Воздушный сепаратор принцип работы

Воздушный сепаратор принцип работы

Воздушную сортировку (сепарацию) применяют главным образом для разделения на фракции тонкоразмолотых материалов крупностью менее 80—100 мк, когда использование вибрационных грохотов нецелесообразно вследствие их малой производительности и быстрого износа тонких сит. Воздушная сортировка (сепарация) основана на том, что крупные частицы сортируемого материала, находящиеся в потоке воздуха, под влиянием сил (гравитационных, центробежных, инерции, трения) осаждаются, а мелкие (тонкая фракция) уносятся воздушным потоком.

Воздушная сортировка нашла широкое применение в помольных установках, работающих по замкнутому циклу, при помоле цементного клинкера, гипса, извести, сухой глины и других материалов. Использование в помольных установках горячего воздуха или газа позволяет совместить процессы сушки и помола материалов в одном агрегате. При этом нагретый воздух (газ) выполняет функции транспортирующего и сушильного агента. Применение воздушных сепараторов позволяет повысить производительность размольного агрегата на 25—50% и снизить удельные энергозатраты на 10—20%. При этом выигрыш в производительности и энергозатратах тем больше, чем выше тонкость помола готового продукта.

Воздушные сепараторы классифицируют на проходные и циркуляционные.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

В проходных сепараторах материал (пылевоздушная смесь) разделяется под влиянием силы тяжести, центробежной,, силы или центробежной силы в сочетании с силой тяжести.

Исходный материал в смеси с воздухом со скоростью 15—20 м/сек поступает из помольного агрегата по патрубку (рис. 1-44) в полость между корпусами. Вследствие резкого увеличения объема пространства, а также трения о стенки корпусов скорость воздушного потока падает и крупные частицы материала выпадают и отводятся по патрубку на домол в мельницу. Более тонкие частицы движутся вверх с меньшей скоростью и проходят между лопатками. Регулируя угол поворота лопаток специальным механизмом, меняют направление и скорость движения потока, тем самым регулируют границу разделения частиц.

Поступая во внутренний корпус, более крупные частицы вследствие падения скорости и трения о стенки выпадают из потока и по патрубку также направляются на домол.

Воздушный поток с тонкими частицами материала со скоростью 4—6 м/сек через патрубок направляется в аппараты для очистки воздуха от пыли (циклоны, рукавные и электрические фильтры и др.).

Рис. 1-44. Воздушный проходной сепаратор

Проходные сепараторы используют в помольных установках с вентилируемыми мельницами, а также в мельницах небольшой производительности. Эти сепараторы характеризуются повышенным расходом энергии, затрачиваемой на пневматическое транспортирование материала из мельницы в сепаратор. В циркуляционных сепараторах исходный материал обычно подается в сепаратор механическим транспортом (например, элеватором).

Циркуляционные сепараторы в отличие от проходных работают с замкнутой циркуляцией воздуха, и пылевоздушная смесь образуется в самом сепараторе.

По методу разделения частиц эти сепараторы можно условно разделить на две группы.

К первой группе относят аппараты, в которых разделение материала происходит под действием центробежной силы, направленной перпендикулярно или под углом к направлению движения потока. Такие сепараторы называют поперечнопоточными.

Вторую группу образуют противопоточныесепараторы, в которых материал разделяется под действием центробежной силы, направленной навстречу радиальной составляющей движения потока.

Критерии для качественной оценки любого сепаратора следующие:
1) воздушный поток в своем сечении должен иметь одинаковые скорости;
2) силы, действующие на каждую частицу, должны находиться в различной функциональной зависимости от ее размера и иметь противоположное направление;
3) для частиц определенной величины (граничного размера) в зоне разделения необходимо устанавливать динамическое равновесие; частицы других размеров должны выноситься из зоны разделения в различных направлениях: меньшие в одну сторону, большие — в другую;
4) величины действующих сил для частиц любого размера должны регулироваться в широких пределах.

Наиболее полно этим условиям удовлетворяют сепараторы второй группы. Следовательно, принципиальная схема противопоточных сепараторов более совершенна.

