为了减少油液中的污染颗粒,早期使用的是金属丝编织的平面型过滤网。
平面型过滤网的过滤原理
随着对污染危害性认识的加深,对过滤要求的提高,研发出了深度型过滤材料。由纸质、玻璃纤维叠加而成。
深度型过滤材料粗看上去像厚的毛糙的纸,内部有曲折迂回的通道。其过滤精度及能容纳的污垢量——纳垢容量显著提高。
深度型过滤材料的过滤原理
因为过滤面积越大,通流能力就越大,纳垢容量也越大,所以,现代过滤元件一般称滤芯,呈折迭形。
现代过滤器的结构大致如下图所示。进出口都做在滤盖上,更换滤芯时只要旋开壳体即可,不需要拆卸连接管道。
过滤器捕获颗粒过程
尺寸大于x的过滤比βx=尺寸大于x(μm)的颗粒过滤前的数量/过滤后残存的数量然后,把过滤比β≥100,即过滤后,平均每 100 个颗粒中至多只有一个“漏网之鱼”,99%以上的污染颗粒能被拦截,定义为“能有效捕获”。再用“能有效捕获的最小颗粒的尺寸”来定义过滤材料的“过滤精度”。例如,一种过滤材料的过滤比β3=100,意味着,油液中大于 3μm 的颗粒,过滤后,残存不超过1%,也即3μm 以上的颗粒约 99%在通过该滤芯时可以被阻挡掉。其实,污染颗粒的形状千奇百怪,球状、多角状、条状、线状,什么都有可能。用某个尺寸来说明其大小,是十分勉强的,但也是不得已而为之。
过滤器的通流能力,指在同一压差情况下通过的流量。
液压油通过过滤器的压差,一部分是由过滤器中的通道造成的,另一部分是由滤芯造成的。由滤芯造成的压差,随着被阻挡的污染颗粒的增多而增加。
两者都受油液黏度影响。黏度越高,压差越大。
随着被阻挡的污染颗粒越来越多,滤芯的通流能力会越来越差,其表现是滤芯内外的压差越来越大。
滤芯能承受的压差是有限的,一般约为 1~2MPa。如果超过了,滤芯就会被压扁压溃。导致前期被阻挡下来的污染颗粒又全部进入油液,前功尽弃。
因此,必须设置一些保护措施。
1)如果滤芯前后的压差超过一定数据,如 0.5MPa,则开启旁路阀,油液不经过滤直接通过。
2)装压差显示器。
3)发出压差报警电信号。控制计算机可以根据此信号在控制台给出报警显示、蜂鸣声,甚至不准泵起动。
4)旁路阀和压差显示器或旁路阀与压差报警组合应用更好。
滤芯保护措施的图形符号
a)旁路阀 b)压差显示 c)压差报警
d)旁路阀组合压差显示 e)旁路阀组合压差报警
为阻挡各种来源的污染,降低污染颗粒的浓度,可以在液压系统的不同部位安装过滤器,不同位置过滤器的名称和要求不同。
1-油箱 2-吸油过滤器 3-辅助泵 4-低压过滤器 5-高压泵 6-高压过滤器 7-液压阀 8-回油过滤器 9-旁路过滤器 10-加油过滤器 11-通气过滤器
采用高过滤精度滤芯的效果
上图是对一个在干净环境中工作的液压系统中的尺寸>5μm 污染颗粒数的测试记录。最初采用的滤芯的过滤精度为 25μm。在运行了 182h(小时)后,每100mL液压油中颗粒数为2百万(A)。换为 3um 的滤芯,20min后,颗粒数降为2万(B)。继续工作了约300h后,颗粒数降到 2500(C)。再换为25μm的滤芯,100h后,颗粒数升到 80 万(D)。此记录清楚地表明