【壓縮機網】在壓縮空氣系統中，雖然壓縮空氣過濾器的經濟成本不高，其成本所占系統總成本的比例很微小，但其作用是不容忽視的。它就相當于人體的“肝臟”，雖沒有大腦、五官、心臟那么被人所熟悉，但它卻是人體內最大的解毒器官，體內產生的毒物、廢物，吃進去的毒物、有損健康的藥物等等必須依靠肝臟解毒。那么過濾器的作用就是把壓縮空氣中所含有的“毒物”——水霧、油霧、微塵粒及微生物等通通解毒掉，讓潔凈的壓縮空氣作用于氣動設備、儀表、生產工藝過程中，甚至是作為人體的呼吸用氣源（在醫療行業）。

　　不同的行業、不同的應用領域對壓縮空氣的品質要求均不同，那么，如何從性能、價格、技術的合理性角度去設計壓縮空氣過濾器呢？我們從濾材的選用、過濾面積的計算、濾速的確定以及過濾器殼體的選用角度進行簡要分析。

　　一、濾材的選擇

　　壓縮空氣中所含的雜質是多種多樣的，不同的用氣場景對所使用的壓縮空氣質量要求也是不同的，而隨著科技的發展濾材也是多種多樣的，各有特點各有特性。不可能有一種濾材，能滿足對一切雜質的有效過濾，所以選擇濾芯材料時，我們要盡量考慮以下兩項基本要求：

　　1、實際使用場合的過濾精度和過濾效率

　　不同濾材的過濾精度、機械性能是不同的，對不同過濾對象雜質的過濾效率是存在很大差異的。如：有適合過濾雜質的尺寸≧5μm的粉末冶金過濾材料和陶瓷過濾材料；也有適合過濾雜質的尺寸<5μm的，過濾精度≧99%的纖維過濾材料。但當過濾對象為油霧時，以上兩種濾材就不適合選用了，因為油霧的尺寸通常是<0.1μm，這時就不能選用蓬散的纖維濾料做濾芯材料，而應當采用高性的玻璃纖維濾紙做濾芯。而為進一步提高綜合性能，濾芯一般是做成復合結構，也就是多種濾材按科學設計的方式與結構一起使用，如下表所示。

　　2、經濟性

　　對于壓縮空氣品質沒有那么高要求的場合，就沒有必要選用高性能的濾材。如果選用，不僅會造成經濟上的浪費，過濾效果也不一定會好。如：高精密的過濾器在粉塵多場合，就容易堵塞，且在技術上也不應該用這樣的濾材。

　　二、過濾面積的計算

　　過濾面積是指垂直于氣流方向的過濾材料的有效面積。濾速是設計過濾器時的重要參數，它是決定濾芯過濾面積的主要依據。

　　1、對于纖維濾材，過濾面積計算公式：

　　2、對于粉末治金材料，過濾面積計算公式：

　　3、對過濾陶瓷濾材，過濾面積計算公式：

　　式中：A--過濾面積，m2

　　c--氣流通過濾料層時的流速，m/s；

　　--過濾器在額定狀態下過濾器的空氣有壓流量，m3/h

　　B--粉末冶金濾材的滲透系數（m2），它取決于材料的常數，由實驗確定。

　　η--空氣的動力粘度，N·s/m2;

　　δ--濾層厚度，m

　　K--過濾陶瓷透氣度，m2·mm-2·s-1·Pa-1;

　　△Р--空氣透過過濾層產生的壓力損失，Pa。

　　三、濾速的確定原則

　　濾速用C0表示：如圖1。

　　式中：C0--計算濾速度，m/s；

　　K--波爾茨曼常數，J/K；

　　T--絕對溫度，K；

　　df--濾材纖維直徑，m；

　　υ--空氣的動動粘度，m2/s；

　　η--空氣的動力粘度，Pa·s

　　dp--需過濾雜質的顆粒直徑，m，即過濾精度

　　確定纖維類過濾材料（包括濾紙）的濾速時，要考慮濾材的速度特性，即過濾效率與濾速的關系。擴散效應隨濾速增加而減小，慣性沖擊效應隨濾速的增加而提高，而其他效應基本上與濾速關系不大。當過濾對象為dp≥0.3μm，慣性沖擊作用起主要作用，設計濾速C時應盡量大于計算C0。式中可以看出，df與C0成正比關系，那么纖維直徑也不可太大；當過濾對象的dp為0.01μm～0.3μm的細微粒子時（如油霧粒子），擴散沉積機理起主要作用，設計濾速C時應盡量小于計算C0。式中可以看出，df與C0提成正比關系，那么纖維直徑也不可太小。

　　四、過濾器的殼體

　　壓縮空氣過濾器需要承受壓縮空氣的壓力，一般做成管狀結構，過濾主體——濾芯就密封在殼體里。由于工作時濾芯上的壓力降與被處理的空氣壓力相比可忽略不計，過濾器的殼體就承受了壓縮空氣的全部壓力。因而殼體就屬于壓力容器，必須有壓力容器生產資質才能生產。

　　1、殼體材料。一般金屬材料，小型過濾器的殼體常用高強度鋅鋁合金壓鑄而成；大流量過濾器的殼體多用承壓性能良好的鍋爐鋼板焊接而成。隨著技術的發展與需求的變化，現在也有用不銹鋼材料制造而成。不管用什么材料，成品殼體必須進行密封試驗和水壓試驗。如圖2。

　　2、殼體結構。如圖2，一般由上下兩部分組成，上半部分為“濾蓋”，下半部分為“濾筒”。濾蓋上有壓縮空氣進出通道（進出氣口，口徑與外部管徑一致），濾芯（如右圖7）也是懸掛固定在濾蓋上。壓縮空氣進入過濾器后，只能通過濾芯才能從排氣口排出，為此，進、出氣口之間是不能有泄露點的，否則壓縮空氣就會短路，從而不起到過濾作用。

　　濾筒的作用，一是密封，限制壓縮空氣只能在過濾器殼體范圍內并按規定的方向流動；二是接納過濾出來的水、油等濾液（為了及時排除濾液污物，在濾筒底部設有手動或自動的排污裝置）。一般濾筒的直徑比濾芯直徑大一倍即可，濾筒的長度應比濾芯長1.25～1.5倍左右，以保證濾芯不遭濾液的浸淹。

　　過濾器與外部管道的連接，小流量一般用螺紋，大流量一般用法蘭。

　　3、大流量的過濾器的結構有點特殊，有時濾筒內要裝幾支到幾十支濾芯，這時，濾芯的排列顯得很重要。通常要求任意三支相鄰濾芯應呈等邊三角形布置，而相鄰兩支濾芯的中心距應不小于濾芯直徑的1.25倍，以保持氣流在濾芯間有足夠的流通空間，如圖3。

　　以上簡要闡述了壓縮空氣過濾器設計時應考慮的一些要素如濾材、濾速、過濾面積，及其結構特征，為依據不同使用場景，設計高性能過濾器提供了理論參考，也為壓縮空氣行業從者提供了提升專業知識的素材，以便我們更好的為壓縮空氣用戶提供專業服務。

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