Filtry sprężonego powietrza SMC

Filtry SMC służą do usuwania zanieczyszczeń stałych, kondensatu i oleju z powietrza sprężonego, zanim trafi ono do zaworów, siłowników lub urządzeń precyzyjnych. Chronią układ przed zużyciem, korozją i awariami, stabilizują parametry pracy oraz przedłużają żywotność całej instalacji pneumatycznej.

Filtr dokładny (np. AFM lub AM) posiada mniejsze pory elementu filtracyjnego (1 µm lub 0,3 µm), dzięki czemu wychwytuje drobniejsze cząstki oleju i pyłu. Standardowy filtr (np. AF) zatrzymuje cząstki o wielkości 5 µm i większe. W praktyce filtry dokładne stosuje się jako drugi stopień oczyszczania za filtrem podstawowym.

Zanieczyszczone powietrze wpływa do komory filtra, gdzie następuje cyklonowe wstępne oddzielenie kondensatu, a następnie przepływa przez element filtracyjny z włókna syntetycznego lub spiekanego metalu. Zanieczyszczenia osadzają się na powierzchni lub wewnątrz medium, a oczyszczone powietrze wypływa do dalszej części układu.

Typowy układ filtracji SMC obejmuje:

1. Separator wody cyklonowy (AMG) – usuwa 99% kondensatu,
2. Filtr głównej linii (AFF) – usuwa cząstki >1 µm,
3. Filtr dokładny (AFM/AM) – usuwa cząstki do 0,3 µm,
4. Filtr wysokiej dokładności (AFD) – usuwa mgłę olejową do 0,01 µm,
5. Filtr z węglem aktywnym (AMF) – usuwa zapachy i opary olejowe.

Takie kaskadowe oczyszczanie zapewnia powietrze klasy 1–3 wg ISO 8573-1.

Obie serie zapewniają dokładną filtrację, jednak:

• AFM to filtry kompaktowe, nowoczesne (wersja D – z wymiennym wkładem),
• AM to klasyczna seria przemysłowa, o większym przepływie i trwałości.

Modele AM150C–550C i AM650–850 oferują szeroką średnicę przyłączy i dłuższy okres eksploatacji w dużych instalacjach.

• AM150C: do 100 l/min,
• AM350C: do 1000 l/min,
• AM550C: do 2000 l/min,
• AM850: powyżej 6000 l/min.

Dzięki temu filtry serii AM można stosować zarówno w małych stanowiskach montażowych, jak i w głównych liniach sprężonego powietrza.

Standardowy zakres wynosi 0,05–1,0 MPa, a maksymalne ciśnienie różnicowe (spadek ciśnienia, przy którym należy wymienić wkład) to 0,1 MPa. Obudowa wytrzymuje nadciśnienie do 1,5 MPa, co zapewnia wysoki margines bezpieczeństwa.

SMC stosuje wskaźniki różnicy ciśnień, które zmieniają kolor lub pozycję, gdy filtr ulegnie zatkaniu. Gdy spadek ciśnienia przekracza 0,1 MPa, filtr należy wymienić, by uniknąć spadku wydajności całego układu.

Filtry AFD-D usuwają cząstki i mgłę olejową o wielkości powyżej 0,01 µm, osiągając efektywność 99,999%. Wykorzystują specjalny materiał mikro-szklany (borosilikatowy), który zatrzymuje najmniejsze aerozole olejowe i pary, dostarczając powietrze niemal klasy laboratoryjnej.

W systemach, które wymagają powietrza bez oleju i zapachów, np. w:

• pneumatyce sterującej urządzeń optycznych,
• pakowaniu żywności,
• medycynie i farmacji,
• drukarkach 3D,
• procesach plazmowych.

To kluczowy element trzeciego stopnia oczyszczania powietrza.

Filtr AMF usuwa opary, zapachy i resztkowe węglowodory po filtrze dokładnym. Jego wkład wykonany jest z granulowanego węgla aktywnego o wysokiej powierzchni sorpcyjnej. Dzięki temu eliminuje nawet śladowe ilości oleju i zapachów pochodzenia organicznego.

