
在压缩空气系统中,污染可以引起严重的问题。因为空气是能够被压缩的,在压缩过程中污染物粒子也被吸入压缩机。在一个0.8MPa的系统中,污染物的数量在压缩系统内被强化8倍。这些污染物大致可以分为三类:(1)大灰尘,粒子大小在10μm以上;(2)细小灰尘,其粒子大小在1~10μm之间;(3)最细小的灰尘,其粒子小于1μm。
空压机空气过滤器是空压机的一道重要的保护屏障。滤除空压机吸入空气中的粉尘杂质,吸入空气越洁净则机油过滤器、油气分离器和机油的使用寿命就越有保障。同时可防止其他异物进入主机,因为主机的部件配合是非常精密的,异物进入必然会对主机造成伤害,导致主机“抱死”甚至报废。
对于较大的灰尘及杂质,目前的技术水平是很容易将其除掉的,而清除那些肉眼看不见的,一般以0.3~5μm为计测下限值的尘埃微粒则较为困难。这就要求在系统中采取过滤、清除手段除去这些灰尘。采用过滤的目的在于减少污染,想要有效地除去这些灰尘微粒,过滤器的性能以及滤材的选择尤为重要。
图1 空压机工作原理
一、压缩机空气过滤器的性能评价
对于一款性能良好的过滤器,过滤效率要高,阻力要小,保证过滤气体压力、流量变化不大。滤材本身要具备一定的机械强度,不仅能够承受一定的压力,而且能够耐气流的冲击,在动态气流中不破裂、不起毛、不掉渣,不发生氧化或表层剥离的现象,滤材的寿命要长,清洗、更换更方便。本文从滤速、效率、阻力和容尘量四项特性指标简要分析过滤器的性能。
图2 空压机空气过滤器
1.滤速
滤速是衡量过滤器通过压缩空气流量的能力,是决定过滤器技术性能的重要参数,同时,其他衡量过滤器性能好坏的主要指标过滤效率、阻力等都与滤速有密切关系。在一定的结构条件下,滤速反映了过滤器的额定流通量,在过滤面积相同时,总希望允许的额定风量越大越好,这就需要低阻力滤料来保证。
2.过滤效率
过滤效率是指过滤器对微粒的捕集效率,是指滤芯层所滤去的微粒数与未经过滤前微粒总数的比值,它是衡量过滤器过滤能力的重要指标。过滤效率主要与微粒的大小,过滤材质和种类与规格(如纤维直径)、填充密度、过滤层厚度以及气流速度等因素有关。
特别说明:过滤效率通常是对某一粒径的微粒而言的。实验表明,一只高效过滤器若对0.3μm微粒过滤效率为99.91%,则对0.5μm微粒的过滤效率可达99.994%,而对于大于0.5μm微粒的过滤效率更可高达99.999%。
3.过滤阻力
压缩空气流过过滤器时会遇到阻力,阻力越大,说明压力损失越大。阻力来自两部分,一是滤料阻力△Р0,二是过滤器的结构阻力,主要表现为滤料上粉尘层引起的阻力△Рd,至于过滤器壳体产生的流通阻力通常只有数Pa,常常忽略不计。滤料阻力△Р0是由于气流通过纤维层时纤维的迎面阻力所产生的,阻力引起的气流压力降△Р是一种能量损失。如何计算滤料的阻力,其与纤维层厚度、空气流速、空气密度、过滤介质的性质及填充情况的不同而变动。粉尘层阻力△Рd,随着使用时间的推移,滤料上粉尘堆积,负荷增重,粉尘层阻力增大,气体的过滤速度将减小。
4.容尘量
过滤器的容尘量是和使用时间有直接关系的应用指标,它决定了过滤器或滤芯的使用寿命。通常将运行中的过滤器终了阻力达到起初阻力一倍时的数值,或者效率下降到初始效率85%时过滤器的积尘量,作为该过滤器的标准容尘量(用N表示)。容尘量与过滤器的工作寿命息息相关,如果积尘量达到规定的标准容尘量时,过滤滤芯寿命也应当终止。
二、空气过滤器滤材选
影响压缩空气过滤器性能的几个重要特性指标几乎全都与滤材有关,所以选择什么滤材是研制过滤器最重要的一环。空压机空气过滤器的材料一般选用高级滤纸,既要保证高过滤效率和低阻力压降,还要具备良好防水性及长使用寿命。
嘉兴富瑞邦新材料科技有限公司生产的纳米纤维复合滤纸采用优质的木浆滤纸作为基材,通过静电纺丝技术在基材表面直接喷涂一层纳米纤维构成复合滤纸,通过表面纳米纤维层的高孔隙率和低表面能,完成对空气中粗大粉尘及微小颗粒物的高效低阻过滤,可以有效阻挡微小颗粒物进入设备系统,保证有较高的过滤效率和较小的阻力,且具备足够的抗水性。纳米纤维滤纸还具有可反吹清灰的特性,大大延长了滤材的使用寿命,降低设备的保养维护成本。
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