Схема подачи воздуха от компрессора (8 видео)

К системам распределения сжатого воздуха предъявляются три требования, выполнение которых обеспечивает их надежную работу и хорошие экономические показатели. К ним относятся: низкое падение давления между компрессором и местом потребления, минимальные утечки и максимально возможное отделение конденсата в системе, если не установлен осушитель сжатого воздуха. Это в первую очередь относится к магистральным трубопроводам. Стоимость установки труб большего диаметра, а также требующейся арматуры низка по сравнению с реконструкцией системы, которая потребуется позже. Трассировка сети воздуховодов, конструкция и диаметры труб важны для эффективной работы установки, надежности и расходов на ее эксплуатацию. Иногда значительное падение давления в трубопроводе компенсируется повышением рабочего давления компрессора, например с 7 бар (изб.) до 8 бар (изб.). Это дает незначительную экономию сжатого воздуха. Когда потребление сжатого воздуха снижается, падение давления также снижается и давление в точке потребления возрастает выше допустимого уровня. Стационарные установки сжатого воздуха должны быть рассчитаны так, чтобы падение давления в трубопроводах от компрессора до самого удаленного потребителя не превышало 0,1 бар. К этому нужно добавить падение давления в шлангах, соединениях шлангов и арматуре. Особенно важно определить размеры этих компонентов, так как наибольшее падение давления очень часто происходит именно в соединениях. Наибольшую допустимую протяженность трубопроводной сети для указанного падения давления можно вычислить по следующей эмпирической формуле:

Самым приемлемым решением является проектирование трубопроводной системы в виде кольцевой линии вокруг зоны, где имеются потребители сжатого воздуха. От магистральной трубы отводятся ответвления до потребителей. Это обеспечивает равномерную подачу сжатого воздуха, несмотря на сильные пульсации потребления, так как воздух к действующим точкам потребления подается с двух направлений. Такую систему следует использовать для всех установок, даже если некоторые потребители находятся на большом расстоянии от компрессорной установки. К этим зонам прокладывается отдельная магистраль.

Содержание

3.6.1.1. Воздушный рессивер.
3.6.2. Конструкция сети сжатого воздуха.
3.6.3. Определение параметров сети сжатого воздуха
3.6.4. Измерение расхода.
Основные принципы и расчеты построения пневмолиний
Подготовки воздуха
Каким факторам надо уделить особое внимание при построении пневмолинии?
Выбор компрессора
Методика расчета при выборе компрессора
Таблица для определения коэффициента запаса производительности b
📸 Видео

3.6.1.1. Воздушный рессивер.

В каждую компрессорную установку включается один или несколько воздушных резервуаров. Их размер определяется, например, производительностью компрессора, системой регулирования и требованиями потребителей к сжатому воздуху потребителей. Воздушный ресивер представляет собой хранилище сжатого воздуха, которое сглаживает поступающие от компрессора пульсации, охлаждает воздух и собирает конденсат. Соответственно, воздушный ресивер должен оснащаться дренажными устройством. При определении объема ресивера применяется приведенная ниже формула. Обратите внимание, что формула применима только к компрессорам с регулированием путем разгрузки/нагрузки.

Ниже приведена упрощенная формула, которая применяется в следующих условиях: давление окружающего воздуха 1 бар (абс.), температура — примерно 20°С, время цикла — 30 секунд. Когда в короткие промежутки времени потребляются большие объемы сжатого воздуха, неэкономично рассчитывать параметры компрессора или трубопроводной сети в соответствии с таким потреблением. В этом случае вблизи потребителя размещается отдельный воздушный ресивер, а его объем выбирается в соответствии с ма- ксимальным расходом. В экстремальных ситуациях используется меньший компрессор высокого давления вместе с большим воздушным ресивером, способным покрывать большое краткосрочное потребление сжатого воздуха в промежутках между длительными интервалами отсутствия потребления. Затем компрессор рассчитывается на среднее потребление. Для расчета такого резервуара применяется следующая формула:

В приведенной формуле не учитывается тот факт, что компрессор может поставлять сжатый воздух во время фазы разгрузки ресивера. Обычно такая система применяется для пуска больших судовых двигателей, где давление в ресивере равняется 30 бар.

