Область применения сжатого воздуха

• Для чего нужен сжатый воздух
• Поддержание давления
• Применение сжатого воздуха
  • Зажатие или растяжение сжатым воздухом
  • Инструменты с пневматическим приводом
  • Транспортировка/пневмотранспорт
  • Распыление
  • Обдув и продувка воздухом
  • Испытания и проверки
  • Управление производственным процессом
• Другие варианты применения

Для чего нужен сжатый воздух?

 

Многие задаются этим вопросом. Несмотря на то, что на многих производствах в большинстве своем все еще используются гидравлические, механические и электрические системы, в некоторых случаях сжатый воздух представляет собой более надежный источник энергии. Давайте рассмотрим преимущества использования сжатого воздуха:

Безопасность использования

Сжатый воздух используется даже при резких перепадах температуры. Его также можно использовать при очень высоких температурах, например, при работе кузнечного пресса или доменной печи. Пневматические устройства и воздуховоды не представляют опасности для пользователя или исправности системы. Пневматическая система и ее компоненты мало подвержены износу и, следовательно, будут иметь длительный срок службы и низкую интенсивность отказов.

Пневматические элементы часто используют для предотвращения опасности возгорания, взрыва и поражения электрическим током. Пневматическая система может использоваться во взрывоопасных зонах, при этом не требуется установка дополнительных устройств безопасности. В отличие от электрических систем системы сжатого воздуха можно безопасно использовать во влажной среде и на открытом воздухе.

Универсальность использования и транспортабельность

Так как сжатый воздух вытесняется из системы наружу, нет необходимости в прокладывании обратной линии, как в электрических и гидравлических системах. Сжатый воздух можно транспортировать на большие расстояния по воздуховодам. Установка центральной системы производства сжатого воздуха может снабжать пользователей сжатым воздухом через кольцевой трубопровод под давлением. Таким образом можно распределять энергию, имеющуюся в сжатом воздухе.

Отсутствие риска перегрузки.

На устройства со сжатым воздухом может быть применена максимальная нагрузка без риска повреждения системы. Чего нельзя сказать об электрической системе, где существует опасность перегрузки. При падении давления не происходит сжатие воздуха, однако система и ее элементы при этом не повреждаются.

Защита окружающей среды

В отличие от гидравлической системы сжатый воздух не загрязняет окружающую среду и не оставляет утечек топлива при повреждении трубопровода.

Это свойство позволяет применять системы сжатого воздуха в таких видах промышленности, как производство продуктов питания, текстиля, электроники и упаковки.

Удобство хранения

Для хранения сжатого воздуха каждая компрессорная система оборудуется ресиверами, которые представляют собой воздухозаборник определенного объема. При работе в автономном режиме компрессоры запускаются при падении заданного давления в системе. Использование накопителя позволяет завершить рабочий цикл, даже если произошел сбой в электросети. Сжатый воздух можно хранить в баллонах для дыхания и использовать его для подводного плавания, где нет трубопроводов.

Масса

Пневматические устройства, как правило, намного легче аналогичных по производительности устройств электрической системы. Это имеет значение при использовании пневматических отверток, гайковертов и молотков.

Экономность

Пневматические компоненты стоят дешевле, чем гидравлические аналоги и требуют гораздо меньшего обслуживания.

Простота использования

Устройство и принцип работы пневматической системы организованы по принципу «проще некуда». Это делает систему более прочной и надежной. Компоненты легко устанавливать и повторно использовать без особых трудностей. Монтаж такой системы занимает значительно меньше времени, по сравнению с другими системами. Установка прямых трубопроводов может быть выполнена с помощью дополнительных механических деталей.

Возможность регулировки

В системах сжатого воздуха можно регулировать расход, давление, крутящий момент и скорость подачи воздуха без использования дросселей.

Поддержание давления

Низкое давление до 10 бар изб. (145 фт/кв.дюйм изб.)

В большинстве случаев применения сжатого воздуха используется низкое давление до 10 бар изб.. Например, для эксплуатации простого пневматического инструмента потребуется давление 6,2 бар изб. (90 фт/кв.дюйм изб.). Необходимость в высоком давлении возникает, как правило, при неправильной конструкции пневматической системы. Для этого диапазона давления используются следующие компрессоры:

• Одноступенчатые или двухступенчатые поршневые компрессоры
• Одноступенчатые или двухступенчатые маслозаполненные винтовые компрессоры
• Двухступенчатые безмасляные винтовые компрессоры
• Центробежные безмасляные компрессоры с водяным охлаждением

Среднее давление до 14 бар изб. (200 фт/кв.дюйм изб.)

