CN107321112A - 空压机油雾过滤净化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空压机油雾过滤净化装置，下筒体通过相互对接且由卡箍卡紧的筒形固定座和第一卡盘与中间筒体固定连接，筒形固定座的下部设有旋分装置，中间筒体通过相互对接且由卡箍卡紧的第二卡盘和第三卡盘与上筒体固定连接，筒形固定座与第二卡盘之间通过带槽环形固定座和带槽圆形固定座固定有精密过滤装置，上筒体的上部设有透气端盖，第三卡盘与透气端盖之间通过带槽环形压紧座和带槽圆形支撑座固定有吸附过滤装置。本发明结构设计合理且安装使用方便，经过滤净化装置过滤后的气体达到人体呼吸气体标准的要求，将过滤后的油液及杂质排至污油水收集管路有效实现油污的集中排放。
Description
技术领域
本发明属于油雾过滤器技术领域，具体涉及一种空压机油雾过滤净化装置。
背景技术
舰舱用高压空压机组（以下简称空压机）容积流量大，单台空压机的流量≥20m3/h，空压机在工作中油液的消耗导致排气中携带有大量的油液，即使经过空压机自带的过滤分离装置后，每次排气中油液含量仍然很高，其中粒径大于10μm的颗粒物会沉淀在舱室设备表面，粒径小于10μm的飘尘会较长时间内悬浮在舱室空间，而空压机工作环境为密闭的舱室，这部分油雾微粒如不及时滤除，会随人体的呼吸进入肺部，引起身体不适，严重时会造成呼吸道及肺部疾病。不仅如此，由于工作环境为海上，湿度较大，加之空压机的冷凝水，在空压机排气时会产品大量水雾，如得不到适当的处理，同样会对人体及机组性能产生较大影响。综上所述，空压机不可直接将排气排入舱室内，需要增加舰船（艇）舱室过滤净化处理装置以滤除油雾、微粒及异味，经过滤净化装置过滤后的气体需达到人体呼吸气体标准的要求，集中将过滤后的油液及杂质排至污油水收集管路，目前的空压机泄放系统尚没有增设油雾过滤净化装置，并且现有技术中也没有关于空压机油雾过滤净化装置的相关记载。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供了一种结构设计合理且安装使用方便的空压机油雾过滤净化装置。
本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，空压机油雾过滤净化装置，其特征在于包括筒体及由上至下依次设置于筒体内部的吸附过滤装置、精密过滤装置和旋分装置，其中筒体由上筒体、中间筒体和下筒体构成，下筒体通过相互对接且由卡箍卡紧的筒形固定座和第一卡盘与中间筒体固定连接，下筒体的底部设有排污阀，筒形固定座的侧壁上设有至少一个油雾进口，筒形固定座的边缘部位设有连通旋分腔和精密过滤腔的积液排出阀，筒形固定座的下部设有旋分装置，中间筒体通过相互对接且由卡箍卡紧的第二卡盘和第三卡盘与上筒体固定连接，筒形固定座与第二卡盘之间通过带槽环形固定座和带槽圆形固定座固定有精密过滤装置，上筒体的上部设有透气端盖，第三卡盘与透气端盖之间通过带槽环形压紧座和带槽圆形支撑座固定有吸附过滤装置。
进一步优选，所述下筒体的上部焊接固定有与下筒体相配的筒形固定座，筒形固定座的中部上侧设有中空筒体，该中空筒体与带槽环形固定座之间设有O型密封圈，筒形固定座的中部下侧焊接固定有中空旋风筒体，该中空旋风筒体上与油雾进口相对的位置设有叶片固定板，在叶片固定板上沿圆周方向均匀插接有多个倾斜式叶片。
进一步优选，所述下筒体的侧壁下部设有安全阀组件，下筒体的侧壁上部设有YM-1型发讯器，下筒体底部的排污阀与波纹管连接。
进一步优选，所述筒形固定座与第一卡盘的对接部位分别设有密封圈卡槽，筒形固定座与第一卡盘之间设有密封垫，该密封垫的两侧分别设有与筒形固定座密封圈卡槽和第一卡盘密封圈卡槽相配的密封垫凸起；所述第二卡盘与第三卡盘的对接部位分别设有密封圈卡槽，第二卡盘与第三卡盘之间设有密封垫，该密封垫的两侧分别设有与第二卡盘密封圈卡槽和第三卡盘密封圈卡槽相配的密封垫凸起。
