Для чего используют силикагель в пневмоприводе тормозов

Силикагель — чрезвычайно эффективный сорбент

Силикагель — синтетический сорбент, широко применяющийся в различных сферах промышленности и в быту.

Типы силикагелей

Силикагель представляет собой высушенный минеральный гель на основе кремниевых кислот, кремнезема. Он поглощает влагу и газы своей поверхностью и порами по всему объему. Силикагель — активный адсорбент, с удельной поверхностью до 1000 кв. м/г. Как правило, силикагель выпускается в форме гранул, реже кусочков или порошка. Размер зерен силикагеля, в зависимости от назначения, колеблется от 0,01 мм до 7 мм.

Силикагели различают по размерам пор, по форме и размеру зерен. Вещество с крупными гранулами называют силикагель КСКГ (крупный силикагель крупнопористый гранулированный). Силикагель КСМГ — крупный силикагель мелкопористый гранулированный.

Кроме этого силикагель может представлять собой не только сухой гель, но и студенистую массу, поры которой заполнены жидкостью (аквагель, спиртогель).

Силикагель-индикатор пропитывается различными веществами, обычно солями кобальта, и изменяет цвет по мере поглощения влаги из воздуха. Существуют и другие виды специальных силикагелей, в частности силикагель АСКГ — активированный силикагель крупнопористый гранулированный

Свойства

Наиболее распространенная форма — силикагель гранулированный. Гранулы полупрзрачные, белые, с желтым оттенком. Гранулы хрупкие, не растворяются и не набухают в воде. Не растворяются и не набухают в органических растворителях.

Силикагель не горит, взрывобезопасен, термостоек. Считается безопасным для живых организмов. Из-за своей хрупкости при длительной транспортировке может рассыпаться в пыль. При работе с силикагелем необходимо защищать органы дыхания, используя специальные средства защиты — лицевые маски.

Пыль силикагеля-индикатора с солями кобальта канцерогенна и токсична.

Применение силикагеля

— Для защиты товаров, оборудования и материалов — обуви, станков на складе, зерна, минеральных удобрений и др. от повышенной влажности при хранении и транспортировке.
— Для защиты окон от конденсата. Силикагель размещают в промежутках стеклопакетов пластиковых окон и самолетных стекол.
— Применяется силикагель для осушки воздуха, производственных и природных газов. С помощью силикагеля осушают фреоны и воздух, подаваемый в компрессоры.
— Для сбора паров веществ, которые нерентабельно терять в производственном процессе, например, эфиров, бензола.
— Для разделения радиоактивных изотопов.
— В медицине — при радиоактивном отравлении.
— В фармацевтике — для выделения и повышения концентрации лекарственных веществ органического происхождения (витаминов, антибиотиков, др).
— Для сбора металлов платиновой группы.
— В нефтехимической промышленности с помощью силикагеля очищают продукты нефтепереработки.
— В водоподготовке — для очистки стоков от ионов металлов.
— Силикагель может заполняться определенными веществами и потом использоваться как носитель.
— В качестве катализатора в реакциях органического синтеза.
— В химических лабораториях силикагель используют для осушения веществ в эксикаторах.
— Силикагель, заполненный солями кобальта, выступает в роли индикатора влажности.
— В хроматографии — для разделения смесей.
— Для кошачьих туалетов.
— В качестве наполнителя при производстве особых сортов резины.
— Силикагель входит в состав различных полимеров, смазок, косметических препаратов.
— Для поглощения запахов, например, в холодильнике. Для освежения воздуха в помещении (ароматический силикагель).

В химическом магазине «ПраймКемикалсГрупп» вы можете купить силикагель индикаторный, силикагель гранулированный, силикагель ксмг оптом и в розницу. Цены на этот и другие товары из нашего огромного ассортимента — доступные, имеется доставка по Москве и Московской области.

Новый подход к очистке сжатого воздуха для железнодорожного транспорта Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Матяш Юрий Иванович, Кирпиченко Евгений Михайлович, Клюка Владислав Петрович

В статье рассмотрены существующие способы решения проблемы по повышению степени очистки сжатого воздуха в тормозной системе подвижного состава. Представлены недостатки данных способов и предложен принципиально новый способ очистки сжатого воздуха , ранее не применяемый на подвижном составе.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Матяш Юрий Иванович, Кирпиченко Евгений Михайлович, Клюка Владислав Петрович

Подготовка сжатого воздуха тормозных систем грузовых вагонов с учетом их эксплуатации в условиях рельефной местности

К вопросу об осушке сжатого воздуха на подвижном составе и предприятиях ОАО «РЖД»
Анализ устройств очистки сжатого воздуха пневмосистем мобильных машин

Технико-экономическое обоснование внедрения физико-механического метода осушки сжатого воздуха в пневматические системы вагонных эксплуатационных депо

Повышение безопасности пневмоприводов путем увеличения степени осушки сжатого воздуха
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

A NEW APPROACH TO CLEAN AIR FOR RAILWAY

The article considers the existing methods for solving problems to improve the purification of compressed air in the brake system of the rolling stock. Presents the disadvantages of these methods and proposed a fundamentally new method of purification of compressed air , not previously used on rolling stock.

Текст научной работы на тему «Новый подход к очистке сжатого воздуха для железнодорожного транспорта»

Ю. И. Матяш, Е. М. Кирпиченко, В. П. Клюка

НОВЫЙ ПОДХОД К ОЧИСТКЕ СЖАТОГО ВОЗДУХА ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

В статье рассмотрены существующие способы решения проблемы по повышению степени очистки сжатого воздуха в тормозной системе подвижного состава. Представлены недостатки данных способов и предложен принципиально новый способ очистки сжатого воздуха, ранее не применяемый на подвижном составе.

Повышение эффективности перевозочного процесса на грузовом железнодорожном транспорте в последнее время реализуется по следующим направлениям:

— увеличение скорости движения грузового и порожнего составов;

— повышение осевой нагрузки (свыше 27 т на ось);

— вождение соединенных поездов с повышенным весом (более 10000 т);

— внедрение интервального движения грузовых поездов.

Увеличение удельной нагрузки на ось, повышение скорости движения поездов и внедрение длинносоставных поездов требуют существенного повышения эффективности работы тормозного оборудования как локомотива, так и всего железнодорожного подвижного состава.

Выполнение поставленных задач возможно при широкомасштабном внедрении на сети железных дорог современного подвижного состава (грузовых вагонов и локомотивов нового поколения), отвечающего указанным требованиям. При этом особое внимание следует уделить увеличению надежности работы тормозного оборудования, поскольку в случае его неисправности возникают различные аварийные ситуации:

изломы рельсов (остряков) из-за большого количества ползунов на колесах;

крушения (проезды запрещающих сигналов) из-за нехватки тормозной эффективности в поезде;

большого количества неработающих тормозов или угасания тормозной волны в поезде;

разрывы поездов из-за продольно-динамических усилий, причиной которых является неравномерное действие тормозов по всему поезду и т. д.

