標籤:油浴式空氣過濾器

空氣過濾器(Air Filter)是指空氣過濾裝置,一般用於潔凈車間,潔凈廠房,實驗室及潔凈室,或者用於電子機械通信設備等的防塵。有初效過濾器,中效過濾器,高效過濾器及亞高效等型號。各種型號有不同的標準和使用效能。

1概述

在氣動技術中,空氣過濾器、減壓閥和油霧器稱為氣動三大件。為得到多種功能往往將這三種氣源處理元件按順序組裝在一起,稱為氣動三聯件。用於氣源凈化過濾、減壓和提供潤滑。
三大件的安裝順序按進氣方向依次為空氣過濾器、減壓閥、油霧器。三大件是多數氣動系統中不可缺少的氣源裝置,安裝在用氣設備近處,是壓縮空氣質量的最後保證,其設計和安裝,除確保三大件自身質量外,還要考慮節省空間、操作安裝方便、可任意組合等因素。

2作用

從氣源出來的壓縮空氣中含有過量的水汽和油滴,同時還有固體雜質,如鐵鏽、沙粒、管道密封劑等,這些會損壞活塞密封環,堵塞元器件上的小排氣孔,縮短元器件的使用壽命或使之失效。空氣過濾器的作用就是將壓縮空氣中的液態水、液態油滴分離出來,並濾去空氣中的灰塵和固體雜質,但不能除去氣態的水和油。

3原理

空氣過濾器原理圖

  空氣過濾器原理圖

空氣過濾器的結構如右圖所示 從進口流入的壓縮空氣,被引進導流板(2),導流板上有均勻分佈的類似風扇扇葉的斜齒,迫使高速流動的壓縮空氣沿齒的切線方向產生強烈的旋轉,混雜在空氣中的液態水油和較大的雜質在強大的離心力作用下分離出來,甩到水杯(7)的內壁上,流到水杯的底部。除去液態水油和較大雜質的壓縮空氣,再通過濾芯(3)的進一步過濾,清除微小的固態顆粒,然後從出口輸出清潔的壓縮空氣。傘形擋水板⑸將水杯分隔成上下兩部分,下部保持壓力靜區,可以防止高速旋轉的氣流吸起杯底的水油。聚集在杯底的水油從排水閥(8)放掉。空氣過濾器必須豎直水杯向下安裝。
慣性和擴散
顆粒粉塵在氣流中作慣性運動,當遇到排列雜亂的纖維時,氣流改變方向,粒因慣性偏離方向,撞到纖維上而被粘結。粒子越大越容易撞擊,效果越好。
小顆粒粉塵作無規則的布朗運動。顆粒越小,無規則運動越劇烈,撞擊障礙物的機會越多,過濾效果也會越好。空氣中小於0.1微米的顆粒主要作布朗運動,粒子小,過濾效果好。大於0.3微米的粒子主要作慣性運動,粒子越大效率越高。擴散和慣性都不明顯得粒子最難過濾掉。測量高效過濾器性能時,人們經常規定測量最難測量的粉塵效率值。
化學過濾
化學過濾器主要有選擇性的吸附有害氣體分子。
活性碳材料中有大量看不見的微孔,有較大的吸附面積。米粒大小的活性碳中,微孔內面積有十幾平方米大。
遊離分子接觸活性碳后,在微孔中凝聚成液體因毛細管原理呆在微孔中,有的與材料和而為一體。沒有明顯化學反應的吸附稱為物理吸附。
有的對活性碳進行處理,被吸附的顆粒與材料進行反應,生成固體物質或無害氣體,稱為化學吸附。
活性碳在使用過程中材料的吸附能力不斷減弱,當減弱到某一程度,過濾器將報廢。如果僅為物理吸附,用加熱或水蒸汽熏可使有害氣體脫離活性碳,使活性碳再生。
壓縮空氣過濾器
概念
採用人性化設計,便於輕鬆更換濾芯,採用高品質的過濾材料及技術設計,濾芯具有超強的疏水透氣性能,優質的鋁合金殼體,完全清除壓縮空氣中的油、雜質、液態水。該產品對於污染的清除能力更強,壓降更小。採用優質鋁合金製造;內部和外部噴塗環氧樹脂粉末,以提高耐壓性和抗腐蝕性;O型密封防漏圈;肋條型殼體,便於使用彎頭扳手;壓差表提示更換過濾芯的最佳時間,盡量提高過;濾器的投資利用率並減少壓降;液位指示器可用於目視監視液位高低,隨時注意維護;工作壓力為0.2--1.3MPA,工作溫度<66。
特點
1.殼體採用密封裝置;
⒉濾芯具有高效的防腐蝕性能;
⒊設備的氣流阻力低;
⒋有效過濾面積大,確保高效率;
⒌不含硅樹脂;
⒍可承受66℃的高溫。
應用範圍
壓縮空氣過濾器是去除壓縮空氣系統中的污染物:鐵屑、灰塵、積垢等腐蝕性固態顆粒,壓縮機潤滑劑,凝結水珠、酸冷性冷凝液以及碳氫化合物霧汽等,為壓縮機空氣系統提供符合應用需求的高質量壓縮空氣的裝置。是工廠或實驗室中必不可少的過濾設備之一,設備中包括上蓋、中殼和下殼,上蓋和中殼均設置有兩個圓孔,上蓋和中殼的兩個對應圓孔之間並排連接有兩個鋁桶,形成第一和第二過濾室,下殼的下端用連接頭連接排水裝置,排水裝置中有浮球。這款設備還採用了兩級三段式的過濾結構,即第一和第二過濾室以及中殼形成三段式過濾結構,設備中設置了特殊的過濾材料,使得整個壓縮過程可以將空氣中的水、油、鐵鏽以及其它雜質徹底清除,過濾效率可以達到99.9%。

