در این مقاله قصد داریم به بررسی ویژگی ها ، کاربرد و نحوه عملکرد و به طور کلی به آشنایی با واحد مراقبت پنوماتیک بپردازیم. بطور کلی عملیات خاصی برای آماده کردن هوای فشرده می تواند در یک واحد انجام گیرد مانند عملیات فیلتر کردن، تنظیم فشار هوا و روغن زدن. این عملیات اغلب بصورت یک واحد الحاق شده بهم انجام می پذیرد که به آن واحد مراقبت پنوماتیک می گویند و این واحد مراقبت پنوماتیک در ابتدای سیستم پنوماتیکی قرار می گیرد. معمولا استفاده از دستگاه روغن زن در سیستم های پیشرفته ضروری نمی باشد. از روغن زن در موارد خاص استفاده می شود، بخصوص زمانی که سیستم پنوماتیکی دارای بخش قدرت باشد، باید توجه نمود که هوای فشرده در کنترل یک سیستم پنوماتیکی نباید روغن زنی شود.
فیلتر هوای فشرده
فیلتر هوای فشرده
فیلتر آب تقطیر شده، آلودگی ها و روغن های اضافی موجود در سیستم، می تواند باعث فرسایش اجزاء متحرک و درزگیرهای قطعات پنوماتیکی شود. این مواد بدلیل نشتی می توانند از سیستم خارج شوند و اگر از فیلتر استفاده نشود بعنوان مثال در صنایع غذایی، دارویی و شیمیایی میتوانند باعث آلودگی محصولات شده و آنها را غیر قابل استفاده نمایند.
انتخاب صحیح فیلتر پنوماتیک نقش بسیار مهمی را در تعیین کیفیت و تعیین عملکرد کاری سیستم که توسط هوای فشرده تغذیه می شود، بازی می کند. یکی از خصوصیات فیلترهای پنوماتیک اندازه منافذ آن میباشد. اندازه منافذ یک فیلتر نشانگر کوچکترین اندازه ذراتی است که می توانند فیلتر شوند. نکته دیگر اینکه سطح آب تقطیر شده جمع آوری شده در فیلتر، قبل از آنکه به علامت ماکزیمم برسد، باید تخلیه شود، در غیر اینصورت آب تقطیر شده دوباره وارد مسیر هوا می شود.
اگر در سیستم مقدار زیادی آب تقطیر شده جمع آوری می شود، بهتر است بجای تخلیه دستی از تخلیه اتوماتیک استفاده شود. ولی با این وجود دلیل جمع شدن بیش از حد آب تقطیر شده باید احراز شود. مثلا طریقه نصب نامناسب لوله ها ممکن است باعث جمع شدن بیش از حد آب تقطیر شده شود. در تخلیه اتوماتیک، یک جسم شناور تعیین کننده سطح آب تقطیر شده در کاسه میباشد و هنگامیکه آب تقطیر شده به حد تعیین شده رسید ، پیستون کنترل نشیمنگاه شیر را باز کرده و آب تقطیر شده توسط لوله تخلیه ، تحت فشار تخلیه می شود . اگر جسم شناور به سطح مینیمم آب تقطیر شده برسد ، نشیمنگاه شیر بسته شده و عملیات تخلیه متوقف می گردد. البته کاسه فیلتر به صورت دستی نیز می تواند تخلیه شود. هوای فشرده از داخل فیلتر از چپ به راست حرکت کرده و به تیغه موج گیر برخورد می کند .
تأثیر صفحه موج گیر این است که باعث چرخش هوا شده و گرد و غبار سنگین تر و همچنین قطرات آب توسط نیروی گریز از مرکز خلاف جهت دیواره داخلی کاسه فیلتر ، بدور خود می چرخند و سپس به دیواره برخورد کرده و در کاسه فیلتر جمع میشود. هوایی که بدینصورت تمیز شده است، از داخل عناصر فیلتری دیگر نیز عبور داده میشود تا ذرات کوچکتر را پالایش نماید. عناصر فیلتری از مواد پر منفذه تشکیل شده اند. درجه جدا سازی به اندازه منافذ عناصر فیلتری مورد استفاده شده بستگی دارد. اندازه معمولی منافذ بین ۵ تا ۴۰ میکرون می باشد.
