Блок подготовки воздуха: чистота воздуха в пневмосистеме

Для работы любой пневматической системы — автомобильной, гаражной, промышленной, любительской — необходима подача чистого воздуха под определенным давлением. Это обеспечивается блоком подготовки воздуха — все о данных устройствах, их существующих типах, комплектности и особенностях читайте в статье.

Что такое блок подготовки воздуха?

Блок подготовки воздуха (модуль подготовки воздуха) — компонент пневматических систем различного назначения; оборудование для очистки, осушения, лубрикации (обогащения масляными каплями) либо отделения масла из поступающего от компрессора в систему сжатого воздуха.

Воздух, забор которого из атмосферы выполняется компрессором пневмосистемы, содержит пыль, водяной пар, различные примеси — все это при попадании в систему наносит вред ее компонентам. Поэтому перед подачей воздуха его необходимо очистить, осушить, удалить попавшее из компрессора масло, либо, напротив, обогатить масляным туманом и т.д. Эти задачи и решаются с помощью установкой сразу за компрессором блока (модуля) подготовки воздуха.

Блоки подготовки воздуха различной комплектности

Блок подготовки воздуха может выполнять следующие функции:

• Очистка воздуха от пыли и механических загрязнений;
• Осушение воздуха (отделение влаги);
• В автомобильных и некоторых других пневматических системах — отделение масла из воздуха;
• В пневматических системах для привода пневмоинструмента — обогащение воздуха маслом (лубрикация);
• Регулировка давления воздуха;
• Опционально — подогрев воздуха при эксплуатации системы в холодное время года;
• Аварийный сброс давление во всей системе или в одном из ее контуров;
• Разделение потока воздуха на несколько контуров (от 1 до 4 и более);
• Коммутация воздушных потоков от компрессора, внешних источников сжатого воздуха, внутренними и внешними потребителями.

Данные модули находят применение в пневматических системах различного назначения — как в тормозных системах с пневматическим приводом, так и в стационарных системах для питания пневмоинструмента. Блоки воздухоподготовки имеют различный состав и функционал в зависимости от типа и особенностей пневматической системы — об этом расскажем подробнее.

Конструкция, комплектация и принцип работы блоков подготовки воздуха

Блок подготовки воздуха имеет модульную конструкцию — он составляется из отдельных компонентов, монтируемых на единый корпус. В корпусе выполнены каналы и места под установку компонентов (обычно монтаж выполняется с помощью резьбы или байонетного разъема через резиновые уплотнители), здесь же расположены клапаны — обратный, клапаны всех контуров, клапан регенерационного сброса давления и другие. В нижней части корпуса, под клапаном сброса давления, может располагаться глушитель — устройство, снижающее уровень шума от струи стравливаемого воздуха.

К корпусу монтируются основные компоненты блока:

• Регулятор давления воздуха в системе (редуктор);
• Фильтр очистки воздуха;
• Влагоотделитель;
• Маслоотделитель (либо единый влагомаслоотделитель);
• Лубрикатор (маслораспылитель);
• Дополнительные клапаны и оборудование;
• Опционально манометр.

Каждый из компонентов имеет свое назначение и конструктивные особенности.

Регулятор давления (редуктор, редукционный клапан). Устройство для поддержки давления воздуха в системе в заданном диапазоне. Регулятор представляет собой конструкцию на основе пружинного нагрузочного элемента, сбалансированного клапана сброса или клапана иной конструкции, который отслеживает давление в системе и осуществляет его сброс при чрезмерном повышении. Регулятор устанавливается на выходе из модуля подготовки воздуха, осуществляя поддержку заданного давления во всех контурах.

Фильтр очистки воздуха. Устройство для удаления из воздуха взвешенных и механических частиц. Могут использоваться фильтры с механическим фильтрующим элементом, однако наиболее часто эти устройства объединяются в единые фильтры-влагоотделители, фильтры-маслоотделители или фильтры-влагомаслоотделители. Данные фильтры имеют инерционный тип — в них отделение механических загрязнений, сконденсированной влаги и капелек масла осуществляется вследствие центробежных сил, возникающих при закручивании потока воздуха. Конструктивно такие фильтры представляют собой емкость, в верхнюю часть которой подается воздух, а внутри может располагаться кольцевой фильтр для дополнительной очистки воздуха от механических загрязнений.

Фильтры обеспечивают различную степень очистки:

• Грубую (индекс Q) — для механических частиц размером 5-40 мкм;
• Мелкую (индекс P) — для механических частиц и взвешенных капель размером до 1 мкм;
• Микро (индекс D) — для механических частиц и взвешенных капель размером до 0,01 мкм.

