壓縮空氣油霧大？可能是你誤解了油分

在工業(yè)應(yīng)用中有一種容積式分離器，當(dāng)混合氣體經(jīng)過(guò)此分離器時(shí)，通過(guò)流通面積的增大和流速壓力的降低，使空氣失去對(duì)夾帶物的攜帶作用，達(dá)到分離目的。其基本原理就是以一定的容積空間來(lái)減緩流通速度，在重力作用下達(dá)到混合物與空氣分離的目的，也可以叫緩速分離。這個(gè)原理應(yīng)用在空壓系統(tǒng)中，對(duì)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(shè)備是什么？可能很多人以為是冷干機(jī)或者是過(guò)濾器。但筆者認(rèn)為并不是這些設(shè)備，而是大家認(rèn)為最沒(méi)有技術(shù)含量的儲(chǔ)氣罐。如果仔細(xì)想一想，相信大多數(shù)人會(huì)認(rèn)同這一說(shuō)法。因?yàn)閮?chǔ)氣罐除了儲(chǔ)氣、緩沖功能以外，也是簡(jiǎn)易的分離罐，利用容積式緩速分離原理達(dá)到分離壓縮空氣中部分油水的目的。因此，儲(chǔ)氣罐除了叫儲(chǔ)氣罐、緩沖罐以外，還可以叫分離罐。

圖文無(wú)關(guān)

大家都知道儲(chǔ)氣罐的主要功能是儲(chǔ)氣、緩沖，并不屬于除油、除水的設(shè)備，為什么儲(chǔ)氣罐反而是除油、除水最多的設(shè)備呢？！其實(shí)，儲(chǔ)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(shè)備。假如空壓機(jī)打滿儲(chǔ)氣罐是1分半鐘，那么，壓縮空氣進(jìn)出儲(chǔ)氣罐時(shí)，在儲(chǔ)氣罐停留的時(shí)間，從理論上來(lái)講大約是1分半鐘。壓縮空氣在儲(chǔ)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(lái)了。

我們舉儲(chǔ)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(nèi)容。容積式分離在空壓機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用較為隱蔽，但非常關(guān)鍵的兩個(gè)方面是油分離系統(tǒng)與后處理系統(tǒng)。

容積式分離在油分離系統(tǒng)的應(yīng)用

細(xì)心的朋友可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，相同排氣量的空壓機(jī)，油分桶配置較大時(shí)，油分穩(wěn)定性會(huì)高很多，含油量相對(duì)也會(huì)低一些。為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？首先，油氣桶配大一些了，油氣混合物往上時(shí)速度會(huì)慢很多，因?yàn)橹亓ψ饔?，油氣到達(dá)油分時(shí)潤(rùn)滑油含量會(huì)少很多，自然能提高油分穩(wěn)定性、降低含油量；其次，油分桶配大一些了，油分尺寸相對(duì)也會(huì)大一些，油分過(guò)濾面積大了，壓縮空氣通過(guò)油分時(shí)流速自然會(huì)緩慢一些，油氣芯分離的效果自然會(huì)好很多；另外還有一個(gè)大家容易忽視的地方是，壓縮空氣通過(guò)油分過(guò)濾材料以后，油分芯內(nèi)側(cè)還有一個(gè)小容積，當(dāng)油分配置較大一些時(shí)，油分內(nèi)置的這個(gè)小容積也會(huì)大一些，壓縮空氣到達(dá)最小壓力閥的速度會(huì)緩慢一些，能讓更多一些油霧下沉到油分底部。這除了對(duì)油分穩(wěn)定性能起到一些幫助外，還能降低一些壓縮空氣的含油量。

圖文無(wú)關(guān)

舉一個(gè)例子，大家可能會(huì)更容易理解：有一些空壓機(jī)廠家75HP與100HP螺桿式空壓機(jī)的空濾、油分桶、油分等配置是一樣的。毫無(wú)疑問(wèn)，75HP比100HP空壓機(jī)的油分穩(wěn)定性會(huì)更高，壓縮空氣含油量會(huì)更低，運(yùn)行能效會(huì)更高。

隨著這幾年永磁變頻、二級(jí)壓縮空壓機(jī)越來(lái)越多，大家都清楚，如果是相同品牌、相同功率的空壓機(jī)，永磁變頻、二級(jí)壓縮空壓機(jī)對(duì)比工頻空壓機(jī)，排氣量通常會(huì)更大一些。為什么很多廠家不是選擇通過(guò)折疊式油分增大過(guò)濾面積，來(lái)解決因?yàn)榕艢饬吭龃蠖鴮?dǎo)致的油分過(guò)濾面積偏小的問(wèn)題，而是把油分桶與油分同時(shí)加大？因?yàn)樵谟头滞安桓淖兊那疤嵯?，排氣量增加，也就意味著油霧量也會(huì)增加。而折疊式油分解決的只是過(guò)濾面積偏小的問(wèn)題，并不能從源頭上解決油霧增大的問(wèn)題。折疊油分雖然使過(guò)濾面積增大了，但同時(shí)也存在不能進(jìn)行深度分離的缺陷。