مهمترین خصوصیات فیلترهای پنوماتیک درجه جدا سازی و یا راندمان آنها می باشد که نشان دهنده درصد ذراتی است که یک اندازه بخصوص میتواند آن را جدا سازی نماید. راندمان می تواند برای یک اندازه خاص بیان شود ، مثلا راندمان ٪ ۹۹٫۹۹ برای فیلتر ۵ میکرون با میکرو فیلتر ٪ ۹۹٫۹۹۹ میتوان ذرات بزرگتر از mر 0. 01 را فیلتر نمود. عمل تصفیه یک فیلتر پنوماتیک حتی بعد از کارکرد طولانی و با آلودگی زیاد حفظ میشود ولی در این شرایط افت فشار بصورت نامطلوب افزایش یافته و فیلتر به یک هدر دهنده انرژی تبدیل می شود. به منظور تشخیص به موقع زمان تعویض فیلتر ، بازرسی بصری و یا اندازه گیری اختلاف فشار در هنگام عبور هوا از فیلتر باید صورت گیرد.
جهت خرید واحد مراقبت پنوماتیک به وبسایت راستین مراجعه نمایید.
نگهداری و تعمیرات
با توجه به ماهیت هوای فشرده موجود، مقدار هوای مصرفی قطعات و اندازه فیلتر، فیلترهای پنوماتیک نیازمند به عمل نگهداری و تعمیرات بیشتر یا کمتر خواهند داشت. عمل نگهداری و تعمیرات بصورت زیر تعریف می شود :
تعویض و یا تمیز نمودن فیلتر • تخلیه آب تقطیر شده.
هنگام تمیز کردن باید به توضیحات سازنده آن و همچنین به وسایل مورد استفاده در تمیزکاری توجه نمود.
رگولاتورهای پنوماتیک که توسط کمپرسور تولید می شود دارای نوسان می باشد. تغییرات فشار در لوله ها میتواند تأثیر منفی در مشخصات سوئیچینگ ( تغییر موضع ) شیرها ، زمان حرکت سیلندرها و مشخصات زمانی شیرهای کنترل جریان و شیرهای حافظه بگذارد.
بنابراین فشار ثابت پیش نیازی برای عملکرد بدون مشکل یک کنترل پنیوماتیکی میباشد. برای ایجاد فشار ثابت در سیستم ، رگولاتورها در قسمت مرکزی شبکه هوای فشرده قرار داده میشوند تا از تأمین فشار ثابت ( فشار ثانویه ) علیرغم نوسانات فشار در حلقه اصلی ( فشار اولیه ) اطمینان حاصل شود. کاهنده فشار یا تنظیم کننده فشار بعد از فیلتر پنوماتیک قرار گرفته و وظیفه آن ثابت نگه داشتن فشار علیرغم نوسانات فشار و یا مصرف هوا در سیستم میباشد. فشار هوا باید مطابق با نیاز هر یک از قسمتهای کارخانه بوده و قبل از ورود به هر قسمت تنظیم شود. مناسب ترین فشار هوایی که در سیستم های پنیوماتیکی بکار برده میشود، و از نظر تجربی و اقتصادی و فنی ثابت گردیده است و با در نظر گرفتن تطابقی که بین تولید هوای فشرده و راندمان قطعات ایجاد خواهد نمود تقریبا بصورت زیر است:
• ( Kpa( ۶ Bar۶۰۰ در قسمت قدرت
• ( Kpa( ۳ Bar ۳۰۰ تا ( Kpa( ۴ bar۴۰۰ در قسمت کنترل.
استفاده از فشارهای بالاتر باعث افزایش فرسایش و همچنین باعث استفاده غیر بهینه از انرژی می شود ، در حالیکه استفاده از فشارهای پایین تر بخصوص در قسمت قدرت باعث کاهش راندمان می شود.
رگلاتور فشار با دهانه تخلیه
رگلاتور فشار با دهانه تخلیه
نحوه عملکرد فشار ورودی ( فشار اولیه ) در رگولاتور فشار، همواره باید از فشار خروجی ( فشار ثانویه ) بالاتر باشد. فشار توسط یک دیافراگم تنظیم می شود . فشار خروجی بر یک سطح دیافراگم اعمال شده و نیروی فنر بر سطح دیگر دیافراگم اعمال می شود. نیروی فنر بوسیله یک پیچ قابل تنظیم ، تنظیم می شود. هنگامیکه فشار خروجی افزایش یابد مثلا در هنگام تغییرات بار سیلندر ، دیافراگم در جهت مخالف نیروی فنر حرکت کرده و باعث کاهش سطح مقطع خروجی در نشیمنگاه شیر شده و یا آنرا کاملا می بندد. سپس قطعه مرکزی دیافراگم باز شده و هوای فشرده می تواند از طریق روزنه های تخلیه به اتمسفر تخلیه شود. هنگامی که فشار خروجی کاهش می یابد ، نیروی فنر شیر را باز می کند . بنابراین با پیش تنظیم فشار خروجی، باز و بسته شدن دائمی و پیوسته نشیمنگاه شیر را ایجاد خواهد نمود. فشار کاری بر روی گیج نشان داده می شود.
