Siaurąja prasme suspausto oro sistema susideda iš oro šaltinio įrangos, oro šaltinio valymo įrangos ir susijusių vamzdynų. Plačiąja prasme pneumatiniai pagalbiniai komponentai, pneumatinės pavaros, pneumatiniai valdymo komponentai, vakuuminiai komponentai ir kt. priklauso suspausto oro sistemos kategorijai. Paprastai oro kompresorių stoties įranga yra suspausto oro sistema siaurąja prasme. Šiame paveikslėlyje parodyta tipinė suspausto oro sistemos schema:
Oro šaltinio įranga (oro kompresorius) įsiurbia atmosferą, natūralios būsenos orą suspaudžia į aukštesnio slėgio suslėgtą orą ir valymo įranga pašalina iš suslėgto oro drėgmę, alyvą ir kitas priemaišas.
Gamtoje oras sudarytas iš įvairių dujų mišinio (O₂, N₂, CO₂ ir kt.), o vandens garai yra vieni iš jų. Oras, kuriame yra tam tikras kiekis vandens garų, vadinamas drėgnu oru, o oras, kuriame nėra vandens garų, vadinamas sausu oru. Mus supantis oras yra drėgnas oras, todėl oro kompresoriaus darbinė terpė yra natūraliai drėgnas oras.
Nors drėgno oro vandens garų kiekis yra santykinai mažas, jo kiekis daro didelę įtaką drėgno oro fizinėms savybėms. Suslėgto oro valymo sistemoje suslėgto oro džiovinimas yra vienas iš pagrindinių komponentų.
Esant tam tikroms temperatūros ir slėgio sąlygoms, drėgno oro vandens garų kiekis (t. y. vandens garų tankis) yra ribotas. Tam tikroje temperatūroje, kai jame esančių vandens garų kiekis pasiekia didžiausią įmanomą kiekį, drėgnas oras vadinamas prisotintu oru. Drėgnas oras, kuriame nėra didžiausio įmanomo vandens garų kiekio, vadinamas nesočiu oru.
Tuo metu, kai nesotus oras tampa prisotintu oru, drėgname ore kondensuojasi skysto vandens lašeliai, tai vadinama „kondensatu“. Kondensatas yra įprastas reiškinys. Pavyzdžiui, vasarą oro drėgmė yra didelė, todėl ant vandens vamzdžio paviršiaus lengva susidaryti vandens lašeliams. Žiemos rytą vandens lašeliai atsiranda ant gyventojų langų stiklų. Jie susidaro vėstant drėgnam orui esant pastoviam slėgiui. Lu rezultatai.
Kaip minėta pirmiau, temperatūra, kurioje nesotus oras pasiekia prisotinimo lygį, vadinama rasos tašku, kai vandens garų dalinis slėgis išlieka pastovus (t. y. absoliutus vandens kiekis išlieka pastovus). Kai temperatūra nukrenta iki rasos taško temperatūros, susidaro „kondensatas“.
Drėgno oro rasos taškas yra susijęs ne tik su temperatūra, bet ir su drėgmės kiekiu drėgname ore. Rasos taškas yra aukštas, kai vandens kiekis didelis, o žemas, kai vandens kiekis mažas.
Rasos taško temperatūra yra svarbi kompresorių inžinerijoje. Pavyzdžiui, kai oro kompresoriaus išleidimo temperatūra yra per žema, dėl žemos temperatūros alyvos ir dujų cilindre alyvos ir dujų mišinys kondensuojasi, todėl tepimo alyvoje atsiranda vandens, o tai paveikia tepimo efektą. Oro kompresoriaus išleidimo temperatūra turi būti suprojektuota taip, kad nebūtų žemesnė už rasos taško temperatūrą esant atitinkamam daliniam slėgiui.
Atmosferos rasos taškas yra rasos taško temperatūra esant atmosferos slėgiui. Panašiai, slėgio rasos taškas reiškia suslėgto oro rasos taško temperatūrą.
Atitinkamas slėgio rasos taško ir normalaus slėgio rasos taško santykis yra susijęs su suspaudimo laipsniu. Esant tam pačiam slėgio rasos taškui, kuo didesnis suspaudimo laipsnis, tuo mažesnis atitinkamas normalus slėgio rasos taškas.
Iš oro kompresoriaus išeinantis suspaustas oras yra nešvarus. Pagrindiniai teršalai yra: vanduo (skysto vandens lašeliai, vandens rūkas ir dujiniai vandens garai), likęs tepimo alyvos rūkas (alyvos lašeliai ir alyvos garai), kietosios priemaišos (rūdžių dumblas, metalo milteliai, gumos smulkios dalelės, dervos dalelės ir filtrų medžiagos, sandarinimo medžiagų smulkūs milteliai ir kt.), kenksmingos cheminės priemaišos ir kitos priemaišos.