Zalecana wymiana co 12 miesięcy lub po osiągnięciu 2000 godzin pracy. W aplikacjach o dużym przepływie lub wysokim stężeniu oleju – częściej. Zużycie objawia się wzrostem zapachu lub spadkiem przepływu.

Separator AMG wykorzystuje siłę odśrodkową do oddzielenia wody i oleju z powietrza. Zanieczyszczone powietrze wprowadzane jest stycznie do komory, co wywołuje wir, a siła odśrodkowa wyrzuca cząstki cieczy na ścianki. Woda spływa do zbiornika, a suche powietrze kierowane jest dalej.

Separatory AMG usuwają do 99% kondensatu i cząstek ciekłych o średnicy >10 µm, a spadek ciśnienia jest minimalny – tylko 0,02 MPa. Dzięki temu są doskonałym wstępnym etapem oczyszczania przed filtrami dokładnymi.

• AMG – separatory cyklonowe, usuwają głównie wodę,
• AFF – filtry głównej linii, usuwają cząstki stałe i olej.

Najczęściej stosuje się je razem: AMG przed AFF, tworząc kompletny system przygotowania powietrza.

Seria AF-D to podstawowe filtry liniowe o dokładności 5 µm, przeznaczone do wstępnego oczyszczania powietrza. Zastosowano w nich ulepszony mechanizm odśrodkowy i automatyczny spust kondensatu. Dzięki modularnej konstrukcji mogą być łączone z regulatorami i smarownicami SMC.

SMC wprowadziło system modułowy serii D, który umożliwia beznarzędziowe łączenie filtrów, regulatorów, zaworów i osuszaczy w jeden blok. Ułatwia to montaż, skraca czas serwisu i eliminuje nieszczelności typowe dla połączeń rurowych.

• AF20-D: Rc 1/8", do 200 l/min,
• AF30-D: Rc 1/4", do 600 l/min,
• AF40-D: Rc 3/8", do 1200 l/min,
• AF60-D: Rc 1/2", do 2500 l/min.

Taki zakres umożliwia dopasowanie filtrów do każdego poziomu instalacji.

Seria AFF2C–AFF22C to klasyczne modele o konstrukcji pionowej, stosowane w mniejszych sieciach, natomiast AFF37B–AFF75B to przemysłowe filtry dużej przepustowości, wyposażone w podwójne komory i elementy ze stali nierdzewnej, przeznaczone do pracy przy dużych przepływach (nawet 12 000 l/min).

Filtry głównej linii montuje się tuż za sprężarką i osuszaczem, przed rozdzieleniem powietrza do poszczególnych sekcji zakładu. Ich zadaniem jest usunięcie kondensatu, oleju i cząstek po procesie sprężania i chłodzenia.

Korpusy wykonane są z aluminium anodowanego lub odlewu aluminiowego, miski z poliwęglanu lub aluminium z osłoną metalową, a wkłady filtracyjne z włókna szklanego i syntetycznego. Wszystkie materiały są odporne na korozję i kompatybilne z powietrzem sprężonym bez oleju.

• Po AF/AFF: klasa 7–8 (czyszczenie wstępne),
• Po AFM/AM: klasa 4,
• Po AFD: klasa 2,
• Po AMF: klasa 1 (bezzapachowe, bezolejowe powietrze).

Filtry SMC pozwalają więc uzyskać powietrze jakości instrumentacyjnej wg ISO 8573-1:2010.

Częstotliwość konserwacji zależy od jakości sprężonego powietrza i warunków otoczenia. W standardowych warunkach przemysłowych SMC zaleca:

• co 3 miesiące – kontrolę stanu miski i spustu kondensatu,
• co 6 miesięcy – kontrolę różnicy ciśnień,
• co 12 miesięcy – wymianę wkładu filtracyjnego.

W środowiskach o dużym zapyleniu lub wysokiej wilgotności należy skrócić te okresy o połowę.