Видео:ПневмоРазводка в Гараже, Своими Руками. Правильный Вариант Исполнения!Скачать

3.6.2. Конструкция сети сжатого воздуха.

В небольших установках одна и та же труба может служить в качестве вертикальной и распределительной. При проектировании и определении параметров сети сжатого воздуха отправным пунктом является список оборудования, где перечислены все потребители сжатого воздуха, и дан чертеж, показывающий их расположение. Потребители группируются в логические блоки и питаются от одной и той же распределительной трубы. Распределительная труба в свою очередь питается через вертикальную трубу от компрессорной централи. Более крупную сеть сжатого воздуха можно разделить на четыре основные части: вертикальные трубы, распределительные трубы, разводящие трубы и арматура для сжатого воздуха. Вертикальные трубы транспортируют сжатый воздух от компрессорной централи до зоны потребления. Распределительные трубы распределяют сжатый воздух по зонам его потреб- ления. Разводящие трубы подают сжатый воздух из распределительных трубопроводов к рабочим местам. Арматура для сжатого воздуха представляет собой соединения между разводящими трубами и потребителями сжатого воздуха.

Читайте также: Проверка предохранительных клапанов компрессоров

Видео:Пневмосистема в гараже (Компрессор+пневмомагистраль + блок подготовки сжатого воздуха)Скачать

3.6.3. Определение параметров сети сжатого воздуха

Давление, получаемое непосредственно на выходе компрессора, вообще говоря, никогда не может использоваться полностью. Поэтому нужно рассчитать потери, связанные с распределением сжатого воздуха, в первую очередь потери на трение в трубо- проводах. Кроме того, в вентилях и в изгибах труб происходят дросселирование и изменения направления потока. Потери, которые преобразуются в тепло, приводят к падению давления, и его для прямой трубы можно вычислить по формуле:

При расчете различных частей сети сжатого воздуха могут использоваться следующие значения допустимого падения давления:

Требуемая длина труб для различных частей сети (в вертикальных, распределительных и разводящих трубопроводах) рассчитывается приближенно. Подходящей основой для оценки длины является чертеж в масштабе с планом вероятной сети. Длина трубопровода корректируется добавлением эквивалентной длины трубопровода для вентилей, клапанов, изгибов труб, соединений и т.д., как показано на рис. 3:36. При расчете диаметра трубопровода в качестве альтернативы формуле, приведенной на стр. 99, можно для получения наи- более подходящего диаметра трубопровода воспользоваться номограммой, приведенной на рис. 3:37. Для проведения расчетов нужно знать расход, давление, допустимое падение давления и длину трубопровода. Затем для установки выбирается стандартная труба ближайшего большего диаметра. Эквивалентные длины труб для всех частей установки рассчитываются с использованием списка арматуры и компонентов труб, а также с учетом сопротивления потоку, выраженного в виде длины трубы. Эти «дополнительные» длины труб добавляются к начальной длине трубопровода. Выбранные размеры сети затем пересчитываются, чтобы быть уверенными, что паде- ние давления не будет слишком велико. Отдельные участки (разводящие, распределительные и вертикальные трубы) в большой установке следует рассчитывать по отдельности.

Видео:Как организовать пневмолинию?Скачать

3.6.4. Измерение расхода.

Размещенные в стратегических пунктах расходомеры позволяют вести внутренний учет и определять ассигнования на использование сжатого воздуха внутри компании. Сжатый воздух является средством производства и подлежит учету в качестве производственных расходов отдельных подразделений компании. Поэтому все, кого это касается, заинтересованы в уменьшении расходования сжатого воздуха в пределах различных подразделений компании. Имеющиеся на рынке современные расходомеры предоставляют все возможности — от считывания числовых значений до ввода данных измерений непосредственно в компьютер или в модуль учета. Расходомеры, как правило, монтируются вблизи запорных вентилей. Измерения в кольцевых трубопроводах предъявляют дополнительные требования, так как расходомер должен быть способен измерять поток, протекающий как вперед, так и назад.

