空壓機中的油氣分離器如何進行設(shè)計

1、空壓機中的油氣分離器如何進行設(shè)計噴油螺桿空壓機中，在壓縮氣體的同時，大量的 油被噴入空壓機的齒間容積。這些油和被壓縮氣體形 成的油氣混合物，在經(jīng)歷相同的壓縮過程后，被排到 機組的油氣分離器中。油氣分離器是噴油螺桿空壓機 機組系統(tǒng)中的主要設(shè)備之一。為了降低機組排氣中的 含油量和循環(huán)使用機組中的潤滑油，必須利用油氣分 離器把潤滑油有效地從氣體中分離出來。、油氣分離原理與方法1.油氣混合物特性在由被壓縮氣體和潤滑油形成的油氣混合物中， 潤滑油以氣相和液相兩種形式存在。處于氣相的潤滑油是由液相的潤滑油蒸發(fā)所產(chǎn)生 的，其數(shù)量的多少除取決于油氣混合物的溫度和壓力 外，還與潤滑油的飽和蒸氣壓有關(guān)。油氣混合物

2、的溫 度和壓力愈高，則氣相的油愈多；飽和蒸氣壓愈低，則氣相的油愈少。氣相油的特性與其他氣體類似，無 法用機械方法予以分離，只能用化學方法去清除。在一般的運行工況下，油氣混合物中處于氣相的 潤滑油很少。一是因為在通常的排氣溫度下，混合物 中潤滑油蒸氣的分壓力很低；二是由于潤滑油在從噴 入到分離的時間很短，沒有足夠的時間達到氣相和液 相間的平衡狀態(tài)。處于液相的潤滑油占了所有被噴入油中的絕大部 分，但這種液相油滴的尺寸范圍分布很廣。大部分油滴直徑通常處在150卬m少部分的油滴可小至與氣 體分子具有同樣的數(shù)量級，僅有0.01卬m顯然，大油 滴和小油滴的性質(zhì)會有較大的差異。在重力作用下，只要油氣混合物的

3、流速不是太快， 大的油滴最終都會落到油氣分離器的底部。油滴直徑 越小，其下落的時間就越長。對于直徑很小的潤滑油 微粒，卻可以長時間懸浮在中，無法在自身重力的作 用下，從氣體中被分離出來。油氣分離器的作用，就 是盡可能地把這部分油滴分離出來。2.油氣分離方法按分離機理的不同，噴油螺桿空壓機機組中采用 兩種不同的油氣分離方法。一種稱為機械法，即碰撞 法或旋風分離法，它是依靠油滴自身重力以及離心力 的作用，從氣體中分離直徑較大的油滴。實際測試表 明，對于直徑大于1 m的油滴，都可采用機械法被有 效地分離出來。另一種為親和聚結(jié)法，通過特殊材料 制成的元件（一般稱為油細分離器或分離器芯），使直 徑在1

4、n m以下的油滴先聚結(jié)為直徑較大的油滴，然后再分離出來現(xiàn)在噴油螺桿空壓機機組中一般都同時米用這兩 種不同的油氣分離方法，即用機械法作為粗分離，而 用親和聚結(jié)法作為精分離。早期的機械法一般采用碰撞法，即在油氣混合物 的流動方向上設(shè)置某種障礙物，當油氣混合物與障礙 物碰撞后，混合物中的油滴就會聚集在障礙物的表面, 并在重力的作用下，落到分離器的底部。采用碰撞法 時，油氣混合物撞擊障礙物的速度有一定的范圍，其最佳值與氣體和潤滑油的密度有關(guān)。一般來說，最佳 撞擊速度為3m/s左右。現(xiàn)代的機組中一般采用旋風分離法或兩種方法結(jié) 合來進行粗分離。這種方法是在油氣分離器中設(shè)置旋 風通道，當油氣混合物進入油氣分

5、離器后，首先通過 旋風通道，大的油滴將會在離心力的作用下被甩到壁 上，然后在重力的作用下，落到分離器的底部。當油氣混合物通過機械法進行分離后，其中約99.7%勺油會被分離出來，且此時的油滴直徑多在1(1 m以下，無法再用機械法進行分離。親和聚結(jié)法主要用于分離直徑在1（1 m以下的油滴，由過濾和聚結(jié)兩個過程組成。這種分離方法所采 用的元件（油細分離器），實際上是一種多孔過濾材料， 當油氣混合物進入過濾元件之前，直徑大于元件材料 孔徑的油滴，將在元件的表面被過濾出來。然后，利 用過濾材料內(nèi)部流道形狀和大小的改變，可使進入其 內(nèi)部的小直徑油滴在慣性力等的作用下，在材料的纖 維上聚結(jié)成為大直徑油滴，并