Рассмотрим принцип действия противопоточного циркуляционного сепаратора (рис. 1-45). Сепаратор приводится в движение электродвигателем, на валу которого закреплены вентилятор, верхняя крыльчатка, разбрасывающий диск и нижняя крыльчатка. Материал по загрузочным воронкам поступает на вращающийся Диск и под действием центробежной силы веером сбрасывается с него. Происходит первый отбор крупных частиц, которые выпадают вниз или, долетая до стенки, сползают по ней в разгрузочный бункер и по воронке возвращаются на домол. Создаваемый вентилятором воздушный поток увлекает более мелкие частицы в основную зону А разделения, находящуюся внутри корпуса. Благодаря действию вентилятора и нижней крыльчатки в этой зоне возникает воздушный вихрь; на каждую частицу действуют две силы: центробежная, пропорциональная диаметру частицы третьей степени, и сила давления потока, которая пропорциональна диаметру во второй степени. В зависимости от размера частицы будет превалировать одна из этих сил. Мелкие частицы, для которых сила давления потока больше центробежной, выносятся в вентилятор.

Крупные частицы и комья мелких частиц преобладающим действием центробежной силы отбрасываются к стенке и, сползая по ней вниз, перемешиваются с крупными частицами, сброшенными с диска. Этот материал попадает в нижнюю зону В сепарации, где происходит дополнительный отдув через жалюзи имеющихся в материале тонких фракций.

Поток воздуха с мелкими частицами направляется вентилятором в зону Д осаждения, ограниченную стенками внутреннего и наружного корпусов. Здесь под действием центробежных сил, возникающих вследствие поворотов потока, частицы поджимаются к стенке наружного корпуса, теряют живую силу, сползают по стенке в конусную часть и через выпускной патрубок поступают на транспортирующие устройства и далее на склад.

Границы разделения частиц регулируются углом наклона лопастей верхней крыльчатки или изменением их количества.

Процесс движения частиц в двухфазном потоке весьма сложен и мало изучен. Строгой методики расчета воздушных сепараторов различных типов не имеется.

К. п. д. и эффективность сепараторов зависят от вида обрабатываемого материала, его влажности, формы частиц и их размеров, конструкции сепаратора, требуемой дисперсности готового продукта и т. д. Анализ работы воздушных сепараторов в промышленных условиях показывает, что к. п. д. их в среднем равен 65% при частных значениях, лежащих в пределах 45—80%.

Рис. 1-45. Воздушный циркуляционный сепаратор

В последнее время в цементной промышленности успешно внедряются электростатические сепараторы конструкции ВНИИЦеммаша, в которых для разделения частиц по крупности используют электрическое поле коронного разряда. Эти сепараторы имеют ряд существенных преимуществ перед воздушными циркуляционными как по удельным расходам энергии и металлоемкости, так и по точности разделения материала.

Воздушные сепараторы. Сортирование измельченного материала

Разделение, или сортирование, измельченного материала по крупности зерен производят либо при движении его в воздушном потоке, либо в движущейся струе воды.

Наиболее распространена воздушная классификация, которую проводят в воздушных сепараторах-аппаратах, работающих по принципу использования центробежных сил, а также сил тяжести.

Различают три типа воздушных сепараторов:

  1. Центробежно-воздушные, или механические, в которых воздушный поток замкнут внутри самого сепаратора.
  2. Воздушно-проходные, или пневматические, с проходным воздушным потоком.
  3. Вращающиеся, с проходным воздушным потоком.

Центробежно-воздушный сепаратор (рис. 1) состоит из двух конусов, концентрически вставленных один в другой. Во внутреннем конусе 1 на центральном валу расположены крыльчатка вентилятора 5, тарелка 4 и центробежное лопастное колесо 3.


Рис. 1. Центробежно-воздушный сепаратор:
1-патрубок для отвода готового продукта; 2-наружный конус; 3-центробежное колесо;
4-нрашающаяся тарелка; 5-крыльчатка вентилятора; 6-поворотные створки;
7-внутренний конус; 8-патрубок для отвода крупных частиц на повторный размол.

Продукт подается из мельницы на быстро вращающуюся тарелку 4 и отбрасывается центробежной силой к стенке конуса. Вентилятор, расположенный над тарелкой, создает направленный кверху воздушный поток. Частицы материала увлекаются воздухом и проходят через колесо 3, где отделяются мелкие частицы; затем частицы попадают в кольцевое пространство между конусами. Более крупные частицы, не выпавшие под действием силы тяжести, отбрасываются к стенкам внутреннего конуса и удаляются через патрубок 8 в мельницу на повторный размол.

