 2). Olejové častice narážajú do sklenených mikrovlákien a vytvárajú väčšie kvapky, ktoré sú vedené prúdom vzduchu k vonkajšiemu okraju vložky do penového plášťa. V ňom olejové kvapky vlastnou gravitáciou spadnú na dno filtra.

Filtre s aktívnym uhlím (jemný filter)

Potom, čo prešiel stlačený vzduch sušičkou a filtrami, zostanú v ňom ešte olejové pary. Preto sa za mikrofilter zaraďuje filter s aktívnym uhlím, ktorý znižuje obsah oleje vo vzduchu až na 0,005 mg/m3. Filter s poréznym aktívnym uhlím pracuje na princípe adsorpcie. Stlačený vzduch prúdi cez náplň z aktívneho uhlia a v ňom obsiahnuté uhľovodíky sa na ňu viažu.

Konštrukčné prevedenie filtrov

Na pripojenie sú filtre opatrené závitom alebo prírubou. Filtre majú ešte tieto prvky:

• diferenčný manometer na meranie poklesu tlaku vzduchu pri prechode
• odpúšťač kondenzátu - manuálny alebo automatický.

Filtre majú farebné označenie podľa svojich parametrov. Obsluha na prvý pohľad vidí, aký typ filtrov je v sústave inštalovaný a aké filtračné vložky bude potrebovať.

Keď navrhujeme sústavu filtrov, pamätajme na to, že filtre bývajú zabudované do sušičiek, cyklónových odlučovačov, či vzdušníkov a ďalších zariadení.

Jednotky na úpravu stlačeného vzduchu

Vo výrobných prevádzkach sa stretávame s veľmi konkrétnymi požiadavkami na kvalitu stlačeného vzduchu. V týchto prípadoch prídu vhod úpravné jednotky. Tieto zariadenia obsahujú obvykle regulátor tlaku, filtre a olejovače v jedinom zariadení a je možné vybrať si vhodný model presne podľa toho, aké vlastnosti má mať stlačený vzduch vo Vašej prevádzke.

Meranie nečistôt v stlačenom vzduchu

Ako skontrolovať, či stlačený vzduch neobsahuje príliš veľa nečistôt? Na overenie čistoty stlačeného vzduchu poslúžia:

• detektory oleja
• detektory pevných častíc
• prenosné meracie stanice

Detektory oleja

Na zistenie obsahu oleja v stlačenom vzduchu sa používajú fotoionizačné detektory, PID (Photoionization Detector).

Princíp merania Fotoionizačný detektor využíva UV lampu a tou ionizuje* molekuly meraného vzduchu. UV žiarenie nie je schopné ionizovať molekuly normálnych zložiek vo vzduchu (kyslík, dusík, CO2, argón, voda a pod.). Spoľahlivo však dokáže ionizovať uhľovodíky, čo sú zložky olejov. Sila prúdenia iónov (a teda elektrického signálu) je priamo úmerná koncentrácii ionizovaných molekúl. Elektrický signál je zosilnený a zobrazený na displeji ako celkový obsah oleja. Tieto detektory merajú iba vzduch bez agresívnych, korozívnych, toxických, žieravých, horľavých a vnietivých látok*). Pomôcka: Pri ionizácii sa z elektricky neutrálnej molekuly stáva molekula s elektrickým nábojom čiže ión. Prúdom iónov vzniká elektrický signál.

Inštalácia detektora oleja

Detektory oleja sa inštalujú na zvislú prívodnú rúrku so stúpajúcim prúdením. Na schémach (obrázok 4) vidíte dve možnosti inštalácie:

• priama inštalácia
• inštalácia s by-pass potrubím

Detektory pevných nečistôt Pevné nečistoty v stlačenom vzduchu (ale aj v iných technických plynoch) sa merajú presvecovaním pomocou laserovej diódy umiestnenej kolmo k potrubiu. Prístroje merajú počet častíc v takzvanom „normálnom kubickom metri" – Nm3 (ide o objem pri normálnom tlaku a teplote). Prístroj vie rozlíšiť aj veľkosť častíc – nameria, koľko obsahuje plyn častíc veľkosti 0,1 až 0,5 mm, 0,5 až 1 mm a 1 až 5 mm.

Prenosné meracie stanice Na kontrolu kvality stlačeného vzduchu sú používané tiež prenosné meracie stanice, ktoré obsahujú: detektor obsahu oleja detektor pevných nečistôt senzor rosného bodu Stanicu jednoducho privezieme ku kompresoru a zmeriame kvalitu stlačeného vzduchu.