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怎樣確定和設置壓縮空氣過濾器

      高效率的過濾器是可靠的壓縮空氣系統必不可少的部份，然而，許多設備工程師和定貨工程師也許還不熟悉這種新型壓縮空氣過濾器，它們能很容易達到工作特性。
     例如，現在可以買到基本上能夠分離掉壓縮空氣系統中的油份、冷凝水和灰塵的過濾器，而且無需花更多的錢購買這種和通常的過濾器具有同樣低的壓力降和同樣長的壽命的過濾器。或者說，現在一個工程師有理由按使用要求買到一種過濾器，這種過濾器能可靠地從有油潤滑壓縮機中得到無油的氣體。即選用合理的過濾器，使來自潤滑壓縮機的空氣或氣體能夠安全地同食品或藥品接觸，就像給敏感的化工流程和液化氣體的深冷系統中的干燥供氣一樣。
     與通常的過濾器不同，高效除油過濾器---凝聚式過濾器能從壓縮空氣系統中連續過濾和排油。而油又不會被吸附或被滯留在過濾器內，由于過濾器的速度和進油速度一樣，即使在浸透的狀態下，過濾器仍能保持原有的效率。使用合理選定的過濾器，空氣中的存油量就不會影響到過濾器的壽命。

高效凝聚式過濾器內不規則纖維網的顯微照片

      凝聚過濾器的過濾網是由極細的不規則的纖維構成。在大多數凝聚式過濾器中，其纖維網柵的內外表面是用金屬或塑料支架來加強的。有一種過濾網是硼硅鹽超細纖維用樹脂結構成的，具有足夠的內在強度，因而不需要外部支撐。
     高效率凝聚式過濾器與普通過濾器的不同之處，就在于它具有不規則的纖維網。普通過濾器是按過篩的原理工作的，即大于過濾器空隙的顆粒被欄住，而小于空隙的顆粒穿過過濾器。這種工作原理對各種材料構成的過濾器都是相同的，包括壓縮纖維或纖維氈，浸漬樹脂的紙，燒結青銅和纖維纏繞的過濾芯子等。然而由于油滴尺寸小于2μ，而普通過濾器對尺寸大于5μ的油珠分離最有效，所以這種過濾器不能從壓縮空氣中分離掉足夠的油分。
      高效凝聚式過濾器的工作原理完全不同。在這些過濾器里，纖維直徑和被捕捉的顆粒直徑相近，都在0.5μ-2μ之間，在這一尺寸范圍內的固體粒子或液滴碰到一根直徑在同一范圍的纖維，就會粘著在它的上面。顆粒附著在纖維表面上的力是作用于分子間的力（范德瓦爾力），和顆粒與纖維的成份基本上無關。高效過濾器使顆粒和纖維之間的碰撞機會增至最大。纖維之間空隙的實際大小和開關對決定過濾器的效率并不重要，而高效過濾器的特性也不由孔隙尺寸來決定。
     有三種機理使高效過濾器能夠捕捉最多的粒子：直接攔阻，慣性碰撞和擴散（布朗運動）。當粒子通過小于其半徑的纖維間隙時，發生直接攔阻，在這種情況下，粒子接觸而被聚集，因而就會發生慣性碰撞。擴散（布朗）運動對于小于0.6μ的粒子有效并能使高效過濾器的有效范圍擴展到0.05μ或更小的粒子。這些極小的粒子呈現的高速不規則運動與氣流方向無關。這種運動使處于尺寸范圍下限的微粒與纖維相撞而被捕捉成為可能。
     這種捕捉機理的奇妙結果是：一個典型的高效空氣過濾器實際上能捕集100%的1μ以上和0.3μ以下至0.1μ的所有粒子，卻會讓0.3μ~0.6μ的一些粒子穿過過濾器。因此，高效過濾器的定級，應由它對0.3μ~0.6μ范圍內的粒子捕集效率來決定。它們對更大或更小的粒子的捕集效率會更高。
     高效過濾器的捕捉機理對固體粒子的液滴同樣有效。然而，固體粒子在碰撞點附著在纖維上不動，而液滴卻往往會沿纖維長度往下移動到交叉點，聚集的小液滴增長變大，由于空氣流動和重力形成的微小壓差，迫使它逐漸地通過纖維網，最后，聚集的液體成為液滴或液膜出現在過濾器下游的表面上，然后被不斷地排出。過濾網捕捉的極小液體飛沫聚集增大變成液滴，然后將它們從系統中排出，這過程就叫做凝聚。