Читайте также  Камаз 55111 технические характеристики грузоподъемность

Мелкие частицы сползают по стенкам наружного конуса 2 и удаляются в качестве готового продукта через патрубок 7.

Воздух, освобожденный от частиц материала, возвращается через зазоры между поворотными створками 6 во внутренний конус сепаратора и таким образом совершает замкнутый цикл.

Сепараторы с проходным воздушным потоком выгодно отличаются от механических сепараторов отсутствием вращающихся частей. В самом сепараторе отделяются только более крупные частицы, а готовый продукт удаляется в отдельном циклоне, причем вентилятор устанавливают вне сепаратора.

Наиболее простой и распространенный сепаратор этого типа (рис. 2) состоит из двух конусов, образующих две разделительные камеры-внутреннюю и кольцевую.


Рис. 2. Воздушно-проходной сепаратор:
1-труба для ввода исходного продукта; 2-внутренний конус; 3-наружный конус;
4-поворотные створки; 5-труба для отвода готового продукта;
6-патрубок, для отвода крупных частиц.

Продукт размола поступает в воздушном потоке по трубе 1 со значительной скоростью (15-20 м/сек) и попадает в кольцевое пространство между внутренним конусом 2 и наружным 3. Здесь скорость потока снижается до 4-6 м/сек, благодаря чему из него под действием силы тяжести выпадают наиболее крупные твердые частицы. Далее поток огибает верхний край внутреннего конуса и проходит через направляющие поворотные лопасти (створки) 4, которые придают ему вращательное движение.

Интенсивность отделения частиц зависит от положения лопаток. Если лопатки поставлены тангенциально, то выпадение частиц во внутреннем конусе происходит главным образом под действием центробежной силы, если же они поставлены радиально, то осаждение происходит за счет инерционных сил, при изменении направления движения. В наружном конусе выпадают более крупные частицы, которые через патрубок 6 направляются обратно в мельницу. Продукт тонкого помола выходит вместе с воздухом через трубку 5 и направляется в циклон, где он отделяется от воздушного потока.

Вращающиеся сепараторы с проходным воздушным потоком изготовляют в виде ряда пластин (створок), укрепленных на угольниках и вращающихся вместе с мельницей, или в виде нескольких дисков с лопатками, вращающихся в горизонтальной плоскости, которые устанавливают непосредственно над мельницей (так называемые турбинные сепараторы).

А.Г. Касаткин
Основные процессы и аппараты химической технологии
(Глава XVIII. Измельчение, грохочение и дозирование твердых тел / Тонкое измельчение)

Воздушный сепаратор принцип работы

В промышленности строительных материалов преимущественно применяют сепараторы проходные и циркуляционные. В проходные сепараторы (а) материал в виде аэросмеси подается сжатым воздухом, который используется также для технологической операции разделения смеси. Воздух с исходным материалом поступает по патрубку 1 в корпус сепаратора 2.

Вследствие расширения канала, в котором движется смесь, скорость потока падает и крупные частицы выпадают из смеси под действием силы тяжести. Мелкие частицы проходят имеете с воздухом по направляющим лопаткам 4 во внутренний конус 39 где поток закручивается и из него выпадают частицы средней крупности в результате воздействия на них центробежных сил. Крупные частицы отводятся из сепаратора по патрубкам 6, а мелкие выносятся по трубе 5 в осадитель. Граница разделения регулируется дросселированием входящего потока или путем изменения угла поворота лопаток 4.

Недостатком сепараторов является повышенный расходе сжатого воздуха. Такие сепараторы рационально применять в установках, где сжатый Воздух используется как рабочее тело (в системах пневмотранспорта). Наша промышленность выпускает проходные сепараторы диаметром от 2,5 до 5,5 м, с пропускной способностью по воздуху 20-30 тыс. м 3 /ч.