进一步优选，所述精密过滤装置的滤筒由内滤层和外滤层组成的滤芯及设置于滤芯两侧用于增强滤芯强度的不锈钢丝护网构成，其中内滤层为经过聚四氟乙烯覆膜工艺的硼硅酸盐玻璃纤维滤纸拍波而成，外滤层由导流层滤毡缠绕而成，该滤毡采用聚丙纤维为原料，经膨体聚四氟乙烯微孔滤膜工艺覆合在滤毡表面，所述滤筒与固定该滤筒的上侧带槽圆形固定座及下侧带槽环形固定座之间分别设有密封垫。
进一步优选，所述吸附过滤装置的滤筒由吸附滤芯构成，该吸附滤芯的滤毡经高温活化，表面产生纳米级孔径，平均孔径在1.0～4.0nm，微孔均匀分布于纤维表面，纤维微孔孔径小而均匀，所述滤筒与固定该滤筒的上侧带槽环形压紧座及下侧带槽圆形支撑座之间分别设有密封垫，带槽环形压紧座与上筒体内侧壁之间设有O型密封圈。
进一步优选，所述带圆形支撑座的中部下侧固定有连接筒体，该连接筒体的末端设有向外的翻边，带槽圆形固定座上侧设有与连接筒体末端翻边相配的圆形卡台，该圆形卡台上设有与连接筒体末端翻边相配的缺口，带槽圆形支撑座卡接于带槽圆形固定座上并且在带槽圆形支撑座与带槽圆形固定座之间设有弹簧。
进一步优选，所述中间筒体上固定有至少一组安装支架，所述透气端盖上设有吊环。
本发明结构设计合理且安装使用方便，适合总体布置调整，同时改进装置设计以满足高压空气系统中空压机的排污处理要求，通过在空压机泄放系统增设油雾过滤净化装置以滤除油雾、微粒及异味，经过滤净化装置过滤后的气体达到人体呼吸气体标准的要求，将过滤后的油液及杂质排至污油水收集管路有效实现油污的集中排放。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的工作原理图。
图中：1、吸附过滤装置，2、精密过滤装置，3、旋分装置，4、上筒体，5、中间筒体，6、下筒体，7、卡箍，8、筒形固定座，9、第一卡盘，10、排污阀，11、油雾进口，12、积液排出阀，13、第二卡盘，14、第三卡盘，15、带槽环形固定座，16、带槽圆形固定座，17、透气端盖，18、带槽环形压紧座，19、带槽圆形支撑座，20、倾斜式叶片，21、安全阀组件，22、YM-1型发讯器，23、密封垫，24、弹簧，25、安装支架，26、吊环。
具体实施方式
结合附图详细描述本发明的技术方案，如图1所示，空压机油雾过滤净化装置，包括筒体及由上至下依次设置于筒体内部的吸附过滤装置1、精密过滤装置2和旋分装置3，其中筒体由上筒体4、中间筒体5和下筒体6构成，下筒体6通过相互对接且由卡箍7卡紧的筒形固定座8和第一卡盘9与中间筒体5固定连接，下筒体6的底部设有排污阀10，筒形固定座8的侧壁上设有两个油雾进口11，筒形固定座8的边缘部位设有连通旋分腔和精密过滤腔的积液排出阀12，筒形固定座8的下部设有旋分装置3，中间筒体5通过相互对接且由卡箍7卡紧的第二卡盘13和第三卡盘14与上筒体4固定连接，筒形固定座8与第二卡盘13之间通过带槽环形固定座15和带槽圆形固定座16固定有精密过滤装置2，上筒体4的上部设有透气端盖17，第三卡盘14与透气端盖17之间通过带槽环形压紧座18和带槽圆形支撑座19固定有吸附过滤装置1。
所述下筒体6的上部焊接固定有与下筒体6相配的筒形固定座8，筒形固定座8的中部上侧设有中空筒体，该中空筒体与带槽环形固定座15之间设有O型密封圈，筒形固定座8的中部下侧固定有中空旋风筒体，该中空旋风筒体上与油雾进口11相对的位置设有叶片固定板，在叶片固定板上沿圆周方向均匀插接有多个倾斜式叶片20。
所述下筒体6的侧壁下部设有安全阀组件21，下筒体6的侧壁上部设有YM-1型发讯器22，下筒体6底部的排污阀10与波纹管连接；所述中间筒体5上固定有两组安装支架25；所述透气端盖17上设有吊环26。