壓縮空氣過濾器

壓縮空氣過濾器
有隔板高效濾器
有隔板過濾器的濾料是利用專用自動設備打成皺褶的鋁箔分隔並摺疊成型,正值對生產過程的管理及嚴格的測試保證了產品的質量。
折景過濾器可將較大的灰塵累計在折景的底部,兩側則可有效過濾其它微塵。大體而言,折景越深,使用壽命越長。
V型密褶式過濾器

  V型密褶式過濾器

這類產品具有以下特點:
結構堅固過濾效果穩定,使用壽命延長
堅固、有效率、且易於處理
初阻力低
過濾效率穩定
使用此過濾器不需要改變原來空調箱的設計,效率比傳統平面過濾器好,還可以延長後段高效過濾器壽命。
性能特點
◆高效H13過濾效率:對≥0.3μm顆粒的過濾效率在99.97%以上
亞高效H10過濾效率:對≥0.5μm顆粒的過濾效率在95%以上
中效F8過濾效率:對≥1.0μm顆粒的過濾效率在80%以上
◆專用摺疊設備進行摺疊
◆特製玻璃纖維濾紙作為濾材
◆特種鋁箔或紙間隔片
◆每個濾器經嚴格檢測
◆有木質、鋁合金、鋼板及不鏽鋼外框
應 用
主要用於電子、生物製藥行業及醫院等需要高潔凈度的場合。
無隔板超高效空氣過濾器
性能特點
◆對≥0.3μm顆粒的過濾效率在99.9995%以上
◆用電腦控制的全自動摺疊機系統進行噴膠摺疊,摺疊高度範圍可在22~96mm之間無級調節
◆專用超細玻璃纖維濾紙作為濾材
◆每個濾器經嚴格檢測
◆採用國際標準尺寸規格
◆F型為刀口型,用於液槽密封
應 用
HMU無隔板超高效空氣過濾器(ULPA)主要用於電子、醫藥行業,無塵室、層流設備等要求超高潔凈度的場合
V-BED型過濾器
V-BED型的中、高效過濾器,這款產品是專為在低阻力下達到大風量需求設計開發的。LV 的高效率系列可以在 250Pa 初期阻力的情況下風速達到 2 . 5m / s (即 500 場m)。