Рассмотрим циркуляционный воздушный сепаратор с разбрасывающим диском и крыльчаткой (б). Такие схемы сепараторов отличаются компактностью и экономичностью, поскольку в одном агрегате объединены источник движения воздуха (вентилятор), сепарирующие и осадительные устройства. Исходный материал поступает по патрубкам 7 и 15 на вращающийся на валу 8 диск 14, с которого сбрасывается под действием центробежной силы. Крупные частицы под действием силы тяжести падают или под действием центробежной силы отбрасываются к стенкам внутреннего корпуса 11, где теряют скорость и также сползают вниз, образуя «крупный продукт».

Вентилятор 16 и крыльчатка 13, вращаемые вместе с диском 14, засасывают воздух из нижней зоны, который пересекает материал, сбрасываемый с диска, захватывает средние и мелкие частицы и выносит их в зону вращения крыльчатки 10. В этой зоне под действием центробежных сил вращающегося потока средние частицы отбрасывают к стенкам корпуса 11 и стекают вниз в крупный продукт. Мелкие частицы вместе с воздухом проходят сквозь вентилятор 16 в пространство между наружным и внутренним корпусами, где воздух движется вниз по спирали (циклонная зона осаждения). Окружная скорость потока воздуха в этой зоне максимальная, вследствие чего имеющиеся в потоке мелкие частицы отбрасываются центробежной силой к стенкам корпуса 9, теряют скорость и стекают вниз, образуя «мелкий продукт». Воздух снова сквозь жалюзи 12 поступает во внутренний кожух, захватывая случайно попавшие в крупный продукт мелкие частицы.

Граница разделения в рассмотренном сепараторе может регулироваться изменением радиуса расположения лопаток крыльчатки 10 и угла установки лопаток жалюзи 12. Циркуляционные сепараторы выпускаются диаметром 2,8-5 м, производительностью 10-30 т/ч (при сепарировании порошков с удельной поверхностью 4500-50 000 см 2 /г). Удельные затраты энергии в таких сепараторах составляют 1,3-2,0 кВт ч/т, удельная нагрузка 1,5-2,0 т/ч·м 2 сечения внутреннего корпуса сепаратора.

Выше показана схема сепаратора с внешним вентилятором и внешней зоной осаждения. В сепараторе использована центробежная поперечнопоточная схема зоны осаждения, осуществляемая восходящим потоком воздуха, нагнетаемым внешним вентилятором 3 в корпус сепаратора, и вращающейся крыльчаткой 5. Материал поступает по патрубкам 1 на диск 4 вращаемый мотор-редуктором 2. В зоне крыльчатки крупные частицы под действием центробежных сил отбрасываются к стенкам и стекают вниз в приемник крупной фракции. Мелкие частицы выносятся воздухом во внешние циклоны 6, где они осаждаются. Очищенный воздух по коллектору 7 вновь поступает в вентилятор.

Такая схема сепаратора отличается от рассмотренных тем, что вынесенные осадители могут быть оптимальных размеров. Это позволяет увеличить удельную нагрузку в камере сепаратора, уменьшить ее размеры, а также повысить степень очистки в циклонах-осадителях. При этом увеличивается к. п. д. вентилятора и уменьшается его износ, так как он перерабатывает более чистый воздух.

Расчет основных параметров сепараторов. Инженерные расчеты воздушных сепараторов ввиду сложности процессов движения частиц в двухфазовом потоке реальных аппаратов производят по упрощенным зависимостям, учитывая некоторые особенности процесса эмпирическими коэффициентами. Применительно к циркуляционным сепараторам рекомендуется следующая последовательность:

В зависимости от влажности, дисперсности, формы зерен материала, заданной производительности, выбранных схем зон разжеления оппределяется диаметро рабочей зоны сепаратора. Далее пределяется высота лопаток крыльчатки. Определяется необходимый расход воздуха. Выбирается достаточное давление вентилятора.

Воздушные сепараторы для домашнего отопления, удаление воздуха и шлама

Сепаратор поможет освободится системе отопления от воздуха, а также от шлама, сделает ее работу более стабильной. Пузырьки воздуха в теплоносителе мешают работе насоса, создают шум, могут образовывать воздушные пробки и полностью нарушить работу отопления. Мельчайшие частицы шлама, менее 0,5 мм, которые не улавливаются фильтром-грязевиком, также пользы не прибавляют. Удалить одно и второе поможет сепаратор.