     確定過濾器在工廠壓縮空氣系統中的安裝位置，對取得最好的過濾效率是個很重要的因素。一個好的通用原則是：空氣過濾器應安放在每一個緊靠敏感使用端的前面。在典型的工廠壓縮空氣系統中，壓縮機和各使用端之間的空氣輸送管道均有相當一段長度，即使在壓縮機上安置一個高效過濾器，空氣仍有足夠的機會集聚冷凝液、管垢和來自空氣分配管道的其它雜質。把高效過濾器作?quot;最后的手段"安置在每個使用端的關鍵位置以確保對臟空氣的凈化，因為臟空氣對設備的正常運行有潛在的危險。為了保護使用端，盡管可能需要大量的過濾器，但每個過濾器的費用是很低的---通常在20-30美元之間----遠遠低于它們保護的設備的成本和因停機或因臟空氣污染產品所千萬的損失。
     如果使用端有壓力調節器，則過濾器應安裝在緊靠調節器的前頭。安裝在此處有三條理由：在調節器的高壓側裝一個高效凝取式過濾器，即使下游會進一步冷卻也能防止水分凝結；過濾器能保護調節器；在壓力降低之前，可以使用小些的過濾器，因此也就更經濟些。
     除了在終端使用多重小型過濾器之外，在壓縮機附近應單獨安裝一個大型過濾器。在一個典型的壓縮機裝置中，過濾器應安裝在冷卻器和儲氣罐之后。如果系統中沒有冷卻器取消（冷卻器并不是推薦的作法），則過濾器應安裝在盡可能遠的下游，以減少過濾器下游空氣的冷卻。過濾器下游空氣如有明顯冷卻，將會導致管道中產生大量的冷凝水。
     如果使用冷凍式干燥器，應在它的上游安裝凝聚式過濾器，以防止油和贓物覆蓋在熱交換面上，降低干燥器的效率。如果使用干燥劑或干燥器，在其上方安裝一個高效過濾器是必不可少的，油覆蓋干燥劑會迅速使干燥效率降低，必須更換、更換一、二次干燥劑的費用就相當于一個過濾器的價錢。在再生循環中，干燥劑被加熱時，干燥劑式干燥器中的油也常常引起空氣管道起火。
     另外，應在干燥劑式干燥器的下方安裝一個好的過濾器，以防止帶出干燥劑的顆粒，光依靠干燥器制造者的推薦未必能保證買主獲得滿意的過濾器，高效過濾器對于干燥劑式干燥器的正常運轉至關重要，所以購買者應該像規定干燥器一樣詳細規定過濾器。
     對過濾器應只規定其壓力降，而不規定任何其他物理量的大小（諸如表面積式容器直徑）凝聚式過濾器制造者在其技術文件中總是標明的。他們產品的最大初始壓力降（通常2磅/英寸）或流量，高速的出口氣流會把已凝聚的液體帶到下游。所以超過了推薦的最大流量，就有可能導致凝聚式過濾器效率的降低。
     在確定壓縮空氣過濾器的大小時應記住：過濾器在壓縮空氣系統中通常是最為便宜的部件。例如，在一個160英尺3/分（標準）系統中，帶有控制裝置的壓縮機價值約8000美元，干燥劑式干燥器（如果采用的話）成本約9000美元。而一個高效凝聚式過濾器卻不超過200美元。所以在壓縮空氣系統中，謀略通過減少這個最便宜部件的尺寸而犧牲其性能來節約資金是毫無意義的。
     在確定壓縮空氣過濾器的大小時，壓力降是要考慮的另一個因素。很明顯，為了盡可能提高壓縮機的效率，已經做了大量的試驗研究和技術裝備工作。如果在100磅/英寸2的過濾器，壓縮機效率立即就下降了5%。當凝聚式過濾器粘濕帶油時，其壓力降比寢壓力降增加一倍。這就可以看出用縮小過濾器的尺寸來降低其原始成本的"節約"，比起壓縮空氣系統的壽命來實際上是一種非常昂貴的"節約"。即使給出過濾器進出口尺寸也必須加以考慮。在任何情況下過濾器進出口尺寸都不應小于其安裝的管道尺寸。過濾器的進出口壓力損失遠遠超過選用尺寸過濾的過濾器所省下來的費用，在多數空氣裝置的凝聚式過濾器中，確定過濾器的大小，使其進出口尺寸和管道尺寸相同就會得到令人滿意的結果。既然超尺寸的凝聚式過濾器的性能可能比規定規格的更好些，所以在選擇過濾器尺寸時寧大勿小，這實際上是節省和降低成本的辦法。
     在確定壓縮空氣過濾器時，一般做法是確定可靠的供應者，然后列出所要求的性能，允許制造者選擇訂貨方式（過濾器尺寸、表面面積、結構、設計等）。應由使用者確定的各種性組織參數是：