4方法步驟

一般的空氣凈化設備過濾空氣大概分為以下方法和步驟:
⒈多重過濾網————防止空氣中的灰塵和病菌進入室內
多重活性碳過濾網有效攔截灰塵病菌,進行過濾空氣,確保進入室內的空氣潔凈。
⒉氧化鈦殺毒————降解室內空氣中的甲醛、苯等有機毒氣的污染
納米級二氧化鈦由紫外光激活,進行過濾空氣有效降解空氣中的甲醛、苯等有機毒氣的放射污染。
⒊負離子增氧————增加室內空氣中的氧氣至適量並保持含量穩定
負離子發生器給室內空氣增氧,確保進入家居的空氣保持足量的氧氣、充滿活力,加強過濾空氣>
⒋PTC陶瓷加熱————加熱室內空氣至舒適溫度
PTC陶瓷加熱片對冬季進入室內的新風進行輔助預熱,適當增加室內的溫度,從而過濾空氣,讓家居溫暖舒適。
⒌ 紫外光殺菌————強效殺滅空氣中的流行性病毒細菌
紫外線光源具有強效殺滅空氣中的流行性病毒細菌,使人遠離感染源,進行過濾空氣,呵護全家健康。
過濾器是輸送介質管道上不可缺少的一種裝置,通常安裝在減壓閥、泄壓閥、定水位閥或其它設備的進口端,用來消除介質中的雜質,以保護閥門及設備的正常使用。當流體進入置有一定規格濾網的濾筒后,其雜質被阻擋,而清潔的濾液則由過濾器出口排出,當需要清洗時,只要將可拆卸的濾筒取出,處理后重新裝入即可,因此,使用維護極為方便。

5行業標準

GB/T 13554-2008 高效空氣過濾器
GB/T 14295-2008 空氣過濾器
GB/T 15187-2005 濕式除塵器性能測定方法
GB/T 17939-2008 核級高效空氣過濾器
GB/T 6165-2008 高效空氣過濾器性能試驗方法 效率和阻力
HG/T 2061-1991橡膠機械用空氣過濾器
JB/T 6417-1992空調用空氣過濾器
JB/T 7374-1994 氣動空氣過濾器 技術條件
JG/T 22-1999 一般通風用空氣過濾器性能試驗方法
TB/T 3135-2006 機車、動車用車體空氣過濾器

6發展歷史

空氣過濾器的原型是人們為保護呼吸而使用的呼吸保護器具。據記載,早在一世紀的羅馬,人們在提純水銀的時候就用粗麻製成的面具進行保護。在此之後的漫長時間裡,空氣過濾器也取得了進展,但其主要是作為呼吸保護器具用於一些危險的行業,如有害化學品的生產。1827年布朗發現了微小粒子的運動規律,人們對空氣過濾的機理有了進一步的認識。
空氣過濾器的迅速發展是與軍事工業和電子工業的發展緊密相關的。在第一次世界大戰期間,由於各種化學毒劑的使用,以石棉纖維過濾紙作為濾煙層的軍用防毒面具應運而生。玻璃纖維過濾介質用於空氣過濾於1940年10月在美國取得專利。50年代,美國對玻璃纖維過濾紙的生產工藝進行了深入的研究,使空氣過濾器得到了改善和發展。60年代,HEPA過濾器問世;70年代,採用微細玻璃纖維過濾紙作為過濾介質的HEPA過濾器,對013微米粒徑的粒子過濾效率高達99.9998%。八十年代以來,隨著新的測試方法的出現、使用評價的提高及對過濾性能要求的提高,發現HEPA過濾器存在著嚴重的問題,於是又產生了性能更高的ULPA過濾器。如今,各國仍在努力研究,估計不久就會出現更先進的空氣過濾器。
空氣過濾器本身的設計也取得了顯著進展,其中最重要的是分隔板的去除,即無隔板過濾器的發展。無隔板過濾器不僅消除了分隔板損壞過濾介質的危險,而且有效地增加了過濾面積,提高了過濾效率,並降低了氣流阻力,從而減少了能量消耗。此外,空氣過濾器在耐高溫、耐腐蝕以及防水、防菌等方面也取很大的進展,滿足了一些特殊的需求。