Видео:Воздушный компрессор для мастерской и монтаж пневмосистемыСкачать

Основные принципы и расчеты построения пневмолиний

Пневмолиния сжатого воздуха на предприятиях должна работать как полноценная и эффективная система, однако зачастую именно при проектировании и монтаж пневмолиний совершается огромное количество ошибок, из-за чего конструкция теряет эффективность и становится убыточной.

Задачи этой статьи – помочь избежать типичных ошибок при проектировании и монтаже пневмолиний, как следствие экономия Ваших средств.

Пневмолиния – система, служащая для снабжения сжатым воздухом рабочих зон предприятия. В ее состав входят: компрессор (центральная часть), ресивер, охладители, дренажные устройства для удаления влаги, фильтры для очистки воздуха, трубопровод, различные соединительные фитинги и арматура.

При выборе компрессоров зачастую возникает вопрос: приобрести один мощный компрессор и от него провести разветвленную сеть к разным потребителям, или на каждом рабочем участке установить свой небольшой компрессор. У каждой схемы есть свои преимущества и недостатки.

уменьшают потребление энергии;
требуют меньше расходов на текущий контроль и техническое обслуживание;
уменьшают необходимую площадь;
отличаются легкостью в обеспечении шумоизоляции и подборе оборудования.

Система с несколькими децентрализованными компрессорами:

позволяет создать более простую систему сжатого воздуха;
резко снижает потери сжатого воздуха и оказывается более дешевой в эксплуатации;
для каждого потребителя может быть установлен компрессор с необходимым давлением и производительностью;
небольшие компрессоры не требуют фундаментов, что упрощает и удешевляет их установку и пуско-наладочные работы.

Решение в пользу централизованной или децентрализованной установки компрессоров лучше принять после детального анализа системы распределения воздуха: длины воздушной магистрали, возможности установки ресиверов, потерь давления, утечек, общего объема потребления и характера потребления сжатого воздуха отдельными частями производства.

Видео:Устройство пневмолинии в гараже. Как избежать ошибок. Принцип устройстваСкачать

Подготовки воздуха

Важнейший элемент любой пневмосети – это блок подготовки воздуха. Если сжатый воздух содержит загрязнения, вступающие в контакт с конечным продуктом или инструментом, вся продукция может оказаться забракованной, а решение сэкономить на оборудовании принесет только убытки. Поэтому качество воздуха необходимо контролировать. Для отделения влаги и пыли используют различные фильтры и осушители. После очистки воздух вполне пригоден для покрасочных работ, однако он непригоден для пневмоинструмента. Ведь для его нормальной работы в воздухе должно присутствовать определенное количество масла. Для этого перед участком с инструментами, требующими смазки, устанавливаются лубрикаторы – устройства для подачи масла в поток сжатого воздуха.

Читайте также: Компрессоры для автокондиционеров из китая

Подготовка воздуха включает в себя следующие элементы:

Концевой охладитель – теплообменник, который охлаждает горячий сжатый воздух для выделения из него влаги. Располагается в компрессоре или сразу за ним;
Ресивер, где происходит частичное охлаждение воздуха и отделение некоторого количества влаги и масла;
Сепаратор, где за счет закрутки потока происходит отбой крупных капель масла и воды;
Система из пылевых фильтров для улавливания разных по размеру частиц;
Холодильный осушитель для удаления остаточной влаги;
Маслоотделяющий фильтр, если используются масляные компрессоры.

Данная схема обеспечивает комплексную очистку воздуха от влаги, пыли и масла. Окончательную подготовку воздуха рекомендуется производить непосредственно перед потребителями. Для этой цели используются фильтры-влагомаслоотделители, регуляторы давления (для установки необходимого рабочего давления) и дозаторы смазки (лубрикаторы).

Видео:ПОДГОТОВКА СЖАТОГО ВОЗДУХА для покраски - фильтры, шланги, компрессор.Скачать

Каким факторам надо уделить особое внимание при построении пневмолинии?

