大同滤油机的工作原理是: 不同的液体有着不同的饱和蒸气压。在70°c的温度下，水大约在30kpa压力下开始沸腾，而油则在5pa的低压下才能沸腾。在相同的温度下，油的饱和蒸气压比水要低得多。因此，通过抽真空将油液液面的压力降低到水的饱和蒸气压以下时，则油液中的水将发生剧烈的汽化，并以蒸汽的形式从油中溢出。通过真空的吸力，油液从顶部进人真空罐内并通过喷嘴喷淋而下，油液中的水分在真空室内汽化并被真空泵抽出，除水后的油液从底部排出。在大同滤油机真空室的中部填有亲油材料，使喷淋下来的油液分散在填充材料表面而形成很薄的油膜，以增大气液两相界面面积，并延长油液在气相空间中停留的时间。
大同滤油机真空除水的效果主要与工作真空度和油液温度有关。真空度越低，温度越高，除水效果越好。油温一般为60°c左右，温度过高将加速油液的氧化。大同滤油机对于液压油，真空度一般在600~700pa,可使油中的含水量降至0.01%以下。对于变压器绝缘油，可采用更高的真空度，含水量可降到0.001%。
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