Фильтр-патрон осушителя воздуха: сухой воздух для надежной работы пневмосистемы
Нормальная работа пневматической системы возможна при условии, если в ней циркулирует чистый сухой воздух. С этой целью в систему вводится осушитель воздуха со сменным фильтр-патроном. Что такое фильтр-патрон осушителя воздуха, как он устроен и работает, как его выбрать и заменить — читайте в статье.
Что такое фильтр-патрон осушителя воздуха?
Фильтр-патрон осушителя воздуха — сменный элемент (картридж) адсорбционного осушителя воздуха пневматической системы транспортных средств, автотракторной, строительной и иной техники. Фильтр-патрон осуществляет удаление влаги из сжатого воздуха, поступающего в систему от компрессора, предотвращая ряд негативных последствий:
• Снижение риска коррозии пневматических компонентов пневматической системы;
• Предотвращение замерзания системы в холодное время года;
• Дополнительная очистка воздуха от загрязнений и масла.
Сменные картриджи используются только в адсорбционных осушителях воздуха, являясь их основной деталью (вторая деталь осушителя — корпус с клапанами, каналами и патрубками для подключения к системе). Трубчатые влагомаслоотделители, все еще используемые на отечественных грузовиках, имеют совершено иной принцип действия и конструкцию, и они не нуждаются в фильтрах.
Типы фильтров-патронов осушителя воздуха
Работа коалесцентного фильтра-патрона осушителя воздуха
Применяемые фильтры-патроны делятся на группы по назначению/функционалу, габаритам и характеристикам присоединительной резьбы.
По назначению и функционалу картриджи осушителей воздуха бывают двух типов:
• Обычные (стандартные) — предназначены только для осушения воздуха;
• Коалесцентные (с дополнительной функцией маслоотделителя) — предназначены для осушения воздуха и удаления капель масла.
Наибольшее распространение сегодня имеют обычные фильтры-патроны, так как в пневматических системах обычно предусмотрены специальные элементы для удаления масла, которое попадает в сжатый воздух при прохождении компрессора. Однако многие производители предлагают картриджи осушителей со встроенным маслоотделителем, который выступает в роли дополнительной степени очистки воздуха от капель масла.
По габаритам фильтры-патроны стандартизированы, они бывают двух основных типов:
• Стандартные — высотой 165 мм;
• Компактные — высотой 135 мм.
Диаметр всех типов картриджей лежит в пределах 135-140 мм. Наиболее часто используются стандартные большие фильтры-патроны, компактные патроны применяются на коммерческих автомобилях с малопроизводительной пневматической системой.
Фильтры-патроны изготавливаются с метрической резьбой двух основных размеров:
• 39,5х1,5 мм;
• 41х1,5 мм.
При этом резьба бывает правой и левой, что обязательно нужно учитывать при выборе картриджа для осушителя.
Конструкция и работа фильтра-патрона осушителя воздуха
Все используемые сегодня фильтры-патроны осушителей являются адсорбционными — в их основе лежат материалы, обладающие способностью впитывать влагу из проходящего потока воздуха. В качестве таких материалов используются гранулированные или иные наполнители, изготовленные из пористых синтетических материалов.
Конструкция фильтра-патрона осушителя воздуха
Конструкция адсорбционного картриджа осушителя проста. Его основу составляет штампованный корпус, верхняя часть которого глухая, а в нижнюю впрессовано днище с одним центральным резьбовым отверстием и рядом периферических отверстий. Периферические отверстия являются впускными, через них в фильтр поступает сжатый воздух от компрессора. Центральное отверстие — выходное, из него осушенный воздух поступает в систему, одновременно данное отверстие является присоединительным — с помощью выполненной на его стенках резьбы патрон наворачивается на осушитель. Герметичность прилегания картриджа к корпусу осушителя обеспечивается кольцевой резиновой прокладкой (или двумя прокладками большого и малого диаметра).
Внутри корпуса располагается металлический стакан с гранулированным адсорбентом. Стакан нижней частью опирается на днище патрона и имеет герметичное соединение с резьбовым отверстием. Между стенками стакана и основного корпуса картриджа предусмотрен промежуток для свободного прохода воздуха от впускных отверстий, в этом промежутке может располагаться дополнительный пылевой фильтр. В верхней части стакан закрыт перфорированной крышкой, в которую упирается пружина — так обеспечивается надежный прижим стакана к днищу корпуса.