Większość filtrów SMC wyposażona jest w przezroczystą misę z poliwęglanu lub okienko kontrolne, umożliwiające wizualną ocenę poziomu kondensatu. Dodatkowo dostępne są automatyczne spusty kondensatu (mechaniczne lub elektroniczne), które samoczynnie usuwają nagromadzoną wodę bez przerywania pracy układu.

Automatyczny spust wykorzystuje różnicę ciśnień pomiędzy komorą filtra a atmosferą. Gdy poziom kondensatu przekroczy określoną wysokość, pływak unosi się, otwierając zawór spustowy. Po opróżnieniu miski pływak opada i zawór zamyka się samoczynnie. System ten eliminuje konieczność manualnego opróżniania.

• Filtr wstępny (AF/AFF): 0,02–0,05 MPa,
• Filtr dokładny (AM/AFM): 0,03–0,07 MPa,
• Filtr wysokiej dokładności (AFD): 0,05–0,08 MPa,
• Filtr węglowy (AMF): 0,05–0,09 MPa.

Niski spadek ciśnienia to jedna z kluczowych zalet filtrów SMC – dzięki zoptymalizowanej konstrukcji przepływowej.

W momencie, gdy różnica ciśnienia między wejściem a wyjściem filtra przekroczy 0,1 MPa, należy wymienić wkład. SMC oferuje wskaźniki wizualne (zielony/czerwony) oraz czujniki elektroniczne różnicy ciśnień, które mogą wysyłać sygnał do sterownika PLC, informując o zatkaniu filtra.

Wkłady filtracyjne SMC są wymienne, ale nie regenerowalne. Próba przedmuchu lub mycia prowadzi do zniszczenia struktury mikrofiltracyjnej. Zaleca się zawsze wymianę na oryginalny element, ponieważ zapewnia on zachowanie klasy filtracji i niskiego spadku ciśnienia.

Dobór odbywa się na podstawie:

• zapotrzebowania przepływu (l/min),
• ciśnienia roboczego,
• wymaganego poziomu czystości powietrza.

SMC zaleca, aby przepływ nominalny filtra stanowił co najmniej 120% maksymalnego przepływu układu, co zapobiega nadmiernym spadkom ciśnienia przy pełnym obciążeniu.

Wszystkie filtry SMC spełniają wymagania norm:

• ISO 8573-1:2010 (klasy czystości powietrza),
• ISO 12500 (testy skuteczności filtracji),
• RoHS i REACH (bezpieczeństwo materiałowe).

Dzięki temu mogą być stosowane w branżach spożywczej, farmaceutycznej, optycznej i laboratoryjnej.

• AM-D – nowoczesna, kompaktowa wersja o mniejszej masie, przeznaczona do systemów modułowych,
• AM-C – wersja klasyczna, masywna, o zwiększonej pojemności kondensatu i dłuższej żywotności.

Obie oferują identyczne parametry filtracji, ale różnią się budową korpusu i sposobem montażu.

Filtry AFF chronią całą sieć dystrybucyjną sprężonego powietrza. Usuwają resztki oleju, cząstki rdzy, pył i wodę powstałą po sprężarce i osuszaczu. Dzięki dużej powierzchni filtracyjnej i dużej objętości miski zapewniają stabilny przepływ bez gwałtownych zmian ciśnienia w sieci.

Tak. Filtry AFF37B–AFF75B wykonane są z odlewu aluminiowego i stali nierdzewnej, co pozwala im pracować przy ciśnieniach do 1,6 MPa. Są stosowane w dużych instalacjach sprężarkowych, centralach przygotowania powietrza i liniach zasilających maszyny CNC.

• manualny – z pokrętłem spustu,
• półautomatyczny – działa przy spadku ciśnienia,
• automatyczny mechaniczny – z pływakiem,
• automatyczny elektroniczny – sterowany sygnałem lub czujnikiem poziomu.

Dobór zależy od częstotliwości kondensacji i trybu pracy instalacji.