7設計重點

流道
空氣過濾器本體內部的設計主要是流道的設計,因為流道是影響流量特性的主要因素之一。流道設計要注意:
1)要盡量擴大進口流道的進氣面積,保證進氣流道面積為設計口徑面積的1.5~2倍;
2)流道要盡量短,在滿足強度的前提下,盡量將導流板上移靠近進氣口。流道短還能縮短結構尺寸。
空氣過濾器本體在設計壓鑄件時,要盡量減少機加工的切削余量,一般在0.5~1.5mm。過多的切削余量會增加材料成本和加工成本,還會增加不良率。這是因為壓鑄時內部難免會出現縮孔等不良現象,比較緻密的金屬層厚度比較薄,過多的切削量會破壞緻密層。設計時要盡量使壁厚均勻,不同壁厚處要有圓弧過渡,以減少集中應力的出現。
傘形擋水板
擋水板

  擋水板

傘形擋水板用來防止杯底的水被氣流回吸,設計時要注意3點:
1)傘形擋水板與濾芯接觸的部分要有一定的彈力和強度,保證組裝后濾芯和傘形擋水板不會鬆脫。傘形擋水板的材料一般用ABS或POM,所以要充分考慮塑料在使用過程中的老化問題,防止用過一段時間后失去彈力,必要時可以加一個鎖緊螺母。
2)傘形擋水板的傘形板部分要有氣壓平衡孔,直徑在1~2mm,用於平衡水杯上下2部分的氣壓。
3)傘形擋水板的傘形板部分要盡量大,與水杯的間隙在1~4mm之間,要留有缺口,以利於分離出的水流到杯底。
水杯和保護罩
空氣過濾器的水杯一般由透明的聚碳酸酯(PC)材料製作,便於觀察杯中的水位。水杯的厚度要大於3mm,壓力越大所用的厚度越厚。由於PC易碎,一般在較大規格的過濾器上使用時,要加金屬保護罩。加保護罩時,保護罩要托住水杯的底部,讓保護罩承受主要的壓力。在高壓時可以採用金屬水杯,但要有透明刻度顯示水位。

排水閥

空氣過濾器的排水閥種類很多,這裡介紹比較常用的3種。
彈簧式自動排水器

  彈簧式自動排水器

1)簡易的手動排水閥。這種最簡單,需要排水時用手打開閥, 排完水后關閉閥門。常用的有旋鈕式小球閥、按鈕式頂針閥等。這類閥設計簡單,只要解決密封問題就可以了。手動閥一定要人工操作,必須定期檢查水位並及時排水。如果排水不及時,會造成二次污染,起不到濾水作用。這種閥成本低,排水迅速,不影響正常工作,但人工維護成本高。
2)彈簧式自動排水器。無氣壓或極低氣壓時,彈簧頂起閥芯排水。有氣壓時,閥芯被壓緊到O型密封圈上,停止排水。這種閥排水時要求必須停氣,只能用在某些可以頻繁停氣的場所,優點是不用人工控制,製造成本低。
常開式自動排水閥

