Влага и масло, проходя через пористые перегородки, соединяются с частицами транспортируемого материала (цемента, гипса, муки и т. п.) и закрывают поры. Из-за этого сначала снижается воздухопроницаемость микропористых перегородок. При дальнейшей подаче неочищенного воздуха перегородки полностью теряют способность служить аэрирующим элементом пневмотранспортной установки. Источником содержащейся в сжатом воздухе влаги служит водяной пар, всасываемый компрессором вместе с воздухом. Содержание влаги в воздухе зависит от температуры и относительной влажности паровоздушной смеси. При движении по трубопроводам и другим элементам системы сжатый воздух вследствие теплообмена с окружающей средой охлаждается, происходит перенасыщение воздуха водяными парами и их конденсация.
Основным источником загрязнения сжатого воздуха маслом может быть смазка компрессоров. В сжатом воздухе масло обычно находится в парообразном и жидком состоянии. Предельная концентрация паров масла в воздухе так же. как и паров воды, уменьшается с понижением температуры и повышением давления. Количество масла в сжатом воздухе можно достаточно точно определить, исходя из норм расхода смазки в поршневых компрессорах различных типов. В ротационных и винтовых маслозаполненных компрессорах вынос масла в линию нагнетания в 1,5–2 раза выше, чем и поршневых. Для компрессоров малой производительности можно ориентироваться на его величину в 200–300 мг/куб.м. В центробежных и мембранных компрессорах вынос масла в линию нагнетания практически отсутствует.
Сжатый воздух, подаваемый в пневмотранспортные установки, очищается от влаги и масла во влагомаслоотделителях. Их устанавливают после конечных охладителей, где сжатый воздух охлаждается до температуры 20-35 °С. Серийно выпускаются вихревые влагомаслоотделители трех типоразмеров: СМЦ-5, СМЦ-18 и СМЦ-21. Все они аналогичны по конструкции, но различаются пропускной способностью, а также габаритными размерами.
Вихревой влагомаслоотделитель (рис. 12.13) представляет собой вертикальный цилиндрический сосуд, состоящий из корпуса 1, днища 9, вихревой трубы 2, завихрителя 5, поршня 4 со штоком б, мембраны 8, пружины 10, обводной трубы 7, автоматического устройства сброса жидкости 12 и манометров 3.
Рис. 12.13. Влагоотделитель типа СМЦ (а) и маслоотделитель коагулирующего действия (б)
Сжатый воздух поступает из сети в среднюю часть корпуса через входной патрубок 11. Под действием давления воздуха мембрана прогибается вниз, сжимая пружину, и увлекает за собой шток с поршнем, открывая тангенциальные окна завихрителя. Сжатый воздух, пройдя через тангенциальные окна завихрителя, начинает вращаться и, попав в вихревую трубу, совершает многоходовое движение. За счет центробежной силы капли влаги и масла отбрасываются на стенку вихревой трубы и через тангенциальные окна, направленные по ходу вращения воздушного потока, выбрасываются в полость между верхней частью корпуса и вихревой трубой. Затем влага и масло выбрасываются наружу, а очищенный воздух через выходной патрубок 13 поступает к потребителю.
Давление в верхней части корпуса и под мембраной, которые соединяет обводная труба, одинаковое. Перепад давления между средней частью корпуса и вихревой трубой, воздействуя на мембрану, перемещает поршень, определяя расход сжатого воздуха. С увеличением расхода воздуха давление в вихревой трубе падает, а угловая скорость воздуха на выходе из тангенциальных окон возрастает. Перепад давления увеличивается, и поршень перемещается вниз, увеличивая проходное сечение тангенциальных окон завихрителя. При этом угловая скорость на выходе устанавливается такой, какой была до увеличения расхода воздуха. При уменьшении расхода сжатого воздуха давление и вихревой трубе увеличивается, угловая скорость воздуха на выходе из тангенциальных окон уменьшается, а перепад давления между вихревой трубой и средней частью корпуса также уменьшается. В результате поршень поднимается вверх, перекрывав часть проходного сечения тангенциальных окон завихрителя. Тем самым он увеличивает угловую скорость сжатого воздуха, выходящего из окон завихрителя, до той, которая была до уменьшения расхода воздуха. Таким образом, с увеличением или уменьшением расхода воздуха соответственно увеличивается или уменьшается проходное сечение тангенциальных окон завихрителя.
ЦНИИОМТП разработан влагомаслоотделитель коагулирующего действия для подготовки воздуха на автоцементовозе (рис. 12.13, б). Этот аппарат представляет собой вертикальный сосуд, состоящий из корпуса, разделенного сеткой 2 на две части, – верхнюю 12 и нижнюю 5; двухступенчатого сопла 3; конденсатосборника 10 и гидрозатвора 6. Сжатый воздух поступает от компрессора и проходит через входной патрубок 1 в верхнюю часть корпуса, которая заполнена коагулянтом 13. Сжатый воздух, пройдя коагулянт, через двухступенчатое сопло направляется в нижнюю часть корпуса. Обтекая расположенный в середине конденсатосборник, воздух через выходной патрубок 8 поступает к аэрационному устройству автоцементовоза. Конденсатосборник имеет отражатель 11 и сливную трубу 4, которая направляет конденсат в гидрозатвор, вмонтированный в днище корпуса. У днища, отделенного от корпуса перегородкой 9, собирается конденсат, который через патрубок 7 выпускается наружу.
Прохождение потока сжатого воздуха сквозь влагомаслоотделитель в направлении сверху вниз обеспечивает непрерывное освобождение коагулянта от сконденсировавшейся жидкости. Поэтому фильтрующий материал не требует замены или регенерации, и его можно использовать длительное время, не ухудшая работы влагомаслоотделителя. Этот влагомаслоотделитель можно при-
менять в стационарных системах воздухоподготовки, устанавливая его непосредственно у пневмотранспортного оборудования, потребляющего сравнительно небольшое количество сжатого воздуха. Пропускная способность влагомаслоотделителя коагулирующего действия составляет 6 м3/мин. рабочее давление – до 0,2 МПа, потеря давления – 1500 Па.
Влагомаслоотделитель предназначен для очистки от влаги, масла и взвешенных частиц сжатого воздуха, необходимого для аэрационного пневматического транспортирования на цементных предприятиях и в других отраслях промышленности, где он используется, в том числе в пищевой и мебельной промышленностях.