Фильтры

Для обеспечения требуемого класса чистоты воздуха в пневмосистеме используются фильтры различных типов.

Типы фильтров сжатого воздуха

Фильтры в пневмоавтоматике делятся на предварительные или грубые (от 3 до 40 мкм), тонкие или микрофильтры (0,01…1 мкм) и с активированным углем (0,003 мкм). Они отличаются не только размером твердых частиц, которые они не пропускают, но и принципом действия. В ряде случаев, связанных с медициной, используются стерильные фильтры.

Циклонные сепараторы

Грубые (предварительные) фильтры

Тонкие фильтры (микрофильтры)

Угольные фильтры

Конструкция фильтров

Несмотря на разный принцип работы, все три вида фильтров внешне практически не отличаются, кроме наличия или отсутствия отвода конденсата, и имеют одинаковое условное обозначение. Но в ряде случаев, чтобы подчеркнуть разницу используют разные УГО (см. выше).

Внутренняя конструкция отличается значительно, в основном, размером фильтропатрона и направлением потока воздуха через него.

Для снятия стаканов при замене фильтропатронов под фильтрами следует предусмотреть свободное пространство. Крепление самих стаканов может быть резьбовое или байонетное. В последнем случае нужно сдвинуть вниз планку фиксатора, повернуть стакан на угол 45…60° и снять стакан движением вниз. Стаканы с резьбой имеют снизу шестигранник под гаечный ключ, поскольку отвернуть побывавший в эксплуатации стакан рукой часто бывает невозможно.

Отвод конденсата

Отвод конденсата из стаканов грубых и тонких фильтров может быть ручным, автоматическим и полуавтоматическим, а из стаканов сепараторов только автоматическим.

Ручной отвод конденсата

Ручной отводчик конденсата представляет собой пробку с отверстием и ниппелем для подключения шланга. Если пробку отвернуть, собранный на дне стакана конденсат с прочими примесями давлением воздуха выдавливается через ниппель и шланг в какую-нибудь емкость. После выпуска конденсата пробка заворачивается обратно. Т.е. ручной отвод подразумевает постоянный надзор за уровнем конденсата со стороны персонала. Его можно использовать, если этот уровень растет не слишком быстро.

Полуавтоматический отвод конденсата

Полуавтоматический отвод конденсата делается с помощью установленного внизу стакана фильтра клапана более сложной конструкции. Этот клапан открывается при падении давления в стакане, например, ниже 0,7 бар, и закрывается при повышении, например, до 1,5 бар (макс. 12 бар). Т.е., как правило, конденсат отводится в конце рабочей смены, когда давление в сети сбрасывается до атмосферного. Такой способ отвода также можно использовать, если конденсат накапливается не очень быстро. Он не имеет своего условного обозначения и обычно показывается как автоматический.

Автоматический отвод конденсата

Автоматический отвод конденсата производится за счет установки специального клапана внизу стакана фильтра или за счет внешнего устройства, которое прикручивается к стакану снизу. Сброс конденсата происходит, как только стакан или внешняя емкость наполняется до определенного уровня.

Встроенное в стакан устройство автоматического отвода конденсата, как правило, является его неотъемлемой частью, и переход от одного вида отвода конденсата к другому требует замены всего стакана. Для нормальной работы автоматического отвода в стакане всегда должно оставаться немного конденсата. Для ручного отвода имеется втулка, которую нужно нажать вверх.

В исходном положении поплавок находится внизу, клапан закрыт, поршень давлением в стакане прижимается к уплотнению, закрывая отверстие сброса. Уплотнение находится в подвижной трубке с ниппелем, которая своей пружиной удерживается в нижнем положении. Если нажать на втулку ручного дублирования, то уплотнение приподнимется над затвором поршня, и конденсат пойдет в трубку. При повышении уровня конденсата в стакане поплавок всплывает, рычаг открывает клапан, и поршень под действием давлением воздуха во внутренней полости и пружины смещается вниз, открывая путь конденсату в трубку с ниппелем. После сброса конденсата поплавок опускается, клапан закрывается, давление в полости над поршнем через дроссель в затворе сбрасывается в атмосферу, а затвор снова давлением в стакане прижимается к уплотнению.

Конденсатоотводчики

Внешние конденсатоотводчики могут работать по такому же поплавковому принципу или использовать бесконтактный датчик уровня, например, емкостной. В последнем случае по сигналу с датчика можно не только сбрасывать конденсат, но и вести учет числа срабатываний. В нем также можно задавать длительность сброса. К тому же электронное устройство менее чувствительно к загрязнениям в воздухе, тогда как в поплавковом попадание крупной твердой частицы под клапан или поплавок приводит к постоянной утечке сжатого воздуха.

Оба типа устройств имеют ручное дублирование. Их можно устанавливать не только снаружи стакана фильтра, но также в различных местах системы трубопроводов, которые служат для сбора конденсата. Естественно, их монтажное положение вертикальное с отклонением не более 5°.

Индикаторы загрязнения фильтра

Кроме устройств отвода конденсата на фильтры тонкой очистки можно ставить индикаторы загрязненности, оптические или электронные. Все они реагируют на рост перепада давления на фильтропатроне по мере его загрязнения.

Индикаторы загрязнённости (слева направа): оптические встроенные, оптические внешние, электронные встроенные

В оптическом индикаторе, когда перепад достигает критического значения (обычно 0,35 бар), цвет индикатора меняется за счет смещения поршенька.

В электронном индикаторе, а по сути это датчик дифференциального давления, на дисплее может отображаться перепад давления или степень загрязненности в процентах: новому фильтропатрону соответствует значение 0%, а при 100% необходима замена. Электронный индикатор обычно имеет аналоговый и дискретные выходы, сигналы которых можно использовать в системе управления.

На грубые фильтры индикаторы загрязненности не ставятся, поскольку перепад давления на них сильно не меняется. Состояние их фильтропатрона и необходимость его замены оценивается визуально.

Как выбрать фильтр сжатого воздуха

При выборе размера фильтра нужно помнить, что закрутка потока в стакане для центробежной сепарации и надежная работа автоматического отвода конденсата требует расхода минимум 125…150 л/мин.