Как поступает воздух в отопление, откуда берется

Воздух всегда присутствует в теплоносителе в растворенном состоянии. Мало того, кислород постоянно проникает в теплоноситель сквозь стенки труб и другого оборудования. Если через металл ему пройти трудно, то через пластики, без специального покрытия кислородного барьера, — легко. Даже обезводушенная система может хорошо подпитываться именно кислородом, который создает коррозийные процессы всего и вся, а не только газовые пробки.

Читайте также  Камаз на метане принцип работы

Есть и второстепенные причины появления большого количества воздуха внутри системы отопления.

  • Подпорченный расширительный бак с успехом может снабжать теплоноситель воздухом.
  • При заполнении, подпитках системы теплоносителем насос или снабжающая система могут привнести часть воздуха вместо жидкости.
  • При первоначальной заливке систем, в силу ее конструктивных особенностей, образовываются значительные воздушные мешки, которые постепенно разносятся по системе.

Сепаратор на трубопроводе центрального отопления

Каким образом удаляется воздух из системы отопления

Растворенный воздух собирается в пузырьки, в основном при нагреве в котле. В самых верхних частях системы отопления пузырьки собираются вместе, образуя воздушные пробки. Поэтому характерные высшие точки трубопровода, а также свободные от подключений верхние торцы радиаторов, снабжаются ручными воздухоотводчиками – кранами Маевского. Они периодически открываются вручную и скопившийся воздух удаляется из системы.

Кроме того, на выходе из котла, в верхней точке устанавливается автоматический воздухоотводчик, в котором постоянно отлавливается лишний воздух в крупных пузырьках. Автоматизированные котлы постоянно-действующим воздухоотводчиком снабжает производитель. Твердотопливные обычно снабжаются группой безопасности с таким прибором устанавливаемой на выходе из котла (подача), без каких либо разъединяющих устройств между ней и подачей.

Деаэратор и дешламатор в обвязке автоматизированного котла

Что делает сепаратор

Вывод пузырьков воздуха через автоматический воздухоотводчик будет эффективней, если его установить в специальное устройство – сеппаратор. Даже вертикально- установленная трубка большого диаметра наподобие гидрострелки, буферной емкости, в которой поток замедляется и движется на подаче сверху вниз хорошо умеет отлавливать пузырьки, которые скопятся вверху, вытеснив теплоноситель.

Но современные фирменные сепараторы работают несколько по иному принципу. В них специально создаются множественные мини-завихрения в потоке жидкости, где мелкие пузырьки могут сформироваться а затем объединиться в крупный, который поднимается к воздухоотоводчику. Для этого в обычных сепараторах на пути движения теплоносителя устанавливаются множественные барьеры особой форы –решетки, сетки, на которых «налипают» пузырьки…

Конструкции сепараторов

Сепаратор воздуха и шлама – трубка большого диаметра, установленная вертикально, внизу которой расположен сливной краник для шлама, а вверху автоматический воздухоотводчик. Одна из простых конструкций сепараторов, с замедлением движения струи и перепадами давлений внутри показана на рисунке.

Различные производители сепараторов для отопления предлагают свои ноу-хау, для лучшего формирования и удаления пузырьков воздуха. На сегодняшний день, можно привести такие примеры конструкций.

  • На основе PALL-колец, которые в больших количествах (от 100 шт.) наполняют корпус прибора. Но поток должен быть медленным ламинарным со скоростью до 1,5 м/с. Такие приборы предлагает голландский производитель Flamcovent. Пузырьки прилипают к поверхности и затем постепенно скапливаются вверху прибора.

  • Подобный принцип удаления воздуха в сепараторе, но с использованием особой сетки внутри корпуса предлагает производитель из Германии Reflex Exair. Особенность конструкции – отдельный воздушный отсек, что предотвращает подтекание и нестабильность работы поплавковой-игольчатой системы воздухоотводчика.

  • Производитель SpiroVent предлагает свою сетку для отделения воздуха с изменением направления потока, — создана вертикальная пробежка теплоносителя.

Деаэраторы и дешламаторы в отоплении

Чаще проектами предусматривается удаление шлама и воздуха из отопления отдельно установленными устройствами. Пример, как устанавливаются деаэраторы и дешламаторы в системе можно посмотреть на фото.