Многолетним опытом эксплуатации установлено, что перечисленные аварии возникают в основном из-за неудовлетворительной очистки сжатого воздуха от посторонних примесей (масла, влаги и др.). Так, например, в осенне-зимний период года наличие паров влаги в сжатом воздухе вызывает образование ледяных пробок в тормозных магистралях (воздухораспределителях, клапанах продувки главных резервуаров, концевых и разобщительных кранах, подводящих к манометрам и песочницам трубках и др.), кроме этого наблюдаются интенсификация коррозионных процессов с образованием ржавчины.

Решению проблемы по повышению степени очистки сжатого воздуха посвящены работы таких ученых, как В. Г. Иноземцев, В. М. Казаринов Л. В. Балон, Т. Л. Риполь-Сарагоси и других. Основную причину наличия паров влаги в сжатом воздухе названные исследователи объясняют наличием высокой температуры сжатого воздуха, находящегося в главных резервуарах локомотива. Поэтому влага, находящаяся в потоке сжатого воздуха, будет конденсироваться только в тормозных коммуникациях локомотива, где температура сжатого воздуха будет значительно ниже, чем в главных резервуарах локомотива. Для решения указанной выше проблемы была предложена конструкция главных резервуаров со встроенными жалю-зийными сепараторами [1]. Показано, что применение жалюзийных сепараторов позволяет увеличить количество осаждаемой влаги в главных резервуарах на 20 — 24 %. Однако данное техническое предложение позволяет лишь частично уменьшить накопление конденсата в тормозных магистралях локомотива, а следовательно, не исключаются возникновение перечисленных выше аварий, что подтверждается следующим примером.

На рисунке 1 приведена температурная зависимость влагосодержания насыщенного воздуха при давлении 1 кгс/см2, построенная по данным работы [2], которая позволяет оценить

объемы накопления конденсата в главных резервуарах локомотива при различных условиях его эксплуатации. Например, при температуре окружающей среды Т = +30 °С и давлении р = = 1 кгс/см2 равновесное влагосодержание dsJ = 30 г/м3 (см. рисунок 1). При штатной производительности локомотивного компрессора (3,4 м3/мин) в течение одного часа через главные резервуары будет пропущено более 80 л влаги. Поэтому даже при использовании жалюзий-ных сепараторов в главных резервуарах происходит накопление влаги, которая беспрепятственно перемещается в тормозную магистраль подвижного состава, что и приводит к возникновению аварийных ситуаций, перечисленных выше.

Зимний Переходный период Летний

230 240 250 260 270 280 290

Температура воздуха, К

Рисунок 1 — Температурная зависимость влагосодержания насыщенного воздуха

при давлении 1 кгс/см2

Из анализа отечественной и зарубежной научно-технической литературы следует, что на современном этапе для повышения чистоты сжатого воздуха применяются адсорбционные системы осушки воздуха — с холодным или горячим методом регенерации. В работе [3] представлены результаты по использованию двухблочных адсорбционных систем осушки воздуха с холодным методом регенерации, общий вид такой системы показан на рисунке 2.

Разработанная установка для подготовки сжатого воздуха [3] включает в себя винтовой компрессорный агрегат типа АКВ 4,5/1ПУ2 производства ОАО «Транспневматика» и двухблочную короткоцикловую адсорбционную систему осушки воздуха (типа СПВ 4,5/1), принципиальная схема которой приведена на рисунке 3. В качестве адсорбента в адсорбционной системе осушки воздуха используется силикагель типа КСКГ.

Рисунок 2 — Общий вид двухблочной короткоцик-

ловой адсорбционной системы осушки воздуха

Рисунок 3 — Принципиальная схема установки двухблочной адсорбционной системы осушки воздуха с холодным методом регенерации: О.С — воздух с параметрами окружающей среды, Г.П — грузовое помещение локомотива, КМ — компрессор, ДО — доохладитель, С — сепаратор, БО — двухблочная адсорбционная система осушки воздуха, ФМО — механический фильтр тонкой очистки, ГР — тормозное оборудование локомотива

Тестовые испытания разработанных осушителей воздуха на тепловозах типа 2ТЭ25КВ и 2ТЭ25А [3] выявили ряд недостатков, основные среди них следующие:

1 — низкая эффективность работы короткоцикловой адсорбционной системы осушки сжатого воздуха, особенно в летний период года (при температуре наружного воздуха от 20 °С и выше). Это объясняется тем, что воздух из окружающей среды вначале поступает в грузовое помещение локомотива, где размещается технологическое оборудование (тяговые двигатели, модуль компрессорного агрегата, вспомогательный компрессор и др.), в результате температура воздуха в грузовом помещении локомотива примерно на 10 °С выше температуры воздуха окружающей среды.

Кроме этого в процессе сжатия температура воздуха на выходе из компрессорной установки возрастает на 15 — 20 °С по сравнению с температурой его всасывания. Поэтому уже при температуре наружного воздуха окружающей среды +20 °С температура воздуха в грузовом помещении локомотива составит примерно 30 °С, а на выходе из компрессора она достигает значения примерно 50 °С. Поскольку адсорбционная емкость силикагелей (в том числе и силикагеля типа КСКГ) при температуре +50 °С уже близка к нулю, короткоцикло-вая адсорбционная система осушки сжатого воздуха может обеспечивать требуемую степень осушки потока сжатого воздуха в ограниченном диапазоне температур воздуха окружающей среды (ниже +20 °С);

2 — для работы короткоцикловой адсорбционной системы осушки (согласно паспортным данным адсорбционной системы типа СПВ 4,5/1) требуется дополнительный расход воздуха на регенерацию адсорберов (около 20 % от количества очищаемого воздуха), что может негативно сказываться на режимах торможения грузового подвижного состава;

3 — для обеспечения непрерывной работы установки требуется периодическое техническое обслуживание элементов адсорбционной установки (замена выходных фильтров очистки воздуха, контроль и настройка переключающих клапанов, замена адсорбента в адсорберах и др.);

4 — первоначальная стоимость короткоцикловой адсорбционной установки типа СПВ 4,5/1 — 700 — 800 тыс. р., ее масса составляет примерно 800 кг при габаритах 1881*1775×525 мм.

Для исключения отмеченных выше недостатков авторами данной статьи разработан принципиально новый подход к созданию системы очистки сжатого воздуха для нужд железнодорожного транспорта. Данное техническое предложение базируется на использовании повышенного давления сжатого воздуха, например, до 13 кгс/см2, и удаления капельной влаги из потока сжатого воздуха при максимально возможном давлении в системе (13 кгс/см2).

