油封機械泵的油霧過濾捕集系統

2009-04-09 張以忱東北大學

降低油封機械泵的噴油量是解決問題的根本途徑，降低噴油量就要盡量降低從排氣閥排出的含油氣體的流動速度及含油氣體沖擊油箱內油面的速度，盡量降低從排氣閥排出的含油氣體的油滴含量，為了降低噴油量就要求對真空泵設計制造的各個環節進行嚴格的過程控制，盡量減少各種不利的影響因素。

隨著環保要求的提高，新型旋片泵一般都在泵的出口設置油氣分離裝置。防止油霧污染工作環境有兩種方法:

(1)在機械泵的排氣口接上管道，并通向室外的油氣分離裝置。小型泵可用橡膠管，大型泵金屬管道。這種方法適用于大型真空設備，以及機械泵有固定安裝位置的情況。

(2)在機械泵的排氣口上，安裝分離油霧的捕集器。油霧分離捕集器可以把真空泵油從被抽氣體中分離出來，使泵油重新返回到機械真空泵的油箱中。油霧捕集器的擋油體是用多孔材料制成的，有一定的消聲作用，可以減小機械真空泵的排氣噪聲。

油封機械泵的油氣分離捕集系統可如圖29所示，典型的機械式油氣分離捕集裝置可采用多級配置，首先在真空泵內配有內置油氣分離器，有傘型、S 型、單罩型、雙罩型及反擊式雙旋風型等等，可以將排出氣體中的大油滴與氣體分離。其次是泵外部油氣分離器，可以是旋風式分離器或者碰撞罩填料組合結構等等，旋風式分離器一般能夠制成大型裝置，而碰撞罩填料組合結構一般僅用于小抽速的機械真空泵，碰撞罩可以除去較大的油滴，填料用于收集小油滴。第三級可設置油霧捕集器，可以由燒結的多微孔材料制成，用于捕集剩余的微小油滴。為了回收利用排出的油滴，一般都會設置回油管將分離收集的真空泵油回流至真空泵內循環使用。

圖29 油氣分離捕集系統示意圖

圖30 給出了兩種油霧分離捕集器的結構簡圖。這兩種油霧分離捕集器均采用過濾分離原理制成的，其主要部件擋油體（過濾元件）是用多孔材科制成的。

其中圖30（a）所示結構適用于小型機械真空泵，可過濾的油滴直徑大約為0.01～0.8 μm，這樣小的液滴不能用一般的編織網過濾，而是采用特殊纖維制成過濾裝置來實現油氣分離，其中要有足夠小的微孔吸收油霧。過濾元件3 是用多孔樹脂與玻璃纖維壓成片，然后卷成圓筒制成的，置于圓筒形油霧分離器之中，排出的氣體由泵出口進入分離器，氣體經過過濾元件后，到達過濾器出口時已經得到凈化。油在分離器中被收集，收集的油量可由觀察窗看到。當過濾元件被堵時，壓力將增加。當壓力達到1.5×105 Pa時，分離器的安全閥打開，此時必須清洗或更換過濾元件。

圖30（b）所示結構適于大型機械泵，其主要部件有：擋油過濾元件、單向閥及貯油盤。其擋油過濾元件是由玻璃氈及金屬網構成的。油封機械真空泵工作時，含有油霧的氣流經過擋油體過濾后，氣體被排到大氣中去；而油霧被過濾元件分離出來變成油，并集聚在貯油盤中。貯油盤下面裝有單向閥，此閥由閥片及彈簧構成，彈簧支撐閥片。彈簧彈力很弱，當泵停止排氣時，由于閥片的自重或貯油盤的油壓力均可以使單向閥打開，油經過單向閥流回到油箱中。泵排氣時，由于排氣口處的壓力大于大氣壓，因而使單向閥處于關閉狀態中，氣流只有經過擋油過濾元件才能到大氣中去，這樣便達到了分離油霧的目的。