6、被過濾出來。目前，油細分離器普遍采用專門為此用途開發(fā)的超細玻璃纖維 等材料，取得了除油效果佳、壽命長、壓降小的效果 專業(yè)廠家生產(chǎn)的油細分離器已經(jīng)可使氣體中的含油量 降到12ppm二、油氣分離器設(shè)計1、油氣分離器的結(jié)構(gòu)形式與特點在噴油螺桿空壓機中，機組排氣中所含的潤滑油 就是油的消耗，所以油氣分離器都采用機械法和親和 聚結(jié)法的組合形式，即采用兩級分離，以降低潤滑油 的消耗量。一般來說，油氣分離器一共有三種結(jié)構(gòu)形式，所 示。圖1是早期油氣分離器大多采用的形式。油氣混 合物從空壓機進入油氣分離器后，首先撞擊分離器中 設(shè)置的擋板壁面，利用機械碰撞法進行一次分離，然 后油氣混合物以較低的速度進入油細分離

7、器進行二次 分離。圖2和圖3這兩種結(jié)構(gòu)形式均是采用碰撞與旋風 分離相結(jié)合來進行一次分離的。圖2中，油氣混合物從油細分離器下方沿切向進 入，流經(jīng)預設(shè)的旋風通道，利用旋轉(zhuǎn)所形成的離心力 進行一次分離。這種結(jié)構(gòu)形式的一次分離效果較之單 純的碰撞法有了提高，但仍然存在一些缺點：一是由 于增加了旋風通道，油氣分離器的高度增加；二是油 氣混合物直接掃過油面，降低了分離效果；三是由于 旋風通道一般是焊接于油氣分離器中下部，使得對油 氣分離器底部的清洗變得非常困難。圖3的結(jié)構(gòu)形式是在油細分離器與油氣分離器壁 之間設(shè)一圓筒，由分離器壁與圓筒間的空間作為旋風 通道。油氣混合物從分離器上部沿切向進入，利用旋 轉(zhuǎn)所形

8、成的離心力進行一次分離。由于這種方式分離 效果好，又避免了圖2結(jié)構(gòu)中的缺點，因此得到越來 越廣泛的應(yīng)用。經(jīng)過油細分離器分離出來的潤滑油聚集在油細分 離器的底部，需要通過回油管引出，排到空壓機的吸 氣口或處于較低壓力的齒間容積中。2、油細分離器的選型與油氣分離器的容積zocoewww.haeeiarcon為了盡可能減少氣體流過油細分離器時的壓力損 失和提高分離效果，氣體在其間的流速不能太高。然 而，流速越低，所需的過濾材料就越多，油細分離器 的成本就越高。因此，選擇合適的油細分離器與合適 的油氣分離器容積非常重要。合理的壓降和流速數(shù)值與被壓縮氣體的密度和潤 滑油的粘度等因素有關(guān)，一般通過潔凈油細

9、分離器的 壓降為0.0250.03Mpa;對于噴油螺桿空壓機，氣體 流過過濾材料時的速度應(yīng)在0.1m/s左右，而油氣分離器的容積一般是油細分離器體積的 3倍左右。3、油氣分離器的密封在油細分離器與端蓋以及油細分離器與筒體之 間，都必須設(shè)以密封。傳統(tǒng)的密封材料一般都選擇石 棉。當壓縮氣體流過油細分離器時，由于摩擦作用， 會產(chǎn)生靜電，油氣分離器內(nèi)部的高壓、高溫油霧在一 定的條件下可能發(fā)生燃燒或爆炸，因此必須要把靜電 消除掉。由于油細分離器與油氣分離器并不接觸，所 以以前一般都采用在石棉墊片打訂書釘或用金屬絲將 靜電引出的方法。近年來，隨著各國對環(huán)保的要求越來越強，石棉 由于污染環(huán)境，其使用受到越來越多的限制，新型密 封材料 柔性石墨得到了越來越廣泛的應(yīng)用。柔性 石墨具有良好的密封作用，被人們成為"密封王&qu