CN1032349C - 压缩空气的过滤装置 - Google Patents

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Abstract

一种具有第1和第2过滤器的压缩空气过滤装置，其第1过滤器的过滤性能均衡而稳定，又不需要定期更换，可降低成本。该种装置用第1过滤器将压缩空气中的液状微粒及固态微粒从压缩空气中分离开，再用第2过滤器将残存的液状微粒及固态微粒去除乃至使之消失。第1过滤器采用了围绕轴形成有螺旋状叶片的使空气旋转用的偏转器，被安装成其轴方向与空气流通方向相一致，以使压缩空气产生旋转，利用离心分离作用将液状微粒和固态微粒分离出去。

Description

压缩空气的过滤装置
本发明涉及一种压缩空气的过滤装置，特别涉及用于将压缩空气所含有的水分或油分的微小液状颗粒及固态颗粒从所述压缩空气中分离或除掉乃至使之消失的一种压缩空气过滤装置。
以住，在应用于各种工厂、医疗领域及原子能设备等方面的各种空气压缩机，为了保护这些压缩机或是为了提高这些压缩机的工作效率，通常在对这些空气压缩机输送压缩空气的管路上设置压缩空气的过滤装置，依靠该过滤装置将压缩空气含有的水分或油分用固态物质等除掉。作为上述压缩空气过滤装置之一，特公昭62-1763号公报公开了一种其结构如图6所示具有2种过滤器的压缩空气过滤装置。图中10是在筒体18内装有一定量的第1填充物20的第1过滤器，12是在筒体18内装有一定量的第2填充物22的第2过滤器。上述第1及第2过滤器并排着垂直地设在具有一定容积的收容室16之上，并分别与该收容室16相通。14是具有压缩空气的引进通道24及送出通道26的歧管，将引进通道24和送出通道26分别装在第1和第2过滤器上，使引进通道24与第1过滤器10相通，送出通道26与第2过滤器12相通。这样就形成了一个由歧管管14的引进通道24开始，经第1过滤器10、收容室16及第2过滤器12到歧管14的送出通道26的空气通道。另外，28是一个排水装置，收容室16内滞溜的液状物由此排出。
另外，通常在第1过滤器10中装入由不锈钢等金属纤维制作的网状织物作为第1填充物20，而在第2过滤器12中则装入由棉纱等制作的网状物作为第2填充物22，一般情况下该两二种填充物均以缠卷的状态装入。这样，压缩空气首先在经过第1过滤器10之后使其中含有的蒸汽及液状微粒被凝缩或聚合，并从压缩空气中分离开来，然后再进一步经过第2过滤器，使残存于压缩空气中的液状颗粒、固态颗粒等被吸收或气化，以期尽量使所述压缩空气中的蒸汽及液状颗粒、固体颗粒等减少。然而，在该种压缩空气的过滤装置中，所述第1过滤器10的第1充填物20所采用的金属纤维制作的填充物，很难卷到没有间隙的程度。不仅费工时，而且缠卷状态也因人而异。而且，有时可能因为缠卷的状态而使填充物与装入填充物的圆筒的筒壁内面之间产生间隙，而压缩空气便可通过这些间隙，也可通过填充物本身的缝隙，这样就使该第1过滤器去除压缩空气中的液状微粒的效果降低，也容易产生过滤性能的不均衡不稳定的问题。
另外，上述金属纤维制的缠卷物在长时间使用时，其网眼会逐渐被堵塞，需要定期更换，而且，由于是用不锈钢等制作的，所以还存在着成本高的问题。
本发明以上述情况为背景，并企图达到以下目的：在具有第1过滤器及第2过滤器的压缩空气过滤装置中，消除第1过滤器的过滤性能不均衡的问题，同时节省过滤网的交换时间，并降低成本。