    1、運轉條件----管道壓力、流量、管道尺寸和溫度。
    2、最大的壓力降----允許過高的原始壓力降，能源使用率就代，如果選用過低的壓力降，又會導致采用沒有必要的過大的過濾器。例如，壓力降為0.1磅/英寸2的過濾器將壓力降為1磅/英寸2的過濾器大10倍。在原始壓力降為0.5~1.5/英寸2的范圍內，在運轉費用和寢投資費用之間，通常可以得到最好的平衡。
    3、去污效率----雖然過濾效率是最主要的性能，遺憾的是，要確切地規定這種性能是最困難的。其困難是不能通過顆粒尺寸來準確地給高效空氣過濾器定級。從技術要求上來說雖然規定對直徑在0.3μ-0.6μ范圍內的粒子攔阻效率是合理的，但幾乎沒有制造者能提供這種數據，也很少有用戶會知道如何把這個效率和他們的過濾器技術要求聯系起來。
     規定效率的第二個困難是，長期凝聚效率必然不是和初始攔阻效率相同。有很多這種凝聚式過濾器其初始效率很高而長期凝聚效率卻較差，由于沒有工業上公認的鑒定長期凝聚效率的試驗方法，所以用戶不能引證任何性能規定范圍來保證預期的結果。
     對用戶來說，解決這個困難的一種方法是由用戶知道的空氣純度。例如"空氣含油重量不得超過1ppm"。這樣是行的，但它要求用戶知道多少雜質是允許的，同時也需要有一種用戶和供應者一致同意的方法來測定空氣中雜質的含量。
    最近麻薩諸塞州列克星頓市波茲有限公司和賓夕法尼亞洲匹茲堡市國立Draeger 提出了兩種比較簡單的測定空氣中含油量的試驗方法。無疑比起規定攔阻效率的方法來說它是現今保證所需過濾器性能的一種較好方法。
     最終，獲得所預想的過濾特性的最好方法是選擇一個可靠的供貨商，定性地告訴他，過濾器用于何處（用于儀表空氣、保護干燥劑式干燥器等），然后要求供貨商對過濾器的性能認真負責。這樣，用戶會得到它真正需要的而不要去費力尋找的過濾器。

怎樣確定和設置壓縮空氣過濾器

      高效率的過濾器是可靠的壓縮空氣系統必不可少的部份，然而，許多設備工程師和定貨工程師也許還不熟悉這種新型壓縮空氣過濾器，它們能很容易達到工作特性。
     例如，現在可以買到基本上能夠分離掉壓縮空氣系統中的油份、冷凝水和灰塵的過濾器，而且無需花更多的錢購買這種和通常的過濾器具有同樣低的壓力降和同樣長的壽命的過濾器。或者說，現在一個工程師有理由按使用要求買到一種過濾器，這種過濾器能可靠地從有油潤滑壓縮機中得到無油的氣體。即選用合理的過濾器，使來自潤滑壓縮機的空氣或氣體能夠安全地同食品或藥品接觸，就像給敏感的化工流程和液化氣體的深冷系統中的干燥供氣一樣。
     與通常的過濾器不同，高效除油過濾器---凝聚式過濾器能從壓縮空氣系統中連續過濾和排油。而油又不會被吸附或被滯留在過濾器內，由于過濾器的速度和進油速度一樣，即使在浸透的狀態下，過濾器仍能保持原有的效率。使用合理選定的過濾器，空氣中的存油量就不會影響到過濾器的壽命。

高效凝聚式過濾器內不規則纖維網的顯微照片

      凝聚過濾器的過濾網是由極細的不規則的纖維構成。在大多數凝聚式過濾器中，其纖維網柵的內外表面是用金屬或塑料支架來加強的。有一種過濾網是硼硅鹽超細纖維用樹脂結構成的，具有足夠的內在強度，因而不需要外部支撐。
     高效率凝聚式過濾器與普通過濾器的不同之處，就在于它具有不規則的纖維網。普通過濾器是按過篩的原理工作的，即大于過濾器空隙的顆粒被欄住，而小于空隙的顆粒穿過過濾器。這種工作原理對各種材料構成的過濾器都是相同的，包括壓縮纖維或纖維氈，浸漬樹脂的紙，燒結青銅和纖維纏繞的過濾芯子等。然而由于油滴尺寸小于2μ，而普通過濾器對尺寸大于5μ的油珠分離最有效，所以這種過濾器不能從壓縮空氣中分離掉足夠的油分。
