Instalacje pneumatyczne – co zrobić, by pracowały optymalnie?

Filtry

Bardzo ważne jest zapewnienie odpowiedniego poziomu czystości dostarczanego powietrza. Niedostatecznie czyste powietrze będzie powodowało pogorszenie precyzji pracy instalacji hydraulicznej oraz jej szybkie zużycie. Nadmierne oczyszczanie powietrza wiąże się z niepotrzebnymi, często dużymi kosztami. Ponadto drobne filtry stawiają znacznie większy opór przepływowi powietrza, niż filtry przepuszczające większe cząsteczki. W efekcie, wzrasta energia potrzebna do pompowania gazu poprzez instalację.

Sam rozmiar filtru, a nie tylko jego dokładność filtracji, też ma znaczenie. Jeśli konieczne jest użycie filtru bardzo dokładnego, który mocno utrudnia przepływ powietrza, warto sięgnąć po model o większym rozmiarze, co pozwoli na ograniczenie spadku ciśnienia na tym elemencie. Co więcej, filtry o większym rozmiarze w praktyce mogą pracować przez dłuższy czas. Instalacja mniejszych, tańszych filtrów, na przestrzeni czasu powoduje większe koszty, gdyż nie tylko wzrasta energia używana do pompowania powietrza pod większym ciśnieniem, ale też ze względu na zużywanie się filtra, trzeba go częściej wymieniać.

Zaniedbanie wymiany elementów filtrujących powoduje, że zatkane filtry tym bardziej zwiększają opór stawiany przepływowi powietrza. Gdy trwa to zbyt długo i gdy celem utrzymania odpowiedniego ciśnienia na wyjściu, zwiększa się ciśnienie na wejściu filtra, może on zacząć tracić swoją skuteczność i przestać odpowiednio dokładnie filtrować. Zaleca się, by wymienić filtr na nowy, gdy spadek ciśnienia na elemencie zacznie przekraczać 0,5 bara, a w przypadku filtrów bardzo dokładnych, w okolicach 0,7 bara. W przypadku instalacji, których praca nie powinna być przerywana nawet na chwilę, warto użyć podwójnych filtrów, które umożliwią wymianę pojedynczego z nich, bez wstrzymywania przepływu powietrza.

Lubrykatory

Dobór odpowiedniego elementu wprowadzającego mgiełkę olejową do powietrza również ma istotne znaczenie dla poprawności działania systemu pneumatycznego. Ponieważ lubrykatory tego typu działają na zasadzie wykorzystania różnic w ciśnieniu, które powodują, że olej ulegnie atomizacji, wpływają też na spadek ciśnienia w instalacji.

W praktyce elementy tego typu mogą pracować w nieco szerszym zakresie szybkości przepływu gazu, niż filtry, ale przy większych ciśnieniach powodują też znacznie większy spadek ciśnienia. Konkretne wartości będą zależeć od wybranego modelu i warunków jego pracy. Wielu producentów dostarcza charakterystyki ciśnieniowe tych elementów i z nich można odczytać, jak w konkretnej sytuacji zachowa się układ smarowania oraz na ich podstawie da się sprawdzić, czy nie wprowadza zbyt dużych spadków ciśnienia.

Ze względu na te spadki ciśnień i koszt instalacji lubrykatorów, na rynku pojawia się coraz więcej komponentów pneumatycznych, które nie wymagają smarowania, a mimo to cechują się całkiem dobrymi parametrami roboczymi. Najczęściej stosowana w tym celu technologia opiera się o wykorzystanie smaru teflonowego, nakładanego na etapie produkcji elementu. Metoda ta pozwala zredukować zjawisko utraty smaru z systemu, który w normalnych instalacjach może po prostu wyparować. Sprawia też, że nie ma konieczności stosowania elementów usuwających smar z powietrza. Niestety, zazwyczaj komponenty nie wymagające dodatkowego smarowania są mniej żywotne niż klasyczne elementy pneumatyczne.

Regulatory i czujniki

W końcu, by zapewnić optymalną wydajność systemu, warto skorzystać z regulatorów ciśnienia, które dostosowują je do wymagań poszczególnych elementów. Zbyt duże lub zbyt małe ciśnienie sprawia, że zużycie powietrza może wzrosnąć lub system może przestać w pełni poprawnie działać. Nadmierne zużycie powietrza skutkuje natomiast wzrostem kosztów związanych z przyspieszonym zużyciem takich elementów jak filtry czy z nadmiernym zużyciem oleju smarującego. Oczywiście, związane jest to też ze wzrostem zużycia energii elektrycznej związanej z pompowaniem powietrza pod zwiększonym ciśnieniem.

Wraz z regulatorami warto instalować czujniki. Przydatne będą zarówno sensory ciśnienia, które umożliwiają monitorowanie spadku ciśnień na filtrach i wykrywanie ich zatykania się, jak również czujniki przepływu, które pozwalają kontrolować zużycie powietrza roboczego. Czujniki tego typu ułatwiają dostrojenie gotowej aplikacji do realnych warunków pracy i zoptymalizowanie jej.

Elementy zintegrowane

Łatwym sposobem zastosowania wszystkich wymienionych rad jest użycie zintegrowanych elementów filtrująco-smarująco-regulujących. Ma je w ofercie wielu producentów, dzięki czemu ich wybór jest dosyć duży, a zarazem względnie łatwy. Dopasowanie podzespołu do konkretnej aplikacji nie jest trudne.

Zintegrowane elementy pneumatyczne można też łatwo wyposażyć w czujniki, a ponadto najczęściej budowane są w sposób modułowy, co upraszcza ich wymianę oraz konserwację. Dobór omawianych elementów powinien odbywać się na tych samych zasadach, jakie opisaliśmy wcześniej, z tą różnicą ze w przypadku podzespołów zintegrowanych należy brać pod uwagę sumaryczne charakterystyki przepływu i spadku ciśnienia.