При этом удаление шлама производится в месте его максимальной концентрации – на обратке перед котлом (перед циркуляционным насосом) — работа в тандеме с фильтром грубой очистки. Деаэратор (сепаратор воздуха для отопления) всегда находится на своем месте – на подаче, ближе к выходу котла, после байпаса если такой имеется.

Какой сепаратор выбрать

Часто мнение пользователей по поводу комплектования системы отопления частного дома сводится к тому, что цена/полезность на сегодняшний день не в пользу выбора фирменных сепараторов – эффективных деаэраторов. Ведь и без этих устройств, нормально-созданная система отопления остается в принципе работоспособной…., по мнению жильцов.

Поэтому нередко сложные устройства, при необходимости дополнительного обезвоздушивания системы, заменяют копеечными баком-трубкой, с замедлением и вертикализациецй потока, снабженной сверху в заужении стандартным автоматическим воздухоотводчиком….

Воздушный сепаратор

ВОЗДУШНЫЙ СЕПАРАТОР (а. air separator; н. Luftscheider; ф. separateur pneumatique; и. separador neumatiсо) — устройство для воздушной классификации. Разделение в воздушном сепараторе осуществляется в турбулентных двухфазных потоках одновременно по размеру, плотности и форме частиц, составляющих исходную смесь. По принципу действия выделяют классы воздушных сепараторов: центробежные, гравитационные, каскадные, комбинированные.

Типы центробежных воздушных сепараторов: с вращающимися тарелками; с неподвижной зоной сепарации; с вращающейся зоной сепарации, воздушные сепараторы с вращающимися тарелками (рис. 1) — аппараты с неподвижной зоной сепарации и внутренней циркуляцией потока; производительность их до 120 т/ч при диаметре корпуса 5 м; недостаток — относительно невысокая степень разделения.

Воздушные сепараторы этого типа с внешней циркуляцией имеют более высокую производительность, но громоздки, сложны в эксплуатации и применяются в промышленности редко. Центробежные воздушные сепараторы с неподвижной зоной сепарации характеризуются наличием плоского или пространственного вращающегося вихревого потока воздуха; частицы находятся в состоянии динамического равновесия, при этом более мелкие попадают в центральный сток, более крупные — на периферию; производительность сравнительно невысока (около 160 т/ч), эффективность средняя (разделительная способность около 0,4). Наиболее распространены воздушные сепараторы с вращающейся зоной сепарации (например, типа «Mikroplex», ФРГ), имеющей форму тора прямоугольного сечения. Образуется зона плоскими вращающимися стенками. Исходный материал по направляющему каналу поступает в рабочее пространство с периферии. Мелкие фракции вместе с воздухом отсасываются через центральный сток, крупные — отбрасываются на периферию и удаляются из аппарата шнеком. Производительность до 5 т/ч, разделительная способность около 0,6.

Гравитационные воздушные сепараторы подразделяют на группы: поперечно-поточные (отклоняющие); поворотные, противоточные (равновесные). В поперечно-поточных воздушных сепараторах этого класса смесь разделяется в горизонтальном потоке воздуха, движущемся в камере со специальными перегородками. Воздушные сепараторы такого типа обеспечивают значительную производительность (до 200 т/ч), но обладают крайне низкой разделительной способностью (0,3-0,35). Классификация материала в поворотных воздушных сепараторах происходит в наклонных восходящих потоках. Такие аппараты более эффективны, чем поперечно-поточные, но не позволяют достичь высокой производительности в одном агрегате (10 т/ч); разделительная способность их 0,65. Принцип противоточной (равновесной) классификации в гравитационном поле реализуется, как правило, в пустотелом аппарате круглого (прямоугольного) сечения или в аналогичном корпусе, перегороженном наклонной решёткой. Аппараты этого типа имеют среднюю разделительную способность при умеренных нагрузках. Максимальная производительность 15 т/ч, разделительная способность 0,75-0,8.

Реклама

Особенность конструкций сепарационных камер центробежных и гравитационных воздушных сепараторов такова, что материал, как правило, подвергается однократной классификации. Эффективность разделения значительно возрастает при увеличении кратности этого процесса. Реализация данного принципа осуществляется в каскадных воздушных сепараторах, аппараты которых состоят из однотипных разделительных ступеней. Наиболее эффективные конструкции (рис. 2, рис. 3) – так называемые полочные воздушные сепараторы (CCCP) и типа «зигзаг» (ФРГ).