所述筒形固定座8与第一卡盘9的对接部位分别设有密封圈卡槽，筒形固定座8与第一卡盘9之间设有密封垫23，该密封垫23的两侧分别设有与筒形固定座8密封圈卡槽和第一卡盘9密封圈卡槽相配的密封垫凸起；所述第二卡盘13与第三卡盘14的对接部位分别设有密封圈卡槽，第二卡盘13与第三卡盘14之间设有密封垫23，该密封垫23的两侧分别设有与第二卡盘13密封圈卡槽和第三卡盘14密封圈卡槽相配的密封垫凸起。
所述精密过滤装置2的滤筒由内滤层和外滤层组成的滤芯及设置于滤芯两侧用于增强滤芯强度的不锈钢丝护网构成，其中内滤层为经过聚四氟乙烯覆膜工艺的硼硅酸盐玻璃纤维滤纸拍波而成，外滤层由导流层滤毡缠绕而成，该滤毡采用聚丙纤维为原料，经膨体聚四氟乙烯微孔滤膜工艺覆合在滤毡表面，所述滤筒与固定该滤筒的上侧带槽圆形固定座16及下侧带槽环形固定座15之间分别设有密封垫。
所述吸附过滤装置1的滤筒由吸附滤芯构成，该吸附滤芯的滤毡经高温活化，表面产生纳米级孔径，平均孔径在1.0～4.0nm，微孔均匀分布于纤维表面，纤维微孔孔径小而均匀，所述滤筒与固定该滤筒的上侧带槽环形压紧座18及下侧带槽圆形支撑座19之间分别设有密封垫，带槽环形压紧座18与上筒体4内侧壁之间设有O型密封圈。
所述带槽圆形支撑座19的中部下侧固定有连接筒体，该连接筒体的末端设有向外的翻边，带槽圆形固定座16上侧设有与连接筒体末端翻边相配的圆形卡台，该圆形卡台上设有与连接筒体末端翻边相配的缺口，带槽圆形支撑座19卡接于带槽圆形固定座16上并且在带槽圆形支撑座19与带槽圆形固定座16之间设有弹簧24。
本发明的工作原理为：油雾混合物首先经过旋分装置，利用离心力来分离气流中固体颗粒及液滴过滤掉 10μm以上的大颗粒油滴及杂质，然后进入精密过滤装置进行精密过滤，精密过滤装置以聚结、分离滤芯为主，其采用特殊设计的滤层，利用材料表面对一种介质的亲和作用，当介质流经滤层时，聚结介质微粒被吸附在纤维表面，而分散相中的微小液滴，就在聚结层中相互结合，聚结在一起，凝成大的液滴。由于分离滤芯的过滤层由憎油材料组成，只允许无油的气体通过，而亲油液滴却被阻挡在外面，通过重力的作用沉降在系统的底部，分离出来的油液及杂质会通过滤芯积液排出阀，经波纹管排出。经精密过滤装置去除掉 0.3μm以上的油雾，最后经过吸附过滤装置过滤掉去介质中的异味及更小微粒。吸附滤芯采用经高温活化，表面产生纳米级孔径的活性炭纤维毡加无纺布拍波而成，杜绝了活性炭的二次污染，并且滤芯整体由内、外骨架构成，强度高，使用寿命长，拍波面积大，吸附能力强等特点，以其独特的物理吸附和化学分解相结合的功能，分解介质中有害的气体及异味。
本发明中介质通过净化装置的进口流通面积、排气压力及排气流量的因素作用，使其以25～35m/s的流速进入净化装置旋分装组件，产生较大离心力，来分离介质中大于10μm的颗粒及油液；大颗粒及油液在离心力的作用下附着在筒体内壁向下流动，进入底部排液腔，分离后的气体经捕集器进入精密过滤滤芯，通过聚结分离作用滤除0.3μm以上的油雾，经精密滤芯聚结下来的油液通过重力的作用沉降在滤芯的底部，当泄放停止的短时间内滤芯积液截止阀打开将积液排入排液腔，泄放再次开始时，该阀关闭完成排液动作；经精密过滤滤芯的气体进入吸附滤芯，滤除异味及更小微粒；排液腔用于收集旋分及滤芯积液，自动排液浮力阀利用阿基米德原理进行泄放动作，阀体组件（浮球组件材质为聚甲醛）均采用优质双相钢加工而成，保证良好的耐腐蚀性能，当排液腔处于无液状态及工作状态时，阀体关闭，而排液腔聚集油液浮力高于阀组自重时（泄放停止时），阀体打开，将油液排至系统污油水收集管路，当再次进入工作状态时，阀组关闭，通过上述过程完成净化装置的一个工作