رگلاتور فشار بدون دهانه تخلیه
رگلاتور فشار بدون دهانه تخلیه
نحوه عملکرد اگر هیچ هوایی در قسمت ثانویه تخلیه نشود ، فشار افزایش یافته و در نتیجه دیافراگم بر روی فنر فشرده میشود. سطح مقطع خروجی در نشیمنگاه شیر کاهش یافته و یا بسته میشود و جریان هوا کاهش می یابد و یا کاملا مسدود می شود. هوای فشرده فقط زمانی میتواند از شیر جریان یابد که هوا در قسمت ثانویه تخلیه شود.
دستگاه روغن زن پنوماتیک بعنوان یک قاعده، هوای فشرده تولید شده باید خشک باشد مثلا بدون روغن باشد. برای تعدادی از قطعات ، هوای روغنکاری شده زیان آور و برای برخی دیگر نامطلوب است ولی هوای روغن کاری شده برای قطعات قسمت قدرت سیستم پنوماتیکی ، در موارد خاص میتواند ضروری باشد. بنابراین روغن کاری هوای فشرده همیشه باید محدود به قسمت هایی شود که نیاز به روغن کاری دارند . برای این منظور باید دستگاه روغن زن به همراه روغن های منتخب ویژه جهت تغذیه هوای فشرده در سیستم نصب شود. قابل ذکر است که روغن هایی که در هوای فشرده از طریق کمپرسور وارد سیستم می شوند برای روغن کاری اجزاء و قطعات قسمت کنترل مناسب نیستند.
دستگاه روغن زن
دستگاه روغن زن
به عنوان یک اصل باید همواره به این امر توجه داشت که هوای سیلندرهای با درزگیر مقاوم به حرارت نباید روغن کاری شده باشند زیرا گریس مخصوصی که روغنکاری اصلی را انجام می دهد از بین برده میشود. اگر در سیستم هایی که روغنکاری انجام میشود ، بخواهیم از هوای بدون روغنکاری استفاده کنیم ، روغنکاری اصلی شیر آلات و سیلندرها باید تجدید شوند ، چرا که ممکن است روغنکاری اصلی آنها در برخی شرایط از بین رفته باشد.
دستگاه روغن زن روغن کاری هوای فشرده به وسیله روغن زن های پاششی ممکن است در شرایط زیر ضروری باشد :
1: در جاهایی که حرکت های سریع نوسانی مورد نیاز باشد.
2: در سیلندرهای با قطر بزرگ ، که روغن زن باید در ورودی این نوع سیلندرها نصب شود.
با افراط در روغن زنی ممکن است مشکلات زیر پدید آید :
نقص فنی در قطعات.
افزایش مشکلات محیطی
گریپاژ کردن قطعات بعد از زمان خواب طولانی.
نحوه عملکرد
هوای فشرده عبوری از میان روغن زن باعث ایجاد افت فشار بین مخزن روغن و قسمت های بالایی روغن زن میشود. اختلاف فشار به اندازه ای میباشد که نیرویی در جهت هدایت روغن به سمت بالا از طریق مجرا بوجود می آورد و روغن بعد از عبور از مجرا بداخل یک نازل چکه کرده که از طریق یک شیشه بازدید قابل رؤیت میباشد. در اینجا روغن بصورت قطرات ریز شکل در آمده و بوسیله جریان هوا جذب میگردد.
بازدید کردن مقدار مصرف روغن
به صورت زیر میتوان مقدار مصرف روغن را اندازه گیری نمود:
مقدار توصیه شده مصرف روغن برای یک متر مکعب هوا ، ۱ تا ۱۰ قطره میباشد . برای اندازه گیری صحیح می توان بصورت زیر عمل نمود: یک مقوای سفید را تقریبا در ۱۰ سانتیمتری دهانه تخلیه شیر قدرت مربوط به دورترین سیلندر نسبت به روغن زن ، قرار می دهیم. اگر سیستم راه اندازی شود بعد از مدتی ، رنگ زرد کم رنگ باید دیده شود، البته چکه کردن روغن نشانه افراط در روغن زنی میباشد.