Такое давление используется для шин грузовых автомобилей и тяжелых транспортных средств, а также при глубоком сверлении. Используются следующие компрессоры:

• Двухступенчатые поршневые компрессоры
• Одноступенчатые или двухступенчатые маслозаполненные винтовые компрессоры
• Центробежные безмасляные компрессоры с водяным охлаждением

Высокое давление до 40 бар изб. (580 фт/кв.дюйм изб.)

Компрессоры этого диапазона давления используются для выдувания бутылок из материала ПЭТ, запуска дизельного двигателя, тестирования трубопроводов и промывочных баков, а также для проведения испытаний емкостей, используемых для транспортировки газов, под давлением. Используются следующие компрессоры:

 

• Двух- и трехступенчатые поршневые компрессоры Pet Star.
• Многоступенчатые центробежные безмасляные компрессоры с водяным охлаждением.

Также можно использовать одновременно компрессор более низкого давления и компрессор высокого давления, который используется в качестве дожимного компрессора. Для распределения нагрузки или ограничения максимальной нагрузки, как правило, используется небольшой компрессор высокого давления для непрерывного заполнения группы ресиверов большого объема. Это позволяет удовлетворить спрос на большие объемы воздуха в короткий период времени.

Сверхвысокое давление до 345 бар изб. изб. (5000 фт/кв.дюйм изб.)

Сверхвысокое давление используется для наполнения баллонов для подводного плавания, а также на электростанциях, прокатных станах и сталелитейных заводах. Такие компрессоры обычно имеют небольшой объем, но при этом обеспечивают высокое давление. Одним из примеров является компрессор высокого давления H14T4X200 серии T30. Это трехступенчатые маслозаполненные поршневые компрессоры.

Применение сжатого воздуха

Сжатый воздух универсален и активно используется практически во всех отраслях промышленности. В этой главе мы рассмотрим некоторые типичные применения сжатого воздуха. В конце мы просим вас указать область применения, на которую не распространяется действие гарантии.

Зажатие или растяжение сжатым воздухом.

Это очень распространенное применение сжатого воздуха для автоматизации процессов. Предмет, которые необходимо подвергнуть обработке, фиксируется в заданном положении. Пневмоцилиндры предназначены для преобразования энергии сжатого воздуха в возвратно-поступательные движения штока. При подаче воздуха под давлением в цилиндр, поршень со штоком перемещается, создавая толкающее или тянущее усилие. Величина усилия не зависит от заданных значений. По завершению работы снижается давление, и усилие не прикладывается.

Инструменты с пневматическим приводом

Пневматические инструменты используются во всех областях промышленности. Пневматические механизмы и инструменты преобразуют энергию сжатого воздуха в кинетическую энергию для перемещения поршня.

К этой категории относятся вибраторы, пневматические молотки и формовочные машины. Пневматическая энергия также используется для активации клапанов и направляющих, инструментов, регулирующих устройств, в системах подачи и транспортных средствах.

Транспортировка/пневмотранспорт

В механических и автоматических системах транспортировка предметов осуществляется за счет подачи сжатого воздуха.

Сжатый воздух часто используется для обдува конвейерной системы, чтобы перевернуть продукт или предметы, которые не соответствуют спецификации.

Пневматическая транспортировка порошков и сыпучих материалов по трубопроводам имеет множество преимуществ по сравнению с другими альтернативными способами. Применение такой системы позволяет транспортировать материалы на расстояние более полумили. Пневматическая система имеет относительно долгий срок службы при низких затратах на техническое обслуживание. Загрязнение продукта исключено, а выбросы мелких частиц в окружающую среду минимальны.

Для транспортировки этих материалов используется пнемотранспорт в плотной фазе. Такой метод известен довольно давно, но обычно использовался для транспортировки лишь некоторых материалов, таких как цемент и летучая зола. За последние десять лет значительно увеличилось количество пневмотранспортных установок, использующих технологию плотной фазы для транспортировки различных материалов от корма для собак до пластиковых гранул.

