发布日期：2020-04-14 20:23 浏览次数：
在工业应用中有一种容积式分离器，当混合气体经过此分离器时，通过流通面积的增大和流速压力的降低，使空气失去对夹带物的携带作用，达到分离目的。其基本原理就是以一定的容积空间来减缓流通速度，在重力作用下达到混合物与空气分离的目的，也可以叫缓速分离。这个原理应用在空压系统中，对气液分离可以起到很大的辅助作用。
压缩空气除油、除水最多的设备是什么？可能很多人以为是冷干机或者是过滤器。但笔者认为并不是这些设备，而是大家认为最没有技术含量的储气罐。如果仔细想一想，相信大多数人会认同这一说法。因为储气罐除了储气、缓冲功能以外，也是简易的分离罐，利用容积式缓速分离原理达到分离压缩空气中部分油水的目的。因此，储气罐除了叫储气罐、缓冲罐以外，还可以叫分离罐。
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大家都知道储气罐的主要功能是储气、缓冲，并不属于除油、除水的设备，为什么储气罐反而是除油、除水最多的设备呢？！其实，储气罐是很典型的利用容积式分离原理分离出部分油水的设备。假如空压机打满储气罐是1分半钟，那么，压缩空气进出储气罐时，在储气罐停留的时间，从理论上来讲大约是1分半钟。压缩空气在储气罐停留的这1分半钟，除了可以降低温度以外，流速非常缓慢，在重力作用下，压缩空气中的部分油水就被分离出来了。
我们举储气罐的例子，主要是为了便于大家理解容积式分离的原理，它并不是文章要讲的主要内容。容积式分离在空压机系统中应用较为隐蔽，但非常关键的两个方面是油分离系统与后处理系统。
细心的朋友可能会发现，相同排气量的空压机，油分桶配置较大时，油分稳定性会高很多，含油量相对也会低一些。为什么会出现这种现象呢？首先，油气桶配大一些了，油气混合物往上时速度会慢很多，因为重力作用，油气到达油分时润滑油含量会少很多，自然能提高油分稳定性、降低含油量；其次，油分桶配大一些了，油分尺寸相对也会大一些，油分过滤面积大了，压缩空气通过油分时流速自然会缓慢一些，油气芯分离的效果自然会好很多；另外还有一个大家容易忽视的地方是，压缩空气通过油分过滤材料以后，油分芯内侧还有一个小容积，当油分配置较大一些时，油分内置的这个小容积也会大一些，压缩空气到达最小压力阀的速度会缓慢一些，能让更多一些油雾下沉到油分底部。这除了对油分稳定性能起到一些帮助外，还能降低一些压缩空气的含油量。
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举一个例子，大家可能会更容易理解：有一些空压机厂家75HP与100HP螺杆式空压机的空滤、油分桶、油分等配置是一样的。毫无疑问，75HP比100HP空压机的油分稳定性会更高，压缩空气含油量会更低，运行能效会更高。
随着这几年永磁变频、二级压缩空压机越来越多，大家都清楚，如果是相同品牌、相同功率的空压机，永磁变频、二级压缩空压机对比工频空压机，排气量通常会更大一些。为什么很多厂家不是选择通过折叠式油分增大过滤面积，来解决因为排气量增大而导致的油分过滤面积偏小的问题，而是把油分桶与油分同时加大？因为在油分桶不改变的前提下，排气量增加，也就意味着油雾量也会增加。而折叠式油分解决的只是过滤面积偏小的问题，并不能从源头上解决油雾增大的问题。折叠油分虽然使过滤面积增大了，但同时也存在不能进行深度分离的缺陷。
另外，即使油分改成了折叠式，但油分内侧的容积并没有改变，排气量增加了，气体排出去的流速就会加快，意味着油雾下沉到油分底部的效果大大降低。如果仅仅只是改成折叠式油分来增大过滤面积，并不能得到很好的解决，这就是很多厂家选择同时加大油分桶与油分的原因，通过容积式缓速分离提高油分离系统的稳定性、降低含油量、提升能效。
从整体概率上来说，外置油分的含油量会高于内置油分，稳定性会低于内置油分，大多数人可能会觉得这是因为外置油分过滤面积偏小的原因，过滤面积偏小也确实是主要原因之一，但并不是全部原因。比如，折叠式外置油分的过滤面积增大了，但也只能缓解含油量与稳定性，并不能完全解决外置油分含油量高于内置油分。稳定性低于内置油分的概率，足以说明并不完全是过滤面积的问题。