Начать следует с выбора материала для трубопровода. Обычно применяют сталь, алюминий или пластик. Каждый материал обладает своими преимуществами и недостатками: стальные трубы отличаются прочностью и непроницаемостью для кислорода, но тяжелы и подвержены коррозии. Алюминий лишен этих недостатков, однако очень дорог. Пластик (используются различные его виды) удобен при создании мобильных пневмолиний, потому что пластиковый трубопровод можно легко нарастить или передвинуть. Однако велика вероятность его случайного повреждения, а также он сильно подвержен температурному расширению.

Крайне важно с самого начала установить трубы правильного диаметра. Давление в магистрали плавно убывает по всей ее длине. Сопротивление пневмолинии тем выше, чем меньше ее диаметр, и при его снижении стремительно возрастает.

Следующий важный пункт – уклон трубопровода. Установка труб под неправильным уклоном приведет к тому, что в них будет скапливаться конденсат, а это может привести либо к коррозии труб и поломке фильтров, либо к тому, что качество сжатого воздуха не будет соответствовать требованиям.

Вне помещения магистральные трубопроводы следует укладывать на глубине, исключающей промерзание почвы, с уклоном 0,5% и оснастить водоотделителями, расположенными также в незамерзающей зоне. Внутри помещения трубы прокладывают по стенам или потолку. Здесь основным требованием является удобство контроля, технического обслуживания и слива конденсата.

Для уменьшения падения давления длина шлангов-отводов должна быть минимальной. Знайте, что соединительные разъемы разных производителей не стыкуются между собой.

Для дальнейшего обслуживания и ремонта необходимо устанавливать запорные краны, чтобы иметь возможность оперативно отключать весь участок и проводить работы. Все тупиковые окончания пневмолинии должны быть оборудованы дренажами для отвода воды. Пневмолиния должна по возможности образовывать замкнутый контур – это уменьшает падение давления в наиболее отдаленных точках трубопровода.

Перед пуском системы в эксплуатацию необходимо проверить соответствие системы действующим требованиям техники безопасности. Воздухопровод следует испытывать на давление, в 1,3 раза превышающее нормальное рабочее давление воздуха.

Видео:ПНЕВМОМАГИСТРАЛЬ ОТ КОМПРЕССОРАСкачать

3 – сепаратор циклонного типа

6 — предварительный фильтр с конденсатоотводчиком

8 – промежуточный фильтр с конденсатоотводчиком

9 – маслоулавливающий фильтр

Видео:Делаем трубопровод для сжатого воздухаСкачать

Выбор компрессора

Выбор компрессора – важнейший момент в установке пневмолинии. Чтобы приобрести оптимальный по типу и мощности компрессор, следует обратить внимание на некоторые критерии:

1. планируемый режим работы;

2. качество сжатого воздуха;

3. максимальное рабочее давление;

4. объемный расход воздуха.

Для непостоянной работы или если расчетное потребление воздуха меньше 1 500 л/мин, выгоднее приобрести поршневой компрессор, т. к. он значительно дешевле в эксплуатации. Для постоянной интенсивной работы лучше подходит винтовой. Он обладает высокой удельной мощностью, приспособлен к продолжительным высоким нагрузкам, мощнее и долговечнее, чем поршневой, однако на порядок дороже его.

Кроме того, следует учитывать, что компрессор может быть установлен в рабочей зоне только при условии, что уровень его звукового давления не превышает 85 дБ. Компрессоры с приводными двигателями мощностью более 100 кВт должны устанавливаться в отдельных помещениях, но установка устройства там, где оно будет плохо охлаждаться, приведет к быстрой его поломке.

Читайте также: Инструкция по охране труда для воздушного компрессора

Видео:Моя ситема очистки воздуха из компрессора.Скачать

Методика расчета при выборе компрессора

1. Расчет потребления воздуха:

G – общее потребление воздуха, л/мин;

G1, Q2, … Gn – потребление воздуха каждой единицей пневмооборудования, л/мин;

k1, k2, … kn – коэффициенты использования оборудования, показывающие, какую долю времени используется инструмент. К примеру, если инструмент работает 30 мин каждый час, то его коэффициент составит 30/60 = 0,5.

