Vai trò của bộ lọc khí trong hệ thống khí nén

Các kỹ sư và nhà thiết kế hệ thống thường chọn khí nén vì thực tế không khí là có sẵn và dễ sử dụng, nhưng nếu chỉ quan tâm đến lắp hệ thống khí nén mà không chú ý việc lọc không khí thì dẫn đến hiệu suất kém và thất bại là không thể tránh khỏi. Khi không khí ấm di chuyển trong đường ống, nó bị nguội đi và tạo độ ẩm có thể phá hủy hệ thống. Ngoài độ ẩm, khi thiết kế hệ thống khí nén, gỉ sét và các chất gây ô nhiễm khác, kể cả dầu từ máy nén mang tới nó có thể làm tổn hại đến hệ thống bằng cách giảm áp lực và tăng mức tiêu thụ năng lượng. Đối với các nguyên nhân này, các nhà thiết kế cần chú ý đến việc lọc tách ẩm ra khỏi hệ thống của họ.

Các năm gần đây các sản xuất bộ lọc khí đã được kết hợp lớp vật liệu lọc mới để cải thiện lưu lượng khí nén và có thể giữ lại những hạt ẩm, chất bẩn có kích thước nhỏ hơn đến 0.01 µm, trong đó cải thiện hiệu quả đến 99,999%, trong một số trường hợp.

Một trong những lý do quan trọng nhất cho việc sử dụng khí nén là độ tin cậy của nó. Khi lọc đúng cách, hệ thống khí nén có thể làm việc liên tục cho hàng triệu giờ. Nhưng ngay cả những hạt nhỏ nhất cũng có thể bịt kín các lỗ nhỏ trong hệ thống và gây ra sự hao mòn hoặc lỗi hệ thống, lựa chọn đúng các bộ lọc khí có thể ngăn chặn các vấn đề ngắn hạn và dài hạn có thể xảy ra trong một hệ thống khí nén.

Vì vậy, những gì bạn cần biết về bộ lọc khí ? những yếu tố quan trọng để xem xét khi lựa chọn một bộ lọc khí phù hợp với hệ thống của bạn là gì?

Các chất bẩn đến và được giữ lại trong một túi lọc nhỏ

Các bộ lọc được đánh giá theo kích thước hạt tối thiểu mà các lớp lọc của nó có thể giữ lại được. Mặc dù các bộ lọc khí đánh giá ở mức 40 - 60 µm là đủ để bảo vệ hầu hết các ứng dụng khí nén trong công nghiệp, nhiều vị trí thì được đánh giá ở mức 5 micron. Độ min của lớp lọc mặt khác cũng tăng sụt áp qua bộ lọc, tương đương với chi phí năng lượng cao hơn để nén không khí. Ngoài ra, các bộ lọc khí tốt hơn làm tắc nghẽn nhanh hơn, cũng tăng độ giảm áp suất. Do đó, sử dụng một bộ lọc tốt hơn mức cần thiết không có hại cho các thiết bị sử dụng khí nén, nhưng làm tăng chi phí vận hành hệ thống khí nén.

"Click vào để xem ảnh gốc có chất lượng tốt hơn"

Nhiều nhà sản xuất bộ lọc sẽ tính toán các tổn thất áp suất và lượng bụi bẩn dự kiến được giữ lại, sử dụng các đồ thị liên quan đến áp suất và lưu lượng. Do đó, bộ lọc khí nên được lựa chọn dựa trên giảm áp suất chấp nhận được và kích thước đường ống kết nối. Sự sụt giảm áp suất qua bộ lọc như vậy sẽ là từ khoảng 1 đến 5 psig. Một bộ lọc với kích thước lớn hơn sẽ giảm tổn thất áp suất ban đầu và cung cấp lưu lượng khí nén lớn hơn so với một bộ lọc có kích thước nhỏ hơn với các lớp lọc có kích thước tương tự.

Hầu hết các bộ lọc khí yêu cầu phải loại bỏ được nước ngưng tụ, thường khí nén đi vào dưới dạng lốc xoáy, va đập vào thành cốc lọc và dưới lực li tâm rớt xuống bên dưới (Hình 1). Hiệu quả tách nước của bộ lọc như vậy là rất cao phụ thuộc vào vận tốc không khí vào. Do đó, các bộ lọc này phải có cấu tạo phù hợp với luồng không khí đi vào, chứ không chỉ là để giảm áp suất đến mức cài đặt. Nếu bộ lọc được thiết kế để loại bỏ độ ẩm, cần có một van phao để loại bỏ các chất lỏng tích lũy được từ cốc của bộ lọc.

Nói chung, bộ lọc như vậy có cốc polycarbonate trong suốt, cho phép kiểm tra trực quan dễ dàng lượng nước tách được. Nhiều chất oxy hóa có thể làm ảnh hưởng đến vật liệu nhựa này và nó chỉ hoạt động tốt ở áp suất dưới 150 psig và nhiệt độ từ 40 ° F đến 120 ° F. Một vật liệu kim loại có thể được yêu cầu khi các bộ lọc có thể được sử dụng trong các điều kiện bên vượt các giới hạn cho phép, cũng như khi dầu bôi trơn máy nén bị cuốn theo, thường chứa các hóa chất có hại cho polycarbonate.

Bộ lọc tách nước ngưng tụ

Hầu hết dầu bị cuốn theo trong dòng khí nén, cũng như nước đặc, sẽ hình thành ở dạng sương hoặc bụi có thể đi qua các khe hở trong các bộ lọc. Khí nén cấp cho các thiết bị đo lường, phun sơn, và số lượng lớn vật liệu truyền tải thường xuyên yêu cầu loại bỏ các hạt nhỏ như vậy. Bộ lọc kiểu “Coalescing” sẽ thực hiện công việc này (Hình. 2). Khí ngưng tụ qua bộ lọc như vậy thường được thể hiện như phần triệu (ppm) của dầu so với không khí theo trọng lượng và sẽ nằm trong khoảng từ 1 đến ít nhất là 0,01 ppm.

"Click vào để xem ảnh gốc có chất lượng tốt hơn"

Bộ lọc ngưng tụ thường được sử dụng để loại bỏ các hạt keo khí, dầu nhỏ hơn đáng kể hơn so với kích thước danh nghĩa của các hạt rắn nhỏ nhất mà có thể bị giữ lại được. Một số mô hình cung cấp bộ lọc kép; bộ lọc đầu loại bỏ các hạt rắn để bảo vệ phần tách nước ngưng trong giai đoạn thứ hai. Bởi vì tất cả các bộ lọc ngưng tụ làm giảm lưu lượng của không khí, tổn thất áp suất sẽ cao hơn so với các bộ lọc khí nén thông thường.

Bộ lọc ngưng tụ gây ra sự sụt giảm áp suất ban đầu. Hiệu quả lọc của bộ lọc này phụ thuộc rất nhiều vào vận tốc không khí đi qua thiết bị lọc. Vì vậy, chọn một bộ lọc ngưng tụ cần phải chịu được luồng khí nén luôn mang dầu, tốc độ khí nén dự kiến, và kích thước ống nối. Một bộ lọc ngưng tụ đánh giá ở mức 0,1 ppm sẽ thường có độ giảm áp suất giữa 2 và 5 psig, trong khi một bộ lọc hiệu suất cao được đánh giá ở mức 0.01 ppm có thể gây ra độ tụt áp suất lên đến 10 psig một khi nó bị ướt hoặc có độ ẩm cao.

Các bạn có thể xem thêm tài liệu bên dưới (Tiếng Anh)

Compressed air filter