  常開式自動排水閥

3)自動排水器,有常開型和常閉型2種。無氣壓時,排水口處於開啟狀 態,為常開型;排水口處於關閉狀態為常閉型。這2種結構可以設計成如右圖所示,當複位彈簧安裝在外側的8)位置時,為常閉型;當複位彈簧安裝在活塞內部的9)位置時為常開型。
由於結構類似,只介紹常開型。當水杯內無氣壓時,浮子(11)靠自重落下,通過控制桿(1)密封塞(12)上節流口(3)關閉。活塞(4)複位彈簧(9)作用下下移,活塞桿與密封通道脫開,水油排出。當水杯內的氣壓大於最低動作壓力后,活塞克服彈簧力和摩擦力上移,排水口關閉。當水杯內的水位升高到一定位置,浮子的浮力大於上節流口的密封壓力時,通過控制桿將密封塞打開,氣壓從上節流口進入活塞內部上腔,活塞下移,排水口打開排水。當水位下降后,浮子將上節流口關閉。活塞上腔氣壓通過下節流孔排出,由於下節流口比上節流口小,活塞內腔的氣體不能立即排盡,活塞上移將排水口關閉有一定的延遲,當排水口完全關閉時,杯中的水已基本排完。自動排水器的單次蓄水量比較少,排水比手動排水頻繁。
常開型自動排水器在設計時首先要確定2個參數:最低動作壓力和最高工作壓力;而常閉型只需要確定最高工作壓力。
最低動作壓力是指讓排水閥關閉的最低壓力,一般為0.1~0.2MPa,最高工作壓力一般為1.0MPa,設計時放大為1.2MPa。最低動作壓力由活塞內外部的壓力差、內部的複位彈簧力和活塞密封的摩擦力來決定。為盡量減少活塞密封的摩擦力,大活塞一般用摩擦力較小的Y型密封。Y型密封的唇口應向下,確保活塞外部的氣壓可以將活塞上移,裝反則失效。
最高工作壓力確定后,設計的關鍵就在於:上節流口和下節流口的直徑及浮子的浮力三者要綜合考慮。要能夠完成排水,必須要滿足以下的關係式:
ρ*g*V>π*D12*P/4>π*D22*P/4
式中,ρ為浮子的密度/(kg·m-3);
V是上節流口打開瞬間浮子浸入水中部分的體積/m3;
D1為上節流口的直徑/m,
D2為下節流口的直徑/m;
P是使用時的工作壓力/MPa。
上節流口的直徑太大,需要的浮子體積也必須大,這樣會增加水杯的結構尺寸;直徑太小,則在注塑時製作困難。一般情況下,上節流口的直徑為0.8~1.5mm。
要讓活塞內部能積聚足夠高的壓縮空氣壓力來移動活塞,下節流口的直徑必須小於上節流口。在上節流口關閉后,活塞內的壓縮空氣不立即排出,可以使活塞不立即上升,從而將排水時間延長1.5~2.5s。
要滿足上述條件,下節流口直徑應在0.5~1.0mm,由於下節流口直徑太小,製作非常困難,可以採用以下的解決辦法:下節流口直徑比上節流口直徑稍小,然後再用一根稍細的不鏽鋼線通過下節流口,這樣在滿足製作工藝的同時又能大大縮小下節流口的有效通氣面積。浮子在設計時要盡量大,密度要盡量小,浮子可以用實心的發泡材料,也可以用空心的POM製作,後者一定要密封好,同時要有足夠的厚度來抵抗內外的壓力差(內部為常壓,外部為使用壓力)。
為保證下部O型密封圈的密封效果,要在活塞外部加濾網,防止雜質污染密封面。另外,由於排水時有較大的衝擊力,為防止O型密封圈被沖脫,應選用較大的線徑和較低的壓縮量,同時加導向槽,這樣既能排水又能保護密封圈。

