Выбор встроенного фильтра – не такой уж и сложный процесс, но, если сразу не разобраться со сферой применения или не вникнуть в процесс, который требует фильтрации, то в результате могут возникнуть проблемы. Но прежде, чем перейти непосредственно к главному вопросу статьи, давайте вспомним, что же представляет собой фильтрация и почему она играет важную роль в системе сжатого воздуха.
Зачем нужен фильтр?
Любите кофе, но не хотите ходить за ним в ближайшую кофейню или к кофейному автомату? Прекрасно, у нас есть отличная альтернатива - капельная кофеварка. Одним из самых важных элементов, который влияет на качество и вкус напитка, приготовленного с помощью такой машины, является правильно подобранный фильтр, который будет задерживать крупные частицы зерен и не даст им попасть в чашку вместе с кофе. Как ни удивительно, бумажный фильтр играет просто огромную роль в приготовлении вкусного кофе.
Из этого примера становится понятно, зачем нужен фильтр системе сжатого воздуха. Как мы узнали из предыдущих статей, сжатый воздух полон частиц, аэрозолей и паров масла (которые попадают в него из поршней и винтов с впрыском масла). Эти примеси загрязняют сжатый воздух и могут нанести потенциальный вред его конечным пользователям (например, оборудованию, использующему сжатый воздух). Правильно подобранный встроенный фильтр может помочь устранить эти нежелательные частицы, а также аэрозоли и пары. Количество необходимых фильтров и их типов будет зависеть от качества воздуха, который необходим для конкретного процесса. Давайте рассмотрим различные типы фильтров и разберем советы, которые помогут вам выбрать правильный фильтр.
Насколько чистым должен быть воздух?
Качество сжатого воздуха
Чтобы понять, насколько чистым должен быть сжатый воздух, вам следует определить, для какой цели или для какого процесса будет использован сжатый воздух. Не все процессы и сферы применения, в которых используется сжатый воздух, требуют одинакового уровня фильтрации, поэтому с этим нужно определиться в первую очередь. Чистота сжатого воздуха, используемого для приведения в действие пневматических механизмов, может поддерживаться стандартным сажевым фильтром, который обеспечивает фильтрацию частиц размером до 1 или 0,01 микрона, однако если вам нужно, чтобы в воздухе также не было и паров масла, тогда вам придется использовать фильтр с активированным углем. Давайте детально разберемся, что такое загрязняющие вещества и как они влияют на систему сжатого воздуха.
Загрязняющие вещества могут проникать в систему сжатого воздуха из окружающего воздуха, который используется в её работе, а также из самой системы (компрессора). Существует три основных загрязнителя, которые могут содержаться в сжатом воздухе: твердые частицы, аэрозоли и пары.
Твердые частицы. Твердые частицы в системе сжатого воздуха – это небольшие кусочки твердого материала, такие как пыль, грязь и/или пыльца, которые попадают из окружающего воздуха, а также сыпучие металлические частицы, которые могут образовываться в процессе коррозии труб. В зависимости от процесса, в котором задействован сжатый воздух, контакт с частицами может нанести ущерб конечному продукту, что приведет к задержкам производства и проблемам контроля качества, не говоря уже о потенциально неудовлетворенных клиентах.
Аэрозоли. Аэрозоли – это небольшие капли жидкости, которые можно найти в системе сжатого воздуха, особенно часто аэрозоли встречаются в системах, которые используют компрессоры с впрыском масла. Аэрозоли образуются из смазочного материала, в данном случае масла, которое используется в компрессоре, и могут быть вредны как для самих продуктов, так и для людей (если эти продукты не были правильно обработаны).
Пары. Пары в системе сжатого воздуха состоят из смазочных материалов, а также любой другой жидкости, которая превратилась в газ. Для удаления таких паров из системы требуется специальный фильтр с активированным углем.
Теперь, когда мы подробно разобрались со всеми типами загрязнений, давайте посмотрим, какие методы фильтрации используются для устранения каждого типа загрязнений.
Удаление сухих частиц
Существует три основных механизма, которые используются в сажевых фильтрах для удаления из сжатого воздуха твердых частиц всех размеров.