В нижней части корпуса предусмотрен дополнительный фильтр (обычно из волокнистых материалов), который задерживает загрязнения, поступающие вместе с воздухом от компрессора. Здесь же расположено седло аварийного клапана (в виде металлического конуса, на который опирается стакан), в состав которого также входит и пружина в верхней части стакана с адсорбером. В коалесцентных фильтрах в нижней части дополнительно располагается обратный клапан для слива масла, он изготавливается в виде эластичного кольца-манжеты, которая пропускает воздух только в цикле регенерации.
Процесс коалесценции — отделения масла с помощью ряда перфорированных пластин
Коалесцентные фильтры-патроны имеют дополнительный кольцевой многослойный фильтр, расположенный в нижней части корпуса до входа в стакан с адсорбером. Данный фильтр может составляться из ряда сеток с различным размером ячеек или изготавливаться из волокнистых материалов, свободно пропускающих воздух. Проходя через отверстия в фильтре, микроскопические масляные капли увеличиваются в размерах и массе, и осаждаются на нем, стекая в нижнюю часть картриджа. Описанный процесс называется коалесценцией.
Принцип работы фильтров-патронов осушителей воздуха прост. Сжатый воздух от компрессора поступает через периферийные отверстия в картридж, проходит предварительное очищение на волокнистом фильтре, затем поступает в верхнюю часть стакана с адсорбером. Здесь влага, содержащаяся в воздухе, оседает на частицах адсорбера — воздух осушается и через центральное отверстие поступает в корпус осушителя, откуда по каналам и через клапаны подается в пневматическую систему. В коалесцентном фильтре проходят аналогичные процессы, однако здесь воздух дополнительно очищается от масла, которое постепенно скапливается на днище корпуса.
В процессе работы осушителя адсорбер фильтра-патрона насыщается, его способность впитывать влагу снижается и весь узел перестает нормально выполнять свои функции. Чтобы восстановить картридж, проводится цикл регенерации, который сводится к продувке сжатого воздуха в обратном направлении — через центральное отверстие и адсорбер к периферическим отверстиям. Источником воздуха в этом случае служит специальный регенерационный ресивер. Воздух, проходя через адсорбер, удаляет из него излишнюю влагу и через специальный клапан в осушителе удаляет ее в атмосферу. В цикле регенерации коалесцентного фильтра-патрона в атмосферу также выбрасывается и скопившееся масло. После регенерации фильтр-патрон вновь готов к работе.
Со временем адсорбер в картридже теряет свои качества, он перестает впитывать влагу, а между гранулами скапливается проникающая через фильтры грязь. Это приводит к повышению сопротивления осушителя потоку воздуха, и, как следствие — к падению давления в пневмосистеме. Чтобы исключить данную проблему, в фильтре-патроне встроен аварийный клапан, устройство которого описано выше. При загрязнении адсорбера поток воздуха оказывает повышенное давление на нижнюю часть стакана, он сжимает пружину и приподнимается, отрываясь от седла — воздух проходит в образовавшееся отверстие и поступает напрямую в систему. В этом режиме воздух не осушается, поэтому фильтр-патрон необходимо как можно скорее заменить.
Как выбрать и заменить фильтр-патрон осушителя воздуха
При подборе фильтра-патрона необходимо учитывать его габариты, присоединительные размеры и функционал. В первую очередь, следует отталкиваться от размера присоединительной резьбы — она может быть диаметром 39,5 и 41 мм. В большинстве случаев имеет значение и высота фильтра, хотя часто имеется возможность установки картриджа другого типа (стандартного взамен компактного, и наоборот), о чем обязательно говорится в инструкции.
Особое внимание нужно уделять замене фильтра с маслоотделителем. Если на транспортном средстве установлен коалесцентный фильтр-патрон осушителя, то рекомендуется менять его на такой же. Если же используется обычный фильтр, то в большинстве случаев допустимо использовать коалесцентный фильтр — это обеспечит дополнительную очистку воздуха от масла и продлит службу пневмосистемы.
Менять фильтры-патроны осушителя воздуха рекомендуется раз в год или раз в два года. Если транспортное средство эксплуатируется в условиях повышенной влажности и запыленности, то картридж осушителя необходимо менять чаще. Здесь следует руководствоваться рекомендациями производителя транспортного средства и картриджа.
При правильном выборе и своевременной замене фильтра-патрона осушителя воздуха пневматическая система автомобиля будет работать качественно и надежно в любых условиях.
