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CKD喜开理真空过滤器VFA系列的工作原理

更新时间:2025-11-25点击次数:25
VFA系列真空过滤器的核心功能是在真空泵或真空发生器吸气过程中,高效拦截并分离空气中的灰尘、固态颗粒及冷凝水,避免杂质进入真空系统导致泵体磨损、密封失效或管路堵塞。其工作原理围绕“预分离-精过滤-收集-密封输出"四个核心环节展开,各系列(VFA1000/3000/4000)结构略有差异,但核心机制一致,以下结合通用结构与关键部件功能详细说明。

一、气路导向与预分离阶段:离心力实现粗杂质分离

当真空泵启动产生负压时,含杂质的空气从过滤器的“IN"端口(非泵侧)进入,首先流经进气通道内的旋风片(VFA3000/4000系列核心预分离部件,材质为聚丙烯树脂)。旋风片采用螺旋式导流结构,迫使气流沿阀体内部形成高速旋转的涡流。在离心力作用下,空气中密度较大的杂质(如直径≥50μm的灰尘颗粒、液态冷凝水 droplets)被甩向阀体内壁,脱离主流气流轨迹。
被离心力分离的液态水和大颗粒杂质,在重力作用下沿内壁向下沉降,最终落入底部的滤杯(聚酰胺树脂材质)中;而去除了粗杂质的气流则改变运动方向,进入下一阶段的精过滤环节。VFA1000系列虽无独立旋风片结构,但通过阀体组件的流线型设计,同样能引导气流形成弱涡流,实现基础预分离效果。

二、精过滤阶段:滤芯拦截细微杂质

经过预分离的气流会垂直穿过核心过滤部件——滤芯组件,这是实现高精度过滤的关键环节。滤芯采用“梯度过滤"设计,根据选型分为两类:标准配置为平均40μm孔径的聚酰胺滤网,升级选择项为5μm精度的聚丙烯纤维滤芯,二者均通过“拦截-吸附"双重作用捕捉杂质。
  • 机械拦截作用:滤芯的纤维或滤网结构形成密集的微小孔隙,当气流穿过时,直径大于孔隙的固态颗粒(如金属碎屑、粉尘)被直接阻挡在滤芯表面,其中40μm滤芯可拦截大部分常见工业灰尘,5μm滤芯则能捕捉更细微的悬浮颗粒,适配对真空洁净度要求更高的场景(如电子元件搬运)。

  • 吸附与凝聚作用:对于接近滤芯孔径的微小颗粒及雾状水分,会因分子间作用力吸附在滤芯纤维表面,随着吸附量增加逐渐凝聚成较大颗粒或液滴,最终在重力作用下滴落至滤杯,避免二次随气流带出。

VFA系列滤芯的安装方向经过优化,气流从滤芯外侧流向内侧(VFA3000/4000)或轴向穿过滤芯(VFA1000),确保过滤面积,同时减少压力损失——初始压力损失控制在3kPa以下,不会影响真空泵的吸气效率。

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三、气液分离强化:挡水板防止二次夹带

在VFA3000/4000系列中,精过滤后的气流在进入“OUT"端口(泵侧)前,需经过挡水板(聚缩醛树脂材质)的二次处理。挡水板采用折流式结构,能改变气流的流动速度和方向,将气流中可能夹带的微小水雾再次拦截。被拦截的水雾凝聚成液滴后,同样沉降至滤杯,进一步提升出口空气的干燥度。
这一设计有效解决了“滤芯拦截的水分因气流扰动再次雾化"的问题,尤其适用于高湿度环境下的真空系统,如食品包装、制药等对水分敏感的行业。

四、密封与收集:保障真空环境与杂质存储

整个过滤过程中,密封圈(特殊丁腈橡胶材质)发挥着关键作用:阀体与盖板、滤杯的连接处均设有密封圈,能有效阻断外部空气泄漏,确保真空泵产生的负压稳定,同时防止滤杯内收集的杂质和水分回流至气流通道。
收集在滤杯内的杂质和冷凝水,可通过定期人工排放或配套的排水装置(部分型号可选)清除。滤杯采用高透明度聚酰胺树脂制成,便于操作人员直观观察内部杂质堆积情况,及时安排维护,避免滤杯堵塞影响过滤效果。

五、核心原理总结

VFA系列真空过滤器通过“旋风预分离(离心力)→ 滤芯精过滤(拦截+吸附)→ 挡水板二次除雾(惯性分离)→ 密封收集"的阶梯式工作流程,实现对真空吸气气流的高效净化。各部件材质与结构设计均适配真空工况,在保障低压力损失的同时,根据滤芯选型可实现40μm或5μm的精准过滤,为真空泵及下游真空元件提供可靠保护。
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