另外，即使油分改成了折疊式，但油分內(nèi)側(cè)的容積并沒(méi)有改變，排氣量增加了，氣體排出去的流速就會(huì)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(lái)增大過(guò)濾面積，并不能得到很好的解決，這就是很多廠家選擇同時(shí)加大油分桶與油分的原因，通過(guò)容積式緩速分離提高油分離系統(tǒng)的穩(wěn)定性、降低含油量、提升能效。

從整體概率上來(lái)說(shuō)，外置油分的含油量會(huì)高于內(nèi)置油分，穩(wěn)定性會(huì)低于內(nèi)置油分，大多數(shù)人可能會(huì)覺(jué)得這是因?yàn)橥庵糜头诌^(guò)濾面積偏小的原因，過(guò)濾面積偏小也確實(shí)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(guò)濾面積增大了，但也只能緩解含油量與穩(wěn)定性，并不能完全解決外置油分含油量高于內(nèi)置油分。穩(wěn)定性低于內(nèi)置油分的概率，足以說(shuō)明并不完全是過(guò)濾面積的問(wèn)題。

過(guò)濾面積之外的另外一部分原因是：一、外置油分本身就相當(dāng)于是一個(gè)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(shí)會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)滑油回流下去時(shí)困難一些，油氣在濾芯分離之前的含油量會(huì)較高，這也是外置油分含油量比內(nèi)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(nèi)側(cè)的空間自然就更小了，當(dāng)氣體通過(guò)過(guò)濾材料以后，幾乎沒(méi)有停留的時(shí)間，氣體馬上就要排出去了，油霧沉淀到回油系統(tǒng)的效果就大打折扣，這也是外置油分含油量比內(nèi)置油分稍微高一些的部分原因。

當(dāng)外置油分選配偏大一個(gè)型號(hào)時(shí)，除了過(guò)濾面積加大以外，濾芯外側(cè)、內(nèi)側(cè)的空間也相當(dāng)于加大了，大大提升了外置油分的穩(wěn)定性，降低了含油量。也就是說(shuō)，外置油分的含油量與穩(wěn)定性，除了過(guò)濾面積因素以外，與濾芯外側(cè)、內(nèi)側(cè)容積大小也有一定的關(guān)系。

容積式分離在后處理系統(tǒng)的應(yīng)用

筆者今年1月份在《壓縮機(jī)》雜志發(fā)表的文章《空壓機(jī)含油、含水后處理問(wèn)題分析》中，其實(shí)講的主要核心內(nèi)容就是通過(guò)容積式緩速分離，以此達(dá)到提高后處理效果的目的。無(wú)論是建議選配精密過(guò)濾器或油霧分離器時(shí)加大1～2個(gè)型號(hào)，還是后面加裝儲(chǔ)氣罐或者油水分離器，目的都是一樣的——通過(guò)緩速來(lái)提高后處理系統(tǒng)的分離、過(guò)濾效果。

圖文無(wú)關(guān)

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

這種油水分離器就是在一個(gè)較大的容積里面裝一個(gè)油分芯。可能有人誤以為這種油水分離器分離、過(guò)濾效果很好的功勞就是因?yàn)槔锩婺莻€(gè)油分芯。這樣理解是比較片面的，這個(gè)油分芯對(duì)分離、過(guò)濾壓縮空氣中的油霧確實(shí)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(guò)濾器或油霧分離器，里面的濾芯原理與這個(gè)油分芯原理幾乎是一樣的，那么多支精密過(guò)濾器或油霧分離器都沒(méi)能解決的油霧問(wèn)題，怎么可能會(huì)被一個(gè)油分芯立竿見影解決了？！

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

我們?cè)賮?lái)討論一下這個(gè)油水分離器自身的分離、過(guò)濾油霧的效果。這個(gè)油水分離器容積比前面裝的精密過(guò)濾器或油霧分離器大很多倍，它相當(dāng)于是一個(gè)微型儲(chǔ)氣罐，壓縮空氣通過(guò)這一個(gè)油水分離器時(shí)所需要的時(shí)間，是通過(guò)精密過(guò)濾器或者油霧分離器的很多倍，基本也等于通過(guò)時(shí)的速度慢了很多倍，其分離、過(guò)濾油霧的效果也必然會(huì)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(shí)際運(yùn)用過(guò)的案例進(jìn)行解析，讓大家在問(wèn)題解決后，也清楚是通過(guò)什么原理解決的問(wèn)題。把壓縮空氣壓力差與流速降下來(lái)了，分離、過(guò)濾油霧的效果自然會(huì)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(tǒng)中更好的根據(jù)實(shí)際情況靈活運(yùn)用，自由發(fā)揮。

最近兩年比較熱門的激光切割空壓機(jī)，有一部分人誤以為把空壓機(jī)、冷干機(jī)、過(guò)濾器、儲(chǔ)氣罐等組合在一起了，就叫一體式激光切割空壓機(jī)，這種認(rèn)知是很片面的。激光切割空壓機(jī)最關(guān)鍵的核心技術(shù)是要解決油霧穩(wěn)定性問(wèn)題等，甚至還要考慮溫差變化太大，可能導(dǎo)致鏡片容易產(chǎn)生霧氣的問(wèn)題。只有把油氣分離、容積式分離、后處理系統(tǒng)等原理琢磨透了，綜合幾方面因素進(jìn)行研發(fā)，才能讓一體式激光切割空壓機(jī)更上一層樓。