Принципиальная схема предлагаемой установки для подготовки сжатого воздуха показана на рисунке 4. Схема включает в себя винтовой компрессор I типа ДЭН-30Ш, отрегулированный на избыточное давление Ризб =13 кгс/см2; магистральный сепаратор циклонного типа II серии СЦ.27ОР, обеспечивающий удаление капельной влаги из потока сжатого воздуха до 99 % при максимально возможном давлении в системе (Ризб =13 кгс/см2); автоматический регулятор давления воздуха III для снижения давления воздуха перед главными резервуарами локомотива с 13 до 9 кгс/см2; главные резервуары локомотива IV; кран машиниста V, устройства для сбора и хранения информации IV и VII.

Рисунок 4 — Принципиальная схема предлагаемой установки для подготовки сжатого воздуха

Технические характеристики винтового компрессора типа ДЭН-30Ш и магистрального сепаратора циклонного серии СЦ.27ОР представлены в таблицах 1 и 2 (на основании руководства по эксплуатации грузового электровоза постоянного тока 2ЭС6 ОАО «Уральский завод железнодорожного машиностроения (УВЖМ)», утвержденного генеральным директором ОАО «УВЖМ» в 2008 г.).

Таблица 1 — Технические характеристики винтового компрессора

Тип винтового компрессора Производительность, м3/мин Давление, кгс/см2 Расход масла, г/ч Привод, мощность, кВт

ДЭН-30Ш 44,6 33,9 33,4 07,5 110 113 00,84 00,76 00,69 30

Из данных, представленных в таблице 1, следует, что винтовой компрессор типа ДЭН-

30Ш обеспечивает требуемую для современных локомотивов производительность 3,4 м /мин

2 „ при давлении сжатого воздуха 13 кгс/см . Кроме этого винтовой компрессор типа ДЭН-30Ш

укомплектован теплообменником для охлаждения масляно-воздушной смеси, поэтому (согласно паспортным данным на винтовой компрессорный агрегат типа АКВ 4,5/1ПУ2) температура воздуха на выходе из винтовой компрессорной установки возрастает всего лишь на 15 -20 °С по сравнению с температурой его всасывания [3].

Таблица 2 — Магистральные сепараторы циклонного типа серии СЦ.27ОР

Модель Поток, м3/мин (н.у) Диаметрхвысота, мм*мм Максимальное рабочее давление, кгс/см2 Потери давления, кгс/см2 Максимальная рабочая температура, °С Отделение воды, %

СЦ.27ОР 2,9. 5.5 85×197 16 0,01 66 99

Магистральные сепараторы циклонного типа серии СЦ.27ОР являются высоконадежными техническими средствами, оборудованы автоматическим дренажом для сброса конденсата, смотровым окном и предохранительным клапаном, имеют гарантийный ресурс более десяти лет безопасной работы.

Схема установки для подготовки сжатого воздуха приведена на рисунке 4. Порядок ее работы рассмотрим для следующих параметров окружающей среды: температура воздуха

окружающей среды Т\ = +40 °С, равновесное влагосодержание воздуха d1 при давлении Р\ = 2 u = 1 кгс/см составляет 45 г воды/кг воздуха. При работе компрессора атмосферный воздух с

приведенными выше параметрами воздуха окружающей среды через жалюзийную решетку вначале поступает в грузовое помещение локомотива (на рисунке 4 не показано) и затем всасывается винтовым компрессором 1. Поскольку в грузовом помещении локомотива находятся агрегаты (тяговый электродвигатель, основной и вспомогательный компрессоры, блок осушения воздуха) с повышенным выделением тепла, температура воздуха в грузовом помещении локомотива Т1 возрастает до +50 °С при сохранении давления всасывания и влаго-содержания.

На выходе из компрессорной установки давление сжатого воздуха Р2 увеличивается до 2 и w 13 кгс/см , а температура воздуха на выходе из винтовой компрессорной установки типа

АКВ 4,5/1ПУ2 Т2 возрастает минимум на 10 °С по сравнению с температурой его всасывания и становится равной 60 °С в то время как равновесное влагосодержание остается на прежнем уровне — d1 = 45 г воды/кг воздуха и с этими параметрами поток сжатого воздуха поступает в магистральный сепаратор II, где в результате удаления (до 99 %) капельной влаги из потока сжатого воздуха его влагосодержание понижается до значения d3 = 11,0 г воды/кг воздуха, далее сжатый воздух направляется в автоматический регулятор давления воздуха III, в котором перед поступлением сжатого воздуха в главные резервуары давление понижается с 13 до 2 „ 9 кгс/см . В силу незначительной поверхности теплообмена, а также из-за низкого значения

коэффициента конвективного теплообмена главных резервуаров, автоматического регулято-

ра давления и других, изменением температуры сжатого воздуха при его движении по коммуникациям системы осушки можно пренебречь, т. е. Т2 = Т3= Т4 = +60 °С.

При давлении Р3 = 9 кгс/см и температуре Т2 = +60 °С равновесное влагосодержание й4 составляет 16,0 г воды/кг воздуха, в то время как влагосодержание воздуха, поступающего в главные резервуары, й3 имеет величину 11,0 г воды/кг воздуха. Таким образом, воздух, поступающий в главные резервуары локомотива, является переосушенными более чем на 20 °С по сравнению с равновесным влагосодержанием воздуха, находящегося в главных резервуарах, что исключает образование конденсата в главных резервуарах локомотива.

Далее воздух с параметрами Т4 = +60 °С, Р4 = 9 кгс/см и й3 = 11,0 г воды/кг воздуха) направляется в кран машиниста V, в котором давления понижается с 9 до 6 кгс/см , а температура воздуха практически остается на прежнем уровне (т. е. Т5 = +60 °С).

В кране машиниста осуществляется снижение давления воздуха до Р5 = 6 кгс/см , влагосодержание которого имеет значение й3 = й4 = = 11,0 г воды/кг воздуха, в то время как равновесное влагосодержание воздуха dр5 при Т4 = Т5 = 60 °С и Р5 = 6 кг/см2 составляет 22 г воды/кг воздуха). Из приведенных данных видно, что сжатый воздух, поступающий в тормозные магистрали локомотива, является переосушенным более чем на 30 °С, что исключает возникновение конденсата и в тормозных магистралях локомотива.

Таким образом, согласно предлагаемому методу создание в системе осушки сжатого воздуха давления до 13 кгс/см и удаление при этом значении давления конденсата из потока сжатого воздуха обеспечивают такое остаточное его влагосодержание, которое будет ниже, чем равновесное влагосодержание воздуха, находящегося в главных резервуарах локомотива (примерно на 20 °С), и значительно ниже, чем в тормозных коммуникациях локомотива (более чем на 30 °С), тем самым исключаются выпадение конденсата во всех устройствах локомотива и нарушение их работоспособности.

