§ 3. Воздухосборники

Воздухосборники (ресиверы) устанавливают между концевыми холодильниками компрессоров и воздухопроводной сетью. Они служат для сглаживания пульсации потока воздуха, поступающего из компрессора, создания запаса сжатого воз­духа для использования в моменты пиковых нагрузок и отде­ления воды и масла, содержащихся в сжатом воздухе. Возду­хосборники особенно необходимы для поршневых компрессо­ров, у которых выходной поток сжатого воздуха имеет большую пульсацию. Воздухосборники могут быть вертикального и го­ризонтального исполнения. Наибольшее распространение полу­чили вертикальные, так как они занимают меньшую площадь и более эффективно удаляют загрязнения.

Для лучшей сепарации масла и влаги ввод воздуха делают в средней части воздухосборника (рис. 5.5, г), а вывод— в верхней (при этом входной трубопровод внутри сборника за­гибается книзу). Внутри воздухосборника устанавливают пе­регородки или отбойные щиты, заставляющие воздух изменять направление движения. Объем воздухосборника определяют в зависимости от типа и производительности компрессора, допус­каемого колебания давления, способа регулирования произво­дительности компрессорной установки и технических требова­ний потребителей.

Для сглаживания пульсации воздуха, подаваемого из ком­прессора, достаточно установить воздухосборник, объем кото­рого в 25—40 раз превышает объем цилиндра компрессора. Для компенсации пиковых нагрузок в момент одновременной работы наибольшего числа потребителей объем воздухосбор­ника необходимо принимать от 1/120 до 1/60 часовой произ­водительности компрессора.

Очистка сжатого воздуха

В сжатом воздухе, поступающем от компрессора, всегда содержится вода, минеральное масло, различные кис­лоты, щелочи и механические частицы. Эти вредные для пнев­матических систем примеси могут находиться в сжатом воз­духе в виде пара и конденсата. Часто эти примеси образуют водомасляные эмульсии с очень высокой вязкостью.

Источниками загрязнения сжатого воздуха маслом может быть смазочный материал компрессоров, масляные фильтры, устанавливаемые во всасывающих трубах компрессоров, пары и распыленное масло из окружающей компрессор среды. Вы­нос в линию нагнетания смазочного материала компрессоров является основной причиной содержания масла в пневматиче­ских системах.

Высокая температура в поршневом пространстве компрес­соров и начальном участке линии нагнетания приводит к паро­образованию и термическому разложению масел. В результате масло частично окисляется, образуя нагары и лакообразные пленки, а легкие фракции продуктов разложения масел уно­сятся в пневмосистему. Концентрация, дисперсный состав и природа твердых загрязнений сжатого воздуха зависят от за­грязненности атмосферы, окружающей компрессор. Основным поставщиком механических загрязнений являются продукты коррозии воздухопроводов, а также грязь, попавшая в пневмо­систему при монтаже.

Степень очистки воздуха классифицируется ГОСТом (установлено 15 классов чистоты). В каждом классе чистоты воздуха имеются требования, лимитирующие наличие воды, масла и ме­ханических примесей по размеру частиц и по общему их коли­честву в единице объема.

С целью снижения вредного влияния загрязнений сжатого воздуха на работоспособность пневмоприводов машин, пневмоинструмента применяют теплообменные и конденсатоотводящие устройства и различные очистные устройства (поглотители, фильтры, масло и влагоотделители); стремятся исключить при разводке сетей образование скопления и застоя конденсата и проводят систематическую проверку состояния пневмосистемы и ее очистку.

Снижение влагосодержания (осушка) в сжатом воздухе обеспечивается путем охлаждения (с последующим подогревом до рабочей температуры) потока воздуха, а также пропуска­ние воздуха через поглощающие вещества. Охлаждение потока воздуха осуществляется в теплообменниках.

Очистку сжатого воздуха от механических включений про­водят при помощи различных пористых перегородок и назы­вают фильтрацией. Наибольшее применение в пневматике получили металлокерамические и тонковолокнистые фильтрую­щие материалы. Металлокерамические материалы могут обес­печить фильтрацию частиц от 1 до 80 мкм. Металлокерами­ческие фильтры получают методом спекания частиц различных материалов: бронзы, стали, титана и т. д. Фильтры из тонко­волокнистых материалов способны провести очистку сжатого воздуха от примесей размером 0,1 ... 0,5 мкм.

Очистку сжатого воздуха с использованием инерционных сил проводят в центробежных аэродинамических устройствах (рис. 5.9, а) и с ударом воздуха в перегородку (рис. 5.9,6). Эти способы очистки называют инерционными. Наибольшее рас­пространение получили центробежные или циклонные очисти­тели, обеспечивающие высокую степень очистки. Размер отде­ляемых частиц 5 ... 40 мкм, а эффективность отделения 50 ... 95%.

На рис. 5.9,в представлена конструкция фильтра влагоотделителя центробежного типа. Твердые частицы, капли воды и масла, находящиеся в потоке сжатого воздуха, закрученного по спирали крыльчаткой 1, отбрасываются на внутренние стенки резервуара 3. Под крыльчаткой встроен металлокерамический фильтр 2 с фильтрацией частиц размером больше 40 мкм.

Отражатель 4 перегораживает внутреннюю полость резервуара и предотвращает захват влаги, скопившейся на дне резервуара, потоком сжатого воздуха. Степень отделения капельной влаги этим типом влагоотделителей 80 ... 90 % в зависимости от про­пускаемого расхода воздуха.