在氣動技術中,空氣過濾器、減壓閥和油霧器稱為氣動三大件。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,稱為氣動三聯件,用於氣源淨化過濾、減壓和提供潤滑。

　　三大件的安裝順序按進氣方向依次為空氣過濾器、減壓閥、油霧器。三大件是多數氣動系統中不可缺少的氣源裝置,安裝在用氣設備近處,是壓縮空氣質量的最後保證.其設計和安裝,除確保三大件自身質量外,還要考慮節省空間、操作安裝方便、可任意組合等因素。

空氣過濾器的發展

　　空氣過濾器的原型是人們為保護呼吸而使用的呼吸保護器具。據記載,早在一世紀的羅馬,人們在提純水銀的時候就用粗麻製成的面具進行保護。在此之後的漫長時間裡,空氣過濾器也取得了進展,但其主要是作為呼吸保護器具用於一些危險的行業,如有害化學品的生產。1827年布朗發現了微小粒子的運動規律,人們對空氣過濾的機理有了進一步的認識。

　　空氣過濾器的迅速發展是與軍事工業和電子工業的發展緊密相關的。在第一次世界大戰期間,由於各種化學毒劑的使用,以石棉纖維過濾紙作為濾煙層的軍用防毒面具應運而生。玻璃纖維過濾介質用於空氣過濾於1940年10月在美國取得專利。50年代,美國對玻璃纖維過濾紙的生產工藝進行了深入的研究,使空氣過濾器得到了改善和發展。60年代,HEPA過濾器問世;70年代,採用微細玻璃纖維過濾紙作為過濾介質的HEPA過濾器,對013微米粒徑的粒子過濾效率高達99.9998%。八十年代以來,隨著新的測試方法的出現、使用評價的提高及對過濾性能要求的提高,發現HEPA過濾器存在著嚴重的問題,於是又產生了性能更高的ULPA過濾器。目前,各國仍在努力研究,估計不久就會出現更先進的空氣過濾器。

空氣過濾器的作用

　　從氣源出來的壓縮空氣中含有過量的水汽和油滴,同時還有固體雜質,如鐵銹、沙粒、管道密封劑等,這些會損壞活塞密封環,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.空氣過濾器的作用就是將壓縮空氣中的液態水、液態油滴分離出來,並濾去空氣中的灰塵和固體雜質,但不能除去氣態的水和油.

空氣過濾器的工作原理

　3)自動排水器，有常開型和常閉型2種。無氣壓時，排水口處於開啟狀 態，為常開型;排水口處於關閉狀態為常閉型。這2種結構可以設計成如右圖所示，當復位彈簧安裝在外側的（8）位置時，為常閉型;當復位彈簧安裝在活塞內部的（9）位置時為常開型。

　　由於結構類似，只介紹常開型。當水杯內無氣壓時，浮子（11）靠自重落下，通過控制桿（1）用密封塞（12）將上節流口（3）關閉。活塞（4）在復位彈簧（9）作用下下移，活塞桿與密封通道脫開，水油排出。當水杯內的氣壓大於最低動作壓力後，活塞克服彈簧力和摩擦力上移，排水口關閉。當水杯內的水位升高到一定位置，浮子的浮力大於上節流口的密封壓力時，通過控制桿將密封塞打開，氣壓從上節流口進入活塞內部上腔，活塞下移，排水口打開排水。當水位下降後，浮子將上節流口關閉。活塞上腔氣壓通過下節流孔排出，由於下節流口比上節流口小，活塞內腔的氣體不能立即排盡，活塞上移將排水口關閉有一定的延遲，當排水口完全關閉時，杯中的水已基本排完。自動排水器的單次蓄水量比較少，排水比手動排水頻繁。

　　常開型自動排水器在設計時首先要確定2個參數：最低動作壓力和最高工作壓力；而常閉型只需要確定最高工作壓力。

　　最低動作壓力是指讓排水閥關閉的最低壓力，一般為0.1～0.2MPa，最高工作壓力一般為1.0MPa，設計時放大為1.2MPa。最低動作壓力由活塞內外部的壓力差、內部的復位彈簧力和活塞密封的摩擦力來決定。為盡量減少活塞密封的摩擦力，大活塞一般用摩擦力較小的Y型密封。Y型密封的唇口應向下，確保活塞外部的氣壓可以將活塞上移，裝反則失效。

　　最高工作壓力確定後，設計的關鍵就在於：上節流口和下節流口的直徑及浮子的浮力三者要綜合考慮。要能夠完成排水，必須要滿足以下的關係式:

　　ρ*g*V>π*D12*P/4>π*D22*P/4

　　式中，ρ為浮子的密度/(kg·m-3);

　　V是上節流口打開瞬間浮子浸入水中部分的體積/m3;

　　D1為上節流口的直徑/m，

　　D2為下節流口的直徑/m;

　　P是使用時的工作壓力/MPa。

　　上節流口的直徑太大，需要的浮子體積也必須大，這樣會增加水杯的結構尺寸；直徑太小，則在注塑時製作困難。一般情況下，上節流口的直徑為0.8～1.5mm。

　　要讓活塞內部能積聚足夠高的壓縮空氣壓力來移動活塞，下節流口的直徑必須小於上節流口。在上節流口關閉後，活塞內的壓縮空氣不立即排出，可以使活塞不立即上升，從而將排水時間延長1.5～2.5s。

　　要滿足上述條件，下節流口直徑應在0.5～1.0mm，由於下節流口直徑太小，製作非常困難，可以採用以下的解決辦法：下節流口直徑比上節流口直徑稍小，然後再用一根稍細的不銹鋼線通過下節流口，這樣在滿足製作工藝的同時又能大大縮小下節流口的有效通氣面積。浮子在設計時要盡量大，密度要盡量小，浮子可以用實心的發泡材料，也可以用空心的POM製作，後者一定要密封好，同時要有足夠的厚度來抵抗內外的壓力差(內部為常壓，外部為使用壓力)。

　　為保證下部O型密封圈的密封效果，要在活塞外部加濾網，防止雜質污染密封面。另外，由於排水時有較大的衝擊力，為防止O型密封圈被沖脫，應選用較大的線徑和較低的壓縮量，同時加導向槽，這樣既能排水又能保護密封圈。

設計後續處理

　　在空氣過濾器的設計中，對過濾器各個部件(本體、導流板、傘形擋水板、排水裝置等)的設計都要採取細心、嚴謹的態度。

　　設計完成後，必須製作產品樣品，做流量特性測試和分水效率測試，詳細分析測試數據，找出不理想的地方並修改，這樣經過多次反覆後，才可以得到比較優質的產品。

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