Standardowy zakres wynosi –5°C do +60°C. Dla wersji wysokotemperaturowych (np. AM650-HT) – do +80°C. Przy temperaturach poniżej 0°C należy zapewnić suchy gaz, aby uniknąć zamarzania kondensatu.

• zanieczyszczone powietrze z wlotu sprężarki,
• brak osuszacza lub separatora cyklonowego,
• praca w warunkach dużej wilgotności,
• nieprawidłowy montaż pionowy,
• zbyt duże ciśnienie robocze.

Optymalny montaż i czyste powietrze źródłowe znacznie wydłużają trwałość wkładów.

Tak, pod warunkiem kompatybilności materiałowej. SMC dopuszcza stosowanie azotu technicznego (N₂), argonowego oraz powietrza syntetycznego. Niedozwolone są gazy reaktywne i palne, np. tlen, wodór lub acetylen.

Seria D posiada zoptymalizowany przepływ wewnętrzny, co redukuje spadek ciśnienia nawet o 50% względem starszych serii. Dodatkowo, nowy design ułatwia serwis – wymiana wkładu nie wymaga demontażu całego zespołu filtracyjnego.

1. AMG – separator wody,
2. AFF – filtr główny,
3. AFM/AM – filtr dokładny,
4. AFD – filtr wysokiej dokładności,
5. AMF – filtr z węglem aktywnym.

Taki układ gwarantuje najlepsze parametry czystości i najdłuższą żywotność elementów filtracyjnych.

Tak, pod warunkiem zgodności średnicy przyłączy i kierunku przepływu. Seria „D” (modularna) posiada specjalne łączniki umożliwiające zestawianie filtrów o różnych funkcjach w kompaktowy blok filtracyjny bez użycia rur i kształtek.

• AMG150C: mały separator o przepływie do 500 l/min,
• AMG850: przemysłowy separator o przepływie powyżej 10 000 l/min.

Różnią się wielkością komory cyklonowej, średnicą przyłączy (od Rc 1/8" do Rc 1½") oraz objętością zbiornika kondensatu.

SMC oferuje czujniki różnicy ciśnień (ISE20/30) oraz czujniki przepływu (PFM/PFG), które mogą monitorować stan filtracji w czasie rzeczywistym. Umożliwia to automatyczne zgłaszanie potrzeby wymiany wkładu i zapobieganie awariom.

• AFD – w przemyśle optycznym, farmaceutycznym, spożywczym, przy pakowaniu próżniowym,
• AMF – w aplikacjach bezzapachowych (np. butelkowanie napojów, lakiernie, laboratoria czyste).

Te filtry są końcowym etapem uzdatniania powietrza przed kontaktem z produktem.

1. Odłączyć zasilanie powietrza,
2. Odkręcić miskę ochronną,
3. Wyjąć zużyty wkład i oczyścić wnętrze,
4. Zamontować nowy element,
5. Uszczelnić i przywrócić ciśnienie.

Cała operacja zajmuje 5–10 minut i nie wymaga specjalnych narzędzi.

Po zastosowaniu pełnego zestawu filtrów (AMG + AFF + AFM + AFD + AMF), powietrze osiąga czystość klasy ISO 8573-1 [1:2:1] – czyli 0,01 µm cząstek, zawartość oleju <0,01 mg/m³, brak zapachów. Takie powietrze jest porównywalne z jakością gazów procesowych.

Filtry SMC łączą wysoką skuteczność, niskie straty ciśnienia, trwałość i modułową konstrukcję. Są projektowane z myślą o niezawodności systemów pneumatycznych w najbardziej wymagających gałęziach przemysłu – od motoryzacji po elektronikę precyzyjną.

Ich ponad 40-letnia ewolucja technologiczna sprawiła, że stanowią globalny punkt odniesienia w dziedzinie uzdatniania sprężonego powietrza, a ich system kaskadowy (AMG–AFF–AFM–AFD–AMF) to wzorcowy układ stosowany przez inżynierów automatyki na całym świecie.