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      壓縮空氣油霧大?可能是你誤解了油分

      發布時間:2020-04-14 20:23人氣:

      在工業應用中有一種容積式分離器,當混合氣體經過此分離器時,通過流通面積的增大和流速壓力的降低,使空氣失去對夾帶物的攜帶作用,達到分離目的。其基本原理就是以一定的容積空間來減緩流通速度,在重力作用下達到混合物與空氣分離的目的,也可以叫緩速分離。這個原理應用在空壓系統中,對氣液分離可以起到很大的輔助作用。

       

      壓縮空氣除油、除水最多的設備是什么?可能很多人以為是冷干機或者是過濾器。但筆者認為并不是這些設備,而是大家認為最沒有技術含量的儲氣罐。如果仔細想一想,相信大多數人會認同這一說法。因為儲氣罐除了儲氣、緩沖功能以外,也是簡易的分離罐,利用容積式緩速分離原理達到分離壓縮空氣中部分油水的目的。因此,儲氣罐除了叫儲氣罐、緩沖罐以外,還可以叫分離罐。

       

      儲氣罐

      圖文無關

       

      大家都知道儲氣罐的主要功能是儲氣、緩沖,并不屬于除油、除水的設備,為什么儲氣罐反而是除油、除水最多的設備呢?!其實,儲氣罐是很典型的利用容積式分離原理分離出部分油水的設備。假如空壓機打滿儲氣罐是1分半鐘,那么,壓縮空氣進出儲氣罐時,在儲氣罐停留的時間,從理論上來講大約是1分半鐘。壓縮空氣在儲氣罐停留的這1分半鐘,除了可以降低溫度以外,流速非常緩慢,在重力作用下,壓縮空氣中的部分油水就被分離出來了。

       

      我們舉儲氣罐的例子,主要是為了便于大家理解容積式分離的原理,它并不是文章要講的主要內容。容積式分離在空壓機系統中應用較為隱蔽,但非常關鍵的兩個方面是油分離系統與后處理系統。

       

      容積式分離在油分離系統的應用

       

      細心的朋友可能會發現,相同排氣量的空壓機,油分桶配置較大時,油分穩定性會高很多,含油量相對也會低一些。為什么會出現這種現象呢?首先,油氣桶配大一些了,油氣混合物往上時速度會慢很多,因為重力作用,油氣到達油分時潤滑油含量會少很多,自然能提高油分穩定性、降低含油量;其次,油分桶配大一些了,油分尺寸相對也會大一些,油分過濾面積大了,壓縮空氣通過油分時流速自然會緩慢一些,油氣芯分離的效果自然會好很多;另外還有一個大家容易忽視的地方是,壓縮空氣通過油分過濾材料以后,油分芯內側還有一個小容積,當油分配置較大一些時,油分內置的這個小容積也會大一些,壓縮空氣到達最小壓力閥的速度會緩慢一些,能讓更多一些油霧下沉到油分底部。這除了對油分穩定性能起到一些幫助外,還能降低一些壓縮空氣的含油量。

       

      空壓機儲氣罐

      圖文無關

       

      舉一個例子,大家可能會更容易理解:有一些空壓機廠家75HP與100HP螺桿式空壓機的空濾、油分桶、油分等配置是一樣的。毫無疑問,75HP比100HP空壓機的油分穩定性會更高,壓縮空氣含油量會更低,運行能效會更高。

       

      隨著這幾年永磁變頻、二級壓縮空壓機越來越多,大家都清楚,如果是相同品牌、相同功率的空壓機,永磁變頻、二級壓縮空壓機對比工頻空壓機,排氣量通常會更大一些。為什么很多廠家不是選擇通過折疊式油分增大過濾面積,來解決因為排氣量增大而導致的油分過濾面積偏小的問題,而是把油分桶與油分同時加大?因為在油分桶不改變的前提下,排氣量增加,也就意味著油霧量也會增加。而折疊式油分解決的只是過濾面積偏小的問題,并不能從源頭上解決油霧增大的問題。折疊油分雖然使過濾面積增大了,但同時也存在不能進行深度分離的缺陷。

       

      另外,即使油分改成了折疊式,但油分內側的容積并沒有改變,排氣量增加了,氣體排出去的流速就會加快,意味著油霧下沉到油分底部的效果大大降低。如果僅僅只是改成折疊式油分來增大過濾面積,并不能得到很好的解決,這就是很多廠家選擇同時加大油分桶與油分的原因,通過容積式緩速分離提高油分離系統的穩定性、降低含油量、提升能效。

       

      從整體概率上來說,外置油分的含油量會高于內置油分,穩定性會低于內置油分,大多數人可能會覺得這是因為外置油分過濾面積偏小的原因,過濾面積偏小也確實是主要原因之一,但并不是全部原因。比如,折疊式外置油分的過濾面積增大了,但也只能緩解含油量與穩定性,并不能完全解決外置油分含油量高于內置油分。穩定性低于內置油分的概率,足以說明并不完全是過濾面積的問題。

