Фильтры, применяемые в пневмоприводах

По способу очистки воздуха или газа фильтры делятся на сухие, мокрые, центробежные, электрические.

Рис. 53. Фильтры, применяемые в пневмоприводах

В пневматических приводах преимущественно применяются сухие фильтры, у которых в качестве фильтрующего элемента используются пористые или волокнистые материалы.

На рис. 53, а представлен фильтр, в котором очистка воздуха осуществляется фетром или шерстяной ватой.

Воздух поступает в отверстие 1, проходит по центральной трубке 2 и через отверстия в ее нижней части выходит в полость 6. Далее, пройдя через слой фильтрующего материала 5, воздух попадает в полость 4 и выходное отверстие 3. Внизу предусмотрена пробка 7 для выпуска конденсата, скопившегося в процессе работы фильтра.

Одним из недостатков указанного фильтра является то, что часть воздуха, движущаяся вдоль стенки корпуса, не очищается от пыли.

В пористых фильтрах в качестве фильтрующего материала применяются керамика или металлокерамика. Так как первая не обладает достаточной прочностью, то, разрушаясь в процессе работы, она может являться причиной засорения пневмопривода. Металлокерамические фильтрующие элементы обладают большой прочностью. Фильтры после засорения могут быть восстановлены путем продувки воздухом или жидкостью в направлении, противоположном фильтрации.

ЭНИМС разработал конструкцию фильтра, получившего название влагоотделителя типа В41-1.

На рис. 52, б представлен общий вид такого фильтра.

Воздух поступает к отверстию 1, проходит через кольцо 2, которое сообщает ему вращательное движение.

Под действием центробежных сил частицы воды и механические примеси, находящиеся в воздухе во взвешенном состоянии, отбрасываются к стенкам прозрачного стакана 3 и сползают в нижнюю часть фильтра, отделенную от верхней диском 5, а воздух проходит через металлокерамический фильтр 4 и далее поступает через отверстие О в пневматическую систему.

Конденсат воды вместе с механическими примесями под действием сжатого воздуха периодически сбрасывается через шариковый клапан 6 в атмосферу.

Так как корпус делают из прозрачного материала, то можно следить за количеством конденсата, скопившимся в фильтре.

Фильтры В41-1 выпускаются для расходов сжатого воздуха 80 л/мин (В41-13), 180 л/мин (В41-14), 500 л/мин (В41-16), и рассчитаны на давление до 6 кг/см².

При максимальном расходе воздуха потери давления не превышают 0,15 кг/см². Фильтр очищает воздух от механических частиц величиной более 0,05 мм.

Контрольные вопросы

1. Укажите на основное отличие пневматической аппаратуры управления от гидравлической аппаратуры.

2. Приведите основную квалификацию пневматической аппаратуры управления.

3. Какие управляющие (распределительные) устройства применяются в системах пневмоприводах?

4. Приведите принципиальные схемы кранов управления, клапанных и золотниковых распределительных устройств.

5. Как устроены стабилизаторы давления сжатого воздуха с усилителем и без усилителя?

6. Какие устройства относятся к контрольно-регулирующей аппаратуре?

7. Приведите принципиальные схемы рычажных, эксцентриковых и клиновых пневмомеханических усилителей.

8. Как определяется зажимное устройство и коэффициент усиления пневмомеханических усилителей?

9. Поясните принцип действия пневмогидравлического усилителя.

10. Какие тормозные (демпфирующие) устройства применяются на практике?

11. Приведите схему управления с тормозным золотником конструкции ЭНИМС.

12. Как устроен фильтр конструкции БВ «Колибр» с двухступенчатой очисткой воздуха?

РАСЧЁТ ПНЕВМОПРИВОДОВ

При работе пневмоприводов происходит теплообмен между воздухом, движущимся в приводе и окружающей средой.

Прежде, чем перейти к расчету пневматических приводов, остановимся на некоторых сведениях из газовой динамики.

Состояние газа является определенным, если известны его основные параметры: давление, удельный вес, температура.

Рассмотрим основные положения газовой динамики.

С точки зрения термодинамики, состояние газа определяется тремя параметрами:

давлением (Р);

плотностью (ρ);

температурой (Т).

Эти параметры связаны между собой уравнением состояния.

Все идеальные газы, в которых силы молекулярного притяжения пренебрежимо малы, подчиняются уравнению Клапейрона-Менделеева.

(23)

где Р — абсолютное давление;

ρ — плотность газа;

Т — абсолютная температура газа;

R — удельная газовая постоянная.

Простейшие термодинамические процессы протекают при постоянстве какого-либо параметра. Так, если процесс протекает

при ρ = const — процесс изохорный;

Р = const — процесс изобарный;

Т = const — процесс изотермический.

Если процесс протекает без подвода или отвода тепла — процесс адиабатный.

Перечисленные выше процессы являются частными случаями политропного процесса

(24)

где n — показатель политропы,

при n = ∞ — процесс изохорный (ρ = const);

n = 0 — процесс изобарный (Р = const);

n = 1 — процесс изотермический (Т = const);

n = k — процесс адиабатный; k — показатель адиабаты, (для воздуха k = 1,4),

где С_р — удельная теплоёмкость при Р = const;

С _υ — удельная теплоёмкость при ρ = const.

В процессе работы пневматических приводов возможны различные условия теплообмена между потоком газа, движущимся в трубопроводах и окружающей средой.

Известно, что вследствие протекания между стенками трубопровода и воздухом часть механической энергии превращается в тепло.

1. При малых скоростях течения газа, хорошем теплообмене между стенками трубопровода и окружающей средой — процессы близки к изотермическим.

2. При больших скоростях течения газа, плохом теплообмене и малых силах трения, процессы, протекающие в пневмоприводах близки к адиабатным. Поэтому для пневмоприводов показатель политропы колеблется от n = 1 до n = k.

Как и в гидравлике, при движении воздуха или газа различают установившееся и неустановившееся движение.

Установившееся движение характеризуется тем, что весовой расход газа в трубопроводе (вдоль него) остаётся постоянным, а υ и Р в любой фиксированной точке газового потока не изменяются с течением времени. Для установившегося движения газа G = γ∙υ∙Ω,

где G — весовой расход газа;

γ — удельный вес газа;

υ — средняя скорость течения газа;

Ω — площадь живого сечения потока.

РАСЧЁТ ПНЕВМОПРИВОДА

Дата добавления: 2014-01-03