Для изучения характера изменения параметров сжатого воздуха, перемещающегося по тормозной системе локомотива, были приведены численные исследования по оценке работоспособности разработанной системы очистки сжатого воздуха в широком диапазоне изменения температуры воздуха окружающей среды (от -40 °С до +40 °С). Установлено, что во всем диапазоне изменения параметров воздуха окружающей среды исключается образование конденсата как в главных резервуарах локомотива, так и в его тормозных магистралях, обеспечивая тем самым надежную работу подвижного железнодорожного транспорта. Изменение влагосодержания сжатого воздуха при его движении по тормозным коммуникациям локомотива определяли с помощью выражения, полученного авторами:

где й?Д1;сопс1;) — равновесное влагосодержание воздуха при текущем значении давления и при заданной температуре, г воды/кг воздуха;

ё0 — равновесное влагосодержание воздуха при давлении Р =1 кг/см и при заданной температуре, г воды/кг воздуха;

Р — давление сжатого воздуха, кгс/см .

Результаты численного моделирования изменения параметров сжатого воздуха при его перемещении по тормозной системе локомотива приведены в таблице 3, из данных которой видно, что расхождение между расчетными и фактическими значениями влагосодержание сжатого воздуха при изменении температуры окружающей среды от +40 °С до -40 °С в рабочем диапазоне давления (6 — 13 кгс/см ) не превышает 10 %.

Сравнивая принципиальные схемы известной и предложенной систем осушки сжатого воздуха, приведенные на рисунках 3 и 4 соответственно, можно сделат вывод о том, что использование предложенных технических решений существенно снижает затраты на приобретение и обслуживание предлагаемой системы осушки сжатого воздуха за счет исключения установки адсорбционного блока осушки и ее сменных элементов (стоимость адсорбционно-

го осушителя воздуха, например, фирмы ЕКОМАК, составляет 750 274 р., сменного фильтра тонкой очистки сжатого воздуха типа DF — 13 507 р., разовой смены адсорбента — 12 080 р.). Ежегодное технологическое обслуживание механических фильтров тонкой очистки, переключающих клапанов, замена адсорбента и составляет порядка 10 % от первоначальной стоимости адсорбционного осушителя воздуха (75 000 р.). Улучшены также и массогабаритные показатели предложенной системы очистки сжатого воздуха (с учетом системы автоматического переключения клапанов и адсорберов масса адсорбционного блока осушки производи-

тельностью 3,4 м /мин составляет примерно 800 кг, а ее габариты — 1881 х 1775 х 525 мм).

Таблица 3 — Изменение параметров сжатого воздуха при его перемещении по тормозной системе локомотива

Температура воздуха, °С Влагосодержание сжатого воздуха (г воды/кг в оздуха) при давлении, кг/см ,

окруж. после 1 6 9 13

среды сжатия табл. расч. факт. погр., % расч. факт. погр., % расч. факт. погр., %

40 30 20 10 0 -10 -20 -30 -40 60 50 40 30 20 10 0,0 -10 -20 130 80 45 22 15 7,5 3,2 1,5 0,64 22,0 14,0 8,0 4,0 2,7 1,3 0,6 0,26 0,1 24,0 15,0 8,6 4,2 2,9 1,4 0,62 0,28 0,11 8,3 6.7 7,0 4.8 7,0 7,0 3,0 7,0 9,0 16,0 9,4 5,2 2,8 1,8 0,92 0,40 0,18 0,075 17, 10,0 5,3 2.9 1,9 0,96 0,42 0,19 0,08 6,9 7,0 2,0 3,5 5.2 4,2 4,8 5,2 6.5 11,0 6,8 4.0 2.1 1,5 0,067 0,03 0,013 0,006 12,0 7,5 4,2 2,2 1,4 0,070 0,03 0,014 0,006 8,5 4,0 5,0 5,0 6,0 5,0 0,0 7,0 0,0

В заключение следует отметить целесообразность внедрения разработанной установки на пунктах подготовки грузовых вагонов к эксплуатации (ППВ) и пунктах их технического обслуживания (ПТО), поскольку предложенная установка позволяет исключить накопление конденсата в тормозной системе грузовых вагонов при проверке работоспособности тормозов.

1. Балон, Л. В. Повышение влагоосаждающей способности главных резервуаров локомотива и систем УЗОТ за счет внедрения жалюзийных сепараторов [Текст] / Л. В. Балон, Т. Л. Ри-поль-Сарагоси // Автоматические тормоза грузового железнодорожного подвижного состава. -М., 2004. — С. 120 — 134.

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

2. Вороней, Д. Влажный воздух [Текст] / Д. Вороней, Д. Козич. — М.: Энергоатомиздат, 1984. — 136 с.

3. Редин, А. Л. Анализ методов подготовки сжатого воздуха для пневматических систем подвижного состава [Текст] / А. Л. Редин // Железнодорожный транспорт. — 2010. — № 3. -С. 45 — 47.

1. Balon L. V., Ripol’-Saragosi T. L. Vlagoosazhdayuschey Increased capacity main tanks Lokomo-asset and the RCD systems through the introduction of louvered separators [Povyshenie vlagoosazhdaiushchei sposobnosti glavnykh rezervuarov lokomo-tiva i sistem UZOT za schet vnedreniia zhaliuziinykh separatorov]. Avtomaticheskie tormoza gruzovogo zheleznodorozhnogo podvizhnogo sostava — Automatic braking freight rolling stock, 2004, рр. 120 — 134.

2. Voronei D., Kozich D. Vlazhnyi vozdukh (Moist air). Moskow: Energoatomizdat, 1984, 136 p.

3. Redin A. L. Analysis of methods of preparation of compressed air for pneumatic systems of rolling stock [Analiz metodov podgotovki szhatogo vozdukha dlia pnevmaticheskikh sistem podvizhnogo sostava]. Zheleznodorozhnyi transport — Rail, 2010, no. 3, pp. 45 — 47.

Силикагель

Силикагель — это твердый высушенный гель концентрированного раствора кремниевой кислоты, обладающий свойствами гидрофильного сорбента (способность поглощать различные вещества из воздуха, жидкостей или газов).

Силикагель получают путем взаимодействия силиката натрия с серной кислотой или сернокислым алюминием, содержащим свободную серную кислоту. В дальнейшем образовавшийся продукт промывают и сушат.

Силикагель в продажу выпускают в виде зёрен или шаровидных гранул. Свойства силикагеля заключаются в большом количестве активных групп SiOH и площади поверхности, которые взаимодействуют с полярными веществами, и образуют водородные связи. Активность силикагеля зависит от наличия свободных активных групп и восстанавливается с помощью нагревания сорбента до 150-200 0C.

Силикагель для воздухоосущителя трансформатора

В трансформаторном масле (в период эксплуатации трансформаторов ) копятся продукты окисления и влага, которые снижают качество эксплуатации. Задача удаления примесей успешно решается на термосифонных фильтрах адсорбционной очисткой масла силикагелем. Необходимый для эксплуатации трансформаторов осушенный воздух получают при помощи воздухоосушительных патронов, наполненных силикагелем марки КСКГ, с добавлением небольшого количества силикагель-индикатора.

Индикаторный силикагель должен иметь равномерную окраску зерен. Изменение цвета индикаторного силикагеля свидетельствует об его силикагеля.Тем самым — индикатор помогает узнать величину напитывания сорбента и желательность его замены или восстановления.