过滤面积之外的另外一部分原因是：一、外置油分本身就相当于是一个小型容积，外置油分体积小，外壳与滤芯之间的间隙自然很小，气体流速太快时会导致润滑油回流下去时困难一些，油气在滤芯分离之前的含油量会较高，这也是外置油分含油量比内置油分稍微高一些的部分原因；二、外置油分的滤芯很小，滤芯内侧的空间自然就更小了，当气体通过过滤材料以后，几乎没有停留的时间，气体马上就要排出去了，油雾沉淀到回油系统的效果就大打折扣，这也是外置油分含油量比内置油分稍微高一些的部分原因。
当外置油分选配偏大一个型号时，除了过滤面积加大以外，滤芯外侧、内侧的空间也相当于加大了，大大提升了外置油分的稳定性，降低了含油量。也就是说，外置油分的含油量与稳定性，除了过滤面积因素以外，与滤芯外侧、内侧容积大小也有一定的关系。
笔者今年1月份在《压缩机》杂志发表的文章《空压机含油、含水后处理问题分析》中，其实讲的主要核心内容就是通过容积式缓速分离，以此达到提高后处理效果的目的。无论是建议选配精密过滤器或油雾分离器时加大1～2个型号，还是后面加装储气罐或者油水分离器，目的都是一样的——通过缓速来提高后处理系统的分离、过滤效果。
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我们举一个实际案例来帮助大家理解：有些朋友遇到用气端含油量较多时，想了很多的办法也难以帮用户解决，最后通过在用气端前面加装一个油水分离器解决了含油量高的问题。可能很多人只知道加装油水分离器把问题给解决了，但对其分离、过滤原理并不是很了解，属于误打误撞解决问题。
这种油水分离器就是在一个较大的容积里面装一个油分芯。可能有人误以为这种油水分离器分离、过滤效果很好的功劳就是因为里面那个油分芯。这样理解是比较片面的，这个油分芯对分离、过滤压缩空气中的油雾确实有一些效果，但主要功劳并不属于油分芯。试想，之前装的多支精密过滤器或油雾分离器，里面的滤芯原理与这个油分芯原理几乎是一样的，那么多支精密过滤器或油雾分离器都没能解决的油雾问题，怎么可能会被一个油分芯立竿见影解决了？！
前面笔者已经讲过，这个油水分离器是在一个较大的容积里面装一个油分芯，也就是说，这个油水分离器的容积会比精密过滤器或油雾分离器大很多倍，加装了这个油水分离器以后，相当于加了一个微型储气罐，压缩空气就不是直接流向用气端了，而是要先经这一个微型储气罐。这样一来，前面的几支精密过滤器或油雾分离器的压力差会降低一些，流速自然也会降低一些，它们分离、过滤油雾的效果自然也提升了。
我们再来讨论一下这个油水分离器自身的分离、过滤油雾的效果。这个油水分离器容积比前面装的精密过滤器或油雾分离器大很多倍，它相当于是一个微型储气罐，压缩空气通过这一个油水分离器时所需要的时间，是通过精密过滤器或者油雾分离器的很多倍，基本也等于通过时的速度慢了很多倍，其分离、过滤油雾的效果也必然会大幅提高。
笔者并不是为了鼓吹油水分离器效果有多好，而是把很多人实际运用过的案例进行解析，让大家在问题解决后，也清楚是通过什么原理解决的问题。把压缩空气压力差与流速降下来了，分离、过滤油雾的效果自然会大幅提升——只有把容积式分离原理弄精通了，才可以在空压系统中更好的根据实际情况灵活运用，自由发挥。
最近两年比较热门的激光切割空压机，有一部分人误以为把空压机、冷干机、过滤器、储气罐等组合在一起了，就叫一体式激光切割空压机，这种认知是很片面的。激光切割空压机最关键的核心技术是要解决油雾稳定性问题等，甚至还要考虑温差变化太大，可能导致镜片容易产生雾气的问题。只有把油气分离、容积式分离、后处理系统等原理琢磨透了，综合几方面因素进行研发，才能让一体式激光切割空压机更上一层楼。
分离是很广泛的，容积式缓速分离只是分离领域极小的一部分而已，本文也仅仅只是浅谈。希望详细交流的业界同仁，都可以加作者微信或往本刊投稿，我们一起探讨，共同进步。