循环；当净化装置滤芯接近饱和状态时，排液腔压力会上升至100～110KPa（理论数值），发讯器报警弹出红色指示器，提醒更换滤芯；当维护人员在收到提醒后，需更换滤芯，更换滤芯完成后，发讯器的指示器需手动复位；在没有及时更换滤芯的情况下净化装置继续工作，空压机再次工作30时，排液腔压力达到130～135KPa时，安全阀开启，将排液腔内压力释放到安全阀内，通过安全阀内的惯性分离器滤芯的作用，将过滤后的气体排放于舱室，以此来保护空压机管路及净化装置免受损坏，空压机油雾过滤净化装置的结构示意图如图1所示。
油雾过滤净化装置分别设置有底部排污阀及滤芯积液排污阀，并设有目视压力发讯器，可直观显示滤芯更换提示。在滤芯达到饱和寿命时，可快速拆卸卡箍装置进行更换。
本发明为保证先进性，空压机油雾过滤净化装置的设计制造采用的关键技术有：1、旋分装置的分离技术；
2、覆膜滤料技术；
3、油雾、油水聚结分离及吸附技术。
旋分装置的分离与捕集过程是一种极为复杂的三维、二相湍流运动过程，各种旋分装置的设计工作往往依赖于经验设计和大量的工业试验，因此，如何提高旋分装置设计计算精度及效率，十分重要。旋分装置的设计受分离效率、压降和流量三个特性参数的相互制约，必须同时满足要求。结合我公司经验设计，并依据相关经验公式，利用已知流量和压降参数来设计旋风装置尺寸，该设计思路试算成功率较高，经后期成品检验效果良好为我公司提供了丰富的设计依据。
滤材的选取直接影响着过滤效率、压降及使用寿命，滤材的选取现同样需要大量的试验数据支持，对于油雾、油水分离很难做到有一种滤材可以同时满足过滤效率、压降及使用寿命的要求，因为增大过滤效率势必会增加滤芯的压降，同时由于过滤效率高，微粒捕集性高，为提高使用寿命要需要增加其纳污量，这又对滤芯的设计提高了更高的要求。该油雾过滤净化装置所用滤材为经聚四氟乙烯（PTFE）覆膜工艺的硼硅酸盐玻璃纤维滤纸拍波而成作为内滤层，要求所选玻纤滤纸具有各向同性好、孔径分布均匀、定量偏差小，耐热、阻燃、耐水、纳污量大等特点。不仅如此，为滤除微米级的微粒，所选玻纤滤纸原料需经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造，其单丝的直径为几个微米相当于一根头发丝的1/5 ，而每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。导流层滤毡缠绕作为外滤层，所选滤毡采用聚丙纤维为原料，经膨体聚四氟乙烯（PTFE）微孔滤膜工艺覆合在滤毡表面，该覆膜滤毡既保持了聚四氟乙烯所固有的高化学稳定性、低摩擦系数、耐高低温、防老化、能抵挡微小颗粒等，又有一般覆膜滤料无可比拟的透气性、防水性等特性。内外滤层两侧采用不锈钢丝护网（316L），增加滤芯强度。滤材选取后需按经验公式进行波高、波数（有效过滤面积）的计算，来选择最佳的设计方案。
油雾、油水聚结分离滤芯其采用特殊设计的滤层，利用材料表面对一种介质的亲和作用，当介质流经滤层时，聚结介质微粒被吸附在纤维表面，而分散相中的微小液滴，就在聚结层中相互结合，聚结在一起，凝成大的液滴，由于分离滤芯的过滤层由憎油材料组成，只允许无油的气体通过，而亲油液滴却被阻挡在外面，通过重力的作用沉降在滤芯的底部。
吸附滤芯的滤毡经高温活化，表面产生纳米级孔径，平均孔径在1.0～4.0nm，微孔均匀分布于纤维表面，纤维微孔孔径小而均匀，对于吸附小分子物质吸附速率快，吸附速度高，容易降解吸附，又通过净化喷雾工序处理，提升吸附效果和吸附的持久性，经拍波后与被吸附物的接触面积大，且可以均匀接触与吸附，使吸附材料得以充分利用。孔隙直接开口在纤维表面，其吸附物质到达吸附位的扩散路径短，所选用滤毡以其独特的物理吸附和化学分解相结合的功能，充分分解介质中有害的气体及各种异味。