为解决上述课题，本发明提供一种压缩空气的过滤装置，包括：第1过滤器，用于当压缩空气通过其中时将存在于压缩空气中的液状微粒及固态微粒分离开；第2过滤器，用于当该分离了液状微粒及固态微粒的压缩空气通过其中时将残存于该压缩空气中的液状及固态微粒去除乃至消失；其特征在于：所述第1过滤器包含的用于使空气旋转的偏转器具有绕轴形成的螺旋状叶片，配置成使其轴向与空气流通方向一致，以使通过的压缩空气产生旋转，在离心分离的作用下将存在于该压缩空气中的液状微粒及固态微粒分离出去；所述第1过滤器和所述第2过滤器收容在下部壳罩内；所述下部壳罩与上部壳罩连通；配置在所述下部壳罩和所述上部壳罩之间位置上的隔离部件，其具有将压缩空气导入所述第1过滤器的引进通道和将所述已分离出微粒的压缩空气从所述上部壳罩向外部输出的输出通道；配设在所述下部壳罩内并固定在所述隔离部件上的安装筒，用于支承所述偏转器，使其轴与该安装筒的轴线一致。
为了使本发明更加具体和明确，以下结合附图对本发明的压缩空气过滤装置的具有代表性的实施例作详尽的说明。
图1是根据本发明的压缩空气过滤装置的一个例子的纵剖视图；
图2是图1的过滤装置中的第1过滤器的放大说明图；
图3是第1过滤器的偏转器的平面图；
图4是图3的偏转器的正视图；
图5是图3的偏转器的仰视图；
图6是以往的压缩空气过滤器的一个例子的纵剖视图。
图1显示出一种根据本发明结构而形成的压缩空气过滤装置的一个具体例子。该过滤装置是由：收容着第1过滤器32、第2过滤器34以及排泄装置36的下部壳罩38，收容着喷雾过滤器40及集气筒42的上部壳罩44，以及设置在下部壳罩38与上部壳罩44之间并具有压缩空气引进通道46和输出通道48的隔离部件50组成的。
再进一步地说明，呈近似较厚的圆盘状的隔离部件50，在顺着其直径方向向外突出的突出部51a的外侧面有一开口，该开口与在该隔离部件50的底面中央部开口的下部开口52部相通，形成压缩空气引进通道46；另外，在与突出部51a相对称的突出部51b的外侧面有一开口，该开口与在该隔离部件50的上面中央部开口的上部开口部54相通，形成压缩空气输出通道48。另外，在隔离部件50的厚度方向上设置了多个上下贯通的中间通道56，如后述那样这些通道是压缩空气由下部壳罩38一侧进入上部壳罩44方面的通道。
此外，在隔离部件50的上面一侧的中央部设置着排水承受部58，该承受部58具有与输出通道48相通的上部开口部54，同时还设有排水通道60，该排水通道60在上述排水承受部58的锥形底面上有一开口，而在隔离部件50外周面上的开口则处在与压缩空气引进通道46以及输出通道48的各开口按一定角度错开的位置上。
在具有上述结构的隔离部件50的下方，有带底的圆筒状下部壳罩38将其开口部对齐并与之作螺纹连接，这样就使隔离部件50与下部壳罩38气密地连为一体，并在下部壳罩38内形成了密闭空间。另外，如图2所示，在该密闭空间的上部中心部设置着第1过滤器32，而在该第1过滤器32的外侧设置着第2过滤器34。
第1过滤器32的构造是，在合成树脂制的筒件62内安装着用合成树脂制成的用于使空气旋转的偏转器68，该第1过滤器被挤压固定在比上述筒体62短、其内径与该筒体62的外径基本相等的金属制的安装筒66之内。该安装筒66的上端部与隔离部件50的下部开口部52的端部用螺纹连接，这样就使第1过滤器32固定到隔离部件50上。另外，在该安装筒66的下端部螺纹连接着螺母76，在该螺母76的内周面的轴方向中央部所形成的内凸缘支承着上述筒体62的下端部。
上述偏转器68如图3-图5所示，在轴70的的周围整体地形成了4个螺旋状叶片72，各个叶片处在其上端部74与下端部75之间相互扭转约130°的位置上。该偏转器68被大致处于筒体62的内周面轴方向的中央位置上的阶梯部64卡住，从而使其被固定到筒体62内，而且其轴方向与空气的流通方向相一致。