Силикагель КСКГ, применяемый во время капитального ремонта трансформатора, снижает кислотное число отработанного трансформаторного масла и позволяет использовать его вторично. Приведенные процессы очищения очень важны в энергетической отрасли и становятся возможными на сорбентах высокого качества. Силикагели, которые мы предлагаем, отвечают этим требованиям и позволяют конечным потребителям в энергетике создавать безопасные условия эксплуатации трансформаторов с наименьшими затратами.

Силикагель в металлургии и других отраслях промышленности.

Сжатый осушенный воздух — это обязательное условие безотказной работы элементов автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУТП): средств КИПиА, исполнительных механизмов системы автоматики с пневмоприводом. Атмосферный воздух, сжатый до 8 атм. и пропущенный через слой силикагеля, становится осушенным и пригодным для использования.

В металлургии при использовании осушенного воздуха на прокатных станах удачно решается и задача обеспечения дополнительной степени защиты электрокомпонентов блока детекторов (датчиков). Последние находятся под прокатным станом в условиях повышенной влажности, где сверху льется охлаждающая вода. Задача обеспечения безопасности легко решается созданием избыточного давления осушенного воздуха в герметичных шкафах, где смонтированы электрокомпоненты блока детекторов.

Доступность: В НАЛИЧИИ!
Силикагель КСКГ – крупнопористый гранулированный крупный силикагель

Доступность: В НАЛИЧИИ!
Силикагель-индикатор, представляющий собой сухие зерна мелкопористого силикагеля, пропитанные растворами солей кобальта.

Купить Силикагель КСКГ, КСМГ, индикаторый , вы можете обратившись к менеджеру:

• по телефону: +7(8352) 37-91-22
• по e-mail: energokom21@mail.ru
• оформить заявку

© ООО НПО ЭнергоКомплект , 2014 -2023

г.Чебоксары , Кабельный проезд, д.1А

Телефон: +7(8352) 37-91-22 ,
E-mail: energokom21@mail.ru

Пневмопривод

В пневматических передачах рабочей средой является сжатый газ (воздух), вырабатываемый компрессором. Пневматический привод представляет собой совокупность взаимосвязанных пневматических устройств, обеспечивающих необходимые рабочие движения машин. При этом исполнительное устройство преобразует энергию сжатого воздуха в механическую энергию рабочего органа. Как и гидропривод, пневмопривод по виду движения может быть вращательным или поступательным.

Преимуществом пневмопривода являются плавность работы, простота конструкции и эксплуатации; удобство и легкость управления; возможность работы с большим числом включений в единицу времени; надежность в работе; простота регулирования скорости и нагрузки в широких пределах; малая чувствительность к динамическим нагрузкам и способность переносить длительные перегрузки вплоть до полного стопорения. К основным недостаткам, ограничивающим широкое применение пневмопривода, следует отнести наличие гибкого воздухопровода и большой расход воздуха вследствие значительных утечек через уплотнения; трудность точного регулирования и низкий к.п.д.

Типовой пневмопривод изображен на рис.1. Поршень 1 перемещается в рабочем цилиндре 2 под воздействием сжатого воздуха, поступающего попеременно в обе полости цилиндра из магистрали через распределитель 3. В конце хода кулачок, укрепленный на штоке (не показан на чертеже), нажимает на рычаг одного из конечных выключателей 4 или 5. В положении, изображенном на чертеже, поршень перемещается направо, переключая выключатель 4, и когда он займет положение, показанное штриховой линией, конечный выключатель 5 переключится. Сигнал в виде давления сжатого воздуха передается от выключателя на вход распределителя 3, в результате чего золотник перемещается в правое положение. Сжатый воздух из магистрали через этот же распределитель направляется в правую полость цилиндра 2 и перемещает поршень 1 влево, при этом распределитель выключается. В конце обратного хода кулачок на штоке нажимает на конечный выключатель 4, снова переключается золотник, и цикл повторяется.

Пневмоприводы служат для получения поступательного, вращательного движения или того и другого вместе. Выше описан привод поступательного движения.

На рис. 2 показан привод вращательного движения, изображенный в упрощенном виде без воздухораспределителя. В корпусе 1 установлен ротор 2, ось вращения которого смещена относительно центра корпуса (эксцентриситет е). В пазы ротора помещены пластины 3. Сжатый воздух, подаваемый через окно 4 корпуса, воздействует на пластины. Так как площади этих пластин, в разной степени выдвинутых из пазов ротора, отличаются друг от друга, то создается момент от сил давления сжатого воздуха, благодаря чему ротор вращается. В период его вращения пластины под действием центробежной силы прижимаются к внутренней поверхности корпуса. Чтобы обеспечить более надежное уплотнение, к пазам ротора иногда подводят сжатый воздух или в них помещают пружины: это способствует также и более быстрому выдвижению пластин из пазов. Отработанный воздух выходит из привода через выхлопное окно 5 в атмосферу.

Вращательное движение наряду с поступательным может быть также осуществлено посредством поршневых пневмоустройств и шарнирно-рычажных передаточных механизмов. На рис. 3 приведена схема пятицилиндрового пневмопривода. Поршни 1 посредством шатунов 2 шарнирно соединены с кривошипом 3, вал которого жестко связан с воздухораспределителем 4. Последний вращается в неподвижной втулке 5, окна которой посредством каналов сообщаются с рабочими цилиндрами. При этом сжатый воздух, подводимый к воздухораспределителю, подается в соответствующие полости цилиндров (см. отверстие А на рис. 3), а отработанный воздух отводится из выхлопных полостей (отверстия Б и В). За один оборот вала каждый поршень совершает возвратно-поступательное движение (рабочий и холостой ход), благодаря чему на валу привода обеспечивается вращательный момент, близкий к равномерному.

Кроме поршневых пневмоустройств в приводах поступательного движения используют также устройства с упругими элементами, в качестве которых могут служить мембраны, сильфоны, шланги и пр.

На рис. 4 изображен привод стрельчатой резинотканевой мембраной. При подаче сжатого воздуха из магистрали через распределитель 1 мембрана 2 прогибается; шток, жестко связанный с ее металлическим центром, перемещается на заданный рабочий ход s (до упора). Обратный ход мембраны совершается под действием пружины 3. Наряду с односторонними мембранными приводами иногда применяются двусторонние приводы, у которых обратный ход также совершается под действием сжатого воздуха. Мембранные приводы по сравнению с поршневыми имеют недостатки: ограниченный рабочий ход, невысокое давление, падение усилия при перемещении штока. Но они просты в изготовлении, герметичны, срок службы их в несколько раз больше, чем поршневых устройств.