      高效凝聚式過濾器的工作原理完全不同。在這些過濾器里，纖維直徑和被捕捉的顆粒直徑相近，都在0.5μ-2μ之間，在這一尺寸范圍內的固體粒子或液滴碰到一根直徑在同一范圍的纖維，就會粘著在它的上面。顆粒附著在纖維表面上的力是作用于分子間的力（范德瓦爾力），和顆粒與纖維的成份基本上無關。高效過濾器使顆粒和纖維之間的碰撞機會增至最大。纖維之間空隙的實際大小和開關對決定過濾器的效率并不重要，而高效過濾器的特性也不由孔隙尺寸來決定。
     有三種機理使高效過濾器能夠捕捉最多的粒子：直接攔阻，慣性碰撞和擴散（布朗運動）。當粒子通過小于其半徑的纖維間隙時，發生直接攔阻，在這種情況下，粒子接觸而被聚集，因而就會發生慣性碰撞。擴散（布朗）運動對于小于0.6μ的粒子有效并能使高效過濾器的有效范圍擴展到0.05μ或更小的粒子。這些極小的粒子呈現的高速不規則運動與氣流方向無關。這種運動使處于尺寸范圍下限的微粒與纖維相撞而被捕捉成為可能。
     這種捕捉機理的奇妙結果是：一個典型的高效空氣過濾器實際上能捕集100%的1μ以上和0.3μ以下至0.1μ的所有粒子，卻會讓0.3μ~0.6μ的一些粒子穿過過濾器。因此，高效過濾器的定級，應由它對0.3μ~0.6μ范圍內的粒子捕集效率來決定。它們對更大或更小的粒子的捕集效率會更高。
     高效過濾器的捕捉機理對固體粒子的液滴同樣有效。然而，固體粒子在碰撞點附著在纖維上不動，而液滴卻往往會沿纖維長度往下移動到交叉點，聚集的小液滴增長變大，由于空氣流動和重力形成的微小壓差，迫使它逐漸地通過纖維網，最后，聚集的液體成為液滴或液膜出現在過濾器下游的表面上，然后被不斷地排出。過濾網捕捉的極小液體飛沫聚集增大變成液滴，然后將它們從系統中排出，這過程就叫做凝聚。
     確定過濾器在工廠壓縮空氣系統中的安裝位置，對取得最好的過濾效率是個很重要的因素。一個好的通用原則是：空氣過濾器應安放在每一個緊靠敏感使用端的前面。在典型的工廠壓縮空氣系統中，壓縮機和各使用端之間的空氣輸送管道均有相當一段長度，即使在壓縮機上安置一個高效過濾器，空氣仍有足夠的機會集聚冷凝液、管垢和來自空氣分配管道的其它雜質。把高效過濾器作?quot;最后的手段"安置在每個使用端的關鍵位置以確保對臟空氣的凈化，因為臟空氣對設備的正常運行有潛在的危險。為了保護使用端，盡管可能需要大量的過濾器，但每個過濾器的費用是很低的---通常在20-30美元之間----遠遠低于它們保護的設備的成本和因停機或因臟空氣污染產品所千萬的損失。
     如果使用端有壓力調節器，則過濾器應安裝在緊靠調節器的前頭。安裝在此處有三條理由：在調節器的高壓側裝一個高效凝取式過濾器，即使下游會進一步冷卻也能防止水分凝結；過濾器能保護調節器；在壓力降低之前，可以使用小些的過濾器，因此也就更經濟些。
     除了在終端使用多重小型過濾器之外，在壓縮機附近應單獨安裝一個大型過濾器。在一個典型的壓縮機裝置中，過濾器應安裝在冷卻器和儲氣罐之后。如果系統中沒有冷卻器取消（冷卻器并不是推薦的作法），則過濾器應安裝在盡可能遠的下游，以減少過濾器下游空氣的冷卻。過濾器下游空氣如有明顯冷卻，將會導致管道中產生大量的冷凝水。
     如果使用冷凍式干燥器，應在它的上游安裝凝聚式過濾器，以防止油和贓物覆蓋在熱交換面上，降低干燥器的效率。如果使用干燥劑或干燥器，在其上方安裝一個高效過濾器是必不可少的，油覆蓋干燥劑會迅速使干燥效率降低，必須更換、更換一、二次干燥劑的費用就相當于一個過濾器的價錢。在再生循環中，干燥劑被加熱時，干燥劑式干燥器中的油也常常引起空氣管道起火。
     另外，應在干燥劑式干燥器的下方安裝一個好的過濾器，以防止帶出干燥劑的顆粒，光依靠干燥器制造者的推薦未必能保證買主獲得滿意的過濾器，高效過濾器對于干燥劑式干燥器的正常運轉至關重要，所以購買者應該像規定干燥器一樣詳細規定過濾器。