Susidėvėjusi tepimo alyva gadina gumą, plastiką ir sandarinimo medžiagas, sukeldama vožtuvų gedimus ir teršia gaminius. Drėgmė ir dulkės sukelia metalinių dalių ir vamzdžių rūdijimą ir koroziją, dėl ko judančios dalys gali užstrigti arba susidėvėti, o pneumatiniai komponentai gali sugesti arba pradėti leisti orą. Drėgmė ir dulkės taip pat gali užkimšti droselio angas arba filtro tinklelius. Ledas gali užšalti arba įtrūkti vamzdynas.
Dėl prastos oro kokybės labai sumažėja pneumatinės sistemos patikimumas ir tarnavimo laikas, o dėl to atsirandantys nuostoliai dažnai gerokai viršija oro šaltinio valymo įrenginio kainą ir priežiūros išlaidas, todėl absoliučiai būtina teisingai pasirinkti oro šaltinio valymo sistemą.
Kokie yra pagrindiniai drėgmės šaltiniai suslėgtame ore?
Pagrindinis suspausto oro drėgmės šaltinis yra vandens garai, kuriuos oro kompresorius įsiurbia kartu su oru. Kai drėgnas oras patenka į oro kompresorių, suspaudimo proceso metu didelis kiekis vandens garų yra išspaudžiamas į skystą vandenį, o tai labai sumažina santykinę suspausto oro drėgmę oro kompresoriaus išleidimo angoje.
Pavyzdžiui, kai sistemos slėgis yra 0,7 MPa, o įkvepiamo oro santykinė drėgmė yra 80 %, nors iš oro kompresoriaus išleidžiamas suslėgtas oras yra prisotintas esant slėgiui, jei jis konvertuojamas į atmosferos slėgio būseną prieš suspaudimą, jo santykinė drėgmė yra tik 6–10 %. Tai reiškia, kad suslėgto oro drėgmės kiekis labai sumažėja. Tačiau, palaipsniui mažėjant temperatūrai dujotiekyje ir dujų įrangoje, suslėgtame ore ir toliau kondensuosis didelis kiekis skysto vandens.
Kaip suspaustas oras užteršiamas alyva?
Pagrindiniai suspausto oro taršos alyva šaltiniai yra oro kompresoriaus tepimo alyva, aplinkos ore esantys alyvos garai ir suspenduoti alyvos lašeliai bei sistemos pneumatinių komponentų tepimo alyva.
Išskyrus išcentrinius ir diafragminius oro kompresorius, beveik visi šiuo metu naudojami oro kompresoriai (įskaitant įvairius be alyvos tepamus oro kompresorius) į dujotiekį pateks daugiau ar mažiau nešvarios alyvos (alyvos lašelių, alyvos rūko, alyvos garų ir anglies dalijimosi).
Dėl aukštos oro kompresoriaus suspaudimo kameros temperatūros apie 5–6 % alyvos išgaruos, įtrūks ir oksiduosis, o vidinėje oro kompresoriaus vamzdžio sienelėje susidarys anglies ir lako plėvelė, o lengvoji frakcija bus suspenduota garų ir mikrodalelių pavidalu. Medžiagos forma į sistemą patenka suslėgtu oru.
Trumpai tariant, sistemose, kurioms eksploatacijos metu nereikia tepimo medžiagų, visos alyvos ir tepimo medžiagos, sumaišytos su naudojamu suslėgtu oru, gali būti laikomos alyva užterštomis medžiagomis. Sistemose, kurioms eksploatacijos metu reikia papildyti tepimo medžiagomis, visi antikoroziniai dažai ir kompresorinė alyva, esantys suslėgtame ore, laikomi alyvos taršos priemaišomis.
Kaip kietosios priemaišos patenka į suslėgtą orą?
Pagrindiniai kietųjų priemaišų šaltiniai suslėgtame ore yra šie:
① Aplinkinėje atmosferoje yra įvairių priemaišų, kurių dalelės yra skirtingo dydžio. Net jei oro kompresoriaus įsiurbimo angoje yra oro filtras, paprastai įkvepiamo oro „aerozolinės“ priemaišos, mažesnės nei 5 μm, vis tiek gali patekti į oro kompresorių su įkvepiamu oru, o suspaudimo proceso metu sumaišytos su alyva ir vandeniu patenka į išmetimo vamzdį.
2. Kai oro kompresorius veikia, dėl trinties ir susidūrimo tarp įvairių dalių, sandariklių senėjimo ir kritimo, tepimo alyvos karbonizacijos ir skilimo aukštoje temperatūroje į dujotiekį pateks kietųjų dalelių, tokių kaip metalo dalelės, gumos dulkės ir anglies skilimas.
Įrašo laikas: 2023 m. balandžio 18 d.
