TẠI SAO VIỆC LỌC KHÍ NÉN LÀ CẦN THIẾT?

- Giảm độ tiếp xúc các khe cắm của các thiết bị nhạy cảm                                  - Bong các dấu vạch - Ăn mòn các thành phần hệ thống - Giảm hiệu suất của các thiết bị khí nén - Hư hại các thành phẩm. Hệ thống khí nén chứa hạt bụi, phun xịt và tập trung. Khí nén được bão hòa với nước.khí nén được làm nóng trong suốt quá trình nén sau đó được thoát bớt nhiệt nhờ hệ thống làm mát.Trong suốt giai đoạn này, một số lượng lớn chất lỏng tại máy nén được cung cấp với lưu lượng khoảng 100 scfm(2.8 m3/h) tại 100 psig (7 bar) và 100ºF (38ºC) có thể tạo ra 18 gallons (68 lit) nước trong 1 ngày. Những chất lỏng này nếu không được tách bỏ sẽ làm ăn mòn, hư hại thiết bị và dụng cụ khí nén.

Các khí hóa học, có thể 1 mình hoặc kết hợp với các chất ô nhiễm khác gây ra hư hại hoặc tạo ra các mối nguy hiểm tiềm tàng cho quá trình. Khí hóa học được tìm thấy trong hệ thống khí nén bao gồm:                                          

• - Chất làm lạnh
• - Clo         
• - Lưu huỳnh
• - Carbon dioxide
• - Chất hữu cơ
• - Carbon monoxide

Sáp khuôn,nấm và hệ thống khí nén. Các vi khuẩn gặp hơi ẩm sẽ phát triển. Ngoài ra sẽ là mối nguy hại cho sức khỏe người lao động, các vi khuẩn tạo ra các chất thải a xít.Chất thải này sẽ ăn mòn tạo nhũ tương. Chất nhũ tương này sẽ gây tắc đường ống và làm cho các van bị kẹt lại. Quá trình lọc và sấy sẽ tách bỏ các phần tử, hơi ẩm, vi khuẩn và chất hóa học từ khí nén. Việc làm sạch, sấy khí giúp bảo vệ hệ thống khí, làm giảm chi phí bảo trì và tăng sản lượng thành phẩm.       

                                                                                                                                                                

Phân loại lọc khí nén:  

Lọc khí nén đầu vào:
Đầu tiên cần bảo vệ dòng khí vào khỏi các chất rắn. Thông thường,đây là bước lọc hiệu quả. Quá 80% các chất ô nhiễm là các phân tử 0.3 um. Lọc khí nén đầu vào cũng dùng để tách bỏ các chât ô nhiễm hóa học.

Tách nước/dầu khí nén:
Máy nén khí trục vít bơm dầu có bộ tách khí/dầu. Thông thường, bộ lọc này là bộ lọc khí nén kiểu hộp mực 3µm. Lọc khí/dầu cho phép khí nén tiếp tục bôi trơn đến bộ lọc hấp thụ của máy nén.                                                                                 
Một bộ lọc thô hấp thụ(fig. F1-1) phân tách lượng nước lớn và dầu rơi từ dòng hơi khí nén trước lọc hấp thụ. Lọc thô kiểu hấp thụ cũng tách bỏ các hạt rắn lớn, thông thường thiết bị lọc này hấp thụ phân tử 3µm.

Lọc hấp thụ:
Một lọc hấp thụ khí nén nhiều dầu được đánh giá qua việc ngăn chặn trực tiếp các phân tử ô nhiễm. Chức năng chính của việc tách bỏ nước và dầu bằng việc hấp thụ các các hóa chất trong các giọt nhỏ. Điều này xảy ra 1 phần vì áp suất giảm.lọc hấp thụ tách bỏ cả nước và dầu từ dòng khí.                                                                                                                                       

Điều này rất quan trọng để nhận thấy rằng 1 thiết bị lọc kiểu hấp thụ là hoàn hảo với việc tách bỏ hóa chất và chất lỏng nhưng lại không có tác dụng với hơi dầu. Hơi dầu là 1 dạng chất hữu cơ.                                                                                                                                                                                

Lọc phân tử                 

Tại máy sấy hút ẩm, sẽ có 1 thiết bị lọc thông thường với tỉ lệ hút ẩm các phân tử từ 1 đến 3µm như: ô xít kim loại, và các phân tử ẩm.                 

