Co to jest FRL?
Filtry, regulatory i smarownice (FRL – ang. filter, regulator, lubricator) to niedoceniani bohaterowie pneumatyki. Chociaż nie są tak efektowne jak zawory, kolektory, cylindry i siłowniki, które kontrolują ruch maszyny. Zespoły przygotowania powietrza odgrywają kluczową rolę w wydajności produkcji. Ponadto zawory odcinające i blokujące są teraz częścią zespołów przygotowania powietrza i zwiększają złożoność wyboru. FRL odgrywają również kluczową rolę w bezpieczeństwie maszyn podczas dodawania zaworów bezpieczeństwa w celu bezpiecznego wydechu i ochrony przed nieoczekiwanym uruchomieniem. Wybór właściwych urządzeń i stosowanie właściwych praktyk konserwacyjnych zmniejsza koszty początkowe, wydłuża żywotność FRL i zapewnia, że sprzęt działa zgodnie ze specyfikacjami.
Ponadto najnowsze trendy w automatyzacji maszyn wskazują, że jednostki przygotowania powietrza odgrywają bardziej widoczną rolę jako kluczowe komponenty przemysłu.
FRL (ang.filter-regulator-lubricator), takie jak zespoły przygotowania powietrza, są często zapomnianymi częściami układu pneumatycznego zakładu, ale mają duży wpływ na wydajność i produktywność maszyny.
Podstawy zespołu przygotowania powietrza
Zespół przygotowania powietrza zapewniają kontrolę ciśnienia i czystości powietrza w punktach poboru w sieciach pneumatycznych. Znajdują się one przed rozdzielaczami, cylindrami i siłownikami. Praktycznie każde urządzenie pneumatyczne wymaga pewnego rodzaju przygotowania powietrza i kontroli ciśnienia.
Dzisiejsze FRL wykorzystują komponenty modułowe, które są umieszczone w jednej linii w jednym zespole. Zazwyczaj, po zaworze odcinającym, filtr jest pierwszym elementem w przewodzie powietrznym; następnie regulator; i wreszcie smarownica.
Filtry sprężonego powietrza są dostępne w różnych wariantach, aby usuwać olej, cząstki stałe, wodę i zapachy ze sprężonego powietrza. Filtry cząstek stałych usuwają cząsteczki ze strumienia powietrza i są dostępne w rozmiarach portów 5, 25 i 40 mikronów. Rozmiary portów filtra koalescencyjnego są mniejsze i mieszczą się w zakresie od 0,01 do 1,0 mikrona, aby wyodrębnić krople wilgoci i oleju, które mogą wpływać na wydajność pneumatyczną. Filtry adsorpcyjne, chociaż rzadko używane, wykorzystują węgiel aktywny do eliminacji zapachów i pozostałości oparów oleju w powietrzu.
Smarownice są instalowane w celu wprowadzenia do strumienia powietrza niewielkich ilości czystego oleju. Olej czyści i chroni dalsze elementy przed zużyciem i korozją.
Regulatory ustawiają ciśnienie powietrza wlotowego na pożądanym poziomie dla cylindrów i siłowników obsługujących maszyny. Ponieważ ciśnienie w powietrzu w zakładzie często spada i się zmienia, konsekwentna regulacja ciśnienia jest niezbędna, aby zapewnić odpowiednie czasy i prędkości reakcji maszyny. Regulator jest zazwyczaj ustawiony nieco poniżej minimalnego ciśnienia zasilania instalacji. Regulacja do ciśnienia właściwego dla aplikacji pozwala również użytkownikom na optymalizację zużycia energii.
Zespoły przygotowania powie
Jak wybrać zespół przygotowania powietrza? Poznaj sześć kluczowych kryteriów
Istnieje sześć kluczowych kryteriów, które musisz wziąć pod uwagę, aby uzyskać najlepsze FRL wymagające najmniejszej konserwacji:
Środowisko operacyjne
Środowisko operacyjne ma duży wpływ na wybór FRL. Niezbędne jest, aby komponenty FRL były wykonane z odpowiednich materiałów i konstrukcji. Po pierwsze, czy montaż będzie znajdował się wewnątrz czy na zewnątrz? Jeśli na zewnątrz, weź pod uwagę zakres temperatury roboczej. Ekstremalnie wysokie lub niskie temperatury wymagają komponentów o wysokiej lub niskiej temperaturze znamionowej. Elementy platformy wiertniczej i inne narażone na działanie oceanów muszą wytrzymać korozję morską. Jeśli w pomieszczeniach, środowiska żrące lub chemiczne wymagają, aby FRL używały różnych typów uszczelek lub są montowane w obudowach ochronnych.
Właściwa specyfikacja ciśnienia
Czy ciśnienie powietrza zasilającego w twojej instalacji wynosi normalne 125 psi lub mniej? Czy jest to system wysokociśnieniowy? Większość komponentów FRL jest zaprojektowana do obsługi ciśnień do 145 psi w standardowych rozmiarach i konfiguracjach. Jednak niektóre źródła powietrza w zakładach osiągają do 250 psi. Oznacza to, że należy określić regulator wysokiego ciśnienia i filtr. Niektóre nowe FRL wytrzymują do 300 psi.
Smarowanie
Czy Twoja pneumatyka wymaga smarownicy? Jeśli zdecydujesz, że zawory i cylindry pneumatyczne Twojej maszyny wymagają smarowania, w zespole FRL będzie potrzebna smarownica. Smar działa również jak detergent w układzie powietrznym. Podczas ciągłego smarowania czysty olej wypłukuje zanieczyszczenia, które mogłyby spowodować zakleszczenie zaworów i cylindrów. Przy takim podejściu zwykle wystarczy filtr cząstek o wielkości 5 mikronów. Jeśli pneumatyka nie wymaga smarowania, sugeruje się stosowanie filtrów cząstek stałych i koalescencyjnych. Filtr koalescencyjny pomaga usunąć zanieczyszczenia, które wypłukałby smar.
Zawory odcinające
Zawory blokujące są często wymagane w pneumatyce maszyny. Elementy te odprowadzają powietrze ze sprzętu i są zazwyczaj obsługiwane ręcznie lub elektrycznie. Po aktywacji zawory te zapewniają, że żadne komponenty za FRL nie otrzymają powietrza. Celem jest usunięcie powietrza z maszyny w przypadku mechanicznego zablokowania. Zawory odcinające i blokujące (wylot o niskim przepływie) są instalowane po stronie wlotowej zespołu FRL, natomiast zawory blokujące (wylot o wysokim przepływie) są instalowane po stronie wylotowej.
Zawory blokujące są dostępne w wersjach szybkiego wydechu lub wolnego startu. Przy dzisiejszej architekturze modułowej łatwo jest dodać zawory odcinające, lub blokujące do zespołu FRL. Dodanie tych urządzeń jest decyzją specyficzną dla aplikacji i zwykle podyktowane komponentami maszyn.
Prawidłowy przepływ powietrza
Szybkość przepływu powietrza jest ważnym czynnikiem przy wyborze komponentów FRL. Inżynierowie powinni upewnić się, że FRL ma odpowiednią wielkość, aby odpowiadał wymaganemu przepływowi powietrza w maszynie. Dokładne obliczenie wymagań dotyczących przepływu powietrza w maszynie jest złożone i pracochłonne dla większości projektantów sprzętu. Przepływ jest określany przez objętość powietrza potrzebną do napełnienia i wydmuchania elementu pneumatycznego oraz wymagane czasy reakcji.
Natężenie przepływu FRL zależy od ciśnienia wlotowego i spadku ciśnienia. Wzrost natężenia przepływu jest wprost proporcjonalny do wzrostu ciśnienia wlotowego i/lub spadku ciśnienia (znanego jako ∆P). Natężenie przepływu FRL musi być dostosowane do zapotrzebowania szczytowego, a nie do średniego zapotrzebowania.
Ogólnie rzecz biorąc, inżynierowie zajmujący się sprzętem dobierają FRL, dopasowując rozmiar portu do rozmiaru portu kolektora zaworowego lub butli. Niektórzy po prostu polegają na przeszłych doświadczeniach. Dokładne obliczenie przepływu powietrza FRL może zająć więcej czasu i wysiłku, ale sprawi, że pneumatyka będzie bardziej opłacalna i wydajna.
Większość producentów oferuje serie FRL z nakładającymi się rozmiarami portów. Chociaż każda większa seria oferuje znacznie większe nominalne natężenia przepływu, zmiana rozmiaru portu w serii minimalnie zmienia przepustowość i może być wygodniejsza dla celów hydraulicznych.
Wymiana filtra
Z naszego doświadczenia wynika, że elementy filtrujące w systemie pneumatycznym zakładu nie są wymieniane w odstępach czasu wymaganych do utrzymania najwyższej wydajności. Może to prowadzić do nieefektywnej wydajności maszyny i możliwych przestojów. Często operatorzy urządzeń nie wiedzą, że wymagana jest konserwacja filtrów, dlatego zachęca się do polegania na programach konserwacji zapobiegawczej. Niektóre FRL mają wizualne lub elektroniczne wskaźniki ∆P lub systemowe przełączniki ciśnienia, które ostrzegają personel konserwacyjny. Ponadto dzisiejsze FRL wykorzystują komponenty modułowe, które ułatwiają konserwację.
Aby uzyskać maksymalną wydajność systemu, wymagana jest konserwacja zapobiegawcza i regularna wymiana wkładów filtrujących.
Aktualne trendy
Najnowsze trendy w automatyzacji maszyn wskazują, że jednostki przygotowania powietrza odgrywają coraz większą rolę w przemyśle. Niektóre FRL są wyposażone w przepływomierze, czujniki ciśnienia i inne czujniki, które umożliwiają użytkownikom monitorowanie wydajności maszyny poprzez pomiar zużycia przepływu powietrza i ciśnienia (tj. maszyna rejestruje wyższy przepływ na drugiej zmianie, czy operatorzy zmienili ustawienie ciśnienia na niektórych regulatorach, czy wystąpił wyciek itp.). Te jednostki FRL pozwalają również użytkownikom porównać aktualną krzywą przepływu pełnego cyklu maszyny z krzywą przepływu nowej maszyny. Dzięki odpowiedniej analizie danych użytkownicy mogą zrozumieć, które czynniki wpływają na wydajność i odpowiednio działać.
Zespoły przygotowania powietrza mogą być zapomnianą częścią pneumatyki zakładu, ale mogą mieć duży wpływ na wydajność i produktywność maszyny. Prawidłowy dobór, rozmiar i konserwacja komponentów FRL przyniesie korzyści w nadchodzących latach. Mniej pieniędzy zostanie wydanych na koszty początkowe. Maszyny będą działać dłużej i bardziej niezawodnie. Wydajność wzrośnie. Ponadto będą doświadczać mniej wycieków, oszczędzając powietrze i energię, jednocześnie obniżając koszty konserwacji.
W kolejnych artykułach opisaliśmy:
Smarownica w układzie pneumatycznym
Zespół przygotowania sprężonego powietrza – co to jest, budowa
Przelicznik, kalkulator jednostek ciśnienia
Jak zbudować układ pneumatyczny
Rodzaje, zalety i zastosowanie siłowników pneumatycznych
Siłownik jednostronnego i dwustronnego działania – różnice i zastosowanie
Zawór elektromagnetyczny odcinający – działanie, budowa, rodzaje
