PRODUKCJA SPRĘŻONEGO POWIETRZA

W układach pneumatycznych wyróżnia się kilka bloków funkcyjnych, których zadaniem jest: wytwarzanie sprężonego powietrza przez zwiększanie ciśnienia powietrza atmosferycznego, przetłoczenie tego medium, jego przygotowanie i rozprowadzenie. Za pierwsze odpowiada napędzana silnikiem elektrycznym sprężarka.

Można wyróżnić kilka typów tych maszyn. Generalnie dzieli się je na dwie grupy, sprężarki: wyporowe, inaczej objętościowe oraz wirnikowe (przepływowe). W pierwszych sprężanie ma charakter pulsacyjny i odbywa się na zasadzie zmniejszania objętości czynnika roboczego. Maszyny przepływowe natomiast ściskają powietrze w sposób ciągły za pomocą szybko obracającego się wirnika, który wytwarza podciśnienie od strony wlotu.

W zależności od kierunku wypływu powietrza opuszczającego wirnik sprężarki przepływowe dzielą się na odśrodkowe (promieniowe) i osiowe (turbosprężarki). Te pierwsze są w przemyśle popularniejsze.

W kategorii sprężarek objętościowych można z kolei wyróżnić maszyny: tłokowe, rotacyjne i membranowe. W pierwszych elementem sprężającym jest tłok wykonujący ruchy postępowo-zwrotne, który zasysa powietrze, ściska je i przetłacza. Sprężarki tłokowe dostępne są w wersji jedno- i wielostopniowej w zależności od liczby stopni sprężania i w wykonaniu jednostronnym, dwustronnym i różnicowym. Maszyny tego typu są bardzo popularne w przemyśle.

W sprężarkach rotacyjnych element roboczy wykonuje ruch obrotowy. Ze względu na typ tego podzespołu wyróżnia się maszyny: śrubowe, łopatkowe, z tłokiem obrotowym. Tworzą one przestrzenie robocze o zmiennej objętości, co powoduje zasysanie, sprężanie i wytłaczanie powietrza.

Ich zaletą jest niski koszt zakupu i eksploatacji, a ograniczeniem niskie ciśnienie tłoczenia. W sprężarkach membranowych powietrze ściska membrana poruszana tłokiem niemającym bezpośredniego kontaktu z medium. Dlatego korzysta się z nich, gdy wymagany jest wysoki stopień czystości sprężonego powietrza.

PRZYGOTOWANIE SPRĘŻONEGO POWIETRZA

Przed doprowadzeniem sprężonego powietrza do odbiornika konieczne jest jego przygotowanie. Wynika to stąd, że by zapewnić jak najdłuższą bezawaryjną pracę urządzeń pneumatycznych i nie zaszkodzić procesowi lub produktowi, z którym powietrze ma kontakt (dotyczy to szczególnie takich branż, jak spożywcza, farmaceutyczna, półprzewodnikowa), powinno spełniać określone standardy jakościowe. Tymczasem to wytwarzane przez sprężarki zawiera wiele zanieczyszczeń.

Są to m.in.: cząstki stałe, na przykład pyły oraz drobnoustroje, gazy, oleje i woda. Źródła ich pochodzenia mogą być rozmaite, ale przede wszystkim przedostają się do sprężonego medium razem z powietrzem zassanym przez sprężarkę i z wnętrza tej maszyny. Tam nagromadzają się w trakcie jej pracy na skutek zużywania się podzespołów, ich uszkodzenia, tarcia części ruchomych, przenikania smarów.

Zanieczyszczeń, w zależności od warunków otoczenia, w jakich sprężarka pracuje oraz klasy jej wykonania, może być naprawdę dużo. Przykładowo ilości cząstek stałych, jakie w ciągu godziny maszyna o wydajności kilku m³/min zasysa, mogą być liczone w gramach, zaś wody w ciągu doby w dziesiątkach litrów.

Poza oczyszczeniem sprężone powietrze na wylocie sprężarki wymaga też dodatkowych zabiegów. Są to: regulacja ciśnienia do wartości potrzebnej w odbiorniku i nasycenie środkiem smarnym, o ile jest to konieczne w przypadku danego odbiornika. W związku z tym między sprężarką a odbiornikiem można standardowo znaleźć kilka podzespołów.

Są to: filtry usuwające cząstki stałe i wstępnie drobiny oleju i wodę, dokładniejsze odolejacze i osuszacze, reduktory ciśnienia, smarownice. Elementy te są używane niezależnie lub jako zespoły. Moduły składają się przeważnie z dwóch lub trzech części, na przykład filtra, regulatora ciśnienia oraz smarownicy.

Ponieważ nie każde zastosowanie wymaga użycia sprężonego powietrza o najwyższej jakości, w normie ISO 8573-1 zestandaryzowano klasy jego czystości, którym przypisano maksymalny dopuszczalny poziom zanieczyszczeń cząstkami stałymi, olejem oraz wodą. W oparciu o tę klasyfikację oraz dane producentów można skompletować stację przygotowania sprężonego powietrza odpowiednio do rzeczywistych potrzeb.