Рис.3 Пятицилиндровый привод

Рис.4 Мембранный привод

ПНЕВМОСЕТЬ И КОНДИЦИОНЕРЫ РАБОЧЕГО ГАЗА

21.1. Система подготовки сжатого воздуха

Как правило, источником сжатого воздуха как рабочей среды пневмосистем являются компрессорные установки. Они могут быть стационарными, установленными на специальном фундаменте, или передвижными, установленными на каких-либо транспортных сред­ствах. Компрессорные установки могут осуществлять централизо­ванное питание нескольких различных по назначению потребите­лей сжатого воздуха или индивидуальное питание какого-либо потребителя, например пневмопривода тормозов грузового авто­мобиля.

В состав любой компрессорной установки, помимо самого ком­прессора, входят элементы контроля и регулирования, а также кондиционеры воздушной среды.

Для того чтобы представить общую систему подготовки и ис­пользования сжатого воздуха, рассмотрим упрощенную схему ста­ционарной компрессорной установки, осуществляющей центра­лизованное питание всех возможных потребителей сжатого воздуха. На рис. 21.1 условными обозначениями показана такая пневмосеть.

Рис. 21.1. Схема промышленной пневмосети:

1 — воздухозаборник; 2, 15 — фильтры; 3 — компрессор; 4 — охладитель; 5 — фильтр-влагоотделитель; 6, 16 — химические осушители; 7 — воздухосборник; 8 — манометр; 9 — предохранительный клапан; 10 — конденсатоотводчик; 11 — масло распылитель; 12 — пневмомотор; 13 — глушитель; 14 — редукционный клапан.

Воздух, который попадает в воздухозаборник 1 из окружа­ющей среды, содержит большое количество пыли. Обладая абра­зивными свойствами, частицы пыли вызывают быстрый износ деталей компрессора. Поэтому перед компрессором устанавли­вают специальные пылеуловите­ли или обычные фильтры, в которых в качестве фильтрующе­го элемента используют ткань или металлические сетки. Схема фильтра 2 с тканевым фильтрующим элементом представлена на рис. 21.2. В таком фильтре хлопчатобумажная или шерстяная ткань натягивается на деревянный или металлический каркас так, что­бы воздух мог проходить только через ткань и уже очищенным от пыли поступать во всасывающий трубопровод компрессора. Основным требованием к фильтру 2, помимо заданной тонкости фильтрации, является минимально возможное сопротивление потоку воздуха. Площадь фильтрующего элемента должна быть та­кой, чтобы перепад давления на фильтре Δр = р_вх — р_ВЬ1Х не превы­шал 100 кПа.

Рис. 21.2. Схема фильтра воздухозаборника

Из компрессора 3 нагретый в процессе сжатия воздух поступает в водяной охладитель 4, который обычно входит в конструкцию самого компрессора (см. гл. 22). Охлаждение воздуха приводит к конденсации паров воды, которые попадают в компрессор вместе с воздухом, и паров масел, используемых в компрессоре для смаз­ки трущихся поверхностей. Поэтому после охладителя воздух про­ходит через фильтр-влагоотделитель 5, который фильтрует воз­дух, как обычный фильтр, и одновременно осушает его.

На рис. 21.3 показана конструктивная схема фильтра-влагоотделителя. Сжатый воздух, подведенный по каналу 7, проходит в ста­кан 3 через щели отражателя 7, которые благодаря своей конст­рукции сообщают воздуху вихревое вращательное движение. Мел­кие частицы воды и масла, находящиеся в потоке воздуха, под действием центробежных сил отбрасываются к стенкам стакана и стекают вниз в зону, отделенную заслонкой 4, которая препят­ствует конденсату, собранному в этой зоне, снова попадать в по­ток воздуха. Осушенный воздух через фильтрующий элемент 6 по­ступает в выходной канал 2. Стакан обычно изготовляют из про­зрачного материала, поэтому легко определить уровень конденсата. При достижении предельного уровня конденсата открывается запорный кран 5, и конденсат выводится из стакана под действием сжатого воздуха. Вместе с конденсатом удаляются и твердые части­цы, задержанные фильтром.

Рис. 21.3. Фильтр-влагоотделитель:

1 — входной канал;

2 — выходной канал;

5 — запорный кран;

6 — фильтрующий элемент;

Наибольшую сложность представляет удаление из потока воздуха компрессорного масла, которое содержится в воздухе в виде аэрозоля с частицами размером 0,01. 1 мкм. Из-за малости: частиц нельзя удалить их в фильтре — влагоотделителе центробежного действия. Поэтому воздух из фильтра-влагоотделителя 5 (см. рис. 21.1) поступает в химический осушитель 6, в котором адсорбируется при прохождении через специальное вещество — адсорбент, в качестве которого может использоваться активированный уголь, активный алюминия или силикагель. После осушения воздух попадает в воздухосборник (ресивер) 7. В пневмосистемах воздухосборники выполняют несколько функций: во-первых, создают запас сжатого воздуха для использования в моменты максимального потребления; во-вторых, сглаживают пульсацию подачи воздуха, которая возникает при использовании компрессоров объемного типа, особенно поршневых; в-третьих, отделяют влагу, содержащуюся в потоке воздуха, которая в виде конденсата в процессе расширения воздуха при заполнении воздухосборника и при движении воздуха по воздухосборнику.

Для обеспечения нормальной работы духосборник снабжен аппаратурой контроля и управления: манометром 8 для контроля давления; предохранительным пневмоклапанном 9, ограничивающим верхний предел давления в воздухосборнике; конденсатоотводчиком 10.

На рис. 21.4 представлена конструктивная схема типового воздухосборника. Для лучшего влагоотделения ввод воздуха обычно делают в средней части воздухосборника, загибая входной трубопровод вниз, а вывод — в верхней части. Внутри воздухосборника устанавливают перегородки, заставляющие воздух изменять направление движения, создавая тем самым центробежные силы, которые, как и в фильтре-влагоотделителе, способствуют осушению воздуха.

Рис. 21.4. Воздухосборник

Конденсат собирается в нижней части воздухосборника и через конденсатоотводчик периодически вручную или автоматически сливается. Объем воздухосборника определяют в зависимости от производительности компрессора и цикличности потребления сжатого воздуха, при этом объем воздухосборника должен быть менее 0,5 W_o, где W_o — объем свободного воздуха (при атмосферном давлении и нормальной температуре), всасываемого компрессором за 1 мин.

За воздухосборником пневмосеть, показанная на рис. 21.1, разделяется на две ветви. По пневмолинии а сжатый воздух подводится различным пневмодвигателям с рабочим давлением 0,5. 0,6 Ml по избыточной шкале, например к пневмоцилиндрам подъемников, формовочных машин и зажимных механизмов, к пневмоторам ручного пневмоинструмента, сверлильных головок и транспортирующих устройств. Пневмосистемы, работающие при давлениях, называются пневмосистемами высокого давления.

По пневмолинии а сжатый воздух поступает в маслораспределитель 77, который обеспечивает смазку трущихся деталей пневмодвигателей за счет подачи в поток воздуха распыленного жидкого смазочного материала, обычно минеральных масел.

