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空氣過(guò)濾器的原理與作用
概述
在氣動(dòng)技術(shù)中，空氣過(guò)濾器,、減壓閥和油霧器稱為氣動(dòng)三大件,。為得到多種功能往往將這三種氣源處理元件按順序組裝在一起，稱為氣動(dòng)三聯(lián)件,。用于氣源凈化過(guò)濾,、減壓和提供潤(rùn)滑。
三大件的安裝順序按進(jìn)氣方向依次為空氣過(guò)濾器,、減壓閥,、油霧器。三大件是多數(shù)氣動(dòng)系統(tǒng)中*的氣源裝置,，安裝在用氣設(shè)備近處,，是壓縮空氣質(zhì)量的zui后保證，其設(shè)計(jì)和安裝，除確保三大件自身質(zhì)量外,，還要考慮節(jié)省空間,、操作安裝方便、可任意組合等因素,。
原理
空氣過(guò)濾器的結(jié)構(gòu)如右圖所示 從進(jìn)口流入的壓縮空氣,，被引進(jìn)導(dǎo)流板，導(dǎo)流板上有均勻分布的類似風(fēng)扇扇葉的斜齒,，迫使高速流動(dòng)的壓縮空氣沿齒的切線方向產(chǎn)生強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn),，混雜在空氣中的液態(tài)水油和較大的雜質(zhì)在強(qiáng)大的離心力作用下分離出來(lái)，甩到水杯的內(nèi)壁上,，流到水杯的底部,。除去液態(tài)水油和較大雜質(zhì)的壓縮空氣，再通過(guò)濾芯的進(jìn)一步過(guò)濾,，清除微小的固態(tài)顆粒,，然后從出口輸出清潔的壓縮空氣。傘形擋水板⑸將水杯分隔成上下兩部分,，下部保持壓力靜區(qū),，可以防止高速旋轉(zhuǎn)的氣流吸起杯底的水油。聚集在杯底的水油從排水閥放掉,?？諝膺^(guò)濾器必須豎直水杯向下安裝。
攔截
空氣中的塵埃粒子,，隨氣流作慣性運(yùn)動(dòng)或無(wú)規(guī)則布朗運(yùn)動(dòng)或受某種場(chǎng)力的作用而移動(dòng),，當(dāng)微粒運(yùn)動(dòng)撞到其它物體，物體間存在的范德華力（是分子與分子,、分子團(tuán)與分子團(tuán)之間的力）使微粒粘到纖維表面,。進(jìn)入過(guò)濾介質(zhì)的塵埃有較多撞擊介質(zhì)的機(jī)會(huì)，撞上介質(zhì)就會(huì)被粘住,。較小的粉塵相互碰撞會(huì)相互粘結(jié)形成較大顆粒而沉降,，空氣中粉塵的顆粒濃度相對(duì)穩(wěn)定。室內(nèi)及墻壁的退色就因?yàn)檫@原因,。
把纖維過(guò)濾器像篩子一樣看待是錯(cuò)誤的,。
慣性和擴(kuò)散
顆粒粉塵在氣流中作慣性運(yùn)動(dòng)，當(dāng)遇到排列雜亂的纖維時(shí),，氣流改變方向，粒因慣性偏離方向,，撞到纖維上而被粘結(jié),。粒子越大越容易撞擊，效果越好。
小顆粒粉塵作無(wú)規(guī)則的布朗運(yùn)動(dòng),。顆粒越小,，無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈，撞擊障礙物的機(jī)會(huì)越多,，過(guò)濾效果也會(huì)越好,。空氣中小于0.1微米的顆粒主要作布朗運(yùn)動(dòng),，粒子小,，過(guò)濾效果好。大于0.3微米的粒子主要作慣性運(yùn)動(dòng),粒子越大效率越高,。擴(kuò)散和慣性都不明顯得粒子zui難過(guò)濾掉,。測(cè)量過(guò)濾器性能時(shí)，人們經(jīng)常規(guī)定測(cè)量zui難測(cè)量的粉塵效率值,。
靜電作用
由于某種原因,，纖維和微粒可能帶上電荷,，產(chǎn)生靜電效應(yīng),。帶靜電的過(guò)濾材料過(guò)濾效果可以明顯改善。原因：靜電使粉塵改變運(yùn)動(dòng)軌跡并撞上障礙物,，靜電使粉塵在介質(zhì)上粘的更牢,。
能長(zhǎng)期帶靜電的材料也稱作"駐極體"材料。材料帶靜電后阻力不變,，過(guò)濾效果會(huì)明顯改善,。靜電在過(guò)濾效果中不起決定作用，只起輔助作用,。
化學(xué)過(guò)濾
化學(xué)過(guò)濾器主要有選擇性的吸附有害氣體分子,。
活性碳材料中有大量看不見的微孔，有較大的吸附面積,。米粒大小的活性碳中,，微孔內(nèi)面積有十幾平方米大。
游離分子接觸活性碳后,，在微孔中凝聚成液體因毛細(xì)管原理呆在微孔中,，有的與材料和而為一體。沒(méi)有明顯化學(xué)反應(yīng)的吸附稱為物理吸附,。
有的對(duì)活性碳進(jìn)行處理,，被吸附的顆粒與材料進(jìn)行反應(yīng)，生成固體物質(zhì)或無(wú)害氣體,，稱為化學(xué)吸附,。
活性碳在使用過(guò)程中材料的吸附能力不斷減弱,，當(dāng)減弱到某一程度，過(guò)濾器將報(bào)廢,。如果僅為物理吸附,，用加熱或水蒸汽熏可使有害氣體脫離活性碳，使活性碳再生,。
重力效應(yīng)
微粒通過(guò)纖維層時(shí),，在重力作用下，發(fā)生脫離氣流流線的位移而沉降在纖維表面上,，這種作用只有在微粒較大（>0.5um）時(shí)存在,，這是微粒重力作用太小，當(dāng)它還沒(méi)有沉降到纖維上時(shí)已隨氣流通過(guò)纖維層,。因而,，對(duì)粒徑小于0.5um的微粒的過(guò)濾，重力沉降*可以忽略,。
作用
從氣源出來(lái)的壓縮空氣中含有過(guò)量的水汽和油滴,，同時(shí)還有固體雜質(zhì)，如鐵銹,、沙粒,、管道密封劑等，這些會(huì)損壞活塞密封環(huán),，堵塞元器件上的小排氣孔,，縮短元器件的使用壽命或使之失效?？諝膺^(guò)濾器的作用就是將壓縮空氣中的液態(tài)水,、液態(tài)油滴分離出來(lái)，并濾去空氣中的灰塵和固體雜質(zhì),，但不能除去氣態(tài)的水和油,。