Инерционное соударение. Инерционное соударение – это процесс, при котором частицы, которые являются слишком тяжелыми и не могут перемещаться вместе с потоком сжатого воздуха, попадают в ловушку волокнистой среды. Чем крупнее частицы, тем легче будет их уловить.
Прямой захват. Более мелкие частицы могут перемещаться вместе с воздушным потоком, но, если диаметр частицы больше, чем зазор фильтрующей среды, то они будут задерживаться на фильтре.
Диффузия. Диффузия возникает в отношении мелких частиц, когда они перемещаются хаотично по всей площади вместо того, чтобы следовать за потоком сжатого воздуха. Эта непостоянная траектория движения вызвана столкновением частиц с другими частицами газа, что называется броуновским движением. Поскольку частицы имеют свободный диапазон движения и могут свободно перемещаться, они с большой вероятностью будут перехвачены фильтрующей средой и удалены из потока сжатого воздуха. Благодаря диффузии выделить мелкие частицы намного легче, чем более крупные. Эти три механизма фильтрации вносят свой вклад в общую эффективность фильтра.
Удаление аэрозолей и паров
Для удаления аэрозолей и паров существует два типа фильтров. Коалесцирующие фильтры используются для удаления жидкостей, а также некоторых твердых частиц, в то время как фильтры паровой фазы удаляют пары из сжатого воздуха с помощью адсорбции. Коалесцирующие фильтры используются для удаления аэрозолей и твердых частиц, но они не эффективны по отношению к парам. Процесс коалесцирования представляет собой объединение мелких капель жидкости в более крупные. По мере того как капли увеличиваются в размерах, они попадают из фильтра во влагоуловитель, в результате чего образуется более 
чистый и сухой поток сжатого воздуха. Адсорбция – это химический процесс, используемый для удаления газообразных смазочных материалов или паров. Процесс заключается в связывании паров с поверхностью носителя (адсорбента), в котором обычно используется активированный уголь из-за его высокой площади поверхности и способности притягивать масляные пары. Поскольку масляный пар со временем покрывает поверхность активированного угля, его необходимо менять до момента полного насыщения. В противном случае это приведет к прорыву масла в воздушную систему. Также после фильтра с активированным углем необходимо использовать пылевой фильтр, так как мелкие частицы древесного угля могут отделяться от фильтра и попадать в воздушный поток.
Повреждают ли систему смазочные материалы, такие как масло?
Чтобы оценить потенциальный ущерб, который может нанести вашей системе сжатого воздуха масло, вы должны понимать основные требования к вашей сфере деятельности или к оборудованию, которое использует сжатый воздух. Если к вашей отрасли применяются строгие санитарные нормы, а оборудование чувствительно к воздействию масла или паров, тогда использовать правильную систему фильтрации крайне важно. Давайте более подробно разберемся в смазочных материалах и поймем, какое влияние они могут оказывать на ваш конечный продукт. Подобно твердым частицам, смазочные материалы могут поступать в вашу систему сжатого воздуха как из окружающего воздуха, так и из самого компрессора. При эксплуатации объекта, например, при выхлопе двигателя, в окружающий воздух выбрасываются углеводороды, такие как аэрозоли масла, что может ухудшить качество воздуха и привести к поломке оборудования. Компрессоры с впрыском масла также будут выпускать в систему сжатого воздуха смазочные материалы, что приведет к увеличению эксплуатационных расходов. Такие отрасли промышленности, как электроника и полупроводники, особенно часто сталкиваются с проблемой загрязнения смазочными материалами, что может привести к потере продукции, сорванным срокам и неудовлетворению клиентов. Плохая фильтрация часто приводит к коррозии труб, повышенным перепадам давления и к повреждению оборудования, что, в свою очередь, выливается в дорогостоящие простои и непредвиденные затраты на ремонт. Коррозия также может стать причиной загрязнения трубопроводной системы, что заставляет компрессор работать более усиленно, а это приводит к более высокому потреблению энергии и дополнительным расходам на запчасти к компрессору. Правильная фильтрация является ключом к достижению желаемых результатов и уменьшению затрат, связанных с ремонтом. Единственный способ полностью защитить ваш продукт от появления масла в системе сжатого воздуха – это использовать безмасляные компрессоры, так как этот тип компрессоров устраняет риск загрязнения сжатого воздуха аэрозолями масла.