本发明的使用条件：工作环境温度：-40℃～50℃；工作环境湿度：≤95%；摇摆冲击程度：适中；符合舰船上环境条件及对设备要求。
本发明的性能指标：
以上显示和描述了本发明的基本原理，主要特征和优点，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围。
Claims (8)
1.空压机油雾过滤净化装置，其特征在于包括筒体及由上至下依次设置于筒体内部的吸附过滤装置、精密过滤装置和旋分装置，其中筒体由上筒体、中间筒体和下筒体构成，下筒体通过相互对接且由卡箍卡紧的筒形固定座和第一卡盘与中间筒体固定连接，下筒体的底部设有排污阀，筒形固定座的侧壁上设有至少一个油雾进口，筒形固定座的边缘部位设有连通旋分腔和精密过滤腔的积液排出阀，筒形固定座的下部设有旋分装置，中间筒体通过相互对接且由卡箍卡紧的第二卡盘和第三卡盘与上筒体固定连接，筒形固定座与第二卡盘之间通过带槽环形固定座和带槽圆形固定座固定有精密过滤装置，上筒体的上部设有透气端盖，第三卡盘与透气端盖之间通过带槽环形压紧座和带槽圆形支撑座固定有吸附过滤装置。
2.根据权利要求1所述的空压机油雾过滤净化装置，其特征在于：所述下筒体的上部焊接固定有与下筒体相配的筒形固定座，筒形固定座的中部上侧设有中空筒体，该中空筒体与带槽环形固定座之间设有O型密封圈，筒形固定座的中部下侧焊接固定有中空旋风筒体，该中空旋风筒体上与油雾进口相对的位置设有叶片固定板，在叶片固定板上沿圆周方向均匀插接有多个倾斜式叶片。
3.根据权利要求1所述的空压机油雾过滤净化装置，其特征在于：所述下筒体的侧壁下部设有安全阀组件，下筒体的侧壁上部设有YM-1型发讯器，下筒体底部的排污阀与波纹管连接。
4.根据权利要求1所述的空压机油雾过滤净化装置，其特征在于：所述筒形固定座与第一卡盘的对接部位分别设有密封圈卡槽，筒形固定座与第一卡盘之间设有密封垫，该密封垫的两侧分别设有与筒形固定座密封圈卡槽和第一卡盘密封圈卡槽相配的密封垫凸起；所述第二卡盘与第三卡盘的对接部位分别设有密封圈卡槽，第二卡盘与第三卡盘之间设有密封垫，该密封垫的两侧分别设有与第二卡盘密封圈卡槽和第三卡盘密封圈卡槽相配的密封垫凸起。
5.根据权利要求1所述的空压机油雾过滤净化装置，其特征在于：所述精密过滤装置的滤筒由内滤层和外滤层组成的滤芯及设置于滤芯两侧用于增强滤芯强度的不锈钢丝护网构成，其中内滤层为经过聚四氟乙烯覆膜工艺的硼硅酸盐玻璃纤维滤纸拍波而成，外滤层由导流层滤毡缠绕而成，该滤毡采用聚丙纤维为原料，经膨体聚四氟乙烯微孔滤膜工艺覆合在滤毡表面，所述滤筒与固定该滤筒的上侧带槽圆形固定座及下侧带槽环形固定座之间分别设有密封垫。
6.根据权利要求1所述的空压机油雾过滤净化装置，其特征在于：所述吸附过滤装置的滤筒由吸附滤芯构成，该吸附滤芯的滤毡经高温活化，表面产生纳米级孔径，平均孔径在1.0～4.0nm，微孔均匀分布于纤维表面，纤维微孔孔径小而均匀，所述滤筒与固定该滤筒的上侧带槽环形压紧座及下侧带槽圆形支撑座之间分别设有密封垫，带槽环形压紧座与上筒体内侧壁之间设有O型密封圈。
7.根据权利要求1所述的空压机油雾过滤净化装置，其特征在于：所述带圆形支撑座的中部下侧固定有连接筒体，该连接筒体的末端设有向外的翻边，带槽圆形固定座上侧设有与连接筒体末端翻边相配的圆形卡台，该圆形卡台上设有与连接筒体末端翻边相配的缺口，带槽圆形支撑座卡接于带槽圆形固定座上并且在带槽圆形支撑座与带槽圆形固定座之间设有弹簧。
8.根据权利要求1所述的空压机油雾过滤净化装置，其特征在于：所述中间筒体上固定有至少一组安装支架，所述透气端盖上设有吊环。
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