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空滤的好坏直接影响压缩机组的寿命和性能,空滤如何选型及计算?

2023-02-17 09:08:29
空滤的选型及计算


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前言:
空滤是压缩机组中的重要组成部件。其选型的好坏直接影响机组的寿命、性能。本章就空滤的一些基本结构及选型方法做简单阐述,希望能够对大家有所帮助。

压缩机用空滤行业概述


喷油双螺杆压缩机机头属于精密设备,螺杆间隙是以um为单位来衡量。间隙的大小直接影响机头效率、可靠性、噪音、振动等关键指标,所以在压缩机使用时,进气的洁净程度对机头的性能、寿命的影响是非常重要的。为此,空滤、油滤的选择对喷油双螺杆压缩机来说就显得十分重要。本专题就针对双螺杆压缩机的空滤结构、选型计算、使用注意事项进行重点介绍。

空滤简述


对于空滤来说,应用范围非常广泛,例如汽车发动机进气过滤、压缩机空气过滤等。只要对吸气过滤精度有要求的设备均少不了空滤的使用。对于空滤的使用范围一般可以分为以下几个行业:
    1)    工程机械
    2)    农业机械
    3)    压缩机
    4)    发动机和减速箱
    5)    商用及专用车辆
    6)    其他
这里把压缩机专门作为一个行业进行分类,可见压缩机对空滤的使用量及使用要求已经形成了默认的行业要求。拿最早的进入中国市场的空滤制造厂家曼胡默尔公司来说,进入压缩机市场的空滤是从工程机械上细分出来行业市场。

经过多年的使用及改进,压缩机市场已经对空滤的高精度过滤、高容灰量、低压损等指标提出了行业的要求。各家空滤厂家也一直致力于这些方面的研究,空滤的质量也逐渐向高过滤精度、长寿命、低压损方面发展,同时性价比也在一步步提高。


空滤选型计算


对于设计人员,在进行压缩机设计时,空滤的选型计算是十分重要的。下面分几步进行讲解

1)  空滤样式的选择
各厂家根据各种设备对空气质量的不同需求也对空滤做出不同系列的区分。一般以进气处理量及过滤精度要求的不同设计出不同系列产品,以下是曼胡默尔产品的初步分类。

图片.png

选型是可以根据压缩机额定气量的大小初步确定选型哪个系列空滤,然后根据实际要求(如压损、使用寿命、过滤要求、壳体材质等)选择相当的系列产品。一般压缩机行业选用Europiclon系列居多,气量大时,采用多个并联方式解决。


2)  空滤的结构及各部分说
以Europiclon系列为例,空滤主要结构部分如下:

图片.png

由上图可知,空滤主要结构包括:

A空滤壳 B主滤芯 C安全滤芯 D排尘口 E主滤芯骨架等组成,各部分作用如下:
■空滤壳:预滤作用。要过滤的气体从壳体进气口切向进入,通过旋转分类作用把大颗粒粉尘进行预分离,分离出的大颗粒粉尘自排尘口排出。其中80%的固体颗粒由空滤壳进行预滤。另外空滤壳与空滤芯的组合在压缩机上的使用可以起到消音作用,能够将空压机进气口进行消音。

■主滤芯:空滤核心部件,决定空滤的过滤精度及使用寿命,材质使用特殊的过滤纸折褶构成,过滤纸特殊纤维结构能够有效阻挡相当直径的固体杂质。其中20%(主要是细小杂质)由主滤芯过滤。

下面比例图可以清楚的看到空滤壳与主滤芯对粉尘的过滤比例。

图片.png

■安全芯:安全芯顾名思义就是起到短时间安全作用的滤芯。主要是一些工况需要压缩机在运转时候更换主滤芯,防止运转更换主滤芯时其他杂物(如塑料袋)吸入机头导致机头故障。安全芯主要为合成纤维组成,其不能作为主要过滤芯。一般工业用空压机不配安全芯,在移动压缩机或者不能停机更换空滤的场合会常用。


■排灰口:主要用于初滤壳体分离的粉尘的集中排出。主要注意点为空滤布置安装时排灰口应该在底部向下,这样才能保证预分离出的粉尘能够聚集在排灰口集中排出。

■其他:空滤还有其他附件如,空滤支架、防雨帽、吸气管节、压差指示器等。

3) 空滤选型举例(按照曼胡默尔样本选型)
按照设计额定流量20m³/min空压机,空滤压差报警压差65mbar,请选型空滤。并计算使用时间。
选型过程如下:
A.根据曼胡默尔空滤系列(如下表)选择Europiclon系列

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B.找到Europiclon系列产品列表,先按照气量要求选择响应空滤(此例中要求使用20m³/min用气量,先按照推荐使用气量大小选择下表中红框型号,之后验证使用时间是否满足客户需求)

图片.png

由上表可以确定此空滤滤芯型号为45 700 92 940

C.查看此滤芯在额定流量下,压差到达要求值时的容灰量

从其容灰量试验数据中(样本中会罗列出不同空滤在其推荐使用气量情况下压阻与容灰量的试验曲线。如下图)

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由上表可以看出,气量在21m³/min情况下,压差到达65mbar时,容灰量约15500 g。

D.查找实际使用中灰尘浓度
灰尘浓度按照如下推荐表计算

图片.png

按照上表,空压机使用环境灰尘浓度为35mg/ m³³

E.计算使用时间
使用时间按照下述公式计算

图片.png

此例中计算时间为:15500g×1000/35mg/m³×20 m³/min×60=369H。

即:45 700 92 940此款空滤,在额定气量20 m³/min的空压机机组使用时,当环境容灰浓度在35mg/ m³的环境下,使用369H后吸气压阻约65mbar。

注:因为样本中容灰量曲线数量有限(只列出此空滤蕞大推荐流量下的容灰量曲线),如果需要在不同气量下容灰量曲线数据,需要与厂家联系。

空滤设计其他注意事项


  • 空滤进气口尽量远离高温气体区。例如尽量防止吸入如电机散热后热风、高温区域的热空气。

  • 空滤进气口应布置在能防止雨水或冷凝水滴入的位置。

  • 除尘口应朝下布置,方便排放出初滤过滤的灰尘。

  • 空滤尽量布置在低尘埃区。

  • 吸气导管直径面积不要小于空滤出气口直径面积。

  • 吸气管与空滤出气口配合应密封,防止吸气短路不过空滤。

  • 吸气管设计应有一定防反喷油能力,防止急停机头返油直接污染空滤芯。




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