Пневматический фильтр AirTAC GFR с регулятором давления для промышленной автоматизации

AirTAC GFR — серия фильтров-регуляторов для подготовки сжатого воздуха перед его подачей к пневматическому оборудованию. Устройства объединяют очистку воздушного потока от механических загрязнений, отделение капельной влаги и регулирование выходного давления. Такое сочетание позволяет сократить число отдельных компонентов в узле подготовки воздуха. Фильтр-регулятор устанавливают перед распределителями, пневмоцилиндрами, исполнительными механизмами и другими потребителями. Очистка уменьшает поступление загрязнений к уплотнениям и подвижным деталям, а регулирование давления позволяет задать необходимое усилие или рабочий режим оборудования.

Технические характеристики

Характеристики GFR следует рассматривать применительно к конкретному типоразмеру. Одинаковое обозначение серии не означает одинаковый расход воздуха или возможность установки на любой участок пневмосети. Ниже учитываются следующие параметры:

• присоединительная резьба — определяет совместимость с трубопроводами, фитингами и соседними модулями,
• допустимое входное давление, МПа или бар, — ограничивает давление перед фильтром-регулятором,
• диапазон регулирования, МПа или бар, — задает пределы настройки выходного давления,
• пропускная способность, л/мин, — характеризует возможность снабжения потребителей при оговоренных условиях измерения,
• тонкость фильтрации, мкм, — определяет размер частиц, на задержание которых рассчитан фильтрующий элемент,
• допустимая температура, C, — ограничивает условия работы корпуса, уплотнений и колбы,
• исполнение дренажа — определяет способ удаления накопившегося конденсата.

Для сопоставления единиц давления используется соотношение: 1 МПа равен 10 бар. Например, давление 0,6 МПа соответствует 6 бар. Это соотношение помогает правильно читать шкалу манометра и сопоставлять настройки с требованиями пневмооборудования. Расход воздуха нельзя оценивать только по диаметру резьбы. Существенное значение имеют входное давление, установленное выходное давление и допустимое падение давления при прохождении потока. При увеличении потребления фактическое давление после регулятора может снижаться. Тонкость фильтрации также нельзя отождествлять с полной чистотой воздуха. Например, обозначение 5 мкм характеризует фильтрующий элемент по размеру частиц, но само по себе не подтверждает удаление масляного аэрозоля или водяного пара. Наличие такого элемента у конкретного GFR должно определяться его исполнением.

Конструкция фильтра-регулятора

В конструкции GFR фильтрующая и регулирующая части объединены общим корпусом. Такое расположение уменьшает количество внешних соединений и позволяет разместить узел подготовки воздуха рядом с потребителем. Основные элементы выполняют следующие функции:

• корпус с входным и выходным каналами обеспечивает прохождение воздуха и соединение с пневматической магистралью,
• направляющие элементы фильтрующей части изменяют движение потока и способствуют отделению капель жидкости,
• фильтрующий элемент задерживает механические загрязнения,
• колба образует пространство для размещения фильтра и накопления конденсата,
• дренажный узел обеспечивает удаление собранной жидкости,
• регулирующая рукоятка изменяет усилие настроечной пружины,
• чувствительный элемент воспринимает выходное давление и участвует в управлении клапаном,
• клапанный механизм изменяет проходное сечение воздушного канала,
• манометр при его установке показывает давление в регулируемой полости.

Накопительная часть фильтра должна оставаться доступной для осмотра и обслуживания. Переполнение колбы ухудшает отделение жидкости и создает условия для ее повторного уноса воздушным потоком. Манометр служит средством контроля настройки. Он не заменяет защитные устройства и не предназначен для ограничения давления при неисправности регулирующего механизма.

Принцип работы

Работа фильтра-регулятора основана на последовательной очистке воздуха и механическом регулировании давления. Для изменения проходного сечения используется равновесие между усилием настроечной пружины и воздействием выходного давления на чувствительный элемент. Основные процессы происходят в следующей последовательности:

• сжатый воздух поступает во входной канал устройства,
• в фильтрующей части отделяются капли жидкости и задерживаются механические частицы,
• конденсат собирается в нижней части колбы,
• очищенный поток проходит через регулируемый клапанный канал,
• выходное давление воздействует на чувствительный элемент,
• клапан изменяет степень открытия в зависимости от соотношения давления и усилия пружины,
• воздух поступает к потребителю с давлением, соответствующим настройке и текущему расходу.

Если потребление увеличивается, давление после устройства стремится уменьшиться. Регулирующий механизм увеличивает открытие клапана. При сокращении расхода клапан прикрывается. Регулятор не повышает давление. Если давление на входе становится недостаточным, установленное выходное значение не сохраняется. Для устойчивой работы необходим запас входного давления с учетом потерь в фильтре, трубопроводах и соединительной арматуре.

Монтаж и подключение

Фильтр-регулятор устанавливают с учетом направления потока и необходимости отвода конденсата. Ошибки ориентации ухудшают работу фильтрующей части и затрудняют обслуживание. При монтаже соблюдаются следующие условия:

• воздух подается в направлении, указанном на корпусе,
• колба располагается вниз для накопления отделенной жидкости,
• к дренажу сохраняется свободный доступ,
• трубопроводы закрепляются так, чтобы не передавать на корпус значительные изгибающие нагрузки,
• резьбовые соединения уплотняются без попадания герметизирующего материала во внутренние каналы,
• перед подключением из трубопроводов удаляются стружка, окалина и другие монтажные загрязнения,
• манометр размещается в положении, удобном для считывания показаний.

Участок между регулятором и потребителем желательно выполнять без неоправданных сужений. Узкие фитинги, длинные шланги и многочисленные повороты создают дополнительные потери давления. В результате нормальное показание манометра непосредственно на GFR может сочетаться с недостаточным давлением у исполнительного механизма. Первичную подачу воздуха выполняют постепенно. После заполнения системы проверяют герметичность соединений, работу регулировки и отсутствие утечек через дренаж.

Области применения

Фильтры-регуляторы GFR применяются в пневматических системах, где требуется местная подготовка воздуха и независимая настройка давления отдельных потребителей. Характерные области использования:

• упаковочные машины с пневматическими толкателями и прижимами,
• сборочные установки с цилиндрами перемещения и фиксации,
• станочная оснастка с пневматическими зажимами,
• конвейерные линии с отсекателями и исполнительными механизмами,
• технологическое оборудование с пневматическими распределителями,
• испытательные стенды с регулируемой подачей сжатого воздуха.

В зажимных устройствах настройка давления влияет на усилие удержания. Теоретическая сила пневмоцилиндра определяется зависимостью F = p × A, где p — избыточное давление, а A — рабочая площадь поршня. Фактическое усилие дополнительно зависит от трения, противодавления и направления движения штока. Для процессов с повышенными требованиями к чистоте воздуха одного фильтра-регулятора может быть недостаточно. Состав узла подготовки определяется допустимым содержанием частиц, воды и масла у конечного потребителя.

Таким образом, AirTAC GFR объединяет фильтрацию сжатого воздуха, отделение капельной влаги и регулирование давления. Устройство применяется для подготовки воздуха перед пневматическими потребителями и позволяет согласовать давление общей магистрали с требованиями отдельного механизма. Его рабочие возможности определяются конкретным исполнением, расходом воздуха и состоянием фильтрующего элемента. Компания «Олниса» осуществляет поставки промышленного оборудования на территории России и стран СНГ. Поставки пневматических компонентов предназначены для оснащения производственных установок, обновления оборудования и обеспечения предприятий необходимыми изделиями. «Олниса» — поставщик промышленного оборудования для предприятий различных отраслей.