Производительность воздушных сепараторов до 100 т/ч на один агрегат. Аппараты обладают высокой разделительной способностью, возрастающей при увеличении числа ступеней каскада. Ещё более высокоэффективны аппараты комбинированного каскада – так называемые комбинированные воздушные сепараторы (рис. 4).

Читайте также  Камаз 53213 технические характеристики

Фильтр и сепаратор масла воздушного компрессора

Главная страница » Фильтр и сепаратор масла воздушного компрессора

Процессы современного производства в значительной степени зависят от сжатого воздуха — эффективного и простого в обращении источника энергии. Практически все широко известные изделия промышленного производства пакуются или транспортируются посредством систем сжатого воздуха. Между тем организация систем сжатого воздуха требует наличия воздушных компрессоров. Современные методы производства и обработки предъявляют высокие требования к безопасности, функциональности, надёжности и экономии при работе компрессоров систем сжатого воздуха. Затраты на сжатый воздух во многом определяются затратами энергии компрессора. А энергетическая составляющая связана с фильтрующими решениями, которые гарантируют высокую экономичность. Рассмотрим, как работают современные фильтры компрессоров, участвующих в производстве сжатого воздуха.

Цепь фильтрации воздушного компрессора

Структурная схема компрессора сжатия воздуха традиционно имеет замкнутый масляный контур. Тем не менее, техника обычно оснащается тремя фильтрами. Внедрение фильтров обусловлено необходимостью удаления пыли, взвешенных частиц и продуктов масляной деградации. Кроме того, фильтры используются для отделения части масла, требуемого для охлаждения воздуха в процессе сжатия, с последующим возвратом этого масла в контур.

Классическая схема фильтрации на три ступени: 1 – масса загрязнений на входе; 2 – первая ступень фильтра; 3 – результат очистки первой ступенью; 4 – воздушный компрессор; 5 – вторая ступень фильтра; 6 – результат очистки 2; 7 – третья ступень фильтра; 8 – результат очистки

Первая функция реализуется с помощью воздушного и масляного фильтров. Вторая — через масляный сепаратор (маслоотделитель). Несмотря на то, что задачи отдельных фильтров четко разделены, существуют определенные зависимости, которые требуют тщательной точной настройки.

Таким образом, частицы из окружающего воздуха могут поступать в систему через впускной канал, проходить очиститель воздуха, ступень сжатия и загрязнять масло. Поэтому, отделяя:

  • продукты деградации масла,
  • взвешенные частицы,

масляный фильтр, расположенный ниже по течению, дополнительно должен отделять частицы, захваченные с воздухом и не отделённые на входе.

Схема эффективного сепаратора, правда, зачастую применяемого для фильтрации топлива: 1 – разделительный элемент; 2 – ядро разделителя; 3 – отстойник; 4 – ядро коагулятора; 5 – элемент коагулятора

Аналогичная концепция применима к сепаратору, который не только отделяет масло от сжатого воздуха, но также фильтрует частицы, содержащиеся в составе масла. Такие частицы состоят из массы, прошедшей масляный фильтр вместе с добавлениями к сжатому воздуху в камере сжатия. Поэтому необходимо учитывать полную цепь фильтрации, очевидно — система фильтрации настолько сильна, насколько слаба составляющая этой системы.

Разделение воздуха / масла в компрессорах

Винтовые компрессоры с масляной смазкой представляют собой управляемый и плавный способ получения низко-импульсного сжатого воздуха, пригодного для использования в промышленных целях. Экономическая эксплуатация винтовых компрессоров обеспечивается за счёт использования современных компонентов. Разделители воздуха / масла и разделительные сепараторы характеризуются:

  • низким перепадом давления,
  • высокой эффективностью разделения,
  • компактным дизайном,
  • устойчивой эксплуатационной надежностью в течение всего времени работы.

Принцип работы сепараторов масла

Воздушно-масляные сепараторы, а также сепараторы частиц функционируют в соответствии с принципом коалесценции. Винты компрессора сжимают газ, при этом для уплотнения пары винтов и отвода тепла, в камеру компрессора с винтами впрыскивается масло и, соответственно, переносится сжатым газом в резервуар.