Существуют и более тонкие фильтры, однако они используются в специализированных пневматических системах.

Отметим, что сегодня широко распространены объединенные фильтры-регуляторы, которые облегчают монтаж блока, уменьшая его габариты.

Влагоотделитель. Устройство для удаления из воздуха водяного пара и конденсата. Обычно используются влагоотделители адсорбционного типа — в них осушение воздуха осуществляется с помощью синтетического гранулированного адсорбера. В процессе работы адсорбер насыщается влагой и перестает выполнять свои функции, с целью его восстановления производится регенерация — через адсорбер в обратном направлении продувается воздух, который собирает скопившуюся влагу и уходит в атмосферу через регенерационный клапан.

Конструкция влагомаслоотделителя

Маслоотделитель, влагомаслоотделитель. Устройство для удаления из воздуха капелек масла, попавших в него из системы смазки компрессора (которая, в свою очередь, связана с системой смазки двигателя). Маслоотделитель имеет конструкцию, аналогичную фильтру инерционного типа.

Конструкция и принцип работы лубрикатора

Лубрикатор/маслораспылитель. Устройство для обогащения потока воздуха капельками масла, которые обеспечивают смазку трущихся деталей пневматического инструмента и оборудования. Сегодня обычно используются эжекторные лубрикаторы, которые распыляют масло за счет падения давления в потоке воздуха. Конструктивно устройство представляет собой стакан с вертикальной трубкой, срез которой выходит в поток воздуха. Стакан заполнен маслом, которое вследствие падения давления на срезе трубки (это происходит благодаря закону Бернулли) поднимается вверх и, поступая в поток воздуха, распыляется в нем.

Следует особо отметить, что маслоотделители используются в сложных пневматических системах с множеством клапанов, кранов и иного оборудования — автомобильных, тракторных (и вообще транспортных), промышленных и т.д. А лубрикаторы применяются в системах питания пневматического инструмента — на сборочных линиях, на СТО и т.д. Такое применение обусловлено тем, что масляные капли в автомобильной пневмосистеме могут привести к засорению и поломке некоторых деталей, а для работы пневмоинструмента, напротив, масло жизненно необходимо.

Дополнительные клапаны и оборудование. Обычно на модулях для промышленных пневмосистем используются вспомогательные клапаны — для мягкого пуска систем высокого давления, для аварийного сброса давления, для перевода системы в различные режимы работы и т.д.

Блоки подготовки воздуха комплектуются из указанных компонентов, причем состав этих блоков может быть различным:

• Для пневмосистем автотракторной техники — регулятор, влагоотделитель, маслоотделитель (либо объединенный влагомаслоотделитель с фильтром);
• Для пневмосистем питания инструмента — регулятор, влагоотделитель, фильтр (либо фильтр-влагоотделитель) и лубрикатор;
• Для промышленных пневмосистем различного назначения — любые из компонентов, обеспечивающих необходимые параметры воздуха в одном или в нескольких контурах.

Компоненты в модуле подготовки воздуха установлены таким образом, что сначала поток воздуха от компрессора проходит маслоотделитель и влагоотделитель (а в системах для пневмоинструмента — еще и через фильтр), затем через клапаны и регулятор давления поступает в систему. При наличии адсорбера периодически производится его регенерация (что отслеживается отдельным клапаном), при чрезмерном повышении давления регулятор отключает систему, а при аварийном падении давления в контуре срабатывает соответствующий клапан, отделяющий данный контур от модуля.

Блок подготовки воздуха для пневоинструмента

Как подобрать и установить блок подготовки воздуха

Наличие блока подготовки воздуха — необходимое условие для нормального функционирования пневматической системы любого типа и назначения. Поэтому при построении такой системы или в случае поломки старого блока необходимо отнестись к его выбору и покупке с максимальной ответственностью.

Главное условие выбора блока подготовки воздуха — наличие оборудования, необходимого для данной конкретной системы. Например, для автомобильных пневмосистем необходимо иметь влагомаслоотделитель и адсорбер, а для систем питания пневмоинструмента нужен фильтр и лубрикатор. Во всех блоках обязательно предусмотрен регулятор давления, для контроля давления не лишним будет манометр.

В процессе эксплуатации модуля необходимо выполнять обслуживание его компонентов — замену патрона адсорбера, добавку специального масла в лубрикатор, и т.д. Это обеспечит длительную и надежную работу блока подготовки воздуха в любой пневматической системе.