Установки с плотной фазой стали активно распространяться на рынке благодаря экономичности их использования. Производители продуктов питания, пластмасс, фармацевтических препаратов, строительных материалов и сухих химикатов являются мировыми поставщиками. Системы обработки материалов, необходимые для перемещения этих продуктов, рассчитаны на транспортировку миллионов тонн в год. За счет сокращения отходов продукта расходы, потраченные на улучшение этих систем, быстро возмещаются.

Распыление

Энергия сжатого воздуха используется для проталкивания материала или жидкости через распылительную насадку. В эту категорию также входят процессы обработки поверхности, такие как очистка песком или гравием. Еще одно применение распыления — это производство снега или распыление жидкости через распылительную насадку.

Обдув и продувка воздухом

Сжатый воздух является рабочей средой при обдуве и продувке. Снижение давления и расширение объема воздуха генерируют скорость потока. Сжатый воздух используется для выдува бутылок, чистки инструментов и форм, вымывания остатков, транспортировки. Сжатый воздух также используется для охлаждения. Если сжатый воздух используется непосредственно из главного коллектора, рекомендуется сначала отрегулировать его. В противном случае будет использоваться больше воздуха при увеличении давления (см. приложение, поток через отверстие). Для систем открытого обдува рекомендуется использовать специальные насадки. Распылитель следует использовать при давлении не более 2 бар изб.

 

Испытания и проверки

Изменение давления в точке измерения используется для определения положения, веса и изменения формы. Это позволяет подсчитывать товары, корректировать положение или определять наличие деталей.

Управление производственным процессом

Это очень распространенный способ применения сжатого воздуха. Управление воздушными компрессорами зависит от пневматических электромагнитных клапанов и реле давления. Все пневматические системы должны контролироваться каким-либо методом. Механизмы управления приводятся в действие разными способами, например, с помощью механических переключателей, упоров или вручную. Также широко используются электрические переключатели.

Другие варианты применения

Ниже указаны варианты применения сжатого воздуха в промышленности.

• Сельское и лесное хозяйство — защита растений и борьба с сорняками, транспортировка кормов и зерна, устройства для автоматического дозирования, системы вентиляции в теплицах.
• Химическая промышленность — сырье для процессов окисления, АСУ ТП и КИПиА, управление клапанами с дистанционным управлением и направляющими в системах.
• Строительная промышленность — буровые и отбойные молотки, уплотнители бетона, конвейерные системы на кирпичных заводах.
• Ремесло — степлеры и гвозди, краскораспылители, дрели и отвертки, угловые шлифовальные машины.
• Энергетическая промышленность — установка и извлечение стержней реакторов, регулируемых клапанов и задвижек в контурах пара и теплоносителя, в системах вентиляции котельных.
• Технологии охраны окружающей среды — формирование в воде масляных барьеров, обогащение воды кислородом, защита компонентов от образования льда, срабатывание заслонки на очистных сооружениях, повышение давления в системе снабжения питьевой водой.
• Пищевая промышленность — оборудование для розлива напитков, закрывающие и контрольные устройства, оборудование для укладки насыпью и комплектования, устройства для нанесения этикеток, весовое оборудование, высушивание и охлаждение.
• Система здравоохранения – стоматологические сверла, кислородное оборудование,
• Производство пластмасс — транспортировка гранул в трубах, оборудование для резки и сварки, выдувание деталей из производственных форм, запорные механизмы для литейных форм, формовочное и адгезивное оборудование.
• Бумагоперерабатывающее производство — оборудование для регулировки и подачи роликов, оборудование для резки, тиснения и прессования, контроль бумажных рулонов, удаление обрывков бумаги с роликов.

• Сталелитейные и литейные заводы — сокращение углерода в производстве стали, оборудование для соединения заготовок, охлаждение горячих инструментов и систем.
• Текстильная промышленность – устройства для фиксации материала в швейных машинах, швейные иглы и системы охлаждения, устройства для укладки, выдувание остатков материала и пыли от шитья.
• Транспортные средства — средства запуска дизельных и реактивных двигателей, пневматические тормоза для грузовых автомобилей и рельсового транспорта, автоматические двери с пневмоприводом, проведение испытаний под давлением на емкостях, предназначенных для транспортировки газов.
• Деревообрабатывающая промышленность — регулировка роликов рамных пил, систем подачи сверл, рамных, клеевых и фанерных прессов, удаление стружки и опилок с рабочих зон, автоматическое гвоздезабивное устройство для изготовления поддонов.