从上述隔离部件50的引进通道46引进的压缩空气在通过第1过滤器32时，碰到偏转器68的叶片72而产生旋转，其结果，在离心分离作用下使压缩空气中的液状微粒和固态微粒有效地被转移到直径方向的外侧并被分离开来。而被分离开来的液状微粒及固态微粒沿着螺纹连接在安装筒66下端部上的螺母76的内孔78落下，并通过倾斜地贯通过形成于上述螺母76的壁部上的多个流出孔80，沿圆周方向被有效地排出，并被收容到下部壳罩38内的密闭空间的下部，然后由设在该密闭空间底部的排泄装置36排泄到外部。所述排泄装置36以采用具有实开昭63-63478号公报所公开的那种结构的排泄装置为宜，但并不局限于此，也可采用其它任何一种公知的排泄装置。
由此可见，第1过滤器32与以往的那种充填不锈钢等金属纤维制充填物的过滤器不同，不会产生因充填物的充填不当而引起的过滤性能不均衡的问题，而会得到稳定的过滤性能。另外，也不存在充填物的网眼堵塞问题，因此该第1过滤器32不需要进行定期更换，而且由于该第1过滤器32可用廉价的树脂材料等很容易地制造出来，因此成本也非常低。
第2过滤器34的构造为：一个其内径比上述第1过滤器32的安装筒66的外径大一定尺寸的内筒86，与一个其直径比上述内筒86大一定尺寸且其长度与该内筒86大致相同的外筒88同心地装配着，充填在它们之间的充填物90是由棉纤维作成的网状体的缠卷物。该第2过滤器34被装配成其上端部可与隔离部件50的中间通路56的下部阶梯部82相对接，而其下端部则通过一个在其圆周方向上以一定间隔形成了多个通孔圆环状支承部件84被支承在上述螺母76上，从而使其与隔离部件50固定到一起。这样装配以后，上述第1过滤器32比该第2过滤器34以一定长度向下突出，通过了第1过滤器32以后其液状微粒和固态微粒被分离开的压缩空气，再被引进所述的第2过滤器34，从而使残存的液状微粒及固态微粒被吸附、气化。
在隔离部件50的上部侧，有带底的圆筒状上部壳罩44将其开口部对齐并通过螺纹连接被气密地安装起来，在上部壳罩44的内部形成了密闭空间。在上述密闭空间中，有一圆筒状的喷雾过滤器40，其上端部及下端部被支承板92所支承，它处在与上述第1、第2过滤器32、34大致同心的位置上，并被液密地安装在设在隔离部材50的上面中央部的排水承受部58的外侧部位上。这样，上部壳罩44之内的密闭空间就被分隔成喷雾过滤器40的外部和内部两个空间，而喷雾过滤器40的外部空间通过隔离部件50的中间通道56，与该隔离部件50下侧的下部壳罩38的密闭空间相连通。
所述喷雾过滤器40，只要是筒壁由多孔构造的通气壁构成的圆筒体，任何公知的喷雾过滤器都可采用，例如具有微细通气孔的软质或硬质的氨基甲酸乙酯泡沫、烧结树脂、玻璃纤维等构成的圆筒体。当压缩空气由具有上述构造的通气壁的外侧向内侧通过时，该压缩空气中残存的蒸汽以及液状微粒、固态微粒就会被吸附、捕捉，从而从压缩空气中被清除乃至消失。在本实施例中，所述喷雾过滤器40的内外周面上设有由金属制成的网眼状物所构成的过滤网状的筛网94(其网眼未被图示)，但也可以不装设该筛网。
在所述喷雾过滤器40的内侧空间的大致中央部，有一个有一定长度的呈薄壁圆筒状的集气筒42液密地竖立固定在设在隔离部件50的排水承受部58的中央部的上部开口部54之内，这样就可有效地防止被喷雾过滤器40的筒壁捕捉到的液状微粒侵入到输出通道48之中。
在具有上述构造的过滤装置中，首先，压缩空气经隔离部件50的压缩空气引进通道46并被引进第1过滤器32，从而开始旋转，这时在离心分离的作用下，该压缩空气中所含的水分及油分的液状微粒、固态微粒便被有效地从压缩空气中分离出去。而被分离开的液状微粒和固态微粒则被运送到下部壳罩38内的下部，并由排泄装置36排到外部。
接着，上述分离掉液状微粒及固态微粒的压缩空气被导入第2过滤器34中，这时，残留在压缩空气中的液状微粒，或者被填充物90吸附，或者在通过填充物90时所激起的空气涡流的作用下被气化，而残留的固态微粒则在通过填充物90时被捕捉。之后，压缩空气通过隔离部件50的中间通道56被引入上部壳罩44内，在由喷雾过滤器40的筒壁外侧向内侧通过时，残存于该压缩空气中的液状微粒及固态微粒便被该喷雾过滤器40捕捉。这样，变成不含水分或油分液状微粒及固态微粒的清洁压缩空气经过处在喷雾过滤器40的内侧空间且在上方有开口的集气筒42的内孔，到达隔离部件50的上部开口部54，再经过输出通道48被引入输出管路中。