Lọc các phân tử cấp độ cao

Những thay đổi đột biến nhiệt độ thường bị giảm do máy sấy khí hút ẩm kiểu làm nóng. Đột biến xảy ra khi 1 tháp phục hồi trở lại.độ nóng tạo ra trong khi nhiệt độ của 1 thiết bị lọc khí nén phân tử và thiết bị lọc nhiệt độ bảo vệ khỏi sự nguy hiểm của lửa. Một thiết bị lọc phân tử vận hành ở 100°F (38°C) và tối đa ở 150°F (66°C). Trong khi 1 thiết bị lọc phân tử nhiệt độ cao có thể vận hành hàng ngày ở 350°F (177°C) và tối đa ở 450°F (232°C). Mức độ bảo vệ với bộ nhiệt độ cao cũng rất quan trọng.                                            

Lọc hơi (lọc than hoạt tính)
Mỗi dòng hơi không khí, có các chất hữu cơ với mùi hôi,cần được tách bỏ từ các chất hữu cơ và các hơi hóa học khác từ hệ thống khí. Phụ thuộc vào lưu lượng khí nén, thiết bị lọc hơi cần được thay thế hàng tháng để đảm bảo hiệu suất khí nén.các chất ô nhiễm khí nén có thể phá hủy các lô sản phẩm có trị giá lên đến hàng triệu đô-la trong các ngành công nghiệp khác nhau. Để bảo vệ các quá trình này khỏi chất ô nhiễm, tuyệt đối cần sử dụng các thiết bị lọc. Thiết bị lọc được lắp đặt trước các thiết bị sử dụng khí nén rất thiết thực cho việc giảm sao cho thất thoát khí nén đường ống là nhỏ nhất.                                                      

Mỗi thiết bị lọc đều có các thông số cho phép theo dõi các thành phần(lõi lọc) được sử dụng trong thiết bị lọc. Ngoài ra,nhà sản xuất phải bổ sung các bước chất lượng để các bộ lọc dạng hộp mực được sản xuất sử dụng như bộ lọc tinh cho hệ thống khí nén. Những thiết bị lọc này có bộ vòng chữ O(o-rings) kép dưới đáy và trên đầu các lõi lọc với khóa nhằm an toàn khi lắp ráp.                                                                                                                                                                            

Lý thuyết lọc

Sự va chạm quán tính
Các phân tử chạy trong dòng chất lỏng với khối lượng và vận tốc nhất định. Dòng chất lỏng sẽ theo các đường dẫn khả năng chống chịu ít nhất. Một số các phân tử sẽ va đập trên các thiết bị lọc trung và được hấp thụ do quán tính trong thiết bị lọc.đây không phải là cơ chế chính cho việc lưu giữ các phân tử. Nó phổ biến nhiều hơn trong các dòng khí.

Ngăn chặn sự khuếch tán

Các phân tử cực kì nhỏ sẽ khuếch tán ngẫu nhiên trong dòng khí và va đập dòng chất lỏng và các phân tử khí. Sự chuyển động này được gọi là chuyển động Brown và rõ rệt hơn trong dòng khí. Dòng chuyển động ngẫu nhiên của các phân tử làm tăng cơ hội va đập vào thiết bị lọc khí nén và sẽ được giữ lại.

Ngăn chặn trực tiếp 

Nếu phân tử lớn hơn khe hở, lỗ rỗng của bộ lọc, chúng sẽ được giữ lại. Ví dụ,trên hình vẽ có thể thấy bên ngoài lõi lọc là dạng lưới. Nó cho phép dòng khí đi qua nhưng giữ lại các phân tử, côn trùng hay bất cứ thứ gì có kích thước lớn hơn lỗ lưới.Lọc khí nén làm việc trong cùng 1 cách; tuy nhiên đường khí không cần thiết phải dạng thẳng. Các lỗ rỗng có thể nhỏ hơn không xác định, và có thể được phân lớp sau các lớp cho chất lỏng/dòng khí đi qua. Việc ngăn chặn trực tiếp là dạng phổ biến nhất của việc duy trì việc bảo trì, bảo dưỡng trong cả chất khí và chất lỏng. Hầu hết các thiết bị lọc tối đa việc ngăn chặn trực tiếp với  các dòng chảy,qua đó làm tăng khả năng duy trì làm việc của bộ lọc .                  