Современный сепаратор: 1 – вход газа; 2 – выход газа; 3 – манометр; 4 – муфта; 5 – тангенциальный слот; 6 – центрифуга отделения частиц; 7 – спиральное отделение частиц; 8 – очищенный поток; 9 – слив; 10 – кран; 11 – контрольное стекло; 12 – отсев более мелких частиц

После предварительного осаждения небольшие капли масла остаются в сжатом газе. Воздушно-масляные сепараторы используются для соединения мелких капель в более крупные, которые затем собираются и возвращаются в масляный контур. Такой подход минимизирует расход масла в компрессоре, ограничивает попадание в сеть сжатого воздуха.

Агрегация масляных капель

Разделители воздуха / масла и сепараторы частиц состоят из спирали с флисовой средой, расположенной концентрично внутри спирали (своеобразный предварительный разделитель). Спираль и предварительный разделитель сообщаются перфорированной трубкой.

Поскольку воздух, подлежащий фильтрованию, проходит через среду разделения по спирали, мелкие капли масла отделяются, в то время как сжатый газ проходит без потерь. Оказавшиеся в среде предварительной фильтрации, мелкие капли масла объединяются в более крупные образования.

Сжатый воздух свободно выходит через отводящую сторону спирали, в то время как агломерированное масло либо стекает под силой тяжести в трубу, устойчивую к давлению, либо удерживается в ёмкости после сепаратора. Повышенное давление в резервуаре позволяет возвращать масло в контур через линию улавливания.

Факторы, влияющие на коалесценцию

На функцию сепаратора, осуществляющую слияние капель масла (коалесценция), оказывают влияние различные физические эффекты и характеристики сжимаемого газа, а также используемого масла (температура, вязкость и т. д.).

Элементы масло-воздушных фильтров, благодаря которым добиваются получения эффекта коалесценции с высокой степенью производительности по массе

Интеграцией воздушно-масляных сепараторов в резервуар давления компрессора обеспечиваются наилучшие возможности разделения при низком перепаде давления до фильтра. Современные воздушно-масляные сепараторы, выполненные на основе передовых технологий разделения, способны увеличивать плотность мощности, поэтому более компактны, чем устаревшие разработки.

Практически все воздушно-масляные сепараторы нового типа имеют два фланцевых уплотнения в стандартной комплектации. Этим обеспечивается надежная герметизация между крышкой воздушно-масляного сепаратора и резервуара под давлением.

Все металлические части воздушного / масляного сепаратора новой конструкции имеют одинаковый электрический потенциал. Сепаратор воздух / масло для предотвращения электростатических зарядов может подключаться к заземлению компрессора через фланец.

Интеграция в резервуар давления

Следующие условия характерны для сжатия окружающего воздуха применительно к стандартному производству:

  1. Содержание масла в сжатом воздухе снижается через предварительное разделение.
  2. Максимальное содержание масла после предварительного выпуска не должно превышать значения 5 г/нм 3 .
  3. Достаточный уровень масла (около 0,5 диаметра сепаратора)
  4. Отсутствие прямого потока в сепаратор.
  5. Локальные пиковые нагрузки (с уменьшением давления) или рост нагрузки (увеличение давления) не должны превышать заданные диапазоны.
  6. Линия сбора масла должна быть достаточно большой, чтобы обеспечивался возврат выделенного объёма масла.

Характеристики современных фильтров:

  1. Непрерывная рабочая температура: макс. 100 ° C, в течение коротких периодов: макс. 120 ° C
  2. Падение давления (500 часов): Обслуживание фильтров и сепараторов

Необходимо соблюдать руководство по техническому обслуживанию. Например, рекомендуется лёгкая смазка уплотнения перед установкой и частичный поворот (на ¼ — ½ оборота) штока фильтра после установки.

В зависимости от соответствующего применения, содержание остаточного масла в сжатом воздухе может регулироваться правилами. При необходимости сжатый газ следует обрабатывать подходящими фильтрами.

Если воздушные / масляные сепараторы используются в условиях сильно изменяющейся окружающей среды, необходимо дополнительное тестирование оборудования.