另外，被喷雾过滤器40捕捉到的液状微粒在喷雾过滤器中慢慢下落并在下部滞留，然后被排挤到喷雾过滤器40的内侧，并汇集到设在隔离部件50的上面的排水承受部58之内。然后，该液状物通过在所述排水承受部58的底部有开口的排水通道60适当地排到外部。由于有集气筒42的存在，可以有效地防止该液状物侵入输出通道48之中。此外，所述喷雾过滤器40及集气筒42，在本发明中并非必需的结构，但如加上这些结构则能更有效地将压缩空气中的液状微粒分离去除掉。
在具有如上所述结构的本发明的过滤装置中，压缩空气按第1过滤器32、第2过滤器34、喷雾过滤器40的顺序通过，以此将液状微粒、固态微粒有效地从压缩空气中去除乃至使之消失。特别是由于第1过滤器32可以发挥其过滤性能无波动的特点，从而能够获得稳定地分离、除去液状微粒的效果。此外，与以往的过滤器相比，本发明的第1过滤器32可大幅度地减少更换过滤器的工时，并且有利于降低成本。
现进行比较试验：准备一个如图1所示的那种在第1过滤器中采用了用于空气旋转的偏转器68的压缩空气过滤装置32，同时准备一个与前者相同，但以充填以往的不锈钢纤维缠卷物的过滤器作为第1过滤器的压缩空气过滤装置，以压缩空气的入口压力为3kg/cm、压缩空气流量为350l/min的条件进行过滤性能的比较，结果确认二者的过滤性能大致相同。
以上对本发明的实施例作了详尽的说明，但对本发明的解释绝不限于以上对实施例所作的描述，应当理解为，只要不超出本发明的范围，可以根据本领域普通技术人员的知识对其作出各种变更，修改或改善。
例如，在上述实施例中显示出本发明的压缩空气过滤装置的构造是第1过滤器与第2过滤器同心装配的，但本发明也适用于其有其它种种结构的过滤装置，比如也可适用于如图6所示的其结构为第1过滤器与第2过滤器并排设立的过滤装置。
从以上说明可见，在本发明的压缩空气过滤装置中，压缩空气是在通过第1过滤器和第2过滤器之后将其所含的液状微粒及固态微粒去除掉的，其中第1过滤器采用了围绕轴形成有螺旋状叶片的偏转器以使压缩空气产生旋转，利用离心分离作用将液状微粒及固态微粒分离开。所以，与以往的在筒体内充填金属纤维制的缠缠卷物的过滤器不同，本发明的过滤装置的过滤性能均匀稳定，可以稳定地将液状微粒及固态微粒从压缩空气中分离去除。另外，该种第1过滤器不存在网眼堵塞的问题，所以不要定期更换过滤器，使更换过滤器的工时大大减少。再者，所述偏转器可以采用廉价的树脂成形品等，所以有利于降低成本。

Claims (1)

1.一种压缩空气的过滤装置，包括：
第1过滤器，用于当压缩空气通过其中时将存在于压缩空气中的液状微粒及固态微粒分离开；
第2过滤器，用于当该分离了液状微粒及固态微粒的压缩空气通过其中时将残存于该压缩空气中的液状及固态微粒去除乃至消失；
其特征在于：
所述第1过滤器包含的用于使空气旋转的偏转器具有绕轴形成的螺旋状叶片，配置成使其轴向与空气流通方向一致，以使通过的压缩空气产生旋转，在离心分离的作用下将存在于该压缩空气中的液状微粒及固态微粒分离出去；
所述第1过滤器和所述第2过滤器收容在下部壳罩内；
所述下部壳罩与上部壳罩连通；
配置在所述下部壳罩和所述上部壳罩之间位置上的隔离部件，其具有将压缩空气导入所述第1过滤器的引进通道和将所述已分离出微粒的压缩空气从所述上部壳罩向外部输出的输出通道；
配设在所述下部壳罩内并固定在所述隔离部件上的安装筒，用于支承所述偏转器，使其轴与该安装筒的轴线一致。
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