Предположим, на производстве имеется три потребителя воздуха: ударный гайковерт (расход воздуха 450 л/мин, рабочее давление 6,5 бар, коэффициент использования 0,2), шлифовальная машинка (расход воздуха 430 л/мин, рабочее давление 6,5 бар, коэффициент использования 0,6) и шуруповерт (расход воздуха 170 л/мин, рабочее давление 6 бар, коэффициент использования 0,3). Тогда общая потребность в сжатом воздухе составит:

G = 450×0,2+430×0,6+350×0,3 = 90 + 258 + 18 = 453 л/мин.

Иногда целесообразно иметь некоторый запас производительности, чтобы в дальнейшем при расширении производства и увеличении числа потребителей воздуха не пришлось менять компрессор. Увеличим полученный расход на 15%:

2. Далее учитывается вероятность одновременной работы всего оборудования. Она определяется коэффициентом синхронности работы оборудования. Если вы используете один инструмент, то коэффициент синхронности равен 1, если 10 – то 0,71. Остальные значения занимают промежуточное значение. Для трех потребителей коэффициент синхронности составит 0,9. Таким образом:

3. Значение производительности компрессоров отличается на входе и на выходе. Зачастую производители указывают входную величину, которая, естественно, больше реальной. Чтобы ее рассчитать и не ошибиться в выборе компрессора, необходимо использовать следующую формулу:

b – коэффициент запаса производительности, зависящий от класса компрессора и максимального давления.

Максимальное давление, требуемое потребителями, составляет 6,5 бар. К этому значению нужно прибавить падение давления на пути движения сжатого воздуха. Предположим, что общее падение давления на осушителе, фильтрах и трубопроводе не превышает 1,5 бар. Тогда подходит компрессор с максимальным рабочим давлением 8 бар. При этом давлении для профессионального класса компрессора коэффициент запаса производительности составит 1,5. Поэтому входная производительность компрессора составит:

Таблица для определения коэффициента запаса производительности b

4. Производим расчет объема ресивера по формуле:

ΔP – диапазон регулировки давления в ресивере (мин. значение – 2 бар);

t – допустимое время (сек), за которое давление в ресивере падает от максимального до минимального (рекомендуется от 30 сек и более в зависимости от требований к пневмосети);

Кпр – коэффициент производительности компрессорной головки (для одноступенчатых – 0,65, для двухступенчатых – 0,75).

Разница между минимальным и максимальным давление в ресивере составляет 2 бар, то есть при достижении давления в ресивере 6 бар компрессор включается в работу. При этом время, за которое давление в ресивере падает от максимального до минимального (время «отдыха» компрессора), принимаем равным 40 с, чтобы компрессор не перегревался и не работал на износ:

Это минимальный объем рекомендуемого воздушного ресивера.

5. Для определения диаметра трубопровода учитываем потери от каждого «местного сопротивления» (фитинги, краны и т. д.) методом эквивалентной длины трубы. Иными словами, существуют зависимости, показывающие, сколько метров необходимо добавить к длине прямолинейного участка трубопровода при установке каждого фитинга, крана и т. д. Сначала по длине трубопровода и расходу воздуха из специальных таблиц выбирается первоначальный диаметр трубы. Далее производится подсчет всех фитингов и при помощи таблицы перевода определяется, насколько необходимо увеличить длину основного трубопровода. На последнем этапе повторно, с использованием уже новой длины проверяем, подходит ли выбранный нами диаметр. Если нет – следует увеличить.

Если у вас уже есть компрессор, который не обеспечивает ваши потребности, то:

1. Экспериментально определяем наименьшее значение t – время (сек), за которое давление в ресивере падает от максимального до минимального (время между остановкой и включением компрессора);

2. Рассчитываем реальное воздухопотребление по формуле: