12 lipca 2024
Bardzo ważne jest posiadanie odpowiednio zaprojektowanego układu dystrybucji w sieci sprężonego powietrza. Prawidłowe wykonanie pozwala zaoszczędzić energię i zapewnia optymalne warunki pracy narzędzi pneumatycznych.
Prawidłowo zaprojektowany układ dystrybucji sprężonego powietrza spełnia trzy wymagania: niski spadek ciśnienia pomiędzy sprężarką a punktem zużycia, minimalny wyciek z przewodów dystrybucyjnych oraz wydajna separacja kondensatu, jeśli nie jest zainstalowany osuszacz sprężonego powietrza.
Utrzymuj niski spadek ciśnienia pomiędzy sprężarką a punktem zużycia
Wyznaczanie tras, projektowanie i wymiarowanie sieci pneumatycznych ma duże znaczenie dla wydajności, niezawodności i kosztów produkcji sprężonego powietrza. Niekiedy duży spadek ciśnienia w instalacji rurowej jest kompensowany przez zwiększenie ciśnienia roboczego sprężarki na przykład z 7 bar(e) do 8 bar(e).
Stałe sieci dystrybucji sprężonego powietrza powinny być tak dobrane, aby spadek ciśnienia w przewodach nie przekraczał 0,1 bara pomiędzy sprężarką a najbardziej oddalonym punktem zużycia.
Do tego należy dodać spadek ciśnienia podczas podłączania węży, złączy i innych elementów. Szczególnie ważne jest prawidłowe wymiarowanie tych elementów, ponieważ często na takich połączeniach występują największe spadki ciśnienia.
- l = całkowita długość przewodu (m)
- ∆p = dopuszczalny spadek ciśnienia w sieci (bar)
- p = bezwzględne ciśnienie na wlocie (bar(a))
- qc = wydatek powietrza sprężarki, FAD (l/s)
- d = średnica wewnętrzna przewodu (mm)
Najlepsze rozwiązanie polega na zaprojektowaniu układu przewodów sprężonego powietrza jako zamkniętej pętli pierścieniowej wokół obszaru zużycia powietrza. Odgałęzienia przewodów są następnie prowadzone z pętli do poszczególnych punktów zużycia. Zapewnia to równomierne dostarczanie sprężonego powietrza, pomimo intensywnego, przerywanego użytkowania, ponieważ powietrze jest doprowadzane do rzeczywistego punktu zużycia z dwóch kierunków. Taka konstrukcja układu sprężonego powietrza powinna być stosowana we wszystkich instalacjach, z wyjątkiem sytuacji, gdy niektóre punkty dużego zużycia powietrza znajdują się w znacznej odległości od instalacji sprężarki. Do takich punktów należy poprowadzić odrębne główne przewody powietrza.
Projektowanie sieci przewodów sprężonego powietrza
Punktem wyjścia podczas projektowania i wymiarowania sieci sprężonego powietrza jest lista sprzętu zawierająca szczegółowe informacje na temat wszystkich odbiorników sprężonego powietrza oraz schemat przedstawiający lokalizacje poszczególnych odbiorników.
Większą sieć sprężonego powietrza można podzielić na cztery główne części:
- Piony: dostarczanie sprężonego powietrza z instalacji sprężarek do obszaru zużycia
- Przewody dystrybucji: podział powietrza na poszczególne obszary dystrybucji.
- Przewody serwisowe: prowadzenie powietrza z przewodów dystrybucji do miejsc pracy.
- Złącza sprężonego powietrza
Wymiarowanie sieci sprężonego powietrza
Generalnie ciśnienie uzyskane bezpośrednio za sprężarką nie będzie nigdy w pełni wykorzystane, ponieważ dystrybucja sprężonego powietrza powoduje pewne straty ciśnienia, przede wszystkim wynikające z tarcia w rurach i parametrów materiałów stosowanych w instalacjach rurowych sprężonego powietrza.
Ponadto na łukach zaworów i rur występują efekty dławienia i zmiany kierunku przepływu. Straty, które są przekształcane w ciepło, powodują spadki ciśnienia.
Równoważne długości rur dla wszystkich części instalacji są obliczane przy użyciu listy złączek i komponentów rur, a także oporu przepływu wyrażonego w równoważnej długości rur. Te dodatkowe długości rur są dodawane do początkowej długości rury prostej. Wybrane wymiary sieci należy następnie przeliczyć, aby upewnić się, że spadek ciśnienia nie będzie zbyt duży. Dla dużych instalacji poszczególne sekcje (rury serwisowe, rury dystrybucyjne i piony) należy obliczać oddzielnie.
Prędkość powietrza
Najczęściej pomijaną kwestią w projektowaniu instalacji rurowych sprężonego powietrza jest prędkość powietrza. Nadmierna prędkość może być główną przyczyną ciśnienia wstecznego, błędnych sygnałów sterujących, turbulencji i spadku ciśnienia wynikającego z turbulencji.
Brytyjskie stowarzyszenie branżowe sprężonego powietrza (British Compressed Air Society, BCAS) sugeruje, że prędkość 6 m/s lub mniejsza zapobiega przenoszeniu wilgoci i zanieczyszczeń przez odnogi odpływowe oraz do elementów sterujących.
Prędkość powyżej 9 m/s powoduje przenoszenie wody i zanieczyszczeń w strumieniu powietrza. Dlatego zalecana prędkość projektowa instalacji rurowych i głównych głowic wynosi 6–7 m/s lub mniej i nigdy nie może przekraczać 9 m/s.
Jeśli projektujesz układ sprężonego powietrza, skontaktuj się z inżynierami sprzedaży firmy Atlas Copco, którzy pomogą w zaprojektowaniu najlepszego i optymalnego układu dystrybucji, który obniży koszty eksploatacji i zwiększy produktywność.