جدا سازی روغن
تا چند سال پیش یک دیدگاه عمومی وجود داشت و آن این بود که روغن خارج شده از کمپرسور میتواند بعنوان یک روانساز برای قطعات قدرت سیستم پنیوماتیکی مورد استفاده قرار گیرد. ولی امروزه این دیدگاه عوض شده است بدلیل آنکه حرارت تولید شده در کمپرسور بسیار بالاست ، روغن کربونیزه شده و بخار روغن ناشی از آن تخلیه می شود. این باعث سایش در شیرآلات و سیلندرها شده و عمر مفید آنها را کاهش می دهد. مشکل بزرگتر اینست که آن روغن ، بر روی سطح داخلی لوله ها رسوب کرده و بصورت غیر کنترل شده جذب جریان هوا می شود. این عمل تنها باعث میشود که کنترل پذیری و توزیع مؤثر غیر ممکن شود. برای تمیز کاری لوله ای که بدینصورت آلوده شده ، باید لوله را از سیستم جدا کرد. اشکال بزرگتر چسبندگی ( صمغ شدن ) می باشد ، بدین معنی که بعد از آنکه در عملکرد سیستم برای مدتی وقفه ایجاد شد ( بعد از تعطیلات آخر هفته و یا تعطیلات عمومی ) قطعات روغن کاری شده دیگر درست کار نمی کنند.
روغن زنی هوای فشرده باید فقط به قطعات و اجزایی محدود شود که نیاز به روغن زنی دارند. بهترین نحوۀ روغن زنی این است که روغن زن ها مستقیما در ورودی هر وسیله مصرف کننده نصب شوند. قطعات و اجزایی که بصورت اتوماتیک روغن زنی میشوند باید برای قسمت کنترل سیستم پنیوماتیکی انتخاب گردند. قانون بنیادی این است که : تهیه هوای فشرده باید بدون روغن زنی انجام پذیرد. نکات زیر باید در عملکرد هر روز مورد توجه قرار گیرد :
1: حتی الامکان باید از ورود روغن های کمپرسور به داخل شبکه هوای فشرده جلوگیری شود
(جداکننده های روغن باید نصب شوند ).
2: از قطعاتی استفاده شود که با هوای فشرده بدون روغن نیز بتوانند کار کنند.
3: هنگامیکه یک سیستم با روغن زنی شروع به کار کرد ، روغن زنی آن باید ادامه یابد زیرا روغن کاری اصلی قطعات بوسیله روغن سیستم از بین رفته است.
مطالب زیر در مورد واحد مراقبت پنوماتیک باید رعایت شوند :
1:ظرفیت هوای واحد مراقبت پنوماتیک m3 / h ، تعیین کننده اندازه واحد مراقبت پنوماتیک می باشد. اگر ظرفیت هوای واحد مراقبت پنوماتیک بسیار بالا باشد ، افت فشار زیادی در آن اتفاق می افتد . مقادیر توصیه شده توسط سازنده باید رعایت شود.
2: فشار کاری ممکن نیست از مقدار تعیین شده در واحد مراقبت پنوماتیک تجاوز نماید. دمای محیط نباید از ۵۰°C( ماکزیمم مقدار برای کاسه های پلاستیکی ) بیشتر شود.
واحد مراقبت، نحوه عملکرد
واحد مراقبت پنوماتیک، نحوه عملکرد
نگهداری و تعمیرات واحد مراقبت پنوماتیک
روشهای نگهداری روزمره زیر بر اساس یک قاعده منظم ضروری می باشند :
فیلتر پنوماتیک :
مقدار آب تقطیر شده باید بصورت منظم بازرسی شود و همچنین نباید از سطح نشان داده شده در شیشه آبنما (شیشه مرئی) تجاوز نماید. اگر آب از سطح مورد نظر تجاوز نماید باعث می شود که آب جمع شده موجود وارد خطوط هوایی گردد. آب تقطیر شده اضافی میتواند با استفاده از شیر تخلیه تعبیه شده بر روی شیشه آبنما شیشه مرئی ) تخلیه شود . کارتریج فیلتر نیز باید بازرسی شود و اگر نیاز باشد تمیز شده و یا تعویض گردد .
رگولاتور پنوماتیک :
این قطعه نیازی به تعمیر ندارد مشروط به آنکه قبل از آن فیلتر هوا نصب شود.
روغن زن پنوماتیک :
اگر روغن زن در سیستم نصب شده باشد، شیشه روغن نما (شیشه مرئی) آنرا بازرسی نمایید تا اگر ضروری است ، روغن به حد مشخص شده رسانده شود. فیلتر پلاستیکی و کاسه روغن زن پنوماتیک نباید توسط تری کلرواتیلن تمیز شود و باید توجه نمود که برای روغن زنی از روغن های معدنی استفاده شود.