Пневматическая сеть — один из источников потерь энергии в пневмосистеме. Для обеспечения эффективной производительности пневмомеханизмов воздухопроводная сеть должна работать так, чтобы сумма потерь энергии (объемных и давления) была наименьшей при оптимальном давлении во всех точках. Экспериментально установлено, что прямые потери от утечек в шахтных пневматических сетях составляют около 45% подводимой к системе энергии.
Утечки сжатого воздуха происходят во фланцевых соединениях, запорно-соединительной арматуре и гибких воздухопроводах. Причина утечек во фланцевых соединениях — наличие зазоров между бортами фланцев и прокладками. Кроме того, возникают небольшие утечки вследствие негерметичности самого материала прокладок, в частности, паронита. Большие потери энергии в запорно-соединительной арматуре объясняются ее несовершенством и низкими показателями надежности. Соединительная арматура и гибкие воздухопроводы, служащие для подключения машин и механизмов к магистральному трубопроводу, — места наибольших потерь давления во всей пневмосети.
Эффективным техническим средством уменьшения утечек сжатого воздуха во фланцевых соединениях являются самоуплотняющиеся тороидальные прокладки. Снижение потерь в запорной арматуре достигается с помощью автоматических запорных клапанов КШВ 3/4 и КШВ2, обеспечивающих надежную герметичность воздухопровода, быстрое подключение и отключение потребителей. Применение современных технических средств, выбор оптимального диаметра магистрального трубопровода и гибких воздухопроводов, а также хороший контроль за состоянием пневмосети дадут существенное уменьшение потерь энергии.
Для определения потерь воздуха через неплотности соединений и арматуры рекомендуется схема, представленная на рисунке ниже:
К свободному патрубку воздухосборника 1 присоединяется ответвление трубопровода с двумя задвижками, дроссельной шайбой 2, дифференциальным манометром 3 и термометром 4, установленным в
гильзе трубопровода. Диаметр ответвления трубопровода, дроссельная шайба и место ее установки выбираются в соответствии с правилами измерения расхода пара, газа и жидкости.
Сначала при закрытой задвижке в сети компрессор включается в работу, давление сжатого воздуха в воздухосборнике доводится до рабочего, и обе задвижки на ответвлении открываются. Регулируя правой задвижкой, устанавливают рабочий режим компрессора и определяют его подачу Vк. Затем в нерабочую смену при закрытых вентилях на всех конечных ответвлениях воздухопроводной сети компрессор включают в работу, задвижка на сеть открывается, давлена в воздухосборнике доводится до рабочего, и избыточный сжатый воздух Va сбрасывается в атмосферу.
При отключенных пневмомеханизмах воздухопроводная сеть является резервуаром, в котором среднее давление будет больше среднего давления при работающих пневмомеханизмах. Поскольку утечки через неплотности соединений зависит от давления, полученные количественные значения потерь будут завышены. Кроме того, теоретически и экспериментально доказано, что утечки сжатого воздуха через неплотности соединений уменьшаются с увеличением скорости течения воздуха. При скоростях потока до 10 м/с с учетом обоих факторов потери с утечками будут достигать 60 % объема потерь, полученного по предлагаемой методике. Таким образом, величину утечек, м3/мин, через неплотности соединений предлагается определять по формуле:
Vу = (Vк-Vа)*0,6.
Систематический контроль за состоянием воздухопроводной сети, а также экспертиза зданий, поможет своевременно исключить ее неисправности и снизить потери энергии. Кроме того, предлагаемая схема позволит определять подачу компрессора и эффективность его работы.