Các yêu cầu lắp đặt và bảo trì

Các thiết bị lọc khí nén nên được lắp đặt trong hệ thống đường ống,đầu thẳng đứng,bầu lọc hướng xuống dưới với chiều dài phù hợp để tháo lắp các thiết bị thành phần.Thiết bị lọc nên được lắp đặt tại thời điểm có áp suất lớn nhất có thể,và đóng thiết bị để bảo vệ,đồng thời có 1 đường nhỏ giọt phía trên đường khí.

Việc sụt giảm áp suất sẽ quyết định lúc nào nên thay thiết bị lọc. Các chất ô nhiễm, áp suất, nhiệt độ và các chất khác tác động, ảnh hưởng đến tuổi thọ của mỗi thiết bị lọc. Thông thường trong mỗi hệ thống khí nén,khi sụt giảm áp suất ngang 8 đến 10 psid, nên thay 1 bộ lọc mới. Việc xả để giải thoát các chất ngưng tích tụ dưới đáy bầu lọc trong bộ lọc hàng ngày cũng rất quan trọng. Van xả tự động sẽ đơn giản hóa quá trình này và bảo vệ hệ thống khí khỏi việc hấp thụ lại hơi nước bốc lên do việc không xả ra kịp thời.    

Kích thước bộ lọc

Dòng khí vào và Đường ống vào/ra     
Thiết bị lọc khí nén phải tỉ lệ, phù hợp với dòng khí vào. Lưu lượng khí vào thường được đo bằng đơn vị scfm. Đặt thiết bị lọc ở điểm có áp suất cao nhất cùng với nhiệt độ cho phép. Kích thước đường ống đầu vào và đầu ra của lọc phù hợp cũng làm tránh thất thoát áp suất khí nén khi qua các thiết bị lọc.                                                                                                                   

Nhiệt độ             
Các thiết bị lọc có nhiệt độ vận hành tối đa. Thông thường việc sử dụng lọc khí được thiết kế tại 100°F (38°C). Tốt nhất để lắp đặt lọc khí là nơi nhiệt độ thấp nhất.Các thiết bị lọc thường được thiết kế để vận hành ở nhiệt độ cao.Ví dụ,các lọc phân tử nhiệt độ cao. Nhưng vận hành ở nhiệt độ cao làm tăng tỉ lệ ăn mòn và có thể giảm tuổi thọ của lọc khí và các thiết bị khác trong hệ thống.        

Sụt giảm áp suất

Thân bộ lọc và bản thân bộ lọc cũng tạo ra sự chống chịu tác động của dòng chảy khí nén. Đó là việc sụt áp giữa phía trên và phía dưới của bộ lọc. Được gọi là Delta P. khi lắp đặt 1 thiết bị lọc hay thân lọc mới, chúng ta luôn muốn Delta P là nhỏ nhất có thể. Bởi vì tuổi thọ của thiết bị lọc liên quan đến chính Delta P. Khoảng 80% các thiết bị lọc điển hình bị giảm áp tuổi thọ bảo trì do sự sụp áp như vậy.

Chi phí của việc sụt áp ở bộ lọc

Kích thước của các bộ lọc với áp suất nhỏ nhất qua thực tế cho thấy, chi phí của sụt áp thường vượt quá việc tiết kiệm ban đầu với thiết bị lọc có thân nhỏ hơn. Chi phí hàng năm của việc sụt áp theo biểu đồ bên dưới (fig. F1-3) sẽ minh họa rõ điều này:       

                              

Điều khiển bộ lọc vi xử lí sụt áp                                       
Các nhà sản xuất đã bắt đầu tích hợp bộ điều khiển vi xử lí vào trong thiết kế bộ lọc khí nén. Các đồng hồ hiển thị truyền thống báo khi thay thế lọc sẽ thay bằng bộ chỉ thị màu. Bộ điều khiển vi xử lí hiển thị tình trạng của lọc bao gồm số giờ vận hành, chi phí khí nén, áp suất lọc quyết định hầu hết điểm hiệu quả chi phí để thay thế lọc. Bộ điều khiển vi xử lí làm giảm chi phí sử dụng khí nén bằng việc giảm thời gian bộ lọc làm việc khi tạo ra những sụt áp quá mức cần thiết.

Một vài kiểu của bộ điều khiển lọc vi xử lí đã có. Một số kiểu tính toán hầu hết các giá trị thời gian để thay thế bộ lọc dựa trên chi phí khí nén so với chi phí của các thành phần lọc.Các đặc trưng diều khiển vi xử lí khác gồm có:                

• - Màn hình hiển thị thời gian
• - Màn hình hiển thị chênh lệch áp suất.
• - Màn hình hiển thị hiệu suất lọc.