       

      過濾面積之外的另外一部分原因是:一、外置油分本身就相當于是一個小型容積,外置油分體積小,外殼與濾芯之間的間隙自然很小,氣體流速太快時會導致潤滑油回流下去時困難一些,油氣在濾芯分離之前的含油量會較高,這也是外置油分含油量比內置油分稍微高一些的部分原因;二、外置油分的濾芯很小,濾芯內側的空間自然就更小了,當氣體通過過濾材料以后,幾乎沒有停留的時間,氣體馬上就要排出去了,油霧沉淀到回油系統的效果就大打折扣,這也是外置油分含油量比內置油分稍微高一些的部分原因。

       

      當外置油分選配偏大一個型號時,除了過濾面積加大以外,濾芯外側、內側的空間也相當于加大了,大大提升了外置油分的穩定性,降低了含油量。也就是說,外置油分的含油量與穩定性,除了過濾面積因素以外,與濾芯外側、內側容積大小也有一定的關系。

       

      容積式分離在后處理系統的應用

       

      筆者今年1月份在《壓縮機》雜志發表的文章《空壓機含油、含水后處理問題分析》中,其實講的主要核心內容就是通過容積式緩速分離,以此達到提高后處理效果的目的。無論是建議選配精密過濾器或油霧分離器時加大1~2個型號,還是后面加裝儲氣罐或者油水分離器,目的都是一樣的——通過緩速來提高后處理系統的分離、過濾效果。

       

      圖文無關

       

      我們舉一個實際案例來幫助大家理解:有些朋友遇到用氣端含油量較多時,想了很多的辦法也難以幫用戶解決,最后通過在用氣端前面加裝一個油水分離器解決了含油量高的問題??赡芎芏嗳酥恢兰友b油水分離器把問題給解決了,但對其分離、過濾原理并不是很了解,屬于誤打誤撞解決問題。

       

      這種油水分離器就是在一個較大的容積里面裝一個油分芯??赡苡腥苏`以為這種油水分離器分離、過濾效果很好的功勞就是因為里面那個油分芯。這樣理解是比較片面的,這個油分芯對分離、過濾壓縮空氣中的油霧確實有一些效果,但主要功勞并不屬于油分芯。試想,之前裝的多支精密過濾器或油霧分離器,里面的濾芯原理與這個油分芯原理幾乎是一樣的,那么多支精密過濾器或油霧分離器都沒能解決的油霧問題,怎么可能會被一個油分芯立竿見影解決了?!

       

      前面筆者已經講過,這個油水分離器是在一個較大的容積里面裝一個油分芯,也就是說,這個油水分離器的容積會比精密過濾器或油霧分離器大很多倍,加裝了這個油水分離器以后,相當于加了一個微型儲氣罐,壓縮空氣就不是直接流向用氣端了,而是要先經這一個微型儲氣罐。這樣一來,前面的幾支精密過濾器或油霧分離器的壓力差會降低一些,流速自然也會降低一些,它們分離、過濾油霧的效果自然也提升了。

       

      我們再來討論一下這個油水分離器自身的分離、過濾油霧的效果。這個油水分離器容積比前面裝的精密過濾器或油霧分離器大很多倍,它相當于是一個微型儲氣罐,壓縮空氣通過這一個油水分離器時所需要的時間,是通過精密過濾器或者油霧分離器的很多倍,基本也等于通過時的速度慢了很多倍,其分離、過濾油霧的效果也必然會大幅提高。

       

      筆者并不是為了鼓吹油水分離器效果有多好,而是把很多人實際運用過的案例進行解析,讓大家在問題解決后,也清楚是通過什么原理解決的問題。把壓縮空氣壓力差與流速降下來了,分離、過濾油霧的效果自然會大幅提升——只有把容積式分離原理弄精通了,才可以在空壓系統中更好的根據實際情況靈活運用,自由發揮。

       

      最近兩年比較熱門的激光切割空壓機,有一部分人誤以為把空壓機、冷干機、過濾器、儲氣罐等組合在一起了,就叫一體式激光切割空壓機,這種認知是很片面的。激光切割空壓機最關鍵的核心技術是要解決油霧穩定性問題等,甚至還要考慮溫差變化太大,可能導致鏡片容易產生霧氣的問題。只有把油氣分離、容積式分離、后處理系統等原理琢磨透了,綜合幾方面因素進行研發,才能讓一體式激光切割空壓機更上一層樓。

       

      分離是很廣泛的,容積式緩速分離只是分離領域極小的一部分而已,本文也僅僅只是淺談。希望詳細交流的業界同仁,都可以加作者微信或往本刊投稿,我們一起探討,共同進步。
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