     對過濾器應只規定其壓力降，而不規定任何其他物理量的大小（諸如表面積式容器直徑）凝聚式過濾器制造者在其技術文件中總是標明的。他們產品的最大初始壓力降（通常2磅/英寸）或流量，高速的出口氣流會把已凝聚的液體帶到下游。所以超過了推薦的最大流量，就有可能導致凝聚式過濾器效率的降低。
     在確定壓縮空氣過濾器的大小時應記住：過濾器在壓縮空氣系統中通常是最為便宜的部件。例如，在一個160英尺3/分（標準）系統中，帶有控制裝置的壓縮機價值約8000美元，干燥劑式干燥器（如果采用的話）成本約9000美元。而一個高效凝聚式過濾器卻不超過200美元。所以在壓縮空氣系統中，謀略通過減少這個最便宜部件的尺寸而犧牲其性能來節約資金是毫無意義的。
     在確定壓縮空氣過濾器的大小時，壓力降是要考慮的另一個因素。很明顯，為了盡可能提高壓縮機的效率，已經做了大量的試驗研究和技術裝備工作。如果在100磅/英寸2的過濾器，壓縮機效率立即就下降了5%。當凝聚式過濾器粘濕帶油時，其壓力降比寢壓力降增加一倍。這就可以看出用縮小過濾器的尺寸來降低其原始成本的"節約"，比起壓縮空氣系統的壽命來實際上是一種非常昂貴的"節約"。即使給出過濾器進出口尺寸也必須加以考慮。在任何情況下過濾器進出口尺寸都不應小于其安裝的管道尺寸。過濾器的進出口壓力損失遠遠超過選用尺寸過濾的過濾器所省下來的費用，在多數空氣裝置的凝聚式過濾器中，確定過濾器的大小，使其進出口尺寸和管道尺寸相同就會得到令人滿意的結果。既然超尺寸的凝聚式過濾器的性能可能比規定規格的更好些，所以在選擇過濾器尺寸時寧大勿小，這實際上是節省和降低成本的辦法。
     在確定壓縮空氣過濾器時，一般做法是確定可靠的供應者，然后列出所要求的性能，允許制造者選擇訂貨方式（過濾器尺寸、表面面積、結構、設計等）。應由使用者確定的各種性組織參數是：
    1、運轉條件----管道壓力、流量、管道尺寸和溫度。
    2、最大的壓力降----允許過高的原始壓力降，能源使用率就代，如果選用過低的壓力降，又會導致采用沒有必要的過大的過濾器。例如，壓力降為0.1磅/英寸2的過濾器將壓力降為1磅/英寸2的過濾器大10倍。在原始壓力降為0.5~1.5/英寸2的范圍內，在運轉費用和寢投資費用之間，通常可以得到最好的平衡。
    3、去污效率----雖然過濾效率是最主要的性能，遺憾的是，要確切地規定這種性能是最困難的。其困難是不能通過顆粒尺寸來準確地給高效空氣過濾器定級。從技術要求上來說雖然規定對直徑在0.3μ-0.6μ范圍內的粒子攔阻效率是合理的，但幾乎沒有制造者能提供這種數據，也很少有用戶會知道如何把這個效率和他們的過濾器技術要求聯系起來。
     規定效率的第二個困難是，長期凝聚效率必然不是和初始攔阻效率相同。有很多這種凝聚式過濾器其初始效率很高而長期凝聚效率卻較差，由于沒有工業上公認的鑒定長期凝聚效率的試驗方法，所以用戶不能引證任何性能規定范圍來保證預期的結果。
     對用戶來說，解決這個困難的一種方法是由用戶知道的空氣純度。例如"空氣含油重量不得超過1ppm"。這樣是行的，但它要求用戶知道多少雜質是允許的，同時也需要有一種用戶和供應者一致同意的方法來測定空氣中雜質的含量。
    最近麻薩諸塞州列克星頓市波茲有限公司和賓夕法尼亞洲匹茲堡市國立Draeger 提出了兩種比較簡單的測定空氣中含油量的試驗方法。無疑比起規定攔阻效率的方法來說它是現今保證所需過濾器性能的一種較好方法。
     最終，獲得所預想的過濾特性的最好方法是選擇一個可靠的供貨商，定性地告訴他，過濾器用于何處（用于儀表空氣、保護干燥劑式干燥器等），然后要求供貨商對過濾器的性能認真負責。這樣，用戶會得到它真正需要的而不要去費力尋找的過濾器。