В машиностроении наибольшее распространение получили маслораспылители эжекторного типа. В них подача масла в поток воздуха происходит за счет разности между давлением над жидкостью в стакане маслораспылителя и давлением в том месте потока воздуха, где в него вводится масло. Принцип работы такого маслораспылителя легко объяснить по схеме, представленной на рис. 21.5, а.

Рис. 21.5. Схема устройств для внесения масла в поток воздуха:

а — маслораспылитель; б — смазочный питатель; 1 — стакан; 2 — трубка; 3 — резервуар с маслом; 4 — питатель; 5 -пневмораспределитель

Согласно уравнению Бернулли в потоке воздуха давление р1>р2 За счет Δр=р_¹ — р₂ масло из стакана 1 по трубке 2 подается в поток воздуха, распыляется и вместе с потоком поступает в пневмодвигагатели. Такой маслораспылитель централизованно обеспечивает смазкой либо все пневмодвигатели пневмосистемы, либо пневмодвигателей.

Для индивидуального обеспечения смазкой одного пневмодвигагателя используют смазочные питатели различных типов. Конструктивная схема одного из них и схема его включения в пневмосеть показаны на рис. 21.5, б. Сжатый воздух, имеющий давление подводится к резервуару 3 с минеральным маслом. Масло по трубопроводу с малым диаметром поступает в питатель 4. Если маслораспределитель 5 находится в позиции В, то штоковая полость пневмоцилиндра соединена с атмосферой (р₂ = р_аш). Тогда под действием перепада давлений Ар = р₁ — р₂ запорный шарик питателя перемещается вправо и открывает вход в дозирующую камеру К, перекрывая одновременно сообщение камеры с пневмолинией. Камера заполняется маслом. При переключении распределителя в позицию А давление р₂ становится равным р_х и шарик под действием пружины перемещается влево, перекрывая вход в дозирующую камеру и одновременно соединяя ее с пневмолинией, по которой масло из камеры К вместе с потоком воздуха поступает в рабочую полость пневмоцилиндра. Обычно питатель 4 размещают непосредственно возле пневмодвигателя, а к резервуару 3 могут быть подключены несколько питателей.

На рис. 21.1 в качестве пневмодвигателя показан пневмомотор 12. отработавший воздух из пневмомотора поступает в атмосферу через глушитель 13, который служит для снижения уровня шума, возникающего при работе пневмодвигателей. Этот шум может быть механического или аэродинамического происхождения.

Механический шум возникает в основном при ударах подвиж­ных деталей в пневматических двигателях и устройствах управле­ния (удары поршней о стенки цилиндра, клапанов о седла, вибра­ция трубопровода и т.п.). Снижение уровня шума механического происхождения достигается за счет оптимизации конструктивных решений, применения тормозных и амортизирующих устройств. Следует также отметить, что механический шум в пневмосистемах, как правило, не превышает уровень шума другого работающего на участке оборудования и имеет относительно невысокую частоту.

Шум аэродинамического происхождения возникает в основном из-за турбулентного смешивания отработавшего воздуха с воздухом окружающей среды при выхлопе. В пневмосистемах высокого давления истечение воздуха в атмосферу при выхлопе происходит со скоростью, близкой к скорости звука, а интенсивность аэродинамического шума весьма существенно зависит от скорости струи воздуха.

Уровень аэродинамического шума при работе большинства пневмодвигателей, не оснащенных средствами его снижения, состав­ляет 95. 120 дБ, причем наибольший уровень находится в высо­кочастотной части звукового спектра, что существенно усугубляет вредное воздействие на человека. Для снижения уровня аэродинамического шума применяют специальные устройства — глушители, которые снижают скорость воздуха при выхлопе.

Наиболее широко в промышленных пневмосистемах используют активные глушители (глушители трения), в которых скорость гасится при прохождении воздуха через пористый проницаемый материал (синтетика, металлокерамика, минеральные порошковые материалы и т.п.).

Рис. 21.6. Глушители:

а — глушитель трения; б — фильтр-глуши­тель;

1 — мелкопористый фильтрующий эле­мент;

2 — грубо волокнистый фильтрующий элемент;

3 — стакан; 4 — пористая втулка

На рис. 21.6, а представлена конструктивная схема глушителя трения с втулкой из пористой керамики с радиальным выходом потока воздуха. Наиболее эффективны такие глушители с порами размером до 100 мкм. Простота и низкая стоимость указанных глушителей позволяют использовать их индивидуально на выходе каждого пневмодвигателя.

Однако через такие глушители проходят аэрозольные частицы масел, которые были внесены в поток воздуха маслораспылителями, что приводит к загрязнению окружающей среды в производственных помещениях. Установлено, что концентрация масляных аэрозолей более 5 мг на 1 м 3 воздуха может привести к повреждению легких. Поэтому при повышенных требованиях к улавливанию масляных аэрозолей используют специальные глушители ком­бинированного типа — фильтры-глушители (рис. 21.6, б).

В фильтре-глушителе воздух проходит через мелкопористый слой фильтрующего элемента, в котором аэрозольные частицы объе­диняются в более крупные капли, а затем через грубо волокнистый фильтрующий элемент 2. Расширение воздуха во втором слое фильтроэлемента приводит к значительному снижению скорости воз­духа, и капельки масла под действием силы тяжести стекают на дно стакана 3. Выхлоп воздуха в атмосферу происходит через пори­стую втулку 4, которая является обычным глушителем трения. Фильтры-глушители эффективно снижают шум и улавливают аэро­золи масла. Однако, учитывая более сложную конструкцию и бо­лее высокую стоимость фильтров-глушителей, их обычно устанав­ливают на общем выхлопном трубопроводе, объединяющем вых­лоп нескольких пневмодвигателей.

По пневмолинии b (см. рис. 21.1) сжатый воздух из воздухо­сборника 7 поступает к пневмоэлементам регулирования и конт­роля, которые на схеме условно объединены в блок А. Избыточное рабочее давление пневмоэлементов, включенных в блок А, нахо­дится в пределах 0,05. 0,20 МПа. Пневмосистема с таким рабочим давлением считается пневмосистемой низкого давления, поэтому сжа­тый воздух по пневмолинии Ъ поступает в пневматический редук­ционный клапан (редуктор) 14, который понижает уровень давле­ния и поддерживает его постоянным в процессе работы.

На рис. 21.7 представлена конструктивная схема пневматичес­кого редукционного клапана, работающего в пневмосистемах с рабочим избыточным давлением до 0,6 МПа.

Рис. 21.7. Пневматический редукцион­ный клапан:

1 — запорно-регулирующий элемент;

2 — корпус; 3 — полость; 4 — мембрана;

5 — пружина; 6 — регулировочный винт

Воздух с давлением р_вх подается в редуктор и через зазор между седлом корпуса 2 и поверхностью клапанного запорно-регулирующего элемента 1 поступает на выход с давлением р_вых < р_вх. Выходная полость редуктора через канал со­общается с полостью 3, поэтому давление р_вых воздействует на мем­брану 4, нагруженную сверху уси­лием пружины 5, которое регули­руется винтом 6.

