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Vermeidung von Verunreinigungen in Druckluftsystemen
Was bewirken Wasser, Öl und feste Verunreinigungen in Druckluftsystemen und wie entstehen diese?
Wie entstehen Flüssigphasen und Partikel in Druckluftsystemen?
1. Schritt: Komprimierte Luft hat eine geringere Wasseraufnahmekapazität als Luft im Normalzustand (wird also Luft komprimiert nimmt proportional zum Verdichtungsverhältnis die Wasseraufnahmekapazität der Luft ab).
2. Schritt: Verläßt die Druckluft das Aggregat, ist sie zu 100 % gesättigt. Durch eine weitere Abkühlung im Rohrleitungssystem kondensiert Wasser zu feinsten Tröpfchen. Diese werden im Druckluftstrom mitgerissen.
3. Schritt: An Querschnittsverengungen, -erweiterungen und Rohrkrümmungen sammeln sich diese Tröpfchen und verursachen Rost (Partikel). Weiterhin tragen diese erheblich zu erhöhtem Verschleiß und Leistungsabfall an Pneumatik-Komponenten bei.
4. Schritt: Bei der Herstellung von Druckluft werden Temperaturen von ca. 200 Grad C erreicht. Dadurch kommt es zu einer teilweisen Verdampfung des Schmieröles. Die anschließende Abkühlung kondensiert den Öldampf zu Tröpfchen und Nebel in einer Größenordnung von 0,01 µm.
5. Schritt: Feste Verunreinigungen steigern sich entsprechend der Verdichterstufe. Abrieb vom Verdichter und weiteren beweglichen Komponenten im Druckluftsystem, Ölkohle, Rost und Zunder tragen zur Steigerung der partikulären Verunreinigung bei und sorgen somit für weiteren Verschleiß. Welche Methoden werden zur Abscheidung von Öl, Wasser und festen Verunreinigungen in der Druckluft eingesetzt?
Verschiedene eingesetzte Methoden und Filtermaterialien sind zur effektiven Abscheidung von Öl, Wasser und festen Verunreinigungen in der Druckluft ungeeignet. So werden häufig Prall- und Zyklonenabscheider in Druckluftsystemen eingesetzt. Diese können im Druckluftstrom mitgerissene extrem kleine Wasser- und Öltröpfchen wegen ihrer geringen Massenträgheit nicht effizient abscheiden. Keramik- und Sinterwerkstoffe erreichen durch ihr geringes Porenvolumen nur kurze Standzeiten und neigen bei Sättigung zum Durchbruch. Andere Tiefenmaterialien wie z.B. Glasfaserflies oder Schaumstoff halten Partikel und Tröpfchen durch adsorptive Kräfte zurück. Tritt jedoch eine Sättigung mit steigendem Differenzdruck ein, neigen diese Filter zum Durchbruch bereits abgeschiedener Partikel. Dies wird noch durch die relativ hohen Durchflussgeschwindigkeiten im Filtermaterial begünstigt.
Welche Beschaffenheit muss ein entsprechender Filter aufweisen?
Zur Abscheidung von Schmutz und Tröpfchen eignen sich besondere Oberflächenfilter, bei denen die Siebwirkung eine nahezu rein mechanische Abscheidung bewirkt. Adsorptive Kräfte sollen nur eine untergeordnete Rolle spielen. Sämtliche Partikel, deren Durchmesser über dem Porendurchmesser liegen, werden mechanisch abgeschieden. Große Tropfen passen sich den Poren an, während sich kleinere Tropfen sammeln und sich bedingt durch geringe Durchflussgeschwindigkeit im Filtermittel zu größeren Tropfen formen. Dementsprechend wird eine große Filterfläche mit Drainagekanälen benötigt. Die große Filterfläche der Ultipor SU-Filter sorgt trotz kleiner Außenabmessungen für hohe Schmutzaufnahmekapazitäten mit effizienter Abscheideleistung. Somit ist eine lange Lebensdauer gepaart mit einer erhöhten Prozesssicherheit gewährleistet.
Produktbeschreibung Pall-Ultipore-Su-Filterelemente
Aufbau: Ultipore SU-Filter sind Hochleistungsfiltermittel, welche für die Abscheidung kleinster Tröpfchen und Partikel bis zum submikronalen Bereich ausgelegt sind. Die große wirksame Filterfläche wird durch sternförmige Faltung zusammen mit Drainage- und Stützschichten erreicht. Die Mikrofäden dieser feinsten Filterschichten sind mit hochwertigem Epoxydharz gebunden. Dadurch wird große Stabiltät und Differenzdruckbeständigkeit gegenüber dem Durchflussmedium erreicht. Zusätzlich wird das Filtermedium von einer doppelten Polypropylen-Drainageschicht zur Verbesserung der Coalescing-Funktion umgeben (Bildung von kleinen und großen Tröpfchen, die dann abfließen). Das Mehrschichtengefüge wird innen und außen durch perforierte Stützrohre gehalten. Die Endkappen sind durch Epoxydharz fest mit dem Filtermaterial und den Stützrohren verbunden und mit Buna "N"-Dichtungen versehen. Die Filterfläche beträgt das 3-fache eines gleichgroßen, nicht gefalteten Filterelementes.
Funktion: Die mit Öl- und Wassernebel angereicherte Luft wird über den Eintritt am Filtergehäuse auf die Innenseite des Filterelementes geführt. Die feinen Öl- und Wassertröpfchen bilden beim Durchgang durch das Filtermittel mit weiter hinzukommenden Tröpfchen langsam große Tropfen. Dieser Vorgang wird als Coalescing-Effekt bezeichnet. Der geringe Differenzdruck und das nasse Filtermaterial lassen die Tröpfchen nur langsam das Filtermaterial passieren, wodurch der Coalescing-Vorgang noch verstärkt wird. Erneute Öl- und Wassertropfenabgabe in die filtrierte Druckluft hinter dem Filtermittel wird durch zwei spezielle Polypropylen-Filtermittellagen, die als Endstufen-Coalescer arbeiten, verhindert. Feste Partikel werden an der Oberfläche des Filtermittels festgehalten und führen zu langsamem Differenzdruckaufbau. Die Lebensdauer des Filterelements wird ausschließlich durch den Anteil der Feststoffverschmutzung im System beeinflußt.
Einsatz: Die hervorragenden Eigenschaften der Ultipor SU-Elemente gewährleisten ein sehr breites Anwendungsspektrum.
