油气分离器常见结构分离效果分析

通过介绍油气分离器在喷油螺杆压缩机中的作用 , 比较分析了油气分离器的进气管及内置附件的结构设计对油气分离效果的影响 , 得出了一种较为合理的结构形式 , 能更好地达到油气分离的目的 , 并在实际应用中取得了良好的效果。

在喷油螺杆压缩机中 ,  油气分离器是其中的主要设备之一。油气分离器的作用是将压缩空气中形成的油气混合物进行油和气的分离 ,  既可降低压缩气体中的含油量 ,  又可循环利用分离出来的润滑油。近年来 ,  随着各种结构不同的新型油气分离器投入使用 ,  对内置附件及进气管的结构也进行了重点改进 ,  从而达到了更好的油气分离效果。

1  油气分离器的作用

在喷油螺杆压缩机中 ,  油气分离器能分离压缩空气中的润滑油。因为在压缩气体时 ,  一些油同时被喷入压缩机的齿间容积中 ,  因而形成了油气混合物。为了确保压缩气体的质量 ,  必须利用油气分离器来分离压缩空气中多余的油 ,  同时将分离出来的润滑油循环利用。

2  油气分离效果在喷油螺杆压缩机中形成了压缩气体和润滑油的混合物 ,  其中润滑油是以气相和液相两种状态存在的。气相润滑油是油气混合物在一定的温度和压力下由液相润滑油气化形成 ,  但气相油在油气混合物中的比例很少 ,  而液相油占的比例较多。液相油的油滴直径大部分在 1μm 以上 ,  少量的油滴直径在 0  01～1μm 之间。由于油气混合物的流速不是很快1,  油滴受重力作用 ,  大的油滴都落入油气分离器的底部 ,  然后通过回油管道再循环利用;  小直径的油滴长时间悬浮在压缩空气中 ,  不能靠自身的重力作用而落入油气分离器的底部。油气分离器的作用是将这些小油滴从压缩气体中分离出来 ,  从而使排出的压缩空气中油的含量在 0  003‰之内。因而 ,  油气分离器的性能好坏直接影响喷油螺杆压缩机排出的压缩气体的质量。喷油螺杆压缩机中压缩空气的含油量不仅与油气分离器的滤芯质量有关 ,  而且与油气分离器的进气管及内置附件的结构设计有关。油气分离器采用的油气分离有两级:  一级分离是机械碰撞分离 ,  是指油气混合物通过碰撞油气分离器的内置附件 ,  在自身重力作用下 ,  或通过油气分离器的进气管及内置附件产生的离心力作用 ,  将油气混合物中 1μm 以上的大直径油滴分离出来 ,  落入油气分离器的底部;

二级分离是油滴聚结再分离 ,  它是指油气混合物以较慢的速度进入油气分离器的滤芯 ,  将直径在 1μm以下的较大直径油滴先在滤芯表面过滤出来 ,  较小直径的油滴在进入滤芯内部后亲和聚结为直径较大的油滴 ,  并在自身重力作用下落入油气分离器的底部。油气分离器是上述两级分离方法的综合分离 ,机械分离作为一次分离 ,  滤芯分离作为二次分离。

3  油气分离器的结构分析

油气分离器的进气管及内置附件的结构设计 ,直接关系到一次分离效果的好坏。内置附件的型式有:  隔筒组件、导流板等。近年来常见的进气管及内置附件的结构大致有以下四种设计。第一种是进气管垂直筒体焊接。在进气管附近设置隔筒组件 , 油气混合物撞击隔筒进行一次粗分离 ,  此结构如图 1所示。

第二种结构是进气管切向焊在筒体上。在进气管附近焊有一块导流板 , 其形状为半圆形 , 油气混合物沿筒体切向进入旋转通道 , 利用旋转产生的离心力进行一次分离。这种切向分离较直接机械碰撞分离效果有了提高 ,  但由于导流板的位置一般在筒身中部 , 油气混合物很容易直接扫过油面 , 影响了分离效果。结构如图 2所示。第三种也是进气管切向焊入筒体。在筒体内设置了隔筒 ,  油气混合物沿着筒体与隔筒间的通道 ,旋转形成了离心力 , 从而达到分离的目的。隔筒可以直接焊在油气分离器的设备法兰底面上 , 或者隔筒与隔圈焊接成组件 , 再将隔圈组件装在设备法兰及法兰盖之间 , 然后用螺栓固定。隔筒内装有用于二次分离的油气分离滤芯。总之 , 隔筒一般设置在证明 ,  该结构的分离效果较前两种好 ,  在国内的油气分离器的设计中经常被使用 ,  该结构如图 3所示。

油气分离器的上部 ,  由于油气混合物离油面较远 ,一般应大于 300 mm ,  因而可以提高分离效果。实践

第四种是国外使用过的设计结构。进气接管设计为弯管组件 , 从油气分离器筒体中下部直接弯至上封头处。在上封头的顶部焊接隔筒装置 , 油气混合物在上封头与隔筒之间的通道内形成旋转离心力

而达到分离。结构如图 4所示。

图 4  分离器结构四

经过上述结构比较 , 可见第三种设计结构较合理 , 能够达到良好的分离效果 , 可有效降低压缩空气的含油量 , 同时可降低油耗 , 因而在业内较多采用该结构。

4结语

油气分离器是喷油螺杆压缩机的关键设备之一 ,油气分离器的性能优劣对压缩机的油耗、效果以及排气质量有很大影响。油气分离器的结构设计直接影响油气混合物的分离效果 ,  也关系到空气压缩机的使用成本。因而 , 我们在设计时根据客户的反馈信息进行了结构改进 , 取得了良好的应用效果和经济效益。

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