【壓縮機網】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。

 

　　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。

 

　　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。

 

　　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。可能很多人只知道加裝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。可能有人誤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——只要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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