8常規參數

材質:304、316L
進出口連接方式:快裝接頭連接、法蘭連接、螺紋連接
過濾精度(um):0.2-100
過濾容量(t/h):0.2-50
濾芯長度(m/m):250-1000
工作壓力(Mpa):0.1-1.0
溫度範圍(℃):1-100
濾芯材質為:聚丙烯濾芯
濾芯長度:10 、 20 、 30 、 40
濾筒芯數:1芯、3芯、5芯、7芯、9芯、11芯、13芯、15芯、21芯、32芯

9超期危害

機組排氣量不足,影響生產;
濾芯阻力過大,機組能量增加;
機組實際壓縮比增大,主機負荷增大,壽命減短;
濾芯破損導致異物進入主機,發生主機抱死甚至報廢的情況。

10清洗方法

1 清潔部位
機組的表面、內部、初效過濾器和中效過濾器,更換高效過濾器。
具體可以參考前文有介紹過的初中高效過濾器的清洗規程
2 清潔用具
抹布、槽子、洗潔精、不鏽鋼架。
3 清潔條件
初、中效過濾器終阻力大於初阻力2倍。
4 清潔內容
4.1 初、中效過濾器清洗方法
4.1.1 對於過濾器表面不是很臟時,將過濾器拿到室外用潔凈壓縮空氣雙面吹洗,吹洗至用眼在光線下不見塵粒止。
4.1.2 對於過濾器表面很臟時,需要進行水洗。在一般區的制水室(空調間)內用槽子放入約100斤的引用水,將1斤瓶裝的洗潔精稀釋后,將過濾器放入槽內要全部淹沒在水裡。進行漂洗若干次,至無污,最後用清水沖洗直至水清為止,取出放在不鏽鋼隔柵地拖上空干水,然後平鋪在架子上陰乾,涼曬時要雙面勤翻以便加快乾燥速度。
4.2 機組的表面清潔
4.2.1 每天用抹布對空調箱體外表面及附屬管線、儀錶進行全面的清潔,使得設備清潔明亮。
4.2.2 對設備上的油污、膠類要用抹布醮洗潔精擦去后,再用飲用水擦拭乾凈,不留痕迹。
4.3 空調系統內部清潔
4.3.1 每次更換初效、中效過濾器后,應把空調機組內部壁板、風機、加熱器、冷卻器、散流板、進行徹底的清潔,擦凈灰塵、污垢、油漬,不得留有死角,然後再安裝初效和中效過濾器。
4.3.2 每半月應對系統內部清潔一次,先用濕抹布對內部進行擦拭,再用干抹布進行全面的清潔。
4.4 高效過濾器的更換
4.4.1 更換高效過濾器時,應把安裝過濾器的四框和周邊用濕的潔凈抹布擦拭乾凈,並且要反覆三次,擦拭后應立即安裝高效過濾器。高效過濾器應在現場拆箱,並檢查合格后,立即進行安裝,以防止灰塵落進高效過濾器。
4.4.2 更換條件
4.4.2.1 檢測潔凈室的懸浮粒子數明顯超標.。
4.4.2.2 高效過濾器終風量降至初風量的70%以下時。
4.4.3 高效過濾器更換后,塵埃粒子計數器對高效過濾器和安裝連接處進行檢漏。在掃描巡檢的同時,緊固螺栓或用環氧樹脂硅膠堵漏。
4.4.4 高效過濾器的檢測、更換應及時記錄。
4.4.5 高效過濾器更換后,應進行檢漏試驗並進行驗證。
5 注意事項
5.1 濾布清潔后,如果濾器的初阻力值低於本濾器第一次安裝使用時初阻力值,不得使用,應及時更換;過濾器經2次清洗后即使壓差值大於初始值也要進行更換。
5.2 取高效過濾器時,應倒著提箱,使高效過濾器平穩地落地。
5.3 過濾器清洗后應檢查有無破損,如有應及時更換,清洗時不可揉搓,也不可機洗或甩干。
5.4 清洗過程中初、中效過濾器禁止混淆,應有編號以便區分。
5.5 每個空氣凈化系統應有備用一套過濾器,以便清洗時及時更換。
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