Уравнение статических сил на запорно-регулирующем устрой­стве может быть записано в виде

где S_K — эффективная площадь тарелки клапана;

S_M—эффективная площадь мембраны;

F_np — усилие пружины 5.

Из уравнения (21.1) получаем

рвых = (Fпр- PвхSk)/ (Sм+Sk). (21.2)

В пневматических редукционных клапанах, работающих при давлениях, значительно меньших, чем давление в гидросистемах,S_K « S_M , поэтому формула (21.2) может быть записана в виде

Принцип действия и уравнение сил пневматического редукционного клапана точно такие же, как у гидравлического редукционного клапана (см. подразд. 13.3). Некоторое же отличие в конструкции запорно-регулирующего устройства, прежде всего испспользование эластичных мембран большой площади, обусловлено низким уровнем рабочего давления и необходимостью высокой степени герметизации.

После редукционного клапана (см. рис. 21.1) воздух через, дополнительный фильтр 15 и химический осушитель 16 поступает к пневмоэлементам блока А. Дополнительные фильтры, фильтровлагоотделители и химические осушители обычно устанавливают перед пневмоэлементом или блоком пневмоэлементов, при работе которых к воздуху предъявляются повышенные требования по загрязнению и влажности, особенно в том случае, если сжат воздух от источника питания подводится к пневмоэлементам длинным трубопроводам. В процессе движения воздуха по проводу происходят его охлаждение и выпадение конденсата (паров влаги), а также загрязнение воздуха частицами окалины, ржавчины и т.п.

Пневмораспределители предназначены для изменения направления, пуска и остановки потоков сжатого воздуха. В пневмосистемах широкое распространение получили распределители золотникового типа с запорным регулирующим устройством в виде цилиндрического золотника. В корпус 1 распределителя запрессована гильза 3, относительно которой перемещается золотник 2 (рис. 11). Для предотвращения перетечек воздуха через зазоры между гильзой и поясками золотника, на поясках установлено эластичное уплотняющее, обеспечивающее хорошую герметичность. Пример решения проблемы связанной с утечкой воздуха через зазоры между золотником и корпусом (гильза).

Рис. 11 Пневматический золотниковый

Клапан (рис. 3) служит для предотвращения создания давления в воздушной системе свыше рабочего. Он состоит из корпуса 1 с выхлопными отверстиями a, в которой помещены седло 7 и клапан 6. В верхней части ввинчивается нажимная втулка 3 с пружиной 4 и нажимной шайбой 5. Положение нажимной втулки фиксируется в корпусе стопорным болтом 2. Пружина верхним концом опирается на нажимную втулку, а нижним – на нажимную шайбу, которая соединена с клапаном. После регулировки клапана на давлении срабатывания 0,9 МПа нажимной втулкой ввинчивается стопорный болт и пломбируется.

Рис. 3 Предохранительный клапан

При создании в системе давления свыше рабочего клапан, сжимая пружину, поднимается и открывает выхлопные отверстия, по которым сжатый воздух выходит в атмосферу. Предохранительный клапан устанавливается на воздухозаборнике.

Переключательный клапан устанавливают перед исполнительными механизмами, которые получают питание от 2 воздухопроводов, поочередного открытия их и подачи воздуха в исполнительный механизм. Такой клапан, например, устанавливают у цилиндра тормозной системы буровой лебедки, который получает питание от крана машиниста или от крана противозатаскивателя для торможения барабанного вала.

Рис. 4 Переключательный клапан

Переключательный клапан (рис. 4) состоит из корпуса 1,клапана (резинового шарика) 2, крышки 3 и прокладки 4. Сжатый воздух может войти в отверстие а или б и выйти в отверстие в, соединенное с исполнительным механизмом. При подаче воздуха в отверстие б клапан закрывает отверстие а. В обратном направлении от исполнительного механизма воздух может выйти по обоим отверстиям.

Сжатый воздух в пневмосистемах транспортируется по пневмолиниям, конструкция которых зависит от рабочего давления. В магистральных пневмолиниях высокого давления воздух, как правило, транспортируется по жестким металлическим трубопроводам, выполненным из стали, алюминия, меди или латуни.

Трубы из меди, медных и алюминиевых сплавов отличаются высокой гибкостью, удобны для коротких участков пневмолинии со сложными изгибами и при необходимости подгонки размера в процессе монтажа. Эти преимущества в наибольшей степени проявляются при небольших диаметрах, поэтому такие трубы применяют до диаметров 20. 25 мм. Кроме того, трубы из цветных металлов не требуют антикоррозийных покрытий. Однако их стоимость выше стоимости стальных труб, которые обычно применяют для больших диаметров, изготовляют из углеродистой стали и предохраняют от коррозии за счет покрытия цинком, медью и т.п. К пневмодвигателям, например к пневмоцилиндрам или пневмоторам ручного инструмента, воздух подводится по гибким ре­повым шлангам с текстильным каркасом (резиновым рукавам). Соединение трубопроводов и присоединение их к пневмоагрегатам как для жестких трубопроводов, так и для резиновых шлангов осуществляются с помощью соединительной арматуры, пол­ью аналогичной арматуре гидравлических систем (см. подраздел. 14.2).

В пневмолиниях низкого давления, как правило, используются кассовые трубопроводы, выполненные из полиэтилена или цивинилхлорида. Основными преимуществами таких трубопроводов являются: отсутствие коррозии, малая стоимость, малая масса удобство монтажа. Соединения пластмассовых трубопроводов, которые широко используют, например, в струйных пневмоэлементах, представлены на рис. 21.8. Такие безрезьбовые соединения осуществляются с помощью металлического или пластмассового ниппеля с различной конфигурацией уплотнительной по­гости.

Рис. 21.8. Соединения эластичных трубопроводов: 1 — ниппель

При эксплуатации таких соединений в условиях температур более |40 °С пластмассовые трубки надевают на ниппели в разогретом температуры 100 °С состоянии, а затем охлаждают до температуры окружающей среды.

При этом руководствуются правилом, что для магистральных трубопроводов высокого давления длиной более 500 м скорость движения воздуха не должна превышать 10 м/с. Для более коротких трубопроводов рекомендуется принимать скорость до 15 м/с, а для трубопроводов, соединяющих элементы одного пневмопривода, допускается скорость до 40 м/с.

где Q — объемный расход воздуха;

v — скорость движения воздуха;

р — соответственно плотность воздуха при атмосферном давлении и при давлении в трубопроводе.

После определения внутреннего диаметра рассчитывают потери давления при движении воздуха по трубопроводу, используя формулы подразд. 20.3:

где Δр_тр — потери на трение по длине; Δр_м — потери в местных сопротивлениях. Обычно потери в трубопроводе при правильном выборе его параметров составляют не более 5. 10 % рабочего давления.